手推割草机及其控制方法

技术领域

本发明涉及电动工具技术领域，特别是涉及一种手推割草机及其控制方法。

背景技术

现有的可行走的电动工具，例如割草机和扫雪机等，均设置有用于用户推行的操作。以割草机为例，割草机一般是依靠操作者施加于操作杆的推力在地面行进并进行切割操作。为了提高割草机的自驱功能以及用户体验，目前已经出现了能够自动调节割草机行进速度的技术，具体为，在操作杆上设置一可相对于操作杆移动的把手，通过传感器检测把手相对于操作杆的位置并输出信号，控制器根据传感器的输出信号控制驱动电机，进而调节割草机的行进速度。该方案虽然在一定程度上能够根据用户的推力自动调整割草机的行进速度，但是实际使用时，把手一旦相对于操作杆抖动便会引起速度的变化，导致割草机行进速度较为不稳定，影响使用性能。

发明内容

基于此，有必要针对现有的割草机行进速度不稳定的问题，提供一种手推割草机及其控制方法。

一种手推割草机，包括：

主体；

行进滚轮，与所述主体连接；

驱动电机，与所述行进滚轮连接，用于驱动所述行进滚轮转动；

握持装置和连接杆，所述握持装置供使用者握持，所述连接杆分别连接所述主体和所述握持装置，所述握持装置能够在外界作用力下相对于所述连接杆位移；

第一检测装置，用于检测所述握持装置相对于所述连接杆的位置；

控制装置，分别与所述检测装置、所述驱动电机连接，用于根据所述握持装置相对于所述连接杆的位置调整所述驱动电机的加速度；

所述握持装置相对于所述连接杆具有多个不同的位置区域，各所述位置区域对应所述驱动电机不同的加速度；

所述多个不同的位置区域包括稳速区域、加速区域和减速区域，所述握持装置不受外力作用时自动处于稳速区域中部，当所述握持装置处于所述稳速区域时，所述驱动电机的加速度为0；当所述握持装置在外力作用下朝靠近所述主体方向位移时可由所述稳速区域进入所述加速区域，当所述握持装置在外力作用下朝远离所述主体方向位移时可由所述稳速区域进入所述减速区域。

在其中一个实施例中，所述加速区域包括多个子加速区域，各所述子加速区域所对应的驱动电机的加速度不同，所述减速区域包括多个子减速区域，各所述子减速区域所对应的驱动电机的加速度不同。

在其中一个实施例中，所述加速区域包括第一子加速区域和第二子加速区域，当所述握持装置朝靠近所述主体方向位移时，依次经过所述第一子加速区域和所述第二子加速区域，当所述握持装置位于所述第一子加速区域时所对应的驱动电机的加速度小于当所述握持装置位于所述第二子加速区域时所对应的驱动电机的加速度。

在其中一个实施例中，所述减速区域包括第一子减速区域和第二子减速区域，当所述握持装置朝远离所述主体方向位移时，依次经过所述第一子减速区域和所述第二子减速区域，当所述握持装置位于所述第一子减速区域时所对应的驱动电机的加速度大于当所述握持装置位于所述第二子减速区域时所对应的驱动电机的加速度。

在其中一个实施例中，还包括：

第二检测装置，分别与所述驱动电机、所述控制装置连接，用于检测所述驱动电机的速度，并反馈给所述控制装置；

所述控制装置还用于根据所述第二控制装置的反馈信息调节所述驱动电机的速度。

在其中一个实施例中，所述第一检测装置包括相互配合的霍尔传感器和磁铁。

在其中一个实施例中，所述霍尔传感器设置于所述握持装置上，所述磁铁设置于所述连接杆上；

或，所述霍尔传感器设置于所述连接杆上，所述磁铁设置于所述握持装置上。

在其中一个实施例中，所述第一检测装置包括相互配合的光电传感器和光源，所述光电传感器设置于所述握持装置上，所述光源设置于所述连接杆上；或，所述光电传感器设置于所述连接杆上，所述光源设置于所述握持装置上。

在其中一个实施例中，所述第一检测装置为电位器，所述电位器包括调节杆和电阻器，所述调节杆设置于所述握持装置上，所述电阻器设置于所述连接杆上；或，所述调节杆设置于所述连接杆上，所述电阻器设置于所述握持装置上。

