专利名称：自动割草机的制作方法市场上常见的自动割草机通常有一对驱动后轮以及一对支撑前轮，该支撑前轮设置成万向轮以方便其转向，而驱动后轮则分别设有控制马达，用于控制所对应的驱动后轮的驱动速度。当自动割草机于地面直线前行时，一对驱动后轮的速度是一致的，当自动割草机在行前过程中遇到障碍时，检测装置将检测到的障碍信号传送至控制机构，控制机构判断并执行自动割草机转向。在自动割草机转向的过程中，一对驱动后轮之间的驱动速度是有差异的，当自动割草机向左转向时，则左后轮的驱动速度小于右后轮的驱动速度；当自动割草机向右转向时，则右后轮的驱动速度小于左后轮的驱动速度；控制机构通过分别控制 一对驱动马达的转速从而实现自动割草机的转向。自动割草机由于采用了两个驱动马达，因此机器的成本会相对较高；又由于驱动马达的体积相对较大，重量也大，因此导致加大了整机的自重，不方便包装及运输。另外，由于自动割草机的电源普遍采用直流电源，例如电池包；而电池包单次充电的工作时间是衡量自动割草机性能的重要指标；而两个驱动马达同时工作的耗能相当大，单次充电的工作时间比较有限，不利于节能。
针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、体积小、重量轻的自动割草机。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的一种自动割草机，包括壳体；支撑所述壳体的轮子；驱动装置，设置于所述壳体内用于驱动至少一个轮子；切割装置，设置于壳体下方用于执行切割操作；障碍检测装置；以及控制装置，所述控制装置与所述驱动装置及障碍检测装置相连，用于在所述障碍检测装置接收到表示存在障碍的信息时，控制所述驱动装置移动所述自动割草机；所述自动割草机包括仅三个轮子。本发明的有益效果自动割草机由于包括仅三个轮子，因此成本相对较低、体积小且重量轻。优选地，所述轮子中包括一对平行设置的支撑轮以及单个驱动轮。进一步地，所述障碍检测装置包括连接于壳体的传感器。所述壳体包括前部壳体和后部壳体，所述单个驱动轮设置于所述前部壳体的下方，所述平行设置的支撑轮位于后部壳体的下方。所述平行设置的支撑轮设置有支撑轮轴，所述支撑轮轴与后部壳体固定连接，或者将所述支撑轮设置成万向轮。另一实施例方案中，所述单个驱动轮设置于后部壳体的下方，所述平行设置的支撑轮设置于所述前部壳体的下方。所述平行设置的支撑轮设置有支撑轮轴，所述支撑轮轴与前部壳体固定连接，或者将所述支撑轮设置成万向轮。优选地，所述驱动装置包括至少一个驱动马达和一个转向马达，所述驱动马达用于控制所述单个驱动轮的驱动，所述转向马达用于控制所述单个驱动轮的转向。进一步地，所述单个驱动轮具有内腔，所述驱动马达沿水平方向设置于所述单个驱动轮的内腔中。这样的结构设计，使自动割草机整体结构更紧凑，体积更小巧。优选地，所述驱动马达的马达轴与所述单个驱动轮的轮轴同轴设置。所述驱动马达采用电动车无刷马达。另一实施例方案中，所述驱动马达的马达轴与所述单个驱动轮的轮轴平行设置。所述驱动马达与单个驱动轮之间设有减·速机构。优选地，所述转向马达是步进马达。步进马达体积小，重量轻，成本也相对较低。另一种可选择地方案中用直线马达替代步进马达。优选地，所述转向马达设置于所述单个驱动轮的上方。所述转向马达的马达轴于壳体内竖直设置，所述转向马达的马达轴心线穿过所述单个驱动轮的圆心。这样的设置使得转向马达所输出的旋转力最小，单个驱动轮的转向也更灵活。另一种可选择地方案中，所述转向马达的马达轴于壳体内水平设置。所述转向马达与单个驱动轮之间设有传动机构。另一种可选择地方案中，所述转向马达设置于单个驱动轮的侧面。进一步地，驱动装置包括转向支架，所述转向支架与转向马达的马达轴固定连接，所述转向马达的旋转通过转向支架传递至所述单个驱动轮。所述单个驱动轮设置有轮轴，所述轮轴具有分别凸出于单个驱动轮两侧表面的轮轴端部。所述转向支架包括连接部以及分别由连接部两端向同一侧延伸的延伸部，所述连接部与转向马达的马达轴连接，所述延伸部分别与单个驱动轮的轮轴端部相连接。