一种基站及园林工具的制作方法

1.本实用新型属于园林工具控制领域，具体涉及一种基站及园林工具。


背景技术：

2.智能割草机作为一种智能家用园林工具，已经开始被广大家庭用户所认可。它具有自动行走功能，自主避障，防出线，自动返回充电，无需人为值守。正是由于智能割草机具有自主工作的能力而无须人工值守，且工作区域大，范围广从百平方米到几千平方米不等，由此带来的安全问题尤为重要。现有市场上的智能割草机，都会在智能割草机上设置stop急停按键等，保证在机器出现意外状况时可以人为干预，使智能割草机紧急停机，但当用户离正在工作的智能割草机较远，而想让割草机停机时，必须赶步上前追上割草机，再拍停割草机，人离智能割草机越远，意味着停机时间越长，意外风险越大。
3.现有边界电缆上的信号，是单一的脉冲信号，用于智能割草机判断是否在限定区域内正常工作。这种脉冲电流信号没有特定的数字含义，仅仅是界定边界，防止智能割草机越过边界线。当需要远程控制割草机执行其它动作时，则需要通过独立的通讯模块进行控制，增加了设备成本


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基站及园林工具，能够通过边界电缆传输控制信息，实现园林工具远程操控的同时，降低设备成本。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种基站，包括：
6.人机交互模块，被配置为能够输入针对园林工具的交互指令；
7.控制模块，与所述人机交互模块连接，所述控制模块被配置为能够接收所述交互指令，并根据所述交互指令生成针对所述园林工具的控制信息；
8.信号发生模块，与所述控制模块连接，所述信号发生模块被配置为能够接收所述控制信息，并根据所述控制信息生成携带所述控制信息的编码脉冲信号；
9.边界电缆，铺设于所述园林工具的预设工作区域的边界处，所述边界电缆与所述信号发生模块连接，边界电缆被配置为能够将所述编码脉冲信号以电磁波的形式向外发射，以供所述园林工具接收。
10.在本实用新型的一可选实施例中，所述人机交互模块至少包括：
11.急停开关，用于输入所述急停指令；和/或
12.返航开关，用于输入所述返航指令。
13.在本实用新型的一可选实施例中，所述控制模块被配置为：当所述控制模块接收到所述人机交互模块输入的急停指令时能够生成所述急停控制信息，且当所述控制模块接收到所述人机交互模块输入的返航指令时能够生成所述返航控制信息。
14.在本实用新型的一可选实施例中，还包括充电模块，所述充电模块与所述控制模块连接，所述充电模块用于对返程的所述园林工具进行充电。
15.在本实用新型的一可选实施例中，所述控制模块为mcu。
16.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型还提供一种园林工具，包括：
17.信号接收模块，被配置为能够接收边界电缆发射的携带有控制信息的编码脉冲信号；
18.主机控制模块，与所述信号接收模块连接，所述主机控制模块被配置为能够对所述编码脉冲信号进行解析，以获得所述编码脉冲信号中携带的所述控制信息；所述主机控制模块被配置为能够根据所述控制信息控制所述园林工具动作。
19.在本实用新型的一可选实施例中，所述主机控制模块与所述信号接收模块之间设有信号处理模块，所述信号处理模块包括顺序串联的：
20.滤波电路，用于对所述编码脉冲信号进行滤波处理；
21.整形电路，用于对所述滤波后的编码脉冲信号进行整形处理；
22.放大电路，用于对所述整形后的编码脉冲信号进行放大处理。
23.在本实用新型的一可选实施例中，所述主机控制模块包括信号解析模块和运动控制模块；
24.所述信号解析模块，用于解析所述编码脉冲信号，以获得所述编码脉冲信号中携带的所述控制信息；
25.所述运动控制模块，用于根据所述控制信息控制所述园林工具动作。
26.在本实用新型的一可选实施例中，还包括行走机构，所述行走机构与所述运动控制模块连接。
27.在本实用新型的一可选实施例中，还包括电池包和充电模块，所述电池包与所述行走机构和充电模块连接，所述充电模块与所述主机控制模块连接。
28.本实用新型的技术效果在于：
29.本实用新型能够人为远程干预控制智能割草机，降低智能割草机意外情况带来的风险。
30.本实用新型能够降低生产成本，利用原有的边界线系统，增加安全功能，不需要在充电桩和智能割草机主机上额外增加一对无线通信模块。
附图说明
31.图1是本实用新型的实施例所提供的园林工具控制系统的原理图；
32.图2是本实用新型的实施例所提供的园林工具的原理图；
33.图3是本实用新型的实施例所提供的基站的功能模块框图；
34.图4是本实用新型的实施例所提供的园林工具的功能模块框图；
