技术领域
[0001] 本申请涉及电动行驶设备领域,尤其涉及一种轮式电动行驶设备。
相关背景技术
[0002] 随着骑乘式割草机的出现,其结构随着功能的增加愈发复杂,骑乘式割草机不仅需要进行功能性作业如割草,扫雪等,也需要行走和照明等,骑乘式割草机内部各元件连接结构复杂,因而对骑乘式割草机各元件之间的信号传递提出了更高的要求。
[0003] 目前,骑乘式割草机内的各元件之间通常通过专用的通信线束进行各节点之间进行数据通信。车辆颠簸时会存在线束之间接触不良问题,或者会存在各线束冗余干扰,从而造成信号干扰或者丢失等问题,不利于对用户指令的及时读取执行,从而影响设备的运行。
[0004] 本部分提供了与本申请相关的背景信息,这些背景信息不一定是现有技术。
具体实施方式
[0024] 在详细解释本申请的任何实施方式之前,应当理解,本申请不限于其应用到以下描述中阐述的或以上附图中所示的结构细节和组件布置。
[0025] 在本申请中,术语“包括”、“包含”、“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0026] 在本申请中,术语“和/或”,是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系。例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“和/或”的关系。
[0027] 本申请中,术语“连接”、“结合”、“耦合”、“安装”可以是直接连接、结合、耦合或安装,也可以是间接连接、结合、耦合或安装。其中,进行举例示范,直接连接指的是两个零件或组件之间不需设置中间件而连接在一起,间接连接指的是两个零件或组件分别与至少一个中间件连接,这两个零件或组件通过中间件实现连接。此外,“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合,并且可以包括电连接或耦合。
[0028] 在本申请中,本领域普通技术人员将理解,结合数量或条件使用的相对术语(例如,“约”,“大约”,“基本”等)为包括所述值并且具有上下文所指示的含义。例如,该相对术语至少包括与特定值的测量相关的误差程度,与特定值相关的由制造,组装,使用造成的公差等。这种术语也应被视为公开了由两个端点的绝对值限定的范围。相对术语可指代所指示的值的一定百分比(例如1%,5%,10%或更多)的加或减。未采用相对术语的数值,也应该被揭示为具有公差的特定值。此外,“基本”在表达相对的角度位置关系时(例如,基本平行,基本垂直),可指代在所指示的角度的基础上加或减一定度数(例如1度,5度,10度或更多)。
[0029] 在本申请中,本领域普通技术人员将理解,由组件执行的功能可以为由一个组件,多个组件,一个零件,或多个零件执行。同样的,由零件执行的功能也可以由一个零件,一个组件,或多个零件组合来执行。
[0030] 在本申请中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位词是以附图所示的方位和位置关系来进行描述的,不应理解为对本申请实施例的限定。此外,在上下文中,还需要理解的是,当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时,其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”,也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。还应当理解的,上侧、下侧、左侧、右侧、前侧、后侧等方位词不仅代表正方位,也可以理解为侧方位。例如,下方可以包括正下方、左下方、右下方、前下方以及后下方等。
[0031] 在本申请中,术语“控制器”、“处理器”、“中央处理器”、“CPU”、“MCU”可以互换。在使用单元“控制器”、“处理器”、“中央处理器”、“CPU”、或“MCU”来执行特定功能,除非另有说明,否则这些功能则可以由单个上述单元或多个上述单元来执行。
[0032] 在本申请中,术语“装置”、“模块”或“单元”为了实现特定的功能,它们可以通过硬件或软件的形式来实现。
[0033] 在本申请中,术语“计算”、“判断”、“控制”、“确定”、“识别”等指的是计算机系统或类似电子计算设备(例如,控制器,处理器等)的操作和过程。