另一实施例方案中，所述驱动装置包括至少一个驱动马达和一个转向马达，所述驱动马达用于控制所述单个驱动轮的驱动，所述转向马达用于控制所述平行设置的支撑轮转向。优选地，所述单个驱动轮具有内腔，所述驱动马达沿水平方向设置于所述单驱动轮的内腔中。这样的结构设计，使自动割草机整体结构更紧凑，体积更小巧。优选地，所述驱动马达的马达轴与所述单个驱动轮的轮轴同轴设置。所述转向马达设置于所述平行设置的支撑轮的上方。所述转向马达的马达轴于壳体内竖直设置。所述平行设置的支撑轮之间设置有连杆机构，所述连杆机构带动所述平行设置的支撑轮连动转向。优选地，所述转向马达是步进马达。步进马达体积小，重量轻，成本也相对较低。另一种可选择地方案中用直线马达替代步进马达。另一实施例方案中，所述轮子中包括一对平行设置的驱动轮以及单个支撑轮。进一步地，所述障碍检测装置包括连接于前部壳体的传感器。所述平行设置的驱动轮设置于所述前部壳体的下方，所述单个支撑轮设置于后部壳体的下方。另一种可选择地方案中，所述平行设置的驱动轮设置于后部壳体的下方，所述单个支撑轮设置于所述前部壳体的下方。优选地，所述驱动装置包括单个驱动马达，所述平行设置的驱动轮之间设置有离合机构，所述离合机构由控制装置进行控制，当离合机构处于脱开状态时，所述平行设置的驱动轮其中之一停止转动，其中另一驱动轮由所述单个驱动马达驱动，自动割草机进行转向。可替换地，所述驱动装置包括单个驱动马达和单个转向马达，所述单个驱动马达用于控制所述平行设置的驱动轮的驱动，所述单个转向马达用于控制所述单个支撑轮的转向。进一步地，所述离合机构包括电磁铁离合机构。所述自动割草机进一步包括用于驱动所述切割装置旋转的切割马达。所述切割装置包括连接于切割马达的马达轴的转盘，以及枢轴设置于转盘的刀片，所述刀片沿转盘周向等距离设置。所述壳体收容有直流电源，所述直流电源为蓄电池。下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明 图I是本发明第一实施方式的自动割草机主视方向结构示意图。图2是图I中自动割草机沿A-A方向的局部剖视放大示意图。图3是图I中自动割草机的仰视方向示意图。图4是本发明第二实施方式的自动割草机的主视方向结构示意图。图5是图4中自动割草机沿B-B方向的局部剖视放大示意图。图6是本发明第三实施方式的自动割草机的主视方向结构示意图。图7是图6中自动割草机沿C-C方向的局部剖视放大示意图。图8是本发明第四实施方式的自动割草机主视方向结构示意图。图9是图8中自动割草机沿D-D方向的局部剖视放大示意图。图10是图8中自动割草机的仰视方向示意图。图11本发明第五实施方式的自动割草机主视方向结构示意图。图12是图11中自动割草机的仰视方向示意图。图13是图12中转向轮工作过程中的局部放大示意图。其中I-壳体13a-马达轴32a_轮轴Ia-前部壳体14-驱动马达34_蜗杆Ib-后部壳体14a-马达轴36_蜗轮Ic-侧部壳体15-第一齿轮38-转向马达3_后轮16-第二齿轮38a_马达轴3a_轮轴17_第二齿轮40-后轮4-驱动马达18-轮毂41-驱动马达5，5a，5b-前轮20 (a，b，c，d)-自动割草机 42-前轮6-轮轴24-驱动马达43-转向支架6a_轮轴端部24a-第一支撑轴44-复位弹簧7-传感器24b_第一支撑轴承45-转向马达8-转向马达25-减速箱45a-马达轴8a_马达轴26-马达轴46-连接板9，9’，9”_转向支架27-连接件47-横杆9a_连接部28-第二支撑轴承47a_第一槽口9b_延伸部28a-第二支撑轴47b_第二槽口10-切割装置30-后轮47c-挡柱11-转盘32-前轮48-连杆机构12-刀片XI，X2，X3，X4-轴心线49-支轴13-切割马达Yl，Υ2，Υ3，Υ4_轴心线50-凸柱
