自动割草机和自动割草方法与流程

1.本技术涉及一种自动割草机和自动割草方法，属于自动化控制技术领域。


背景技术：

2.割草机(又称除草机、剪草机、草坪修剪机等)是一种用于修剪草坪、植被等的机械工具，可以节省除草工人的作业时间，提高割草效率。
3.现有的割草机虽然具有割草功能，但是可能由于硬件限制，比如：割草机构的安装位置的限制等，使得割草机的割草质量较低，从而影响割草机的割草效果。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种自动割草机和自动割草方法，可以解决现有的割草机的割草质量较低的问题。本技术提供如下技术方案：
5.第一方面，提供了一种自动割草机，所述自动割草机包括：
6.机身；
7.移动模块，设置于所述机身且用于驱动所述自动割草机移动；
8.割草机构，设置于所述机身且用于执行割草任务，所述割草机构位于所述机身纵向轴线的一侧；
9.与所述移动模块和所述割草机构电连接的控制模块；所述控制模块用于：
10.控制所述自动割草机沿预设路径移动和工作，所述预设路径至少包括若干沿周向延伸的路径段，相邻的两个所述路径段相连接以形成连续的所述预设路径，所述相邻的两个所述路径段沿内外方向间隔设置。
11.可选地，所述相邻的两个所述路径段在内外方向上间隔的距离小于或等于所述自动割草机的切割宽度。
12.可选地，所述自动割草机还包括设置在所述割草机构外围的防护机构，所述防护机构包括位于所述割草机构一侧的侧部防护和位于所述割草机构底部的底部防护。
13.可选地，所述切割宽度为所述割草机构的切割直径与所述底部防护的宽度差。
14.可选地，所述底部防护具有镂空开口，所述镂空开口用于供杂草穿过以使所述割草机构切割。
15.可选地，所述控制模块用于：
16.控制所述自动割草机以预设割草姿态按照所述预设路径移动和工作；其中，所述预设割草姿态是指所述纵向轴线的一侧相对于所述纵向轴线的另一侧更靠近外方向的姿态。
17.第二方面，提供了一种自动割草方法，用于第一方面提供的自动割草机中，所述方法包括：
18.读取预设路径，所述预设路径至少包括若干沿周向延伸的路径段，相邻的两个所述路径段相连接以形成连续的所述预设路径，所述相邻的两个所述路径段沿内外方向间隔
设置；
19.控制所述自动割草机沿所述预设路径移动和工作。
20.可选地，所述控制所述自动割草机沿所述预设路径移动和工作，包括：
21.控制所述自动割草机以预设割草姿态按照所述预设路径移动和工作；其中，所述预设割草姿态是指所述纵向轴线的一侧相对于所述纵向轴线的另一侧更靠近外方向的姿态。
22.可选地，所述相邻的两个所述路径段在内外方向上间隔的距离小于或等于所述自动割草机的切割宽度。
23.本技术的有益效果在于：通过控制自动割草机沿预设路径移动和工作，该预设路径至少包括若干沿周向延伸的路径段，相邻的两个路径段相连接以形成连续的预设路径，相邻的两个路径段沿内外方向间隔设置；可以解决现有的割草机的割草质量较低的问题；该相邻的两个路径段沿内外方向间隔可以保证自动割草机的有效割草区域连续，从而提高自动割草机的切割效果。
24.另外，通过在防护机构的底部防护设置镂空开口，可以使得底部防护对应位置的杂草能够穿过镂空开口，从而被割草机构清除，提高自动割草机的切割效果。
25.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
26.图1是本技术一个实施例提供的自动割草机的结构示意图；
27.图2是本技术一个实施例提供的防护机构的仰视图；
28.图3是本技术一个实施例提供的自动割草方法的流程图；
29.图4是本技术一个实施例提供的预设路径的形态示意图；
30.图5是本技术一个实施例提供的自动割草的场景示意图；
31.图6是本技术一个实施例提供的自动割草装置的框图；
32.图7是本技术一个实施例提供的自动割草装置的框图。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
34.图1是本技术一个实施例提供的自动割草机的结构示意图，如图1所示，该自动割草机至少包括：机身10、移动模块11、割草机构12和控制模块13。
35.机身10是指使成为一个完整的实体的最外层结构件。
36.移动模块11设置于机身10且用于驱动自动割草机移动。移动模块11包括车轮、移动驱动组件等，本实施例不对移动模块11的实现方式作限定。
37.割草机构12设置于机身10且用于执行割草任务。割草机构12包括一个或多个刀盘、以及与刀盘相连的刀盘驱动组件，本实施例不对割草机构12的实现方式作限定。割草机构12位于机身10纵向轴线的一侧。
38.移动模块11和割草机构12均与控制模块13电连接。控制模块13支持控制移动模块
和割草机构12的启动、停止和运行状态。
39.本实施例中，控制模块13用于控制自动割草机沿预设路径移动和工作，预设路径至少包括若干沿周向延伸的路径段，相邻的两个路径段相连接以形成连续的预设路径，相邻的两个路径段沿内外方向间隔设置。
40.预设路径整体呈回字纹形状，且使自动割草机工作后得到有效割草区域连续。
41.可选地，在控制自动割草机按照预设路径移动时，在自动割草机的垂直投影方向上，自动割草机的中心点经过的轨迹与预设路径重合。
42.其中，有效割草区域是指对于工作区域内的同一子区域，被切割后的杂草所占区域面积与该子区域的整体面积之比小于第一预设阈值的区域。第一预设阈值可以为20％、10％、30％等，本实施例不对第一预设阈值的取值作限定。
