一种用于自行走设备的配重调节结构及方法

技术领域

本发明属于自行走设备技术领域，具体涉及一种用于自行走设备的配重调节结构及方法。

背景技术

自行走设备为了稳定机身，通常会在机身上设置配重增加整机重量，让设备可以更稳定的运行。同时，自行走设备安装配重部件后，需要保证设备重心位于整机中心位置，保证整机运行稳定，避免在颠簸起伏路面运行时出现机体翻倒的情况。由于配重结构安装固定后，整机重心即固定，自行走设备在上坡时，整机重心与驱动轮(通常为后轮)水平距离拉近，当上坡角度较大时，自行走设备容易向后翻滚发生事故。

一些机型为了防止设备驱动轮(一般为后轮)打滑，会在机身后轮位置设置配重，通常此类配重的重心会设置在驱动轮轮轴上方或者与驱动轮轴线重合。当配重重心在驱动轮轮轴上方时，设备在上坡时，配重重心可能会移动至驱动轮轮轴后方，加大了设备向后翻倒的风险。当配重重心与驱动轮轴线重合时，设备在平坦路面行驶时防打滑效果较好，但在上坡情况下，可能会导致后轮轴处重量过于集中，也会有设备翻倒的风险。

发明内容

为解决自行走设备在坡道上行驶时容易翻倒(上坡时容易向后翻倒，在下坡时容易向下翻倒)的问题，本发明提供了一种用于自行走设备的配重调节结构及方法。

为实现以上目的的技术解决方案如下：

一种用于自行走设备的配重调节结构，所述配重调节结构包括配重调节机构，所述配重调节机构能够根据所述自行走设备的机身俯仰角度调节设备的重心位置。

进一步地，所述配重调节机构包括配重块和运动部件，所述配重块能够在运动部件的带动下改变位置。

进一步地，所述配重调节机构为移动式，所述运动部件为液压推杆或丝杠，所述配重块与机身之间设置有导向结构，所述配重块能够在液压推杆或丝杠的带动下前后移动。

进一步地，所述配重调节机构为移动式，所述运动部件为移动滑台，所述配重块能够在移动滑台的带动下前后移动。

进一步地，所述配重调节机构为转动式，所述配重块的一端与机身铰接，所述运动部件能够带动所述配重块围绕铰接点转动。

进一步地，所述配重调节机构为转动式，所述配重块的一端为齿轮结构，所述运动部件为电机，所述电机的输出端包括与所述配重块一端的齿轮结构啮合的齿轮，所述电机转动能够带动配重块转动。

进一步地，所述配重块为对称结构。

进一步地，所述自行走设备是割草机器人。

进一步地，还包括角度传感器，所述角度传感器用于检测机身的俯仰角度，所述运动部件根据角度传感器检测的角度进行运动。

一种根据上述的用于自行走设备的配重调节结构的调节方法，

当所述角度传感器检测到机身的俯仰角小于一预设阈值时，所述配重块位于第一位置；

当所述角度传感器检测到机身的俯仰角大于或等于所述预设阈值时，此时设所述设备位于高度最高的一端为前端、位于高度最低的一端为后端，所述运动部件带动所述配重块运动至第二位置，所述第二位置比第一位置更靠近所述设备的前端。

进一步地，当所述配重调节机构为转动式时，若所述角度传感器检测到机身的俯仰角为0，则所述第一位置为配重块的重心位于设备后轮轴线正上方的位置。

进一步地，若所述角度传感器检测到机身的俯仰角大于或等于所述预设阈值时，所述运动部件带动所述配重块转动并保证所述配重块的重心始终位于设备后轮轴线正上方。

进一步地，若所述角度传感器检测到机身的俯仰角大于或等于所述预设阈值时，所述运动部件带动所述配重块转动并保证所述配重块的重心始终位于设备后轮轴线的前端处。

进一步地，当所述配重调节机构为转动式时，所述配重块与机身的铰接点位于设备后轮轴线上，若所述角度传感器检测到机身的俯仰角为0，则所述第一位置为配重块的重心位于设备后轮轴线正上方的位置，若所述角度传感器检测到机身的俯仰角为A且大于或等于所述预设阈值，则运动部件带动配重块转动的角度为A+B，B＞0。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明根据机身角度传感器测得的角度数值，判断自行走设备是否处于上、下坡状态，当自行走设备处于上坡状态时，配重调节结构通过调整配重块位置调整整机重心向设备头部移动，当自行走设备处于下坡状态时，配重调节结构通过调整配重块位置调整整机重心向设备尾部移动，降低设备翻倒的可能性；

(2)本发明根据机身角度传感器测得的机身仰角数值，调节配重块位置，使配重块重心始终位于后轮轴线前方，在保证配重块起到防止后轮打滑作用的同时，降低自行走设备翻倒的可能性。