一种上述手推割草机的控制方法，包括：

通过第一检测装置检测握持装置相对于连接杆的位置；

通过控制装置根据所述握持装置相对于连接杆的位置调整驱动电机的加速度，所述握持装置相对于连接杆具有多个不同的位置区域，各所述位置区域对应所述驱动电机不同的加速度。

本申请提供的手推割草机，当用户行走速度发生变化时，握持装置相对于连接杆的位置便会发生变化，第一检测装置能够基于握持装置相对于连接杆的位置产生检测信号，控制装置再根据第一检测装置的检测信号调整驱动电机的加速度，即，控制装置能够根据用户的行走速度调整驱动电机的加速度，使得手推割草机的速度适应用户的速度。由于控制装置调节的是当握持装置相对于连接杆处于不同位置区域时驱动电机的加速度，使得实际使用时，握持装置即使发生抖动，只要位于同一位置区域内，驱动电机的加速度也可以保持稳定，即，速度仍处于平稳的增加或减小或不变的状态。另外，当位置区域发生变化，也仅仅是在变化的瞬间，驱动电机的加速度会发生变化，并且用户实际能够感受到的速度变化较小。

附图说明

图1为本发明实施例提供的手推割草机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的手推割草机的握持装置和连接杆的连接示意图；

图3为本发明实施例提供的手推割草机的握持装置所处各个位置区域的示意图。

附图标记：

10-主体；11-行进滚轮；12-驱动电机；13-握持装置；14-连接杆；15-第一检测装置；151-第一霍尔传感器；152-第二霍尔传感器；153-磁铁；16-控制装置；17-锁定钮；18-稳定区域；19-加速区域；191-第一子加速区域；192-第二子加速区域；20-减速区域；201-第一子减速区域；202-第二子减速区域；100-弹性组件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件或者一个元件与另一个元件“相连”，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，并且应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域中的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例提供了一种具有行进功能的手推割草机。

如图1和图2所示，本实施例所提供的手推割草机包括主体10、行进滚轮11、驱动电机12、握持装置13、连接杆14、第一检测装置15以及控制装置16。

其中，主体10包括切割装置，切割装置可旋转地连接于主体10下方，用于执行切割动作。行进滚轮11安装于主体10的下方或侧边，用于支撑主体10并带动主体10行进。驱动电机12与行进滚轮11连接，用于为行进滚轮11提供驱动力，以驱动行进滚轮11转动行进。握持装置13供使用者握持，连接杆14分别连接主体10和握持装置13，握持装置13能够在外界作用力下相对于连接杆14位移。这里需要说明的是，握持装置13与连接杆14之间设置有弹性组件100，当无外界推力时，握持装置13与连接杆14在弹性组件100的作用下处于稳定状态，当出现外界作用力时，握持装置13在外界力的作用下克服弹性组件100的作用力，相对于连接杆14产生位移。具体地，当用户的行走速度大于行进滚轮11的行进速度时，握持装置13会受力朝向靠近主体10方向发生位移，当用户行走速度小于行进滚轮11的行进速度时，握持装置13会受到拉力朝向远离主体10方向发生位移。本实施例中，握持装置13的位移方向可以为连接杆14的轴向。

第一检测装置15用于检测握持装置相对于连接杆的位置，具体为，第一检测装置15基于握持装置13相对于连接杆14的位置产生检测信号，控制装置16分别与第一检测装置15、驱动电机12连接，用于接收所述检测信号并基于检测信号调整所述驱动电机12的加速度。

作为一种可选的实施方式，如图2所示，第一检测装置15可以为相互配合使用的霍尔传感器和磁铁153，霍尔传感器设置于握持装置13上，磁铁153设置于连接杆14上。

具体地，本实施例中，霍尔传感器的数量设置为两个，为第一霍尔传感器151和第二霍尔传感器152。在握持装置13不受外界推力的情况下时，第一霍尔传感器151和第二霍尔传感器152对称分布于磁铁153的两侧。假设第一霍尔传感器151靠近用户，第二霍尔传感器152靠近主体10，当握持装置13受到外界推力(即，用户速度大于主体10行进速度)，握持装置13朝向主体10靠近，而连接杆14不动，即，握持装置13相对于连接杆14发生朝向主体10方向的位移，此时，第一霍尔传感器151靠近磁铁153，第二霍尔传感器152远离磁铁153，第一霍尔传感器151检测到的磁铁153强度增大，输出的霍尔电压增大，第二霍尔传感器152检测到的磁场强度减小，输出的霍尔电压减小。

