本实用新型涉及一种自移动设备。
背景技术：
目前的自移动设备，尤其是割草机，在行经地面高低不平，或者具有大坡度的草坪地时，割草机的各个车轮与地面的摩擦牵引力不均横，容易导致车轮原地打滑。此外，在行经地面不平整的草坪地，尤其是地形复杂的地域时，设置在割草机底部的刀盘到地面的距离成为制约割草机通过性的重要因素。对此，需提供一种适合各种复杂地形的自移动设备，以提高工作效率。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种自移动设备，其可根据地面的凹凸起伏自行调整以使行驶平稳，轻松越过障碍物。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种自移动设备，包括车体、用于带动所述车体移动的行走组件、用以连接所述行走组件和所述车体的行走连接件、安装在所述车体底部的切割装置、用于连接所述切割装置与所述车体的切割连接件、以及设置在所述车体内用以控制所述行走组件自动运行和控制所述切割装置自动工作的控制系统，所述行走组件在外力作用下可相对所述车体产生上下方向上的位移，所述切割装置在外力作用下也可相对所述车体产生上下方向上的位移。
进一步地，所述切割连接件至少部分可相较于所述车体运动以带动所述切割装置相较于所述车体产生上下方向上的位移。
进一步地，所述切割连接件包括平行四连杆结构
进一步地，所述切割装置还包括用于调节刀盘高度的调高结构。
进一步地，所述调高结构抵持所述切割连接件以推动切割装置产生上下方向上的位移。
进一步地，所述行走连接件至少部分可相较于所述车体运动以带动所述行走组件相较于所述车体产生上下方向上的位移。
进一步地，所述行走组件包括若干车轮，所述行走连接件包括连接所述车轮和所述车体的摆臂，所述摆臂可绕所述车体旋转以使所述行走组件与所述车体可产生上下方向上的位移。
进一步地，所述摆臂包括与所述车体转动连接的第一端、安装在所述车轮的车轴上的第二端以及连接第一端和第二端的连接杆。
进一步地，所述第一端包括圆形本体和自所述圆形本体向外延伸形成的固定轴，所述车体上形成有供所述固定轴插入的固定孔，所述固定孔的内侧设置有固定板，所述固定板上安装有用以与所述固定轴紧固连接的压紧螺钉，所述车体与固定轴之间设置有轴承，所述轴承容置在所述固定孔内。
进一步地，所述行走连接件还包括安装在所述车体上的推动件，所述推动件驱动所述车轮朝地面方向移动。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的自移动设备通过行走连接件将行走组件与车体连接，以使行走组件可根据地面的凹凸起伏自行调整，从而使行驶平稳；通过由切割连接件将切割装置安装在车体上，切割装置可自适应地面的凹凸起伏，故该自移动设备能够适应各种复杂地形，满足不同的割草需求。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本实用新型一实施例所示的自移动设备的结构示意图；
图2为图1所示的自移动设备的俯视图；
图3为图1所示的自移动设备的部分结构示意图；
图4为图1所示的a-a向剖视图；
图5为图4中圆圈b的放大图；
图6为图4中圆圈c的放大图；
图7为图1中行走连接件的结构示意图
图8为图1所示的自移动设备遇到障碍时的状态，未安装工作装置；
图9为现有技术的自移动设备遇到障碍时的状态。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构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实用新型的限制。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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参见图1，本实用新型一实施例所示的自移动设备包括车体10、用于带动车体10移动的行走组件20、用以连接行走组件20和车体10的行走连接件30、安装在车体10底部的切割装置40、用于连接切割装置40与车体10的切割连接件、以及设置在车体10内用以控制行走组件20自动运行和控制切割装置40自动工作的控制系统(未图示)。