4、及转向马达8电性连接的控制装置，该控制装置用于在所述障碍检测装置接收到表示存在障碍的信息时控制自动割草机20的移动。参照图I和图2,壳体I内设置有驱动自动割草机20移动的驱动装置,本实施方式中的驱动装置包括分别控制前轮5驱动的驱动马达4和控制前轮5转向的转向马达8。一转向支架9与前轮5固定连接，转向马达8通过转向支架驱动前轮5旋转。前轮5的中心部位固定设置有轮轴6，轮轴6的两个端部分别具有凸出于前轮5的两侧外表面形成轮轴端部6a。大致呈U形的转向支架9包括水平延伸的连接部9a以及分别由连接部9a两端向同一侧延伸的延伸部％，转向支架9的延伸部9b分别与轮轴6的两个轮轴端部6a固定连接。前轮5由驱动马达4所驱动。前轮5设有内腔，驱动马达4水平设置于前轮5的内腔中，该驱动马达4采用的是电动车无刷马达(E-bike Motor)。电动车无刷马达的特征是马达的定子轴位于中心，转子围绕定子轴周向设置。本实施例中的定子轴与前轮5的轮轴6同轴设置，即轮轴6为驱动马达4的定子轴。当驱动马达4工作时，轮轴6旋转带动前轮5旋转从而驱动自动割草机于地面移动。驱动马达4的这种于前轮5内腔中的设置方式使得自动割草机20的结构更紧凑，体积更小巧。当然，本实施方式中的驱动马达4也可以用普通直流马达进行替换，其设置的位置及前轮5之间的连接关系也会相应产生变化。转向马达8沿竖直方向设置于壳体I内且位于前轮5的上方，转向马达8的马达轴8a的轴心线Xl垂直于轮轴6的轴心线Y1，并且转向马达8的轴心线Xl指向前轮5的圆心。转向马达8这样设置方式，使得其在控制前轮5转向时，转向马达8所输出的旋转力最小，前轮5的转向也更灵活。转向支架9的连接部9a与转向马达8的马达轴8a固定连接，当转向马达8工作时,转向马达8的旋转通过马达轴8a带动转向支架9同步旋转,从而使与转向支架9固定连接的前轮5转向。

本发明中的转向马达8采用步进马达。鉴于步进马达的旋转角度的精度非常之高，因此可根据实际工作状况的需要，对控制装置发出控制信号的时间间隔进行设计，即可以设定单位时间内转向马达8旋转的角度。由于转向马达8以及障碍检测装置电性连接的控制装置(图中未示出)，因此当转向马达8接收到由控制装置发出的一个控制信号时即能旋转一个相应的角度。驱动马达4采用的是正反转马达，当自动割草机20于地面移动时，一旦缓冲器和传感器7检测到障碍，由控制装置同时对驱动马达4和转向马达8发出控制信号，促使驱动马达4反向旋转驱动一对后轮3后退，从而使自动割草机20向后方移动，同时控制转向马达8向左或向右转过相应的角度，转向马达8的旋转通过转向支架9传动至前轮5，此时前轮5在驱动马达4的驱动控制下，同时受转向马达8的转向控制，自动割草机20向左或向右转弯就能规避障碍。另一种可以替换的方式是当缓冲器和传感器7检测到障碍，由控制装置对驱动马达4和转向马达8发出控制信号，促使驱动马达4先反向旋转使自动割草机20先后退至预设的距离，然后再控制转向马达8向左或向右转过相应的角度，从而使自动割草机20规避障碍。一旦自动割草机20在规避了障碍，缓冲器和传感器7在没有检测到障碍的情况下，控制装置会停止向转向马达8发送控制信号，即转向马达8不工作，同时前轮5会在复位装置(图中未示出)在控制下回复至初始位置，此时自动割草机20只受驱动马达4控制作用于地面直行。转向马达8由于采用步进马达，因此相对于切割马达13与驱动马达4而言其体积小，重量轻，成本也相对较低。由于自动割草机20于地面直行时，控制装置控制转向马达8不工作，因此转向马达8的耗电量相对较少，有利于节省电能。当自动割草机20的电池能量不足时，控制装置会提醒自动割草机20并使自动割草机20驶入充电站与充电装置对接进行充电。当自动割草机20的工作部件在单位时间内的总耗降低时，电池包单次充电能完成的切割面积就更多，自动割草机的性能就越优越。参照图4和图5,为本发明自动割草机20a的第二种实施方式。与第一实施方式中的自动割草机20相比，其主要区别体现在驱动装置，相同的结构以同一标号进行表示并不作赘述。自动割草机20a的前轮5a也设置成可转向的驱动轮，驱动装置包括驱动马达14，驱动马达沿横向设置于的前轮5a的内腔中且相对前轮5a的轮轴6无转动地连接，驱动马达14与前轮5a之间设有减速机构。