[0034] 图1是本申请实施例提供的一种电动行驶设备的结构示意图;图2是本申请实施例提供的一种电动行驶设备中的结构框图。如图1和图2所示,该电动行驶设备包括:车身10、多个运行设备20及通信系统30;车身10包括车架11;多个运行设备20包括行走组件21、操作组件22及供电组件23;通信系统30包括多个与运行设备20连接的控制模块31。本实施例中控制模块31包括与操作组件22电连接的控制模块A,与行走组件21电连接的控制模块B,与供电组件23电连接的控制模块C;多个控制模块31之间通过车架11传输信息或指令。运行设备20配合对应的控制模块31工作以运行电动行驶设备。
[0035] 具体的,操作组件22接收用户发送的行走指令,并发送至控制模块A,控制模块A接收并通过车架11传递行走指令至控制模块B,控制模块B读取该行走指令并执行,控制行走组件21启动工作,行走组件21包括行走马达及车轮,即控制行走马达工作,行走马达连接并驱动车轮滚动带动电动行驶设备在地面上行走。可理解的是,控制模块C通过车架11与控制模块A及控制模块B通讯连接。在电动行驶设备运行过程中,控制模块C可根据车架11上接收的控制模块B传输的行走组件21的运行信息。或者,控制模块A上传输的操作组件22的运行信息、以及供电组件23内的电量参数信息发送充电指令至供电组件23以使供电组件23根据充电指令为行走组件21供电。
[0036] 需说明的是,本实施例中的多个控制模块31之间通过车架11传输指令或信息,是将各控制模块31发送或接受的指令或信息耦合至车架11上,而非采用数据配线的方式进行指令或信息传输。这里的车架11应该理解为作为支撑结构的具有导电能力的车架本体。当然,在另一些实施例中,车架本体包含贴合在车架表面的导电层,该导电层大致沿车架延伸。相关技术中,各控制模块31之间通过专用的通信线束进行各节点之间进行数据通信,当设备在户外行走或执行功能时,容易出现因为路面颠簸导致通信线束之间接触不良的问题。本申请中,通过车架11实现了电动行驶设备内各控制模块之间的通讯质量及通讯效率,从而提高电动行驶设备运行效率。采用本申请的技术方案能够避免由于采用专用的通信线束带来的接触不良等问题,或者会存在各线束冗余干扰等问题。
[0037] 还需要说明的是,以控制模块包括第一控制模块和第二控制模块两个控制模块通讯为例(这里第一控制模块与第二控制模块可以为上述控制模块A、控制模块B及控制模块C任意两个控制模块,这里对第一控制模块与第二控制模块的具体类型不作限定),当第一控制模块和第二控制模块通信时,第一控制模块发送包含地址信息的信息或指令至车架11上,第二控制模块被配置为获取车架11上传输的信息或指令,并基于地址信息判断是否接收并执行上述的信息或指令。如此,控制模块在接收信号或指令时,直接读取获取信号和指令传输的地址信息即可获取信号或指令的类型和来源,并根据信号或指令的类型和来源确定其将信号或指令传输的执行对象,从而提升通讯系统的传输数据的效率和准确性,有利于信息的整合和调配。
[0038] 在一些实施例中,图3是本申请实施例提供的电动行驶设备中通讯系统的结构示意图。如图3所示,各控制模块31包括控制器311及收发组件312。收发组件312包括调制解调模块3121、信号放大电路3122、检波电路3123及信号耦合组件3124。调制解调模块3121及信号耦合组件3124组成发射单元。这样,控制器311传递信息或指令至调制解调模块3121以使调制解调模块3121将信息或指令调制处理,并通过信号耦合组件3124将调制后的信息或指令至车架11上。
[0039] 在一些实施例中,信号耦合组件3124、检波电路3123、信号放大电路3122及调制解调模块3121组成接收单元。这样,信号耦合组件信号耦合组件3124将通过车架11传输的信息或指令耦合传输至检波电路3123,检波电路3123将信号耦合组件信号耦合组件3124耦合传输的信息或指令过滤处理。信号放大电路3122将过滤处理后的信息或指令放大处理,并输出至调制解调模块3121,控制器311则可以接收调制解调模块3121解调处理后的信息或指令。
[0040] 具体的,调制解调模块3121的载波中心频率大于等于10MHz小于等于12MHz。在一些实施例中,调制解调模块3121的载波中心频率大致为10.7MHz。控制器311输出的信息或指令为并行的数字信号,调制解调模块3121将该数字信号加载到载波中心频率为10.7MHz上,并将加载到载波中心频率为10.7MHz上的数字信号调制,然后信号耦合组件信号耦合组件3124将调制处理后的数字信号耦合至车架11上,实现了控制器311输出信息或指令的发送。