行走组件20在外力作用下可相对车体10产生上下方向上的位移，切割装置40在外力作用下也可相对车体10产生上下方向上的位移。车体10包括相对设置的顶面11和底面12、相对设置的前端面13和后端面14以及左右相对设置的两侧端面15。需要说明书的是，该前端面13和后端面14为以该自移动设备的行走方向为区别，在行走方向上，朝向行走方向的面为前端面13，当然，当该自移动设备行走方向不定时(向前向后均可行走)，则可直接定义其中一面为前端面13，在本实施例中，定义图1中箭头a方向为前进方向，定义朝向行走方向的面为前端面13。
请参见图1和图2，车体10内设置有给行走组件20和切割装置40供电的供电装置16，本实施例中，该供电装置16为电池包16，通过采用电池包16供电，可以使该自移动设备的移动范围不受线缆的限制。具体的，车体10的顶面11内凹形成有用以插接电池包16的电池包容置腔17。该电池包16与车体10连接方式可采用现有技术，故在此不再赘述。
控制系统控制行走组件20在室外的工作区域内移动并控制切割装置40自动工作并执行相应的任务。该控制系统包括设置在车体10内的主控单元(未图示)，主控单元实现驱动切割装置40工作同时控制行走组件20在室外的工作区域内并按照合理的移动路径移动等，该主控单元由电池包16供电，通过该主控单元实现该自移动设备的智能控制。该主控单元的控制方式(如识别工作装置、规划路径)等均可采用现有技术，故在此不再详细赘述。
请参见图3和图4，切割装置40包括刀架41、固定在刀架41上的刀盘42，切割连接件设置在车体10和刀架41之间并将两者连接，切割连接件至少部分可相较于车体10运动以带动切割装置40相较于车体10产生上下方向上的位移，具体的，当外力作用在刀架41上，切割连接件促使刀架41相对车体10产生上下方向上的位移。刀架41位于车体10底面12下方，刀架41具有大致平行于底面12的面板411，且面板411上开设有可安装刀盘42的孔洞412。固定在刀架41上的刀盘42设置的数量至少为两个，通过安装该刀盘42实现割草功能，这些刀盘42的中轴线平行设置，相对均匀且前后错落的分布在刀架41上，此设计可在保证安装多个刀盘42的前提下，减小车体10的宽度，使自移动设备更加小巧灵活。刀架41将刀盘42集成化，进行同步移动。本实施例中，刀盘42设置的数量为两个。
刀盘42包括壳体421、设置在壳体421内的电机(未图示)、与电机的输出轴连接以由该输出轴驱动进行旋转从而起到切割作用的工作头422、以及设置在壳体421内的控制单元(未图示)。该工作头422位于壳体421的下方，工作头422与电机的输出轴之间通过传动组件连接以实现旋转力的传动。控制单元与电机电性连接。该工作头422为切割刀片，在其他实施例中，该工作头422还可以为打草绳。供电装置16与刀盘42之间通过电连接结构实现供电，主控单元与刀盘42通过该电连接结构实现电连接。
切割连接件设置在车体10和刀架41之间，其包括推动刀架41朝远离车体10方向移动的弹性件431以及连接车体10与刀架41的平行四连杆结构432。诚然，在其他实施例中，切割连接件中可以不设置弹性件431，可以直接利用刀架41和设置在刀架41上的刀盘42的重力从而使得刀架41和刀盘42向着朝远离车体10方向移动。平行四连杆结构432包括相对设置的第一摇杆4321和第二摇杆4322以及相对设置的第一连杆4323和第二连杆4324，第一摇杆4321、第一连杆4323、第二摇杆4322以及第二连杆4324依次收尾相接，第一摇杆4321与第一连杆4323以及第一摇杆4321与第二连杆4324活动连接，第一连杆4323与第二摇杆4322以及第二摇杆4322与第二连杆4324为销连接。第一摇杆4321在与第二连杆4324连接的一端向外凸伸并设置有一销钉孔4325，用以与车体10销连接将连接机构432固定在车体10上，第一摇杆4321可相对车体10转动。