驱动马达14具有马达轴14a，马达轴14a具有轴心线X2,马达轴14a端部设置有第一齿轮15,第二齿轮16与第一齿轮15哨合传动,第二齿轮16及第三轮齿17同轴设置且相对固定地设置于前轮5a的内腔中。前轮5a腔体内侧设置有轮毂17，第三齿轮17与轮毂17啮合连接。轮毂17设置成齿轮面(图中未示出)，本领域技术人员可以设想该轮毂17相当于一个大齿轮，通过第一齿轮15与第二齿轮16的哨合传动，以及第三齿轮17与轮毂18的啮合传动，驱动马达14输出的高转速经过二次减速后传递到前轮5a，使前轮5a相对轮轴6旋转，从而驱动使自动割草机20a于地面移动。由于前轮5a内腔中结构布置的需要，前轮5a的外形设置要相对大些，前轮5a —侧表面的可设置相对平整，而另一侧表面可设置为向外部凸出，从而使前轮5a内腔空间增大足以容纳驱动马达14及其减速传动机构。前轮5a如此设置整体上使得自动割草机20a结构紧凑，体积小巧。转向支架9’大致呈U形，为与前轮5a外形匹配，转向支架9’形状略有变化。前轮5a的轮轴6通过轮轴端部与转向支架9’延伸部9b固定连接。当转向马达8工作时，转向马达8的旋转通过马达轴8a带动转向支架9’同步旋转,从而使与转向支架9’固定连接的前轮5a旋转。转向马达8沿竖直方向设置于壳体I且位于可转向驱动轮5a的上方，转向马达8的轴心线X2垂直于轮轴6轴心线Y2，也就是说转向马达8的轴心线X2指向可转向 驱动轮5a的圆心。进一步参照图6、图7，为本发明自动割草机20b的第三种实施方式。自动割草机20b的前轮5b同样设置成可转向驱动轮，驱动装置中的驱动马达24横向设置于的前轮5b的内腔中，驱动马达24的一端具有相对前轮5b固定设置有第一支撑轴24a，第一支撑轴24a由第一支撑轴承24b进行支撑定位。驱动马达24的旋转通过位于减速箱25内的传动齿轮(图中未示出)的啮合传动将旋转运动传递至马达轴26，马达轴26上固定配接有连接件27，该连接件27可设置成多边形与前轮5b内壁形成花键式卡接，使得当驱动马达24旋转时通过连接件27驱动前轮5b于地面移动。前轮5b上靠近马达轴26的端部固定设置有第二支撑轴28a，第二支撑轴28a由第二支撑轴承28进行支撑定位。转向支架9”的两个延伸部9b分别与该突出于前轮5b左侧表面的第一支撑轴24a与突出于前轮5b右侧地面的第二支撑轴28a固定连接，用于控制前轮5b转向。驱动马达24的马达轴26与前轮5b的第一、第二支撑轴24a、28a同轴设置。驱动马达24及其减速箱25设置于前轮5b内腔中，使得前轮5b的两侧表面的中间部位分别向外凸出，前轮5b整体大致呈十字形，前轮5b如此设置整体上使得自动割草机20a结构紧凑，体积小巧。转向支架9”大致呈U形，较第一实施方式中的转向支架9略有变化，为得是使转向支架9’与前轮5b更好的匹配连接。转向马达8沿竖直方向设置于壳体I且位于可转向前轮5b的上方，转向马达8的轴心线X3垂直于驱动马达24马达轴26的轴心线Y3，并且转向马达8的轴心线X3指向可转向前轮5b的圆心。参照图8、图9、图10，为发明自动割草机20c的第四种实施方式，相同的结构以同一标号进行表示并不作赘述。不同之处在于一对平行设置前轮32设置为支撑轮，单一后轮30设置成可转向驱动轮。一对前轮32通过固定连接于壳体I的轮轴32a设置于壳体I的下方。后轮30由驱动马达4所驱动，当驱动马达4工作时,轮轴6旋转带动后轮30旋转从而驱动智能割草20c于地面移动。转向马达38设置于后轮30的上方并且于壳体I内沿水平方向设置，转向马达38采用步进马达。此实施例中转向马达38的轴心线X4与后轮30的轮轴6轴心线Y4不在同一平面内。转向马达38沿水平方向设置，能使智能割草20c的整体设置高度降低，从而使其稳定性更好。转向马达38的马达轴上固定套接一蜗杆34，蜗轮36与蜗杆34啮合传动将转向马达38的旋转运动传递至马达轴38a，当转向马达38工作时，转向马达38的旋转通过马达轴38a带动转向支架9同步旋转，转向支架9带动后轮30转向。