本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于割草機(jī)的障礙物感應(yīng)裝置及避障機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

割草機(jī)是用于收割牧草或剪裁草坪上生長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)的草料的機(jī)械，其是利用發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力，通過(guò)液壓系統(tǒng)將產(chǎn)生的動(dòng)力傳給切割裝置從而實(shí)現(xiàn)切割作業(yè)。

對(duì)于普通的割草機(jī)，其割草頭的旋轉(zhuǎn)、避開(kāi)線桿、線柱、反光柱、標(biāo)牌等障礙物都是靠手動(dòng)操作。手動(dòng)操作不當(dāng)可能會(huì)使割草頭碰撞障礙物，從而使障礙物碰傷或損壞割草機(jī)械，存在著安全隱患。在手動(dòng)操作的同時(shí)也會(huì)降低割草機(jī)的作業(yè)效率，因?yàn)榭赡苄枰档凸ぷ魉俣龋荒苡梢粋€(gè)人同時(shí)操作兩個(gè)或以上的割草頭工作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效率割草作業(yè)。若操作人員提前旋轉(zhuǎn)割草頭，會(huì)造成障礙物附近的大面積區(qū)域內(nèi)無(wú)法修剪或清除。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種障礙物感應(yīng)裝置及避障機(jī)構(gòu)，通過(guò)障礙物感應(yīng)裝置可以使割草機(jī)根據(jù)障礙物的遠(yuǎn)近，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)割草頭和工作臂，繞開(kāi)障礙物之后割草頭和工作臂自動(dòng)恢復(fù)到工作位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避開(kāi)障礙物的功能。

首先，本發(fā)明提供一種障礙物感應(yīng)裝置，包括觸桿、彈性支撐、安裝座、連桿、旋轉(zhuǎn)軸和觸桿角度傳感器；

所述安裝座用于與外部結(jié)構(gòu)固定連接；

所述觸桿通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)的安裝在安裝座的端部；

所述彈性支撐的一端與所述觸桿鉸接，另一端與所述安裝座鉸接；

所述觸桿角度傳感器固定在所述安裝座上；

所述連桿一端與所述觸桿相連接，另一端與所述觸桿角度傳感器相連接。

作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，所述彈性支撐為氣彈簧或鋼絲彈簧。

優(yōu)選的，所述觸桿不旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述觸桿與所述安裝座的夾角為90°。

進(jìn)一步的，所述安裝座上固定設(shè)置有橡膠塊，所述觸桿不旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述觸桿的端部與所述橡膠塊貼合。

作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，所述觸桿包括桿筒和桿芯，所述桿筒通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)的安裝在安裝座的端部，所述桿芯可伸縮的固定在所述桿筒內(nèi)。

本發(fā)明優(yōu)選的，所述安裝座安裝所述觸桿一端的寬度大于安裝座另一端的寬度。

進(jìn)一步的，所述安裝座上設(shè)有筋板，所述筋板沿所述安裝座的長(zhǎng)度方向延伸。筋板可以增加安裝座的強(qiáng)度，提高其受力能力。

其次，本發(fā)明提供一種避障機(jī)構(gòu)，用于割草機(jī)避開(kāi)障礙物，所述割草機(jī)包括安裝架、工作臂和割草頭，所述工作臂可旋轉(zhuǎn)的安裝在所述安裝架上，所述割草頭可旋轉(zhuǎn)的安裝在所述工作臂上，所述避障機(jī)構(gòu)包括障礙物感應(yīng)裝置、控制器、工作臂油缸和割草頭油缸；

所述障礙物感應(yīng)裝置為上述的障礙物感應(yīng)裝置，所述障礙物感應(yīng)裝置安裝在所述割草頭的前端；

所述障礙物感應(yīng)裝置的觸桿角度傳感器與所述控制器連接，將所述觸桿的旋轉(zhuǎn)角度傳遞給所述控制器；

所述工作臂油缸的缸筒與所述安裝架鉸接，所述工作臂油缸的活塞桿與所述工作臂鉸接，所述控制器控制所述工作臂油缸的伸縮，驅(qū)動(dòng)所述工作臂旋轉(zhuǎn)；