当握持装置13受到的外界推力减小(即，用户速度和主体10行进速度逐渐接近)时，握持装置13逐渐恢复至原位，即，第一霍尔传感器151和第二霍尔传感器152复位，即，对称分布于磁铁153两侧，此时，第一霍尔传感器151和第二霍尔传感器152检测到的磁场强度相同，两者的输出电压相同。

当握持装置13受到的外界的推力进一步减小至小于0，即受到外界的拉力(即，用户速度小于主体10行进速度)时，握持装置13相对于连接杆14朝远离主体10的方向发生位移，此时，第一霍尔传感器151远离磁铁153，第二霍尔传感器152靠近磁铁153，第一霍尔传感器151检测到的磁场强度减小，输出的霍尔电压减小，第二霍尔传感器152检测到的磁场强度增大，输出的霍尔电压增大。

由于握持装置13所受外界力发生变化，即，用户速度与主体10行进速度之间的关系发生变化时，握持装置13相对于连接杆14的位置会发生变化，第一检测装置15产生的检测信号即会发生变化。控制装置16则会根据不同的检测信号来调整驱动电机12的加速度，以使主体10的速度与用户速度相适应。以上述霍尔传感器为例，当握持装置13相对于连接杆14发生位移时，第一霍尔传感器151和第二霍尔传感器152感应到的磁场强度会发生变化，从而输出的霍尔电压发生变化，控制器根据第一霍尔传感器151和第二霍尔传感器152输出的霍尔电压来控制驱动电机12。

作为可替换实施方式，霍尔传感器设置于连接杆14上，磁铁153设置于握持装置13上。即，当握持装置13相对于连接杆14发生位移时，握持装置13上的磁铁153也相对于连接杆14上的霍尔传感器发生位移，霍尔传感器检测到的磁场会发生变化，进而输出的霍尔电压发生变化，控制装置16根据霍尔电压来控制驱动电机12。

作为第一种变形，第一检测装置15可以为相互配合的光电传感器和光源，光电传感器设置于握持装置13上，光源设置于连接杆14上。该变形实施方式中的光电传感器的数量可以设置为两个，为第一光电传感器和第二光电传感器，第一光电传感器和第二光电传感器均设置于握持装置13上，光源设置于连接杆14上。当握持装置13相对于连接杆14发生朝向主体10方向的位移，此时，第一光电传感器靠近光源，第二光电传感器远离光源，第一光电传感器检测到的距离信号增大，第二光电传感器检测到的距离信号减小。当握持装置13相对于连接杆14发生朝向远离主体10方向的位移，第一光电传感器远离光源，第二光电传感器靠近光源，第一光电传感器检测到的距离信号减小，第二光电传感器检测到的距离信号增大。即，握持装置13相对于连接杆14发生位移时，第一光电传感器和第二光电传感器输出的距离信号会发生变化。

作为可替换实施方式，光电传感器设置于连接杆14上，光源设置于握持装置13上。即，当握持装置13相对于连接杆14发生位移时，握持装置13上的光源也相对于连接杆14上的光电传感器发生位移，光电传感器检测到的距离信号发生变化，控制装置16根据光电传感器的距离信号控制驱动电机12。

作为第二种变形，第一检测装置15可以为电位器，电位器包括调节杆和电阻器，调节杆设置于握持装置13上，电阻器设置于连接杆14上，握持装置13相对于连接杆14位移的同时，调节杆在电阻器上进行调节。当握持装置13相对于连接杆14发生位移时，设置于握持装置13上的调节杆也会在连接杆14上的电阻器上发生位移，电位器输出的电压信号发生变化，控制装置16则根据电位器输出的电压信号控制驱动电机12。