本实施例中的转向马达38也可以设置于后轮30的侧部，也就是说转向马达38可设置在大至与可转向驱动轮同一水平位置。另外，转向马达38也可以用直线马达进行替换。参照图11、图12，为本发明自动割草机20d的第五种实施方式，与第一实施方式的自动割草机具有相似之处。不同之处在于单一后轮40作为驱动轮设置于后部壳体Ib的下方，一对平行设置的前轮42作为自动割草机的转向轮，且转向轮以万向轮的形式设置于前部壳体Ia的下方。前轮42通过连杆机构48可控制地进行连动转向，使自动割草机20d的移动方向进行偏转。驱动马达41设置于后轮40的内腔中，转向马达45沿竖直方向设置于前轮42之间。连杆机构48包括设置于前轮42之间横杆47，对称地设置于横杆47两端的第一槽口 47a,设置于横杆47的之间的挡柱47c,挡柱47c垂直横杆47设置向上一侧延伸形成凸部，位于挡柱47c —侧的第二槽口 47b。其中挡柱47c的两侧分别与复位弹簧44的两个支臂相互抵靠作用，复位弹簧44相对壳体I固定设置。转向马达45具有马达轴45a， 一连接板46的一端与马达轴45a固定连接，另一端具设置有与第二槽口 47b啮合连接的凸柱(图中未示出)。前轮42相对的内侧分别设置有连接横杆47的转向支架43。转动支架43包括相互垂直设置的第一支臂43a和第二支臂43b，以及分别垂直第一支臂43a和第二支臂43b连接部的支轴49，前轮42连接于第一支臂43a的末端，第二支臂43b的末端设置有与横杆47第一槽口 47a啮合连接的凸柱50。进一步参照图13，当转向马达45正时针或逆时针旋转一角度时，带动连接板46由实线所示的第一位置移动至虚线所示的第二位置。连接板46带动横杆47相应地由实线所示的第一位置移动至虚线所示的第二位置，横杆47的移动带动转向支架43绕支轴49由实线所示的第一位置枢转至虚线所示的第二位置，这样前轮42在连杆机构48的传动作用下由实线所示的第一位置移动至虚线所示的第二位置，实现了一对平行设置前轮42进行连动转向。当转向马达45旋转一定角度后停止旋转，横杆47在复位弹簧44的其中一个支臂的作用下由第二位置自动回复至第一位置。根据第五实施方式的启示，本领域技术人员很容易设置将驱动轮与转向轮的位置互换，也就是说可以将单个前轮42作为驱动轮设置于前部壳体Ia的下方，一对后轮40以万向轮的形式设置于后部壳体Ib的下方为支撑轮并同时作为转向轮。当然，本领域技术人员还可以设想这样的实施方式，将一对前轮42设置为驱动轮，或者将一对后轮10设置为驱动轮，也就是说自动割草机具有两个平行设置的驱动轮。并且该一对驱动轮可以连接于前部壳体下方，也可以考虑连接于后部壳体下方。驱动装置包括至少一个驱动马达，用于驱动这一对驱动轮。在优选的实施方式中，可以只设置仅一个驱动马达，在一对驱动轮之间设置离合机构，离合机构由控制装置进行控制，当离合机构处于脱开状态时，平行设置的驱动轮其中之一停止转动，其中另一驱动轮仍由所述该驱动马达驱动，自动割草机就能进行转向。当离合机构闭合时，驱动马达的旋转通过传动机构使一对驱动轮同速转动，使自动割草机保持直行。在这样的实施方式下，利用单个驱动马达就能实现对一对驱动轮进行驱动控制，又能实现转向控制。当然，该离合机构可以考虑采用电磁铁式离合机构。另一种实施方式中，除了设置单个驱动马达以外，还可以考虑再设置一个转向马达，单个驱动马达用于控制所述平行设 置的驱动轮的驱动，所述单个转向马达用于控制所述单个支撑轮的转向。


一种自驱动设备，特别是具有驱动及控制系统的自动割草机，该自动割草机包括壳体，支撑壳体的轮子，设置于壳体用于控制自动割草机移动的驱动装置，切割装置，障碍检测装置以及控制装置，控制装置与所述驱动装置及障碍检测装置相连接，用于在所述障碍检测装置接收到表示存在障碍的信息时，控制所述驱动装置移动该自动割草机，该自动割草机包括仅三个连接于壳体的轮子，其中包括至少一个由驱动装置驱动的驱动轮；本自动割草机成本低、体积小且重量轻、高效节能。