專利名稱：自動草坪割草機及其安全防護控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及自動草坪割草機，具體涉及自動草坪割草機及其安全防護控制系統。
背景技術：
現有的大多數自動草坪割草機均安裝有一定的安全防護系統，用來防止人或動物無意間觸碰到機殼時受到傷害，常規的作法有以下幾種
如中國實用新型專利CN201518292U (專利號200920196869. 2)公開了ー種傾覆傳感器及使用該傾覆傳感器的智能割草機，所述智能割草機本體內安裝有所述的傾覆傳感器，當智能割草機傾覆時，傳感器觸發，擊發安全防護程序實現安全防護，以防傷害到人或動物的安全。中國實用新型專利CN201601993U(專利號200920196870. 5)公開了ー種智能割草機改進結構，在底座上設置有通斷控制結構，取消了測距傳感器的使用，利用行走系統的重力來實現通斷控制，在割草機被提起吋，行走系統離地，使通斷控制結構中電路回路接通，割草機電路板得到信號，切斷刀盤電源，行走系統落地后，通斷控制結構恢復常態，回路中斷，割草機電路板得到信號，重新提供刀盤電源，結構簡単、質量輕便、操作方便、成本大大降低，并且通斷控制不受角度影響，避免了傳感器可能出現的誤差，提高了機器的使用安全性。中國實用新型專利CN202009583U (專利號201120059930. 6)公開了ー種智能割草機的紅外防跌裝置，其底盤兩側設有與底盤插接的萬向輪，其中，萬向輪ー側的底盤上設置有與主控電路板相連的紅外感應器，萬向輪的軸桿端部設有凸臺，該凸臺上設有與紅外感應器上下對應的觸發壓帽，該觸發壓帽通過螺母與軸桿緊配合，當割草機前部被頂起或者抬起時，萬向輪因其自身的重力而下落，緊固在軸桿端部的觸發壓帽也隨之下落，紅外感應器被觸發而將信號傳給主控電路板使割草機停止工作。中國實用新型專利CN202026599U (專利號201120059149. 9)公開了ー種超聲波避障智能割草機，安裝了超聲波傳感器，當機器靠近障礙物時可以提前感知，并且提前做出避讓或繞行的動作，避免了與障礙物發生碰撞而導致其內部的損壞。中國實用新型專利CN202009582U (專利號201120048709. O)公開了ー種智能割草機的觸摸式把手制動開關，當出現故障或者其他緊急情況需要關閉時，只需觸碰觸摸把手即可。上述的這些安全防護系統，都能在一定成度上起到安全防護作用，但它們各自又都存在著缺陷和不足，例如利用角度傳感器的方案，它只能在機器被人為側翻到一定角度后才能擊發安全防護程序，此時人體和機器已經接觸且保持了一段時間，其安全防護不夠及時；同樣的問題在輪子上安輕觸開關的設計也存在著，而采用超聲波的方案，在理論上是最安全的，它在人或動物離機器一定的距離時就擊發安全防護程序，在安全性上來說是最好的方法，但它存在的局限性是不光對人或動物有反應，對所有接近的物體它都有反應，這會對機器的正常運行和工作帶來了限制，因為在家庭庭院草坪上還有房子，樹木等其它物體，從這點來講超聲波的方法存在著防護過當的問題。而采用熱釋紅外技術的方案，從理論上說可以區分人，動物和其它不是恒溫的物體，但由于機器是在戶外工作，會受到陽光照射，周圍的物體又很多，而且機器是在不停地運動，在實際的應用可能會出現誤判的情況，其技術還不夠成熟。而在把手上安裝電容式觸摸開關，其防護面積和感應接觸部位過于狹小，只有人手觸摸特定的部位時才能觸發安全防護程序，其安全防護程度也還不夠。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是解決自動草坪割草機安全防護程度不夠的問題。為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供一種自動草坪割草機的 安全防護控制系統，包括控制自動草坪割草機的割草馬達啟動或停止的控制單元以及第一電容式觸摸感應芯片和設置在自動草坪割草機的機売上的第一感應電極，所述第一電容式觸摸感應芯片的感應電容輸入接ロ連接至所述第一感應電極，且所述第一電容式觸摸感應芯片的輸出接ロ連接至所述控制単元。在上述安全防護控制系統中，所述機殼的材質為塑料，所述機殼的內壁設有第一導電層，所述第一導電層形成所述第一感應電極。在上述安全防護控制系統中，所述機殼的材質為鋁合金或不銹鋼，且所述機殼形成所述第一感應電扱。在上述安全防護控制系統中，還包括涂覆在自動草坪割草機的塑料底盤底面上的若干塊第二導電層以及與所述第二導電層一一對應設置的若干第二電容式觸摸感應芯片，所述第二電容式觸摸感應芯片的感應電容輸入接ロ分別一一對應地連接至所述第二導電層，且所述第二電容式觸摸感應芯片的輸出接ロ連接至所述控制単元。