园林工具及其驱动控制方法与流程

本技术涉及园林工具，尤其涉及一种园林工具及其驱动控制方法。

背景技术：

1、园林工具通常用于户外作业，例如扫雪机、割草机、清扫机等。以扫雪机为例，扫雪机在清理积雪的过程中需要在地面上移动，用户通常需要握持把手对设备主体进行扶持、引导和方向调整。为降低用户推行设备的劳动强度，部分园林工具设置有自驱模块，以通过自驱模块驱使设备主体前进、后退或者转向。

2、相关技术中，自驱模块通常通过操纵杆、拨杆、按键、扳机或者档位开关等独立操控件进行控制。上述操控件虽然能够实现自驱控制，但其通常与用户握持的把手相对独立，用户在握持把手以扶持和引导园林工具行走时，还需要额外操作独立操控件来输入前进、倒退、转向或者调速等控制意图，导致扶持动作与自驱控制动作相互分离，操控不够直观。并且，相关控制方式通常难以充分利用把手在多个方向上的位置变化或者受力变化来同时确定设备主体的运动类型和自驱模块的控制参数，影响园林工具自驱操控的便利性和行走控制的灵活性。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本技术提供了一种园林工具及驱动控制方法，以提高园林工具自驱操控的直观性、便利性和行走控制的灵活性。

2、根据本技术实施例的第一方面，提供一种园林工具，该园林工具包括设备主体、自驱模块、操控模块和控制模块，自驱模块设置于设备主体并驱使设备主体运动，操控模块设置于设备主体并包括至少一个操作把手，操作把手能够相对于设备主体在包括至少两个相交操作方向的操作范围内运动，控制模块获取操作把手的操作输入信息，并基于操作输入信息确定设备主体的运动类型和自驱模块的控制参数，以控制自驱模块按照运动类型和控制参数运行，操作输入信息包括操作把手的位置变化信息和受力信息中的至少一种。

3、如此设计，操作把手能够同时承担扶持和自驱输入功能，用户通过其方向、幅度、位置、压力等多种形式实现控制，即可控制运动类型和输出强度，提高操控直观性和便利性。

4、在一些可选的实施方式中，操作把手具有中立状态以及相对于中立状态向多个不同方向偏离的多个偏离状态，位置变化信息包括偏离状态的偏离方向和偏离量，控制模块基于偏离方向确定设备主体的运动类型，并基于偏离量确定自驱模块的控制参数。

5、如此设计，中立状态可作为判断基准，偏离方向对应运动意图，偏离量对应输出强度，使操作输入与设备运动形成直观对应关系。

6、在一些可选的实施方式中，多个偏离方向中的至少部分分别对应前进、倒退、停止、直行左转、直行右转、原地左转和原地右转中的一种运动类型。

7、如此设计，操作把手的不同偏离方向能够直接对应不同运动类型，便于用户通过把手的单一输入，设备能根据输出对应多种行走控制意图。

8、在一些可选的实施方式中，多个偏离状态的偏离方向包括第一偏离方向、第二偏离方向、第三偏离方向和第四偏离方向，第一偏离方向和第二偏离方向构成第一相对方向，第三偏离方向和第四偏离方向构成第二相对方向，第一相对方向和第二相对方向在操作平面内呈交叉布置。

9、如此设计，四个偏离方向可共同构成类似二维坐标的操作区域，便于识别单方向输入和复合方向输入，提高运动控制灵活性。

10、在一些可选的实施方式中，控制模块在偏离量小于或等于预设无动作阈值时，控制自驱模块不输出驱动力或者维持停止状态；在偏离量大于预设无动作阈值时，基于偏离方向和偏离量控制自驱模块工作。

11、如此设计，可在中立状态附近形成无动作区间，过滤轻微晃动和误碰；偏离量超过阈值后再执行有效控制，提高安全性和抗误触能力。

12、在一些可选的实施方式中，控制模块基于偏离量确定目标行进速度，且目标行进速度随偏离量的增大而增大。

13、如此设计，偏离量不仅用于判断有效输入，还用于调节行进速度，使用户可通过操作幅度控制速度大小，提高跟手性和精细化控制能力。

14、在一些可选的实施方式中，控制模块获取自驱档位信息，并基于自驱档位信息以及运动类型确定速度映射关系；当运动类型为前进运动类型或者倒退运动类型时，控制模块基于偏离量和速度映射关系确定目标行进速度。

