一种自动设备的工作区域界定和引导系统技术方案

本实用新型专利技术涉及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；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电缆，信号接收系统检测由信号发生系统在特定时间内产生至少一个静止或者交变的磁场；信号接收系统根据磁场信号传输一个处理信号给自动设备。本实用新型专利技术的优点：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。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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。本技术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，本技术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。本技术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I显示了根据本技术的电子区域界定和引导系统。图2为实施例2的电子区域界定和引导系统。图3显示了自动设备在工作区域内的运动的一种路径。图4显示了用于图I中系统沿边界引导的示意图。图5显示了用于图I中系统沿子区域引导的另一示意图。图6显示了包含不可进入区域的运动示意图。具体实施方式以下结合附图1-6与实施例对本技术作进一步详细描述。实施例I一种割草机单工作区域界定和引导系统，见图1，包括至少一个安装在自动设备2上的信号发生系统8，和一个信号接收系统3，自动设备2包括驱动装置10 ;信号接收系统3和相连接的电缆I用于工作区域21的界定和划分。信号发生系统8安装在自动设备2上，随自动设备2移动，信号发生系统8通常具有能够产生一定频率交变电流的振荡电路和信号发射线圈，信号发生系统8在工作过程中，在一定区域内产生一个交变的磁场信号，产生磁场信号并通过空气传播；信号接收系统3连接有一根电缆1，信号接收系统3检测由信号发生系统8在移动或静止的过程中产生并通过空气传播的磁场信号；电缆I用于确定工作区域21边界，信号接收系统3通常安装在固定位置。信号接收系统3根据检测到的磁场信号通过无线通讯模块13以无线方式将检测到的磁场信号传输给自动设备2 ;信号发生系统8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3来检测通过空气传播的磁场信号。信号接收系统3包括至少一个信号检测单元11、信号处理单元12和无线通讯模块13，信号检测单元11与电缆I相连，并与电缆I构成闭环。信号接收系统3接收到的磁场信号是由安装在自动设备2上的信号发生系统8产生的，因此所接收到的磁场强度与自动设备2和电缆I相对位置有关。当自动设备2在电缆I所围工作区域21内部时，由于抵消作用，电缆I感应到的磁场强度较小。当自动设备2接近电缆I时，接收到的磁场强度逐渐增加，在跨过电缆I时达到最大。当自动设备2跨过电缆I并远离电缆I所围工作区域21时，接收到的磁场强度逐渐减弱，但在一定范围内仍比在电缆I所围的工作区域21内部时要大。这就意味着，信号接收系统3可以根据检测到的磁场强度的大小和变化趋势判断自动设备2是位于电缆I所围工作区域21的内部、临 界或者外部。信号接收系统3 —般包括信号检测单元11、信号处理12和无线通讯模块13。用于界定的边界电缆I通常连接到信号检测单元11，检测由信号发生系统8产生的磁场信号，并经过信号处理后传送给自动设备2。为了减少其他干扰对系统的影响，信号发生系统8通常产生的是一定频率的交变磁场，检测单元过滤掉干扰成分，检测一定频率的交变磁场，具有较强的抗干扰能力。图3是自动设备2在由电缆I围成的工作区域21内往复工作的示意图。自动设备2在工作区域21内根据所承担的任务按一定方式前进，当其接近并跨越电缆I时，信号接收系统3检测到迅速增加的磁场强度，由此判断自动设备2正在越界，将信号处理后通过无线本文档来自技高网...

【技术保护点】
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（2）上的信号发生系统（8）和信号接收系统（3），自动设备（2）包括驱动装置（10）；信号发生系统（8）随自动设备（2）移动，产生磁场信号并通过空气传播；信号接收系统（3）连接有至少一根电缆（1），信号接收系统（3）检测由信号发生系统（8）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（3）将检测到的磁场信号传输给自动设备（2），其特征在于：信号发生系统（8）安装在自动设备（2）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（3）来检测通过空气传播的磁场信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝艇，谢建军，邬杨波，陆立孟，李德舜，
申请(专利权)人：宁波市德霖机械有限公司，
类型：实用新型
国别省市：