第一摇杆4321在与第一连杆4323连接的一端的内部设置有第一活动槽43211，第一连杆4323可在第一活动槽43211内沿第一连杆4323延伸方向移动，同样的，第一摇杆4321在与第二连杆4324连接的一端的内部设置有第二活动槽43212，第二连杆4324可在第二活动槽43212内沿第二连杆4324延伸方向移动。该平行四连杆结构432通过第二摇杆4322与刀架41固定连接，具体的，第二摇杆4322的底部突伸形成有连接端(未标号)，该连接端固定在刀架41上。本实施例中，弹性件431为弹簧431，弹簧431的一端连接至第一连杆4323，另一端连接至第二连杆4324，弹性件431用于将变形的平行四连杆结构432恢复到原状。
切割连接件还包括设置在刀架41上端的支架433，本实施例中平行四连杆结构432设置的数量为两个，两个平行四连杆结构432对称设置在支架433的两端，支架433的两端与两个第二连杆4324固定连接。为了使平行四连杆结构432更易保持平衡，支架433的两端固定连接在第二连杆4324的中间位置，两个第二连杆4324与支架433一体成型，在其他实施例中，支架433的两端可固定连接在第二连杆4324除与第一摇杆4321连接的一端外的任意位置，第二连杆4324与支架433无需一体成型，固定连接即可。两个平行四连杆结构432相对设置在刀架41靠近两侧的位置，以使与刀架41连接的两个第二摇杆4322控制其能够始终保持与切割地面平行的状态。
本实施例中的切割连接件与切割装置40的工作原理如下：当自移动设备遇到凸凹不平路面时，刀架41在地面凸起的作用下，受到外力的作用，由于刀架41与车体10之间通过切割连接件连接，则刀架41在外力的作用下向车体10方向发生移动，此时，第一摇杆4321和第二摇杆4322摆动，第一连杆4323和第二连杆4324之间的距离减小，平行四连杆结构432和弹簧431发生变形；当自移动设备移动至平缓面时，在刀架41的重力和弹簧431的共同作用下，第一摇杆4321和第二摇杆4322摆动，第一连杆4323和第二连杆4324之间的距离恢复到原状，切割连接件恢复到原状，刀架41回到原始高度。
切割装置40还包括设置在车体10上且用于调节刀盘42高度的的调高结构，调高结构抵持切割连接件以推动切割装置40产生上下方向上的位移。调高结构用以驱动刀架41相对车体10移动以调节刀架41相对车体10的高度。调高结构包括安装在车体10上的固定架441、设置在固定架441上的凸轮442和固定在凸轮442上的旋钮443。凸轮442与旋钮443之间通过转轴444连接，凸轮442与旋钮443相对设置在固定架441的两侧，转轴444贯穿该固定架441。转轴444上形成有平行设置的第一环板4441和第二环板4442。固定架441包括卡持连接的上固定架4411和下固定架4412、以及由上固定架4411和下固定架4412围设形成的收纳腔(未标号)。第一环板4441收纳在收纳腔内，第二环板4442位于固定架441的外侧。固定架441的一侧面内凹形成有凹槽4413，旋钮443容置在该凹槽4413内。
凸轮442抵持在支架433的下表面，用以推动支架433向上移动，具体的，支架433的一端沿支架433垂直向上弯折延伸后再水平向外延伸形成抵持部4331，该抵持部4331的下表面被凸轮442抵持。
上述调高结构与切割装置40的工作原理如下：的工作方式如下：旋转旋钮443，旋钮443带动转轴444转动，转轴444驱动凸轮442相对固定架441转动，凸轮442中心与抵持部4331的距离变大时，凸轮442推动支架433向上移动；凸轮442中心与抵持部4331的距离变小时，支架433又因重力作用向下移动，以此来调节支架433的高度，因支架通过第二摇杆4322与刀架41固定连接，而从调节刀架41刀盘42的高度。