15、如此设计，自驱档位信息用于确定速度范围，运动类型用于选择对应映射关系，偏离量用于细化目标速度，兼顾档位控制和连续调速。

16、在一些可选的实施方式中，在自驱档位信息相同且偏离量相同的情况下，控制模块基于前进运动类型确定的目标速度大于基于倒退运动类型确定的目标速度。

17、如此设计，前进时可保持较高作业效率，倒退时保持较低速度，降低视野受限或误操作带来的风险，兼顾效率与倒退安全性。

18、在一些可选的实施方式中，自驱档位信息由设置于园林工具的自驱档位控制子模块、与控制模块通信连接的外部操作终端中的至少一种提供。

19、如此设计，用户既可通过本机结构选择档位，也可通过外部操作终端设置档位，也可以通过控制模块中的控制子模块形成对应的档位映射控制，提高档位设置的便利性和适配性。

20、在一些可选的实施方式中，至少一个操作把手包括第一把手和第二把手，自驱模块包括左驱动电机和右驱动电机，左驱动电机和右驱动电机分别驱动设备主体左侧的驱动轮和右侧的驱动轮，控制模块分别获取第一把手对应的第一操作输入信息和第二把手对应的第二操作输入信息，并基于第一操作输入信息和/或第二操作输入信息确定左驱动电机和右驱动电机的控制参数，进而控制左驱动电机和右驱动电机运行。

21、如此设计，双把手输入可分别或共同参与左右驱动控制，便于实现直线行进、差速转向和原地转向。

22、在一些可选的实施方式中，控制模块根据第一操作输入信息和第二操作输入信息确定目标操作信息，并基于目标操作信息确定共用控制参数，进而基于共用控制参数控制左驱动电机和右驱动电机工作。

23、如此设计，可在双把手输入存在差异时选取或者拟合成合适的输入作为共同控制依据，使左右驱动电机同步输出，提高直线行进稳定性。

24、在一些可选的实施方式中，控制模块基于第一操作输入信息和第二操作输入信息分别确定第一控制参数和第二控制参数，并基于第一控制参数和第二控制参数分别控制左驱动电机和右驱动电机工作。

25、如此设计，左右驱动电机能够根据对应把手输入分别受控，便于形成差速输出，提高转向响应性和左右独立控制能力。

26、在一些可选的实施方式中，控制模块具有第一控制模式和第二控制模式；在第一控制模式下，左驱动电机和右驱动电机共用一个控制参数；在第二控制模式下，左驱动电机和右驱动电机分别基于对应侧的操作把手的偏离信息确定控制参数。

27、如此设计，可在同步控制和分侧控制之间切换，兼顾直线行进稳定性和转向操控灵活性。

28、在一些可选的实施方式中，控制模块基于第一操作输入信息确定第一候选控制参数，基于第二操作输入信息确定第二候选控制参数，并确定第一候选控制参数与第二候选控制参数之间的参数差值；当参数差值处于预设阈值范围时，控制模块切换成第一控制模式；当参数差值超出预设阈值范围时，控制模块切换成第二控制模式。

29、如此设计，可根据两侧输入差异自动选择同步控制或分侧控制，减少小差异导致跑偏，同时保留差速转向能力。

30、在一些可选的实施方式中，园林工具还包括用户操作模块，用户操作模块响应于用户操作生成模式选择信息，控制模块基于模式选择信息在第一控制模式和第二控制模式之间切换，用户操作模块包括设置于园林工具的本机操作件和/或与控制模块通信连接的外部操作终端，本机操作件包括按键、触控屏、旋钮和拨动开关中的至少一种，外部操作终端运行有移动终端应用程序。

31、如此设计，用户可根据作业场景主动选择同步控制或分侧控制，提高模式切换便利性和作业适配性。

32、在一些可选的实施方式中，控制模块基于第一操作输入信息和第二操作输入信息，控制左驱动电机和右驱动电机执行直线前进、直线后退、原地左转、原地右转、直行左转、直行右转、后退左转和后退右转中的至少一种动作。

33、如此设计，双把手输入能够覆盖多种行走动作，使设备主体具备更丰富的运动控制能力，提高复杂作业场景下的操控灵活性。

34、在一些可选的实施方式中，园林工具还包括倒退使动模块，倒退使动模块与控制模块电连接；控制模块在倒退使动模块被触发时，基于操作把手的位姿信息或受力信息，控制自驱模块进行倒退工作。