附图说明

图1为带有配重调节机构的自行走设备示意图。

图2为实施例1配重调节机构示意图一。

图3为实施例1配重调节机构放大图。

图4为实施例1配重调节机构使用状态图。

图5为实施例1配重调节机构示意图二。

图6为实施例2配重调节机构示意图一。

图7为实施例2配重调节机构使用状态图。

图8为实施例2配重调节机构使用状态放大图。

图9为实施例2配重调节机构示意图二。

图中，1、机身；2、驱动轮；3、切割单元；4、配重调节机构；5、角度传感器；6、主控制单元；401a、401b均为配重块；402a、402b、402c、402d均为运动部件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明提供一种用于自行走设备的配重调节结构，如图1所示，自行走设备包括机身1、驱动单元、主控制单元6；驱动单元包括由动力装置带动的驱动轮2。机身1内设置有配重调节机构4，配重调节机构4包括配重块401和运动部件402，配重块401在运动部件402带动下可在机身1内移动，调整整机重量分布，调节其重心位置。机身1内还设置有角度传感器5用于检测机身1俯仰角度，运动部件根据角度传感器5检测数值进行运动，改变配重块401位置。

以下实施例中以割草机器人为例。

实施例1

如图1和2所示的一种割草机器人，包括机身1、驱动单元、切割单元3和主控制单元6；驱动单元包括由动力装置带动的驱动轮2。机身1内设置有配重调节机构4，配重调节机构4包括配重块401a和运动部件402a，如图3所示，运动部件402a为液压推杆，可推动配重块401a前后移动。实际使用过程中，当割草机器人处于平坦路面时，配重块401a处于第一位置，当割草机器人处于上坡状态时，如图4所示，配重块401a在运动部件402a带动下，运动至第二位置，第二位置较第一位置更靠近机器人头部，使整个割草机器人重心前移，前移后的重心距离驱动轮2水平距离增大，使得整机不易向后翻倒，在坡面上能更加稳定的前进。

为使配重块401a方便移动，如图3所示，配重块401a与机身1之间可以设置轨道等导向结构。运动部件也可以是其他可以带动物体移动的结构，如移动滑台、丝杠结构等，如图5所示的一种重心调节机构，运动部件402b为设置在机身1上的机械滑台，配重块401a可在机械滑台带动下前后移动。

该实施例的自行走设备的配重调节方法为：

1、自行走设备上设置有角度传感器5检测机身1俯仰角度，当角度传感器5检测到机身1仰角小于预设阈值(该值可以为0也可以大于0)时，配重块在运动部件带动下处于第一位置；

2、当角度传感器5检测到机身1仰角大于或等于预设阈值时，此时设所述割草机器人位于高度最高的一端为前端、位于高度最低的一端为后端，所述运动部件带动所述配重块运动至第二位置，所述第二位置比第一位置更靠近所述设备的前端，具体地，在上坡时，机器人头部高尾部低，此时头部为前端，尾部为后端，第二位置较第一位置更靠近机器人头部；在下坡时，机器人头部低尾部高，此时头部为后端，尾部为前端，第二位置较第一位置更靠近机器人尾部。

实施例2

如图6所示的割草机器人，机身1内设置有配重调节机构，配重调节机构包括配重块401b和运动部件402c，配重块401b一端交接于机身1，运动部件402c为电动推杆，配重块401b可在运动部件402c带动下转动，配重块401b转动的同时，其自身重心发生位置变动。如图6所示，当割草机器人位于平坦路面时，配重块401b重心位于后轮轴线正上方。如图7和8所示，当割草机器人处于上坡时，配重块401b在运动部件402c推动下转动，配重块401b重心保持在后轮轴线正上方。

运动部件还可以是其他可带动物体转动的结构，如图9所示，配重块401b一端为齿轮结构，运动部件402d为电机，电机输出端位于配重块端部啮合的齿轮，电机转动可以带动配重块转动，配重块围绕端部齿轮中心轴转动。

基于上述配重调节机构的自行走设备的重心调节方法为：

1、自行走设备上设置有角度传感器5检测机身1俯仰角度；

2、自行走设备俯仰角度为0时，配重块在重心位于后轮轴线正上方；

3、运动部件根据角度传感器5测得的自行走设备仰角数值，带动配重块转动，保证配重块重心始终位于后轮轴线正上方。

在实际应用过程中，自行走设备处于上、下坡状态时，为保证设备稳定运行，尽可能降低设备向后翻倒的可能性，其后轮处的配重块重心更优的应处于后轮轴线前方，靠近机身1中间位置。下面提供一种实施方式：

如图6所示割草机器人，机身1内设置有配重调节机构，配重调节机构包括配重块和运动部件，配重块一端交接于机身1，运动部件为电动推杆，配重块可在运动部件带动下转动，配重块与机身1铰接点位于后轮轴线上，配重块为对称结构，其重心位于中轴线上。基于上述结构的配重调节方法如下：

1、自行走设备上设置有角度传感器5检测机身1俯仰角度；

2、自行走设备俯仰角度为0时，配重块在重心位于后轮轴线正上方；

3、运动部件根据角度传感器5测得的自行走设备仰角数值A，带动配重块转动，其转动角度为A+B；B为补偿角度，可人为设定的常量。保证配重块重心始终位于后轮轴线前方，降低自行走设备向后翻倒的可能性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。