作为可替换实施方式，调节杆设置于连接杆14上，电阻器设置于握持装置13上。即，握持装置13相对于连接杆14位移的同时，握持装置13上的电阻器会相对于连接杆14上的调节杆发生位移，即，调节杆调节电阻器的电阻，电位器输出的电压信号发生变化，控制装置16则根据电位器输出的电压信号控制驱动电机12。

除了上述的霍尔传感器、光电传感器、电位器，第一检测装置15还可以选用其他带有同样功能的电子元器件，只要能够基于握持装置13相对于连接杆14的位置的变化产生电信号的均可实现本申请的目的。

本实施例中，握持装置13相对于连接杆14具有多个不同的位置区域，各位置区域对应驱动电机12不同的加速度，每个位置区域内的驱动电机12的加速度相同。即是说，握持装置13在单个位置区域范围内发生位移时，驱动电机12的加速度保持不变，跨位置区域发生位移时，驱动电机12的加速度会发生变化。

以上述霍尔传感器为例，实际应用时，当第一霍尔传感器151和第二霍尔传感器152输出的霍尔电压在一定变化范围内时，可认定为握持装置13相对于连接杆14处于同一个位置区域，控制装置16控制驱动电机12的加速度保持不变，当第一霍尔传感器151和第二霍尔传感器152输出的霍尔电压超出该变化范围时，则认定为握持装置13相对于连接杆14处于另一位置区域，控制装置16控制驱动电机12的加速度变化。

由此，当用户行走速度发生变化时，握持装置13相对于连接杆14的位置便会发生变化，第一检测装置15能够基于握持装置13相对于连接杆14的位置产生检测信号，控制装置16再根据第一检测装置15的检测信号调整驱动电机12的加速度，即，控制装置16能够根据用户的行走速度调整驱动电机12的加速度，使得手推割草机的速度适应用户的速度。

另外，由于各位置区域对应驱动电机12不同的加速度，每个位置区域内的驱动电机12的加速度相同。因此，实际应用时，握持装置13即使发生抖动，只要位于同一位置区域内，驱动电机12的加速度也保持稳定不变，即，速度仍处于平稳的增加或减小或不变的状态。另外，当位置区域发生变化，也仅仅是在变化的瞬间，驱动电机12的加速度会发生变化，并且用户实际能够感受到的速度变化较小。

作为一种可选的实施方式，驱动电机12的加速度按各位置区域的排列方向递增或递减。即，驱动电机12的加速度随握持装置13所在位置区域变化的变化具有一定的线性关系，使得，驱动电机12的加速度的变化较为平稳，不会发生突变，提高了该手推割草机的使用稳定性。

作为一种可选的实施方式，握持装置13朝靠近主体10的方向位移时，驱动电机12的加速度递增，握持装置13朝远离主体10的方向位移时，驱动电机12的加速度递减。握持装置13朝靠近主体10的方向位移时，即，用户的行走速度大于主体10的行进速度，此时，控制装置16控制驱动电机12的加速度递增，有助于主体10的行进速度能够平稳增加至用户的行走速度。当握持装置13朝远离主体10的方向位移，即用户的行走速度小于主体10的行进速度，此时，控制装置16控制驱动电机12的加速度递减，有助于主体10的行进速度能够平稳减小至用户的行走速度。

作为一种可选的实施方式，如图3所示，位置区域包括稳速区域18，当握持装置13不受外力作用时，握持装置13和连接杆14在弹性组件100的作用下自动处于初始稳定状态，此时，握持装置13相对于连接杆14位于稳速区域18中部位置，驱动电机12的加速度为0。当握持装置13相对于连接杆14位于稳速区域18时，设置驱动电机12的加速度为0，即，行进滚轮11的行进速度保持不变，此时，用户无需给握持装置13提供推力，仅需扶住握持装置13，使握持装置13保持在当前位置区域内即可保持主体10速度恒定不变。即使，握持装置13意外抖动而相对于连接杆14发生前后位移，只要位于该位置区域内，主体10的行进速度也保持不变，稳定性较好。