35、如此设计，倒退使动模块可作为倒退确认条件，避免误拉把手导致意外倒退，并可结合把手输入调节倒退输出强度。

36、在一些可选的实施方式中，园林工具还包括检测模块，检测模块检测至少一个操作把手的操作输入信息，操作输入信息包括操作把手的位置变化信息和受力信息中的至少一种，控制模块与检测模块电连接，并通过检测模块获取操作输入信息。

37、如此设计，检测模块能够将把手的位置变化或受力变化转换为控制模块可识别的输入信号，提高操作输入采集的准确性和可靠性。

38、在一些可选的实施方式中，检测模块包括压力检测单元和/或位置检测单元，压力检测单元检测操作把手在多个受力方向上的压力值，控制模块基于受力方向确定设备主体的运动类型并基于压力值确定自驱模块的控制参数；位置检测单元检测操作把手的位置变化信息，位置变化信息包括操作把手相对于中立状态的偏离方向和偏离量，控制模块基于偏离方向确定设备主体的运动类型并基于偏离量确定自驱模块的控制参数。

39、如此设计，可通过压力检测和位置检测中的至少一种识别用户操作意图，提高不同结构和使用场景下的检测适配性。

40、根据本技术实施例的第二方面，提供一种园林工具的驱动控制方法，园林工具包括设备主体、自驱模块以及操控模块，自驱模块用于驱使设备主体运动，操控模块包括至少一个操作把手，操作把手能够相对于设备主体在包括至少两个相交操作方向的操作范围内运动；驱动控制方法包括：获取操作把手的位置变化信息；基于位置变化信息确定设备主体的运动类型以及自驱模块的控制参数；控制自驱模块按照运动类型和控制参数运行。

41、如此设计，可通过方法步骤实现把手位置输入到自驱输出的转换，使园林工具控制逻辑清晰、易于软件实现。

42、在一些可选的实施方式中，操作把手具有中立状态以及相对于中立状态向多个不同方向偏离的多个偏离状态，位置变化信息包括偏离状态的偏离方向和偏离量；基于位置变化信息确定设备主体的运动类型以及自驱模块的控制参数的步骤包括：基于偏离方向确定设备主体的运动类型，并基于偏离量确定自驱模块的控制参数。

43、如此设计，以中立状态作为判断基准，利用偏离方向和偏离量分别确定运动类型和输出参数，提高控制逻辑的直观性。

44、在一些可选的实施方式中，基于偏离方向确定设备主体的运动类型的步骤包括：根据偏离方向与运动类型之间的预设对应关系，确定与当前偏离方向对应的运动类型，运动类型包括前进、倒退、停止、直行左转、直行右转、原地左转和原地右转中的至少一种。

45、如此设计，可通过预设对应关系快速识别运动类型，使把手方向输入能够稳定转换为设备运动动作。

46、在一些可选的实施方式中，基于偏离量确定自驱模块的控制参数包括：在偏离量小于或等于预设无动作阈值时，生成无效控制参数、停止控制参数或者不输出控制参数；在偏离量大于预设无动作阈值时，基于偏离方向和偏离量生成有效控制参数。

47、如此设计，可通过无动作阈值过滤小幅误输入，并在有效偏离后生成控制参数，提高控制安全性和抗干扰能力。

48、在一些可选的实施方式中，基于偏离量确定自驱模块的控制参数包括：基于偏离量确定目标行进速度，目标行进速度随偏离量的增大而增大。

49、如此设计，能够根据把手偏离幅度调节行进速度，使设备主体速度随用户操作幅度变化，提高速度控制的跟手性。

50、在一些可选的实施方式中，驱动控制方法还包括：获取自驱档位信息；基于自驱档位信息以及运动类型确定速度映射关系；基于偏离量和速度映射关系确定目标速度。

51、如此设计，档位信息用于选择速度范围，运动类型用于确定映射类别，偏离量用于确定具体速度，提高速度控制的层次性。

52、在一些可选的实施方式中，运动类型包括前进运动类型和倒退运动类型；在自驱档位信息相同且偏离量相同的情况下，基于前进运动类型确定的目标速度大于基于倒退运动类型确定的目标速度。

53、如此设计，方法可使前进速度高于倒退速度，前进时提升作业效率，倒退时降低安全风险。

54、在一些可选的实施方式中，操控模块包括第一把手和第二把手，自驱模块包括左驱动电机和右驱动电机；驱动控制方法还包括：获取第一把手对应的第一操作输入信息和第二把手对应的第二操作输入信息；基于第一操作输入信息和/或第二操作输入信息确定自驱模块的控制参数；基于控制参数控制左驱动电机和右驱动电机运行。