35.图5是本实用新型的实施例所提供的主机控制模块的功能模块框图；
36.图6是本实用新型的实施例所提供的信号处理模块的功能模块框图；
37.图7是本实用新型的实施例所提供的园林工具控制方法中基站端的控制流程框图；
38.图8是本实用新型的实施例所提供的园林工具控制方法中园林工具端的控制流程框图；
39.图9、10是本实用新型的实施例所提供的编码脉冲信号的波形图。
具体实施方式
40.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
42.请参阅图1-8所示，本实用新型结合一种智能割草机的远程控制系统和控制方法，对本实用新型的技术方案进行详细说明，可以理解的是，以下实施例仅作为文本实用新型的其中一个示例，实际上，本实用新型不仅能够应用于割草机的远程控制，例如还可以应用于扫地机、扫雪机等其它类型的园林工具的远程控制。
43.请参阅图1-8所示，一种智能割草机的远程控制系统，包括基站10和智能割草机20，其中所述基站10包括人机交互模块11、控制模块12、信号发生模块13和边界电缆14；所述智能割草机20包括信号接收模块21、信号处理模块22和主机控制模块23。
44.请参阅图3所示，所述人机交互模块11被配置为能够输入针对园林工具的交互指令；在一具体实施例中，所述交互指令包括急停指令和返航指令，所述人机交互模块11包括急停开关和返航开关。可以理解的是，所述急停开关用于输入所述急停指令；所述返航开关用于输入所述返航指令。
45.在实际应用场景中，基站10设置在靠近房屋的位置，这样做一方面是为了便于取电，另一方面是为了便于人员通过基站10对智能割草机20进行远程操控；当割草机20出现意外状况时，能够快速的进行人为干预。具体的，在智能割草机20的一般使用场景中，需要先规划好割草机20的工作路径，割草机20根据预设的工作路径自动进行割草作业，然而，当预先规划好的作业区域中出现行人、水桶等新的障碍物时，会对割草机20的工作路径造成阻挡，这有可能导致割草机20偏离预设路径，甚至导致割草机20运动受限，此时就需要人为介入，控制割草机20强制停机或返航，本实用新型将人机交互模块11设置在基站10上，操作人员能够在第一时间接管对割草机20的控制，避免意外事件的发生，降低损失。
46.所述人机交互模块11例如可以是触控面板或机械按钮，可以理解的是，本实用新型的人机交互模块11也可以是更为复杂的装置以实现更加丰富的功能，例如所述人机交互模块11也可以是具有语音识别模块的声控开关，或者是具有图像识别模块的运动感应开关。
47.可以理解的是，所述人机交互模块11能够输入的交互指令不仅限于急停指令和返航指令，在实际应用中，可以根据需求适当增减相应交互指令，例如在灌木较多的园林环境中，还可以输入报警指令，当输入报警指令时，能够使园林工具发出报警声，以便人员能够快速找到割草机20。
48.请参阅图3所示，所述控制模块12与所述人机交互模块11连接，所述控制模块12被配置为能够接收所述交互指令，并根据所述交互指令生成针对所述园林工具的控制信息；
在一具体实施例中所述控制模块12例如可以是mcu(微控制单元)，可以理解的是，所述mcu也可以用其它可编程序控制器代替。本实施例中，所述控制信息包括急停控制信息和返航控制信息，当所述控制模块12接收到所述人机交互模块11输入的急停指令时能够生成所述急停控制信息，当所述控制模块12接收到所述人机交互模块11输入的返航指令时能够生成所述返航控制信息。
49.请参阅图1、3所示，所述信号发生模块13与所述控制模块12连接，所述信号发生模块13被配置为能够接收所述控制信息，并根据所述控制信息生成携带所述控制信息的编码脉冲信号；具体的，所述信号发生模块13例如可以包括脉冲信号发生器和调制器，调制器按照一定规律对脉冲信号的频率、周期等参数进行调节，使其形成具有特定含义的编码脉冲信号，如图9、10所示，例如可以通过t0、t1、t2的不同时长比例来表示不同的编码信息，t0、t1、t2分别表示脉冲信号每次变化所保持的时长，每一种编码脉冲信号可表示至少一种控制信息。
50.请参阅图1、3所示，所述边界电缆14铺设于所述园林工具的预设工作区域的边界处，所述边界电缆14与所述信号发生模块13连接，边界电缆14被配置为能够将所述编码脉冲信号以电磁波的形式向外发射，以供所述割草机20接收。具体的，所述边界电缆14最好铺设在地下一点，避免割草机20误伤到边界电缆14。边界电缆14例如可以是单芯类型的普通铜线，但是自然也可以使用双芯类型的导线。边界电缆14连接到信号发生模块13，边界电缆14将割草机20的工作区域和非工作区域分隔开，工作区域可以具有任意形状的边界轮廓。