[0041] 控制器311通过车架11接收另一控制器发送的信息或指令的具体过程为:检波电路3123将信号耦合组件3124耦合传输的信息或指令过滤处理以得到载波中心频率为10.7MHz上的模拟信号,然后信号放大电路3122将载波中心频率为10.7MHz上的模拟信号放大处理,调制解调模块3121将放大处理后的载波中心频率为10.7MHz上的模拟信号解调处理输出数字信号至控制器311内。在一些实施例中,信号放大电路3122也可以集成在调制解调模块3121内,即在调制解调模块3121同时可以将载波中心频率为10.7MHz上的模拟信号放大处理,还将放大处理后的载波中心频率为10.7MHz上的模拟信号解调处理输出数字信号至控制器311内。
[0042] 信号耦合组件3124可以起到旁路掉高频噪声的作用。在一些实施例中,参照图3,信号耦合组件3124设置为安规电容,安规电容的容值范围为:C≤1000pF。在一些实施例中,信号耦合组件3124还可以设置为电感,用于耦合信号。其中,信号耦合组件3124的容值范围为:C≤1000pF。通常这个电容取值范围的分布电感的典型值是L≤5μH,即1000pF的耦合电容有μH的分布电感,其并行共振频率为f≤7MHz。也就是说,信号耦合组件3124的容值范围为:C≤1000pF时,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果。进一步通过检波电路3123将信号耦合组件3124耦合传输的信息或指令过滤处理以得到载波中心频率为10.7MHz上的模拟信号,如此可以保证输入调制解调模块3121解调信号的信号质量。需要说明的是,本领域的技术人员在耦合电容的容值选择上还需根据电动行驶设备的具体工况进行设定。本申请对于耦合电容的容值并不做限制。
[0043] 在一些实施例中,控制器311及收发组件312采用绝缘材质包覆;检波电路3123靠近车架11的一端设置导电层;或者调制解调模块3121靠近车架11一侧设置导电层;导电层与车架11之间形成信号耦合组件3124;即上述实施例中的信号耦合组件3124可由导电层和车架11构成;导电层与检波电路3123和调制解调模块3121电连接;这样信号耦合组件3124直接由导电层及车架11组成,节省去了信号耦合组件3124的设置,提高整体通讯系统的空间利用率。当然可以理解的是,由于导电层与车架11之间形成信号耦合组件3124的容值范围需满足:C≤1000pF,因此导电层的设置横截面积大小及导电层与车架11的设置距离可根据耦合电容的取值范围C≤1000pF而设置。
[0044] 在一些实施例中,控制模块31被配置为在检测到通信系统为空闲模式时发送信息或指令至所述车架。控制模块还被配置为在预设时间内未接收到车架传输的信息或指令时设置通信系统为空闲模式。其中,实际的通讯过程中,各两个控制模块之间需同时通过车架11进行信息或指令的传输。示例性的,上述实施例中控制模块A通过车架11向控制模块B进行信息或指令传输的同时,控制模块C通过车架11向其他控制模块也进行信息或指令的传输。为避免车架11上信息或指令的传输竞争,当其中控制模块A在预设时间内未接收到车架
11传输的信息或指令时(这里需说明的是,控制模块A可以按照地址信息特定控制模块发送的信息或指令,也可以接收控制模块C发送的信息或指令)。换而言之,控制模块C在该预设时间内未发送信息或指令到车架11上,则控制模块A可以发送信息或指令至车架上,如此可以避免车架11上信息或指令的传输竞争性。
[0045] 另外还需说明的是,本实施例中所揭露的通信系统,可以应用至各类电动行驶设备上。示例性的,可以应用到骑乘式割草机,还可以应用于在室内或室外进行工作的其它骑乘式电动机械,这里除了能够输出在地面上行走的动力之外,还能够通过输出其它形式的动力来实现除了行走之外的其它功能均可以认为是骑乘式电动机械,例如骑乘式扫雪机、骑乘式农业机械、骑乘式拖地车、骑乘式扫地机以及全地形车等。这里对具体电动行驶设备的具体类型不作具体的限定。
[0046] 下面具体以通信系统应用在骑乘式割草机为例进行说明。图4是本申请的第一较佳实施例的骑乘式割草机的结构示意图,图5是本申请的第一佳实施例的骑乘式割草机的结构框图。如图4和图5所示,骑乘式割草机包括:车身100,包括车架101;运行设备200,包括动力输出组件201、行走组件202及操作组件203;通信系统300,包括与运行设备200连接的控制模块301;多个控制模块301之间通过车架101传输信息或指令。