55、如此设计，方法能够基于双把手输入控制左右驱动电机，实现同步输出或差速输出，提高行走控制灵活性。

56、在一些可选的实施方式中，基于第一操作输入信息和/或第二操作输入信息确定自驱模块的控制参数的步骤包括：根据第一操作输入信息和第二操作输入信息确定目标操作信息；基于目标操作信息确定共用控制参数，并基于共用控制参数控制左驱动电机和右驱动电机工作。

57、如此设计，可由双把手输入中确定共同控制依据，减少输入差异引起的左右输出不一致，提高直线控制稳定性。

58、在一些可选的实施方式中，基于第一操作输入信息和/或第二操作输入信息确定自驱模块的控制参数的步骤包括：基于第一操作输入信息和第二操作输入信息分别确定第一控制参数和第二控制参数；基于控制参数控制左驱动电机和右驱动电机运行的步骤包括：基于第一控制参数和第二控制参数分别控制左驱动电机和右驱动电机工作。

59、如此设计，方法能够分别控制左右驱动电机，使设备主体可通过差速实现转向或原地转向，提高左右独立控制能力。

60、在一些可选的实施方式中，驱动控制方法还包括：确定第一控制模式或者第二控制模式；在第一控制模式下，使左驱动电机和右驱动电机共用一个控制参数；在第二控制模式下，基于第一操作输入信息确定左驱动电机的控制参数，并基于第二操作输入信息确定右驱动电机的控制参数。

61、如此设计，可在同步控制和分侧控制之间切换，既保证直线行进稳定性，又满足灵活转向需求。

62、在一些可选的实施方式中，确定第一控制模式或者第二控制模式的步骤还包括：基于第一操作输入信息确定第一候选控制参数，并基于第二操作输入信息确定第二候选控制参数；确定第一候选控制参数与第二候选控制参数之间的参数差值；当参数差值处于预设阈值范围时，确定为第一控制模式；当参数差值超出预设阈值范围时，确定为第二控制模式。

63、如此设计，可通过参数差值自动判断采用同步控制还是分侧控制，提高模式选择的合理性和控制稳定性。

64、在一些可选的实施方式中，确定第一控制模式或者第二控制模式包括：获取响应于用户操作生成的模式选择信息；基于模式选择信息在第一控制模式和第二控制模式之间切换，模式选择信息由设置于园林工具的本机操作件或者与园林工具通信连接的外部操作终端生成。

65、如此设计，用户可主动选择控制模式，使驱动控制方法适应不同作业场景和个人操作习惯。

66、根据本技术实施例的第三方面，提供一种园林工具的驱动控制方法，园林工具包括设备主体、自驱模块以及操控模块，自驱模块用于驱使设备主体运动，操控模块包括至少一个操作把手，操作把手能够相对于设备主体在包括至少两个相交操作方向的操作范围内运动；驱动控制方法包括：获取操作把手在多个受力方向上的压力值；基于受力方向确定设备主体的运动类型，基于压力值确定自驱模块的控制参数；控制自驱模块按照运动类型和控制参数运行。

67、如此设计，可通过受力方向和压力值识别用户意图，即使把手位移较小，也能实现自驱控制，提高结构布置灵活性。

68、根据本技术实施例的第四方面，提供一种用于园林工具的控制器，控制器包括处理器和存储器，存储器存储有可由处理器执行的指令，指令在被处理器执行时，使控制器执行前述任一种驱动控制方法。

69、根据本技术实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序或指令，计算机程序或指令被处理器执行时实现前述任一种驱动控制方法。

70、根据本技术实施例的第六方面，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，计算机程序或指令被处理器执行时实现前述任一种驱动控制方法。

71、本技术的园林工具，由于操作把手能够相对于设备主体在包括至少两个相交操作方向的操作范围内运动，使操作把手不仅能够作为用户扶持和引导设备主体的结构，还能够在多个操作方向上形成控制输入，并且控制模块能够获取操作把手的操作输入信息，并基于该操作输入信息确定设备主体的运动类型以及自驱模块的控制参数，使操作把手的位置变化信息和/或受力信息能够同时用于表达用户的运动意图和输出强度。这样操作把手能够将用户握持把手时的操作动作直接转换为前进、倒退、转向等运动类型以及相应的速度、转速、扭矩等控制参数，从而减少扶持动作与自驱控制动作之间的分离，提高园林工具自驱操控的直观性、便利性和行走控制的灵活性。

72、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。