在上述安全防護控制系統中，所述第二導電層包括前、后第二導電層，所述前第二導電層設置在自動草坪割草機的塑料底盤上的驅動馬達的前方，所述后第二導電層設置在自動草坪割草機的塑料底盤上的刀盤的前后平分線的后方。在上述安全防護控制系統中，所述前第二導電層與自動草坪割草機的塑料底盤上的驅動馬達之間的距離不少于5mm。在上述安全防護控制系統中，所述后第二導電層與自動草坪割草機的塑料底盤上的刀盤外緣之間的距離不少于5mm。本發明還提供了ー種包括上述安全防護控制系統的自動草坪割草機。在上述自動草坪割草機中，自動草坪割草機的塑料底盤的離地高度不低于11厘米。本發明，因為機殼上設有第一感應電極，通過電容式觸摸感應芯片感應人體或動物與第一感應電極的接觸狀態，并控制割草馬達啟動或停止，大大加強和提高了防護程度，并且結構簡單，使用可靠。
圖I為本發明的結構示意 圖2為第二導電層的布置圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作出詳細的說明。本發明提供了一種自動草坪割草機及其安全防護控制系統，如圖I所示，自動草坪割草機的安全防護控制系統包括控制單元和多個電容式觸摸感應芯片，自動草坪割草機包括塑料底盤2和塑料機殼1，塑料機殼I的外形類似ー個下端ロ敞開的保護罩，它扣裝在塑料底盤2上，覆蓋了塑料底盤2的前、后、左、右以及上方五個方向，形成了一個封閉的腔體，包括驅動馬達、割草馬達和控制單元、多個電容式觸摸感應芯片在內的自動草坪割草機的主要零部件均設置在塑料底盤2的上表面上，位于這個封閉腔體里，例外的是左、右驅動輪3和割草機構4，左、右驅動輪3位于塑料機殼I的左、右兩側，割草機構4位于塑料底盤2的下方，因此，能和外界的人體或動物發生接觸的主要部位是塑料機殼I的外側面和塑料底盤2的底面。電容式觸摸感應芯片的型號為ST01B，控制單元和電容式觸摸感應芯片設置在底盤2的頂面上，塑料機殼I的內壁上涂覆有第一導電層5，塑料底盤2的上表面上涂覆有若干塊第二導電層6,第一導電層5和第二導電層6分別形成第一、第二感應電極,且第一導電層5和第二導電層6均由導電膠噴涂形成,多個電容式觸摸感應芯片包括ー個第一電容式觸摸感應芯片和若干個第二電容式觸摸感應芯片，其中第一電容式觸摸感應芯片的感應電容輸入接ロ連接至第一導電層5，且第一電容式觸摸感應芯片的輸出接ロ連接至控制單元，第一電容式觸摸感應芯片用于感應是否有人體或動物接觸到塑料機殼I。第二電容式觸摸感應芯片的感應電容輸入接ロ連接至第二導電層6，且第二電容式觸摸感應芯片的輸出接ロ也連接至控制單元，第二電容式觸摸感應芯片用于感應是否有人體或動物接觸到塑料底盤2。本發明的工作原理如下
由于塑料機殼I的內壁上和塑料底盤2的上表面上分別涂覆有第一導電層5和第二導電層6，并且分別連接到相應的第一、第二電容式觸摸感應芯片，因此可以將塑料機殼I和塑料底盤2分別作為第一、第二電容式觸摸感應芯片的感應電扱，當沒有導體接觸到感應電極時，感應電極具有ー個固定寄生電容Cl，當導體(例如人體的手指)靠近感應電極時，導體和感應電極之間產生了新的寄生電容C2，從而改變了固定寄生電容Cl的電容大小，第一、第二電容式觸摸感應芯片通過固定寄生電容Cl的變化就可以判斷導體的接觸或接近狀態，從而發出相應的控制信號，控制割草馬達，當有人體靠近感應電極，使割草馬達停止轉動，從而避免對人體造成傷害。以上所述具體實施方式
為本發明的一種較佳的實施例，為了降低成本，也可以僅設置第一電容式觸摸感應芯片和第一導電層，這種方式僅可以在人體觸摸到塑料機殼I時實施保護，但是，這種保護方式已經可以起到大部分的保護作用。也可以使用鋁合金或不銹鋼制造機殼，通過該機殼形成第一感應電扱。為了提高第二電容式觸摸感應芯片的準確性和穩定性，本發明中，對第二導電層的布局進行了周密設置。如圖2所示，塑料底盤2是自動割草機最主要的部件，幾乎所有的 工作部件都安裝在它上面，其中3為驅動輪，8為驅動馬達，9為割草馬達，10為刀盤，割草馬達9上設有割草刀片并與刀盤10組成割草機構，為了減少割草刀片發生意外傷害的情況，通常割草刀片和刀盤10安裝在塑料底盤2的中心位置上，這樣刀盤10離塑料底盤2的邊緣可以留出足夠的安全距離，在本發明中，第二導電涂層6均勻連續地噴涂在從刀盤10到塑料底盤2外緣所對應的安全距離區域內，考慮到塑料底盤的尺寸較大，也可以以割草刀盤10的前后中心線為界，將第二導電涂層分割為前、后第二導電層61、62，如圖2中陰影線所示，前第二導電層61設置在塑料底盤上的驅動馬達8的前方，后第二導電層62設置在塑料底盤上的刀盤的前后平分線的后方，這樣ー來，位于塑料底盤2以刀盤10前后平分線為界分成了兩塊導體，分別用來充當兩片第二觸摸感應芯片的感應電極，不管人體或動物體從任何方向接觸到上述噴有第二導電涂層的塑料底盤的任何位置，都能立即感應到，從而輸出控制信號控制割草馬達，防止意外情況發生。