请参见图1，行走组件20在外力作用下可相对车体10产生上下方向(该上下方向为车体10的高度方向，一般为垂直地面的方向)上的位移。本实施例中，行走组件20包括四个车轮21和设置在每个车轮21内的轮毂电机(未图示)，通过设置轮毂电机，由轮毂电机直接驱动车轮21转动，使四个车轮21均为驱动轮，每个车轮21均提供牵引力，如此使得整体的驱动结构更为简单。每个车轮21在外力的作用下，移动行走连接件30促使车轮21相对车体10于上下方向上移动。需要说明的是，四个车轮21两两为一组，两组相对布置在车体10的左右两侧端面15的外侧。在此，需要说明的是，行走组件20在外力的作用下可相对车体10移动，其外力为行走组件20在自行移动时所遇到的障碍物(如石子或地上的凸起等)对行走组件20产生的相对作用力，而当行走组件20越过障碍物或者行走组件20遇到凹坑，行走组件20又由于重力或者推动件32(后续将对推动件32进行详细说明)相对车体10移动，而重力和推动件32对行走组件20施加的力也可以称之为外力。
具体的，请参见图1、图5和图6，行走连接件30包括连接每个车轮21和车体10的摆臂31。摆臂31可绕车体10旋转以使行走组件20与车体10可产生上下方向上的位移。具体的，该摆臂31为四个，四个摆臂31两两一组，位于车体10的左右两侧端面15的外侧。通过采用摆臂31结构，使得整体结构更为简单，且由该摆臂31来确保整机刚性，进而实现整机侧向稳定性好的目的。本实施例中的摆臂31为单纵臂，其包括与车体10转动连接的第一端311、安装在车轮21的车轴(未图示)上的第二端312以及连接第一端311和第二端312的连接杆313。详细的，第一端311包括圆形本体3111和自圆形本体3111向外延伸形成的固定轴3112，车体10上形成有供固定轴3112插入的固定孔18，固定孔18的内侧设置有固定板181，固定板181上安装有用以与固定轴3112紧固连接的压紧螺钉182。
当然，在其他实施方式中，该行走连接件还可以为其他机械结构，如，在该行走连接件可以采用滑槽和滑块实现，具体的，在车体和车轮之一上设置滑槽，另一上设置滑块；又或者，该行走连接件可以为电控结构，如当获知车轮21受到压力后，行走连接件驱动车轮21向上移动相应的距离。本实施例中，车体10与固定轴3112之间设置有轴承19，轴承19容置在固定孔18内。
行走连接件30还包括安装在车体10上的推动件32，推动件32驱动车轮21朝地面方向移动，以使每个车轮21始终与地面接触，避免打滑。推动件32可以为弹性件32，具体的，推动件32为弹簧组件32，弹簧组件32的一端铰接在车体10上，另一端铰接在滑块33上，滑块33与连接杆313滑动连接。需要说明的是，该智能移动平台重量优选15-40kg，为了实现整机尺寸小和一定的越障能力，车轮21优选200-250mm。弹簧组件32优选20-50mm。通过结合弹簧组件32的行程，最终实现最大越障高度在100mm以内。具体的，该弹簧组件32具体为弹簧阻尼器。当然，也可以不设置推动件，而利用车轮21的自重实现车轮21相对车体10朝地面(未图示)的方向移动，或者，在他实施方式中，可以将移动装置直接设置成弹簧，该弹簧连接车体21和车轮10。而当移动装置可以采用滑槽和滑块实现时，将弹簧设置在滑槽内。
需要说明的是，在本实施例中，每个车轮21与车体10之间均设置有推动件32，在其他实施方式中，可以在其中一个车轮21和车体10之间设置推动件32，或者在其中几个车轮21和与车体10之间设置推动件32。
本实施例中的行走连接件30与行走组件20的工作原理如下：当遇到凸凹不平路面时，车轮21在底面凸起的作用下，受到外力的作用，由于车轮21与车体10之间通过摆臂31连接，则车轮21在外力的作用下将相对车体10发生摆动，同时压缩弹簧组件32；当车轮移动至平缓面时，在摆臂31的重力弹簧组件32的共同作用下上下摆动，使得每个车轮在行驶时，均与地面接触，避免打滑。
