[实用新型]一种自动设备的工作区域界定和引导系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种自动设备的工作区域界定和引导系统，尤其涉及一种用于控制自动割草机的工作区域界定和引导系统。

背景技术

目前，用于家庭、公共绿地等场所地面清洁和草坪维护的机器一般是采用汽油发动机或民用电作为动力，在人工的参与下完成地面或者草地的清洁和护理修剪等工作。但是汽油发动机会排放废气造成空气污染，需要人工参与的机器劳动强度大，机器产生的噪声对操作者和环境都带来不利的影响。随着信息技术和机械电子技术的飞速发展，使机器人走入日常应用成为可能。

目前市场上已经有地板清洁机器人和自动割草机上市，用于草坪维护的自动割草机有着劳动力消耗少、安全性高、自动化程度高等特点，一些国外大型公司己对自动割草机器人的进行了初步研究，并推出了部分自功割草机器人产品，如Friendly Machines 公司的Robomow 、Zucchetti公司的Ambrigio Robo-Lawnmower和Electrolux 公司的Husqvarna Auto Mower等。这些自动机器人都通过使其在一个需要被清洁或修剪的工作区域内相对于该区域自主移动来清洁地面或修剪草坪。为了保证机器人处于指定的工作区域内，并且在需要时能够正确地回到指定地点，电子区域界定和引导系统是其中一个必不可少的组成部分。

美国专利第US20080097645号和第US006300737号都提出了采用在工作区域周围设置电缆用来确定不允许机器人越过的边界线，同时将电缆连接到一个信号发生器，用于产生一个可以被安装在机器人上的检测装置能检测到的磁场。当机器人接近电缆时，系统检测磁场强度的变化，控制单元处理信息并操纵电机单元来操纵机器人的运动。例如系统能够防止机器人移出其本应处理的区域或者使其沿着电缆运动。

根据上述在先文件所述，确定范围的电缆是连接在信号发生器上的，信号发生器通常位于一个固定的地点（如基站），通过给电缆施加一个电流产生磁场，然后由安装在机器人上的磁场检测装置来检测磁场变化，并由此做出操纵指令。在上述方法中，为了能够确定机器人的位置，需要给电缆施加不同频率的两种电流，如果有多个电缆时，在给不同的电缆施加电流时需要指定严格的相位关系，因此在信号发生器和检测装置上的设计需要考虑不同频率和相位关系的磁场变化。特别是当有多个电缆时，由于要严格指定相位关系，很难任意扩展电缆数量，也不易将工作区域进行细分，因此也不容易对机器人进行比较明确的方向引导。

发明内容

本实用新型提供了一种用于控制自动设备特别是一种自动割草机的工作区域界定和引导系统。本实用新型信号发生系统安装在自动设备上，在运动的过程中能够产生静止或者交变的电磁场，连接到信号接收系统的电缆作为工作区域范围的界定，多个电缆可以将工作区域划分成多个子区域，根据信号接收系统检测到不同区域的磁场信号对自动设备的运动进行引导。

为了实现上述目的，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种自动设备的工作区域界定和引导系统，包括安装在自动设备上的信号发生系统，和信号接收系统，自动设备包括驱动装置；信号发生系统随自动设备移动，产生磁场信号并通过空气传播；信号接收系统连接有至少一根电缆，信号接收系统检测由信号发生系统在移动或静止的过程中产生并通过空气传播的磁场信号；信号接收系统将检测到的磁场信号传输给自动设备；信号发生系统安装在自动设备上，在特定时间内产生至少一个静止或者交变的磁场，由信号接收系统来检测通过空气传播的磁场信号。

作为优选，信号接收系统包括至少一个信号检测单元、信号处理单元和无线通讯模块，信号检测单元与电缆相连，并与电缆构成闭环。

作为优选，信号接收系统与第二电缆和第三电缆相连，信号接收系统分别与第二电缆、第三电缆构成第二闭环和第三闭环，闭环、第二闭环和第三闭环将工作区域划分成多个子工作区域。

作为优选，自动设备包括轮子和驱动装置，以及带有无线通讯功能的控制单元。

作为优选，自动设备为一种自动移动的机器。

作为优选，自动设备为一种自动割草机器，自动割草机器包括割草刀片。

作为优选，自动设备为一种表面清洁机器。

本实用新型的优点：信号发生系统产生的磁场信号无需特定的频率和相位关系；信号接收系统可以方便地扩展到连接多个电缆闭环，从而将工作区域细分，为自动设备在不同工作区域之间移动提供引导信息；多个电缆构成的闭环可以相互覆盖或者交叉。

附图说明

图1 显示了根据本实用新型的电子区域界定和引导系统。