51.需要说明的是，所述信号发生模块13可以产生单独的边界识别信号，以判断割草机20在边界内侧还是在外侧，另一方面，需要理解的是，由于边界电缆14周围的磁场是环绕边界电缆14分布的，因此割草机20在边界内侧和在边界外侧时感应到的电流的方向是不同的，所以理论上，只要边界电缆14内有变化的电流，割草机20就能够通过感应电流的方向判断割草机20是在边界内侧还是在边界外侧，所以割草机20也可以通过其它控制信息的信号载体来判断边界位置。
52.进一步的，所述基站10例如还可以包括充电模块，所述充电模块与所述控制模块12连接，所述充电模块用于对返程的所述割草机20进行充电。
53.请参阅图2、4-6所示，所述信号接收模块21被配置为能够接收边界电缆14发射的携带有控制信息的编码脉冲信号；在一具体实施例中，所述信号接收模块21例如可以包括感应线圈。
54.请参阅图6所示，所述信号处理模块22包括滤波电路221、整形电路222和放大电路223。可以理解的是，所述滤波电路221，用于对所述编码脉冲信号进行滤波处理；所述整形电路222，用于对所述滤波后的编码脉冲信号进行整形处理；所述放大电路223，用于对所述整形后的编码脉冲信号进行放大处理。
55.请参阅图5所示，所述主机控制模块23与所述信号接收模块21连接，所述主机控制模块23被配置为能够对所述编码脉冲信号进行解析，以获得所述编码脉冲信号中携带的所述控制信息；所述主机控制模块23被配置为能够根据所述控制信息控制所述割草机20动作；具体的，所述主机控制模块23包括信号解析模块231和运动控制模块232；所述信号解析模块231用于解析所述编码脉冲信号，以获得所述编码脉冲信号中携带的所述控制信息；所述运动控制模块232用于根据所述控制信息控制所述割草机20动作；更具体的说，所述运动
控制模块232与行走机构与连接，用于控制行走机构动作，实现割草机20的停机或返航。
56.作为本实用新型的进一步实施例，所述割草机20还包括电池包和充电模块，所述电池包与所述行走机构和充电模块连接，所述充电模块与所述主机控制模块23连接，割草机20返航后能够与基站10的充电模块适配，以实现割草机20的自动充电。
57.基于上述割草机20的远程控制系统，本实用新型的具体控制方法如下：
58.在所述基站10上执行如下步骤：
59.s101：接收针对割草机20的交互指令，具体的，所述交互指令包括急停指令和/或返航指令；
60.s102：根据所述交互指令生成针对所述割草机20的控制信息，具体的，当所述交互指令为急停指令时，生成针对所述割草机20的急停控制信息；当所述交互指令为返航指令时，生成针对所述割草机20的返航控制信息；
61.s103：根据所述控制信息生成携带有所述控制信息的编码脉冲信号；
62.s104：将所述编码脉冲信号发送至边界电缆14，使所述编码脉冲信号通过所述边界电缆14以电磁波的形式发送至所述割草机20。
63.在所述割草机20上执行如下步骤
64.s201：接收由边界电缆14发射的携带有控制信息的编码脉冲信号；
65.s202：对所述编码脉冲信号进行滤波、整形、放大处理；
66.s203：对所述处理后的编码脉冲信号进行解析，获得所述控制信息，具体的，所述控制信息包括边界识别信息，所述控制信息还包括急停控制信息和/或返程控制信息。
67.s204：根据所述控制信息控制割草机20执行所述控制信息中包含的操作，例如停机操作或返航操作。
68.综上所述，本系统由智能割草机20主机、充电桩主体(基站10)及由低阻导线围成限定区域的边界线组成。智能割草机20主机接收到充电桩通过边界线发送的信号，判断是否在围线的限定区域内，自主工作；在充电桩上设置有stop(急停)键、home(返航)键等。这些设置信息，在需要的时候，充电桩利用加载在边界线上的载波信号，通过电磁波形式向四周空间辐射；智能割草机20主机上装配有边界线传感器、信号放大电路223和可编程器件；边界线传感器能接收到充电桩发送的电磁波信号，并转换为电信号，经过电路的信号放大送入可编程模块，可编程模块通过加载的解码软件，解析出相应的充电桩设置命令，实现stop主机停机、home主机返回充电桩充电等功能。如智能割草机20出现意外情况，需要人为干预停机或者使智能割草机20回充电桩充电，有在充电桩上设置stop键和home键，在房子附近的固定处就能操作而不用去追赶工作中的智能割草机20，对用户就多一种快速干预的选择，也能有效降低安全风险。