作为一种可选的实施方式，如图3所示，位置区域包括分布于稳速区域18两侧的加速区域19和减速区域20，当握持装置13在外力作用下朝靠近所述主体10方向位移时可由所述稳速区域18进入所述加速区域19，当所述握持装置13在外力作用下朝远离所述主体10方向位移时可由所述稳速区域18进入所述减速区域20。当握持装置13相对于连接杆14位于加速区域19时，驱动电机12的加速度大于0，当握持装置13相对于连接杆14位于减速区域20时，驱动电机12的加速度小于0。本实施例中，加速区域19位于稳速区域18靠近主体10的一侧，减速区域20位于稳速区域18远离主体10的一侧。实际应用时，当握持装置13相对于连接杆14位于加速区域19时，驱动电机12的加速度大于0，即，行进滚轮11加速，反之，当握持装置13相对于连接杆14位于减速区域20时，驱动电机12的加速度小于0，即，行进滚轮11减速。

作为一种可选的实施方式，加速区域19还可以包括多个子加速区域，各个子加速区域对应的驱动电机的加速度不同，减速区域20还可以包括多个子减速区域，各个子减速区域对应的驱动电机的加速度不同。即，通过设置具有不同加速度的子加速区域和子减速区域，可进一步适应用户变化的步行速度，提高该割草机的自动化程度。

作为进一步可选的实施方式，加速区域19包括第一子加速区域191和第二子加速区域192，当握持装置13朝靠近主体10方向位移时，依次经过第一子加速区域191和第二子加速区域192，当握持装置13位于第一子加速区域191时所对应的驱动电机12的加速度小于当握持装置13位于第二子加速区域192时所对应的驱动电机12的加速度。即，对主体10的加速区域19再进行分区，使得，当握持装置13越过稳速区域18到达加速区域19后，加速度的增加具有一定的层次，主体10能够平稳加速。

减速区域20包括第一子减速区域201和第二子减速区域202，当握持装置13朝远离主体10方向位移时，依次经过第一子减速区域201和第二子减速区域202，当握持装置13位于第一子减速区域201时所对应的驱动电机12的加速度大于当握持装置13位于第二子减速区域202时所对应的驱动电机12的加速度。即，对主体10的减速区域20再进行分区，使得，当握持装置13由稳速区域18到达减速区域20后，加速度的减小具有一定的层次，主体10能够平稳减速。

各个子加速区域和子减速区域的加速度的大小可以根据实际需求进行设定，只要满足单调性即可，在此不做限制。

本实施例中，可以单独对加速区域19进行再分区，也可以单独对减速区域20进行再分区，还可以同时对加速区域19和减速区域20进行再分区，可根据实际需求而设定。

需要说明的是，控制装置16对驱动电机12的控制实际是调节驱动电机12的电压，进而调节其转速，同时通过程序设定，调节其加速度。

作为一种可选的实施方式，本实施例中的手推割草机还包括第二检测装置，第二检测装置分别与驱动电机12、控制装置16连接，用于检测驱动电机12的速度，并反馈给控制装置16。控制装置16还用于根据第二控制装置16的反馈信息调节驱动电机12的速度。其中，第二检测装置为速度传感器，通过速度传感器为控制装置16提供反馈信息，由此可提高控制装置16的调节精确度。

作为一种可选的实施方式，如图2所示，该手推割草机还包括锁定钮17，锁定钮17可以用于固定握持装置13和连接杆14，使握持装置13和连接杆14的相对位置保持不变。由此，当握持装置13处于稳速区域18时，可通过锁定钮17将握持装置13和连接杆14固定住，使得握持装置13相对于连接杆14的位置保持不变，始终处于稳速区域18，驱动电机12的速度保持稳定。另外，在手推割草机启动之前，也可以根据需求选择通过锁定钮17将握持装置13和连接杆14固定住。

本实施例还提供了一种上述手推割草机的控制方法，包括以下步骤：

步骤S10、通过第一检测装置检测握持装置相对于连接杆的位置。关于第一检测装置如何检测握持装置相对于连接杆的位置，请参考上述手推割草机的相关描述，在此不赘述。

步骤S11、通过控制装置根据握持装置相对于连接杆的位置调整驱动电机的加速度，握持装置相对于连接杆具有多个不同的位置区域，各位置区域对应驱动电机不同的加速度。关于控制装置对驱动电机的控制以及位置区域，请参见上述手推割草机的相关描述，在此不赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。