43.或者，有效割草区域是指被切割的杂草所占区域面积与该子区域的整体面积之比大于或等于第二预设阈值的区域。第二预设阈值可以为80％、90％、95％等，本实施例不对第二预设阈值的取值作限定。
44.当然，有效割草区域的定义方式也可以为其它方式，本实施例不对有效割草区域的定义方式作限定。
45.在一个示例中，相邻的两个路径段在内外方向上间隔的距离小于或等于所述自动割草机的切割宽度。
46.通常，为了防止割草机构12对人体造成伤害，会在割草机构12的外围设置防护机构14。参考图2所示的防护机构14，防护机构14包括位于割草机构一侧的侧部防护141和位于割草机构底部的底部防护142。底部防护142与防护机构14所防护的割草机构12在垂直于自动割草机的方向上的投影存在重叠。此时，自动割草机的切割宽度为割草机构的切割直径与底部防护的宽度差。在自动割草机未安装防护机构14时，切割宽度为割草机构12的切割直径。
47.防护机构14用于防止人体接触割草机构12从而造成的安全事故。当然，防护机构14还可以具有其它作用，比如：对割草机构12的保护作用等，本实施例不对防护机构14的作用一一进行列举。然而，防护机构14会对割草机构12的割草效率产生影响。举例来说，假设未设置防护机构14时，割草机构12的有效割草宽度为y，在安装防护机构14之后，割草机构12的有效割草宽度会降低为y-a，其中，a为底部防护142的宽度。基于此，为了保证自动割草机构的有效割草区域连续，相邻的两个路径段在内外方向上间隔的距离可以基于割草机构的切割直径与底部防护的宽度差确定。
48.本实施例中，割草机构12偏离机身10的纵向轴线的一侧设置，使得自动割草机具有切割到边的功能，即，自动割草机能够切割位于该自动割草机边缘的杂草。为了保证自动割草机能够切割到工作区域的边缘部分，控制模块13按照预设路径控制移动模块11和割草机构12运行时，控制自动割草机以预设割草姿态按照预设路径移动和工作。其中，预设割草姿态是指纵向轴线的一侧相对于纵向轴线的另一侧更靠近外方向的姿态。这样，可以保证自动割草机在预设路径的最外圈工作时，割草机构能够切割到工作区域的边缘，从而实现对工作区域的边缘部分的杂草进行清理。
49.可选地，参考图2，为了使得底部防护142对应位置的杂草能够被清除，以提高自动割草机的割草效果，防护机构14沿前进方向的侧壁上设置有延伸至底部防护142的镂空开
口1421，该镂空开口1421用于供杂草穿过以使对应部分的自动割草机构12切割。
50.可选地，本实施例以控制模块13安装于自动割草机中为例进行说明，在其他实现方式中，控制模块13也可以实现在与自动割草机相独立的设备中，本实施例不对控制模块13的实现方式作限定。
51.可选地，控制模块13控制自动割草机按照预设路径工作时，控制自动割草机从预设路径的内圈开始按照第一方向由内至外运动；或者，控制自动割草机从预设路径的外圈开始按照第二方向由外之内运动，本实施例不对自动割草机开始运动的方向作限定。
52.综上所述，本实施例提供的自动割草机，通过按照预设路径移动和工作，该预设路径至少包括若干沿周向延伸的路径段，相邻的两个路径段相连接以形成连续的预设路径，相邻的两个路径段沿内外方向间隔设置；该相邻的两个路径段沿内外方向间隔可以保证自动割草机的有效割草区域连续，从而提高自动割草机的切割效果。
53.另外，通过在防护机构的底部防护设置镂空开口，可以使得底部防护对应位置的杂草能够穿过镂空开口，从而被割草机构清除，提高自动割草机的切割效果。
54.下面，对本技术提供的自动割草机的自动割草方法进行介绍。
55.图3是本技术一个实施例提供的自动割草方法的流程图，本实施例以该方法用于图1所示的自动割草机中为例进行说明，且各个步骤的执行主体为割草机中的控制模块13为例进行说明。该方法至少包括以下几个步骤：
56.步骤301，读取预设路径，预设路径至少包括若干沿周向延伸的路径段，相邻的两个路径段相连接以形成连续的预设路径，相邻的两个路径段沿内外方向间隔设置。
57.预设路径用于指示割草机工作时的行走路径。预设路径整体呈回字纹状。可选地，预设路径可以是多个直线路径构成的连续路径(比如：图4中的a所示)；或者，是曲线路径构成的连续路径(比如：图4中的b所示)；或者是呈对称形状(比如：图4中的c所示)、或者也可以不是对称形状，本实施例在此不对预设路径的形态作限定。
58.相邻的两个路径段在内外方向上间隔的距离小于或等于自动割草机的切割宽度。
59.其中，自动割草机的切割宽度是指自动割草机能够有效切割杂草的宽度。比如：割草效率达到预设效率的宽度。比如：自动割草机还包括设置在割草机构外围的防护机构，防护机构包括位于割草机构一侧的侧部防护和位于割草机构底部的底部防护。由于底部防护会影响割草机构的割草效率，因此，切割宽度设置为割草机构的切割直径与底部防护的宽度差。
60.在实际实现时，自动割草机的切割宽度也可以参考其它影响切割效率的参数设置，本实施例在此不再一一列举。
61.参考图1，底部防护的宽度为a，自动割草机的切割宽度为y-a＝b。
62.步骤302，控制自动割草机沿预设路径移动和工作。
63.可选地，自动割草机控制自动割草机以预设割草姿态按照预设路径移动和工作；其中，预设割草姿态是指纵向轴线的一侧相对于纵向轴线的另一侧更靠近外方向的姿态。这样，在预设路径的最外圈存在杂草时，可以通过该预设割草姿态清理最外圈的杂草，提高清理效果。