[0047] 在一些实施例中,动力输出组件201包括割草元件2011和割草马达2012;割草元件2011和割草马达2012连接,动力输出组件201对应的控制模块为割草控制模块3011;割草控制模块3011与割草马达2012电连接;操作组件203对应的控制模块为操作控制模块3013;割草控制模块3011及操作控制模块3013通过车架101传输信息或指令;具体的,操作组件203接收用户发送的割草指令,发送到操作控制模块3013,由操作控制模块3013接收并通过车架101传递割草指令到割草控制模块3011,割草控制模块3011读取割草指令并执行,割草控制模块3011控制割草马达2012运行以驱动割草元件2011高速旋转对草地进行切割。
[0048] 行走组件202包括行走马达2021及车轮2022,行走组件202对应电连接的控制模块为行走控制模块3012,示例性的,行走控制模块3012可以为马达控制器;马达控制器与行走马达2021电连接;行走马达2021与车轮2022机械连接;马达控制器与操作控制模块3013通过车架101传输信息或指令;操作组件203接收用户发送的行走指令,由操作控制模块3013发送行走指令到马达控制器以控制车轮2022的转速和方向。另外,割草控制模块3011及马达控制器可通过车架101传输信息或指令,割草控制模块3011可根据马达控制器接收的行车马达2021的参数信息实时控制割草马达2012运行速度。
[0049] 参照图4及图5,骑乘式割草机还包括提供电能的供电组件204,供电组件204包括电源;供电组件204对应的控制模块为电源管理模块3014;电源管理模块3014与电源电连接;电源管理模块3014通过车架11与操作控制模块3013、马达控制器及割草控制模块3011通讯连接;电源管理模块3014根据操作控制模块3013、马达控制器及割草控制模块3011输出的信息发出供电指令,电源根据供电指令为操作组件203、动力输出组件201及行车组件202供电。
[0050] 在一些实施例中,电源包括至少电池,具体地为至少电池包。电池包相对骑乘式割草机可插拔,从而可以在使用过程中通过替换电池包延长骑乘式割草机的续航力。供电组件204还设置一充电接插口,通过充电接插口可对安装在骑乘式割草机中的电池包进行充电。
[0051] 参照图4及图5,骑乘式割草机还包括座椅400,车架101还用于承载骑乘式割草机的各个模块,具体而言,车架101用于支撑座椅400、动力输出组件201、行走组件202、操作组件203以及电源等;座椅400固定在骑乘式割草机的车身100上,使得骑乘式电动割草机可以供用户骑坐,当用户坐在骑乘式电动割草机上时,用户可以通过对骑乘式电动割草机的操作来省力快捷的修剪草坪、植被等。本申请中的骑乘式电动割草机相对于手推式的割草机而言,其无需用户自己推着机器,也无需用户自己在地面上行走,而且因为其体积较大,续航能力较长,从而可以供用户修整更大的草坪,而且用户也不会因为长时间的修整草坪而感到疲劳。
[0052] 继续图4和图5,操作组件203包括第一操作件2031及第二操作件2032;操作控制模块3013分别连接第一操作件2031和第二操作件2032。第一操作件2031和第二操作件2032供用户操作控制骑乘式割草机,第一操作件2031受用户操作控制骑乘式割草机的行进,第二操作件2032受用户操作控制骑乘式割草机的作业。具体的,用户通过第一操作件2031和第二操作件2032输入控制指令,并通过操作控制模块3013发送到车架101,通过车架101将控制指令发送至对应的执行组件上。
[0053] 在一些实施例中,第一操作件2031被实施为操作杆,操作杆被设置于座椅400两侧或周边,此时操作控制模块3013包括转向控制器和速度控制器,操作杆与转向控制器、速度控制器通过数据线连接,转向控制器及速度控制器转换操作杆的动作到对应的行走指令,行走指令包括控制运行指令、改变速度指令、转向指令及停止指令等;转向控制器将转换的行走指令通过车架101发送到马达控制器,马达控制器根据行走指令执行动作控制行走马达2021运转以带动车轮2022转动,并同时控制车轮2022转速和转向,从而改变骑乘式割草机的运行方向和速度,以达到用户控制骑乘式割草机行走的目的。可以理解的是,第一操作件2031也可以被实施为踏板,开关,手柄等其它控制装置。