需要说明的是，本实施例的自移动设备通过行走连接件30正在实现了四驱，即四个车轮21均实时贴地行走，如图8所示，当其中一个车轮21遇到障碍物200的时候，该车轮21在外力的作用下，车轮21相对车体10向上(远离地面300的方向)移动，使该受外力的车轮21贴障碍物200行走，而其他的车轮21仍贴地面300行走，所以，当该受外力的车轮21抬起时，不会影响其他不受外力的车轮21，即不会使其他不受外力的车轮21悬空抬起，另，该车轮21受力后也不会使车体10相对地面300发生高度方向(垂直地面300的方向)上的移动。但现有的自移动设备中，如图9所示，四个车轮21’均固定在车体10’上，且车轮21’与车体10’之间无行走连接件，当其中一个车轮21’遇到障碍物200时，该车轮21’受到外力抬起，此时，该作用力将随着车轮21’传递至车体10’，致使车体10’相对地面300发生倾斜，从而，使与其他未收外力作用的车轮21’的被悬空抬起，悬空的车轮21’将无法提供驱动力，所以，无法实现四驱。
在上述实施例中，在外力的驱动下，通过车轮21将外力传递至行走连接件30，使行走连接件30整体发生变形，行走连接件30相较于车体10发生整体运动从而带动行走组件20相对车体10产生上下方向上的位移，但在其他实施例中，该行走连接件可至少部分可相较于车体运动以带动行走组件相较于车体产生上下方向上的位移；又或者，行走连接件至少部分可相较于车体旋转运动和/或上下移动。
综上，本实用新型的自移动设备通过行走连接件将行走组件与车体连接，以使行走组件可根据地面的凹凸起伏自行调整，从而使行驶平稳；通过由切割连接件将切割装置安装在车体上，切割装置可自适应地面的凹凸起伏，故该自移动设备能够适应各种复杂地形，满足不同的割草需求。
以上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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种自移动设备，其特征在于，包括车体、用于带动所述车体移动的行走组件、用以连接所述行走组件和所述车体的行走连接件、安装在所述车体底部的切割装置、用于连接所述切割装置与所述车体的切割连接件、以及设置在所述车体内用以控制所述行走组件自动运行和控制所述切割装置自动工作的控制系统，所述行走组件在外力作用下可相对所述车体产生上下方向上的位移，所述切割装置在外力作用下也可相对所述车体产生上下方向上的位移。
2.如权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述切割连接件至少部分可相较于所述车体运动以带动所述切割装置相较于所述车体产生上下方向上的位移。
3.如权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述切割连接件包括平行四连杆结构。
4.如权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述切割装置还包括用于调节刀盘高度的调高结构。
5.如权利要求4所述的自移动设备，其特征在于，所述调高结构抵持所述切割连接件以推动切割装置产生上下方向上的位移。
6.如权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述行走连接件至少部分可相较于所述车体运动以带动所述行走组件相较于所述车体产生上下方向上的位移。
7.如权利要求6所述的自移动设备，其特征在于，所述行走组件包括若干车轮，所述行走连接件包括连接所述车轮和所述车体的摆臂，所述摆臂可绕所述车体旋转以使所述行走组件与所述车体可产生上下方向上的位移。
8.如权利要求7所述的自移动设备，其特征在于，所述摆臂包括与所述车体转动连接的第一端、安装在所述车轮的车轴上的第二端以及连接第一端和第二端的连接杆。
9.如权利要求8所述的自移动设备，其特征在于，所述第一端包括圆形本体和自所述圆形本体向外延伸形成的固定轴，所述车体上形成有供所述固定轴插入的固定孔，所述固定孔的内侧设置有固定板，所述固定板上安装有用以与所述固定轴紧固连接的压紧螺钉，所述车体与固定轴之间设置有轴承，所述轴承容置在所述固定孔内。
10.如权利要求7所述的自移动设备，其特征在于，所述行走连接件还包括安装在所述车体上的推动件，所述推动件驱动所述车轮朝地面方向移动。
技术总结