64.为了更清楚的介绍上述自动割草机按照预设路径工作的过程，参见图5，图5以自动割草机从预设路径的外圈开始按照逆时针方向回形运动为例进行示意。比如：割草机构
的切割直径为y；底部防护的宽度为a。将y和a之差确定为切割宽度b。此时，相邻的两个路径段在内外方向上间隔的距离等于b；自动割草机的割草机构所在的一侧相对于另一侧靠近工作区域的边缘。这样，按照最外圈的预设路径移动后，割草机可以将最外圈的杂草清除。之后，割草机按照预设路径从外圈向内圈运动，相邻两圈的有效割草面积连续。
65.综上所述，本实施例提供的自动割草方法，通过读取预设路径，预设路径至少包括若干沿周向延伸的路径段，相邻的两个路径段相连接以形成连续的预设路径，相邻的两个路径段沿内外方向间隔设置；控制自动割草机沿预设路径移动和工作；可以解决现有的割草机的割草质量较低的问题；该相邻的两个路径段沿内外方向间隔可以保证自动割草机的有效割草区域连续，从而提高自动割草机的切割效果。
66.图6是本技术一个实施例提供的自动割草装置的框图，本实施例以该装置应用于图1所示的割草机中为例进行说明，割草机包括机身、割草机构和设置在割草机构外围的防护机构，割草机构偏离机身的纵向轴线的一侧设置，机身的纵向为机身的行走方向；该装置至少包括以下几个模块：路径读取模块601、工作控制模块602。
67.路径读取模块601，用于读取预设路径，所述预设路径至少包括若干沿周向延伸的路径段，相邻的两个路径段相连接以形成连续的预设路径，所述相邻的两个路径段沿内外方向间隔设置；
68.工作控制模块602，用于控制所述自动割草机沿所述预设路径移动和工作。
69.相关细节参考上述方法实施例。
70.需要说明的是：上述实施例中提供的自动割草装置在进行自动割草时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将自动割草装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的自动割草装置与自动割草方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
71.图7是本技术一个实施例提供的自动割草装置的框图，该装置可以是图1所示的割草机，割草机包括机身、割草机构和设置在割草机构外围的防护机构，割草机构偏离机身的纵向轴线的一侧设置，机身的纵向为机身的行走方向；该装置至少包括处理器701和存储器702。
72.处理器701可以包括一个或多个处理核心，比如：4核心处理器、8核心处理器等。处理器701可以采用dsp(digital signal processing，数字信号处理)、fpga(field－programmable gate array，现场可编程门阵列)、pla(programmable logic array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器701也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称cpu(central processing unit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。
73.存储器702可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器702还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器702中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器701所执行以实现本技术中方法实施例提供的自动割草方法。
74.在一些实施例中自动割草装置还可选包括有：外围设备接口和至少一个外围设
备。处理器701、存储器702和外围设备接口之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口相连。示意性地，外围设备包括但不限于：射频电路、触摸显示屏、音频电路、和电源等。
75.当然，自动割草装置还可以包括更少或更多的组件，本实施例对此不作限定。
76.可选地，本技术还提供有一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有程序，程序由处理器加载并执行以实现上述方法实施例的自动割草方法。
77.可选地，本技术还提供有一种计算机产品，该计算机产品包括计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有程序，程序由处理器加载并执行以实现上述方法实施例的自动割草方法。
78.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。
79.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，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，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。