所述割草頭油缸的缸筒與所述工作臂鉸接，所述割草頭油缸的活塞桿與所述割草頭鉸接，所述控制器控制所述割草頭油缸的伸縮，驅(qū)動(dòng)所述割草頭旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的避障機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步包括工作臂角度傳感器，所述工作臂角度傳感器與所述工作臂相連，將所述工作臂的旋轉(zhuǎn)角度傳遞給所述控制器。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，避障機(jī)構(gòu)還包括割草頭角度傳感器，所述割草頭角度傳感器與所述割草頭相連，將所述割草頭的旋轉(zhuǎn)角度傳遞給所述控制器。

本發(fā)明提供的障礙物感應(yīng)裝置及避障機(jī)構(gòu)，通過(guò)障礙物感應(yīng)裝置獲得障礙物的位置，控制工作臂油缸和割草頭油缸的伸縮，驅(qū)動(dòng)工作臂和割草頭向非障礙物方向旋轉(zhuǎn)；免除了工作人員的手工操作，提高了工作效率；避免了割草頭繞開(kāi)障礙物時(shí)，障礙物附近修剪不到的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的障礙物感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的避障機(jī)構(gòu)未接觸障礙物的示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的避障機(jī)構(gòu)與障礙物接觸的示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的避障機(jī)構(gòu)離開(kāi)障礙物后的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的目的之一是提供一種障礙物感應(yīng)裝置，包括觸桿11、彈性支撐12、安裝座13、連桿14、旋轉(zhuǎn)軸15和觸桿角度傳感器16。在遇到障礙物時(shí)，觸桿11旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)連桿14移動(dòng)，觸桿角度傳感器16感應(yīng)到觸桿11的旋轉(zhuǎn)，即確定遇到了障礙物。

安裝座13用于與外部結(jié)構(gòu)固定連接，為障礙物感應(yīng)裝置的支撐部分。本發(fā)明實(shí)施例中，安裝座13的一端寬度大，另一端寬度小，即安裝座13為類(lèi)似“T”的形狀。安裝座13寬度小的一端開(kāi)有通孔，用于安裝座13與外部結(jié)構(gòu)的固定。

觸桿11包括桿芯111和桿筒112。桿筒112通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸15可旋轉(zhuǎn)的安裝在安裝座13的寬度大的一端。桿芯111可伸縮的固定在桿筒112內(nèi)。桿芯111伸出桿筒112的長(zhǎng)度可調(diào)，便于障礙物感應(yīng)裝置應(yīng)對(duì)不同的環(huán)境，工作人員可根據(jù)需要，適度調(diào)整桿芯111伸出桿筒112的長(zhǎng)度。在桿筒112上設(shè)有4個(gè)螺釘，當(dāng)桿芯111的伸出長(zhǎng)度調(diào)整到位后，擰緊4個(gè)螺釘，以固定桿芯111。

彈性支撐12的一端與觸桿11鉸接，另一端與安裝座13鉸接，彈性支撐12用于支撐觸桿11。彈性支撐12可以是氣彈簧、鋼絲彈簧，也可以是其他可為觸桿11提供支撐的彈性結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)選的彈性支撐12為氣彈簧，氣彈簧具有近乎線性的彈性曲線，動(dòng)態(tài)力平穩(wěn)，容易控制。

觸桿角度傳感器16固定在安裝座13上，觸桿角度傳感器16位于安裝座13的寬度大的一端。連桿14的一端與觸桿的桿筒112相連接，另一端與觸桿角度傳感器16相連接。觸桿角度傳感器16用于監(jiān)測(cè)觸桿11的旋轉(zhuǎn)角度。

優(yōu)選的，在本發(fā)明實(shí)施例中，觸桿11不旋轉(zhuǎn)時(shí)，觸桿11與安裝座13的夾角為90°。為了避免氣彈簧的作用力過(guò)大，觸桿11復(fù)位時(shí)，旋轉(zhuǎn)過(guò)度，在安裝座上固定設(shè)置有橡膠塊18。觸桿11復(fù)位到位時(shí)，觸桿的端部與橡膠塊18貼合，保證觸桿11與安裝座13的夾角為90°。

本發(fā)明實(shí)施例中，安裝座13為普通的板材，為了提高安裝座13的強(qiáng)度，在安裝座13的背面(與觸桿角度傳感器16相對(duì)的一面)設(shè)有筋板17。筋板17沿安裝座13的長(zhǎng)度方向延伸，提高安裝座的受力能力。