69.本专利的边界线信号是如图9、10所示的脉冲信号或多个这种脉冲信号的组合，除了能界定边界线内外之外，边界信号发生装置还对交变脉冲信号进行编码，这样传送到边界线上的脉冲信号就有了特定的含义，这些数据帧脉冲信号被边界信号检测传感器接收，并由智能割草机20上的mcu解码，然后执行相应的命令。边界接收信号传感器将由传送在边界线上的数据帧脉冲电流信号形成的磁信号转为微弱电信号，然后经过硬件滤波器滤除干扰信号，再经过信号放大器进行放大，最近进入mcu进行解码。
70.本实用新型能够人为远程干预控制智能割草机20，降低智能割草机20意外情况带
来的风险；本实用新型能够降低生产成本，利用原有的边界线系统，增加安全功能，不需要在充电桩和智能割草机20主机上额外增加一对无线通信模块。
71.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
72.在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本实用新型实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本实用新型的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本实用新型实施例的方面变模糊。
73.在整篇说明书中提到“一个实施例”、“实施例”或“具体实施例”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在具体实施例中”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本实用新型的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的实用新型实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本实用新型精神和范围的一部分。
74.还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。
75.另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。
76.如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个”、和“该”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在
…
中”的意思包括“在
…
中”和“在
…
上”。
77.本实用新型所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本实用新型限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本实用新型的具体实施例和本实用新型的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本实用新型的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本实用新型所述实施例的上述描述来对本实用新型进行这些修改，并且这些修改将在本实用新型的精神和范围内。
78.本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本实用新型的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本实用新型实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本实用新型的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本实用新型实施例的各方面造成混淆。
79.因而，尽管本实用新型在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种
改变和替换亦在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出实用新型的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本实用新型的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本实用新型的实质范围和精神。本实用新型并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本实用新型的最佳方式公开的具体实施例，但是本实用新型将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本实用新型的范围将只由所附的权利要求书进行确定。