在自動草坪割草機中，由于底盤上安裝的零件眾多，有些部件對電容式觸摸感應芯片存在著一定的干擾，例如旋轉的馬達，工作地面上的草叢等，這時就需要避開這些的部位和干擾物，經過反復實驗，塑料底盤的離地高度需要適當地提高，通常自動草坪割草機所 能修剪草叢的高度范圍為2—8厘米，其最高能修剪的草叢為10厘米，那么塑料底盤的離地高度應設計成11厘米以上為合適，以避免草叢接觸塑料底盤時產生錯誤的感應信號。同時導電層的位置需和存在干擾源的馬達和感應線圈保持合適的距離，例如，前第二導電層61與塑料底盤上的驅動馬達之間的距離不少于5mm，后第二導電層62與塑料底盤上的刀盤外緣之間的距離也不少于5mm。綜上所述，本發明由于在塑料機殼的內壁和塑料底盤的頂面上分別涂有導電層，整個機器的外殼可被看作是ー個完整的導體，能全方位立體地感應人體或動物與機器的接觸狀態，因此，除了刀盤范圍外的所有地方都能感知外來導體的接觸狀態，防護程度得到了大大的加強和提尚。本發明不局限于上述最佳實施方式，任何人應該得知在本發明的啟示下作出的結構變化，凡是與本發明具有相同或相近的技術方案，均落入本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.自動草坪割草機的安全防護控制系統，包括控制自動草坪割草機的割草馬達啟動或停止的控制單元，其特征在于，還包括第一電容式觸摸感應芯片和設置在自動草坪割草機的機殼上的第一感應電極，所述第一電容式觸摸感應芯片的感應電容輸入接口連接至所述第一感應電極，且所述第一電容式觸摸感應芯片的輸出接口連接至所述控制單元。
2.如權利要求I所述的自動草坪割草機的安全防護控制系統，其特征在于，所述機殼的材質為塑料，所述機殼的內壁設有第一導電層，所述第一導電層形成所述第一感應電極。
3.如權利要求I所述的自動草坪割草機的安全防護控制系統，其特征在于，所述機殼的材質為鋁合金或不銹鋼，且所述機殼形成所述第一感應電極。
4.如權利要求I所述的自動草坪割草機的安全防護控制系統，其特征在于，還包括涂覆在自動草坪割草機的塑料底盤底面上的若干塊第二導電層以及與所述第二導電層一一對應設置的若干第二電容式觸摸感應芯片，所述第二電容式觸摸感應芯片的感應電容輸入接口分別一一對應地連接至所述第二導電層，且所述第二電容式觸摸感應芯片的輸出接口連接至所述控制單元。
5.如權利要求4所述的自動草坪割草機的安全防護控制系統，其特征在于，所述第二導電層包括前、后第二導電層，所述前第二導電層設置在自動草坪割草機的塑料底盤上的驅動馬達的前方，所述后第二導電層設置在自動草坪割草機的塑料底盤上的刀盤的前后平分線的后方。
6.如權利要求5所述的自動草坪割草機的安全防護控制系統，其特征在于，所述前第二導電層與自動草坪割草機的塑料底盤上的驅動馬達之間的距離不少于5mm。
7.如權利要求5所述的自動草坪割草機的安全防護控制系統，其特征在于，所述后第二導電層與自動草坪割草機的塑料底盤上的刀盤外緣之間的距離不少于5mm。
8.自動草坪割草機，其特征在于，包括如權利要求I至7項任一項所述的安全防護控制系統。
9.如權利要求8所述的自動草坪割草機，其特征在于，自動草坪割草機的塑料底盤的離地高度不低于11厘米。
全文摘要
本發明公開了一種自動草坪割草機及其安全防護控制系統，所述安全防護控制系統包括控制自動草坪割草機的割草馬達啟動或停止的控制單元以及第一電容式觸摸感應芯片和設置在自動草坪割草機的機殼上的第一感應電極，所述第一電容式觸摸感應芯片的感應電容輸入接口連接至所述第一感應電極，且所述第一電容式觸摸感應芯片的輸出接口連接至所述控制單元。本發明因為機殼上設有第一感應電極，通過電容式觸摸感應芯片感應人體或動物與第一感應電極的接觸狀態，并控制割草馬達啟動或停止，大大加強和提高了防護程度，并且結構簡單，使用可靠。
文檔編號A01D75/18GK102657001SQ20121014511
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月11日 優先權日2012年5月11日
發明者林小冬 申請人:林小冬