如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的另一目的是提供一種避障機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)割草機(jī)自動(dòng)避開(kāi)障礙物。割草機(jī)包括安裝架2、工作臂3和割草頭4，工作臂3可旋轉(zhuǎn)的安裝在安裝架2上，割草頭4可旋轉(zhuǎn)的安裝在工作臂3上，割草頭4用于切割草植。避障機(jī)構(gòu)包括障礙物感應(yīng)裝置1、控制器(圖中未示出)、工作臂油缸5和割草頭油缸6。

障礙物感應(yīng)裝置1為上述的障礙物感應(yīng)裝置，其安裝在割草頭4的前端，障礙物感應(yīng)裝置的安裝座13固定在割草頭4的側(cè)面。

障礙物感應(yīng)裝置的觸桿角度傳感器16與控制器連接，監(jiān)測(cè)觸桿11的旋轉(zhuǎn)，并將觸桿11的旋轉(zhuǎn)角度傳遞給控制器。

工作臂油缸5為雙向油缸，包括缸筒和活塞桿。工作臂油缸5的缸筒與安裝架2鉸接，工作臂油缸5的活塞桿與工作臂3鉸接?？刂破魍ㄟ^(guò)閥組控制工作臂油缸5的伸縮，驅(qū)動(dòng)工作臂3旋轉(zhuǎn)。

割草頭油缸6為雙向油缸，包括缸筒和活塞桿。割草頭油缸6的缸筒與工作臂3鉸接，割草頭油缸6的活塞桿與割草頭4鉸接?？刂破魍ㄟ^(guò)閥組控制割草頭油缸6的伸縮，驅(qū)動(dòng)割草頭4旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明實(shí)施例的避障機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步包括工作臂角度傳感器，工作臂角度傳感器與工作臂3相連，用于監(jiān)測(cè)所述工作臂組的旋轉(zhuǎn)角度，并將工作臂的旋轉(zhuǎn)角度通過(guò)信號(hào)傳遞給控制器。割草機(jī)避開(kāi)障礙物后，在控制器的控制下，工作臂恢復(fù)到工作位置，工作臂角度傳感器保證工作臂的復(fù)位。

本發(fā)明實(shí)施例的避障機(jī)構(gòu)，還包括割草頭角度傳感器，割草頭角度傳感器與割草頭4相連，用于監(jiān)測(cè)所述割草頭的旋轉(zhuǎn)角度，并將割草頭的旋轉(zhuǎn)角度傳遞給控制器。割草機(jī)避開(kāi)障礙物后，在控制器的控制下，割草頭恢復(fù)到工作位置，割草頭傳感器保證割草頭的復(fù)位。

如圖3所示，當(dāng)觸桿11與障礙物7接觸后，觸桿11壓縮氣彈簧，同時(shí)連桿14帶動(dòng)觸桿角度傳感器16旋轉(zhuǎn)，使觸桿傳感器角度變化，觸桿角度傳感器再傳遞電信號(hào)給控制器?？刂破飨逻_(dá)指令給工作臂油缸5和割草頭油缸6，使割草頭油缸6伸出，帶動(dòng)割草頭4向非障礙物側(cè)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使工作臂油缸5縮回，使工作臂3向非障礙物側(cè)旋轉(zhuǎn)，以避開(kāi)障礙物7。

如圖4所示，當(dāng)觸桿11與障礙物7分離后，觸桿11在氣彈簧的推力下使觸桿11恢復(fù)原位置，同時(shí)連桿14帶動(dòng)觸桿角度傳感器16也恢復(fù)原位，觸桿角度傳感器16傳遞電信號(hào)給控制器?？刂破飨逻_(dá)指令給工作臂油缸5和割草頭油缸6，使割草頭油缸6縮回，帶動(dòng)割草頭4旋轉(zhuǎn)恢復(fù)原位。同時(shí)使工作臂油缸5伸出，使工作臂旋轉(zhuǎn)恢復(fù)原位，割草機(jī)正常向前工作。

圖3和圖4中的箭頭，代表工作臂和割草頭的旋轉(zhuǎn)方向。

本發(fā)明實(shí)施例的避障機(jī)構(gòu)，通過(guò)障礙物感應(yīng)裝置、控制器和液壓系統(tǒng)的配合，實(shí)現(xiàn)了割草機(jī)自動(dòng)避開(kāi)障礙物，可避免人工操作的失誤，提高割草機(jī)的工作效率。

需要說(shuō)明的是，以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說(shuō)明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來(lái)使用。