[0054] 在一些实施例中,第二操作件2032被实施为控制面板,该控制面板包括多个开关,不同开关对应不同的控制指令,用户通过开关输入不同的控制指令以操作骑乘式割草机。同样的,用户通过控制面板的开关发送控制指令到操作控制模块3013,操作控制模块3013通过车架101耦合控制指令至执行指令对象,由执行指令对象执行,其中,控制指令包括开启割草,割草功率等指令。
[0055] 继续图4和图5,操作组件203还包括与操作控制模块3013连接的IOT(Internet Of Things,物联网)接口2033,通过该IOT接口2033使得操作组件2031通过无线和网络连接,用户通过IOT接口2033可以将骑乘式割草机与移动智能设备如手机,智能手表等,并通过移动智能设备操控所述骑乘式割草机的运行。具体的,用户将移动智能设备连接到骑乘式割草机的IOT接口2034,并发送控制指令,IOT接口2033将控制指令发送到操作控制模块3013,操作控制模块3013通过车架将指令发送到执行对象,并由其执行对象执行。
[0056] 继续图4和图5,操作组件203还包括与操作控制模块3013连接的维修调试口2034,用户通过该维修调试口2034输入调节参数,并由操作控制模块3013根据调节参数信息将其通过车架101分配到对应的执行对象,并在调试参数后各执行对象将运行数据分别通过车架101反馈到维修调试口2034,以达到检测维修的目的。
[0057] 继续图4和图5,骑乘式割草机还包括用于照明的照明组件500,照明组件500包括前灯501和后灯502,分别安装于骑乘式割草机的前后端,用于使用骑乘式割草机时对割草和路口的照明。在一些实施例中,前灯501包括无影灯,前大灯,左行车灯和后行车灯,前灯501和后灯502分别与操作控制模块3013连接,第二操作件2032的开关设有控制各前灯501和后灯502开启的开关,在用户通过第二操作件2032发送开启灯光的开灯指令时,第二操作件2032将开灯指令发送到操作控制模块3013,由操作控制模块3013将开灯指令发送到对应的前灯501或后灯502,控制前灯501或后灯502的开启;并在需要灯光关闭时,通过第二操作件2032发送关灯指令到操作控制模块3013,由操作控制模块3013将关灯指令发送到对应的前灯501或后灯502,并控制前灯501或后灯502的关闭。
[0058] 骑乘式割草机还包括设置其内的至少一个传感器,传感器被实施为电流传感器,电压传感器,陀螺仪,加速度计,惯性测量单元,气压计,磁力计的一种或任意组合,传感器被设置与车架101直接连接,传感器可以检测骑乘式割草机运行过程中产生的运行信息,如电路电流、行进位置和速度、并将信息传递通过车架10传递到不同的运行设备20上,并根据信息反馈的内容调节骑乘式割草机的运行。
[0059] 另外需说明的是,上述实施例中行走控制模块3012、操作控制模块3013以及电源管理模块3014中的至少两个通过车架101传输信息或指令,即各控制模块在配合骑乘式割草机运行过程中,行走控制模块3012、操作控制模块3013以及电源管理模块3014中的任一两个通过车架101传输信息或指令;行走控制模块3012、操作控制模块3013以及电源管理模块3014中的其他任一两个还可以通过配电数据线进行信息或指令的传输,如此可以实现车架101及配电数据线两种方式的信息或指令传输,适用场景更丰富。可以理解的是,上述的通信系统还可以应用在全地形车(UTV,Utility Vehicle)上;全地形车可包括四轮全地形车(ATV,All Terrain Vehicle)、多功能全地形车(UV,Utility Vehicle)及娱乐用场地车(Go‑kart);图6是本申请的第二较佳实施例的四轮全地形车的结构示意图;如图6所示,该四轮全地形车包括:车身100,包括车架101;运行设备200,包括动力输出组件201、行走组件202、操作组件203及供电组件204;通信系统300,包括与运行设备200连接的控制模块301;
多个控制模块301之间通过车架101传输信息或指令;各运行设备20配合以运行该四轮全地形车,各运行设备配合工作原理与上述实施例骑乘式割草机原理相同,这里不再赘述。
[0060] 以上显示和描述了本申请的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本申请,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本申请的保护范围内。