[发明专利]一种自主式割草机及其导航系统

说明书

本发明公开了一种自主式割草机(100)和用于导航该割草机的系统。所述自主式割草机(100)包括具有至少一个马达(210)的割草机主体(102)，所述至少一个马达被布置成驱动切割刀片(212b)并且经由轮装置将所述割草机主体(102)推进到操作表面上。所述割草机主体(102)包括被布置成协助控制器(202)在预定操作区域(208)内控制所述割草机主体(102)的操作的导航系统(204)。该系统包括多个导航模块(202)，每个导航模块被布置成获得与所述自主式割草机(100)的导航相关的单独导航信息。所述导航模块(202)用于在初始化模式期间生成所述割草机(100)的所述操作区域(208)的虚拟表示，并且在所述割草机(100)的所述操作期间利用获得的所述导航信息处理所述操作区域(208)的所述虚拟表示。

技术领域

本发明涉及一种自主式割草机及其导航系统，尤其但不排他地，涉及一种自主式割草机，其使用导航系统来控制自主式割草机在其操作期间的导航。

背景技术

草坪的维护需要大量的人力劳动，包括不断浇水，施肥和修剪草坪以保持健康的草地覆盖。尽管有时可以通过使用喷洒器或灌溉系统以最小的劳力来处理浇水和施肥，但是割草过程是需要园丁的大量体力劳动的一个过程。

割草机的设计者和制造商已经尝试了一段时间来制造自主式割草机以取代传统的推拉式割草机。然而，景观的不可预测性以及创建准确和可用产品的成本意味着许多自主式割草机根本不能以足够的性能水平执行。

这部分是由于花园有许多不同的品种和形状，具有不同的高度和轮廓。因此，自主式割草机在导航这些不同类型的地形时遇到了很大的麻烦。反过来，许多推式割草机仍然受到用户的青睐，因为它们的性能和控制仍然可以手动控制以克服与不同景观轮廓相关的问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种自主式割草机，包括：割草机主体，其具有至少一个马达，该马达被布置成驱动切割刀片并经由轮装置在操作表面上推进割草机主体，其中，割草机主体包括导航系统，该导航系统被布置成协助控制器以控制割草机主体在预定操作区域内的操作。

在第一方面的实施例中，导航系统包括多个导航模块，每个导航模块被布置成获得与割草机的导航相关的导航信息。

在第一方面的实施例中，控制器进一步处理导航信息以控制割草机的操作。

在第一方面的实施例中，导航信息包括割草机的轮装置行进的距离和方向，预定操作区域的勘测表示，靠近割草机的障碍物的位置，割草机的方向和加速度或其中一个或多个的任何组合。

在一个示例性实施例中，割草机的方向可以通过被布置成提供割草机的方位的磁力计来获得，而割草机在3个轴上的取向可以通过陀螺仪装置获得。陀螺仪和磁力计可以在具有加速度计或气压计的惯性测量单元(IMU)内整体地实现。

在第一方面的实施例中，导航系统包括测距模块，其被布置成跟踪割草机主体在操作表面上的移动。

在第一方面的实施例中，测距模块被布置成通过确定轮装置的至少一个轮的旋转距离来跟踪割草机主体在操作表面上的移动。

在第一方面的实施例中，测距模块包括一个或多个传感器，其被布置成检测轮装置的至少一个轮中的每一个的旋转速率。

在第一方面的实施例中，将每个轮的旋转速率应用于传动比以确定轮的旋转距离。

在第一方面的实施例中，马达的旋转速率被应用于确定轮的旋转距离的传动比。

在第一方面的实施例中，一个或多个传感器被设置在每个驱动马达上，驱动马达被布置成驱动轮装置的一对相对轮。

在第一方面的实施例中，测距模块被布置成与设置在每个驱动马达上的一个或多个传感器通信以确定一对相对轮中的每一个的行进距离和行进方向。