DE19932552C2

DE19932552C2 - Self-propelled lawnmower that recognizes grass

Info

Publication number: DE19932552C2
Application number: DE19932552A
Authority: DE
Inventors: Gunter Arnold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2019-07-14
Also published as: DE19932552A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Rasenmäher, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Ein solcher Rasenmäher geht aus der US 4 887 415 A hervor.The invention relates to a lawn mower, which in the preamble of claim 1 specified genus. Such a lawn mower is known from US 4,887,415 A.

Dieser Mäher ist mit einem Berührungsgrassensor ausgestattet, der die Grenze zwischen einer bereits gemähten und einer ungemähten Fläche detektieren soll, um den Mäher an dieser Spur entlangzuführen. Eine zusätzliche Lichtschranke, deren Fotostrahl durch Grashalme unterbrochen oder abgelenkt wird, steuert den Mähermotor. Da der Fotostrahl der Lichtschranke auch von anderen Objekten unterbrochen oder abgelenkt werden kann und der Berührungsgrassensor nur bei feuchtem Gras eine sichere Funktion gewährleistet, scheint diese Einrichtung nicht praktisch zu sein und erlaubt auch keinerlei Aussagen über die Grasdichte und die Bodenoberflächenstruktur. Hiermit ist kein auf die Rasenfläche beschränktes Fahr- und Mähprogramm zu realisieren, ohne auf äußere Abgrenzungen oder menschliche Führung angewiesen zu sein.This mower is equipped with a touch grass sensor that crosses the border between an already mowed and an uncut area to detect the Mowing along this track. An additional light barrier, whose photo beam interrupted or distracted by blades of grass controls the mower motor. Since the Photo beam of the light barrier also interrupted or deflected by other objects and the touch grass sensor can only be used with damp grass Function guaranteed, this facility does not seem to be practical and allowed also no statements about the grass density and the surface structure of the ground. Herewith a driving and mowing program limited to the lawn is not possible without to be dependent on external boundaries or human leadership.

Bei selbstfahrenden Rasenmähern, die ohne menschliche Führung auskommen sollen, stellen sich übergeordnet 4 Hauptprobleme:
There are four main problems with self-propelled lawnmowers that are supposed to get by without human guidance:

1. Recognize borders, plantings, fences or the like and as To bypass reaction
2. non-lawn-like soils, such as beds, stone tiles, earth, sand, etc. to avoid,
3. an evenly cut grass height across the entire lawn to ensure,
4. remove the clippings or the nutrient cycle due.

Bei den bekannten selbstfahrenden elektrischen Rasenmähern, wie sie vereinzelt schon im privaten Bereich im heimischen Garten verwendet werden, sind für die Orientierung Induktionsschleifen in Form von Schwachstromkabeln im Garten zu vergraben. Diese aufwendige und zum Teil gartenverändernde Maßnahme entfällt für diesen Rasenmäher. Er ist also auch für unbekanntes Terrain geeignet.In the well-known self-propelled electric lawnmowers, like them occasionally used in the private area in the home garden are for Orientation loops in the form of low-voltage cables in the garden buried. This elaborate and partly garden-changing measure does not apply to this lawn mower. It is therefore also suitable for unknown terrain.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine spezielle Sensorik nur Grasflächen zu mähen und Gegenständen, Anpflanzungen, Zäunen u. dgl. auszuweichen, ohne auf äußere Abgrenzungen oder menschliche Führung angewiesen zu sein.The invention has for its object by a special Sensors only to mow grass areas and objects, plantings, Fences and The like. Dodge without external boundaries or to rely on human guidance.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen selbstfahrenden Rasenmäher durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.This task is done with a generic self-propelled lawn mower solved by the features of the characterizing part of claim 1.

Hierfür wird vorne, vor dem Mähwerk, der Boden von einer IR-Diode mit Infrarotlicht angestrahlt. Das von dort reflektierte Licht wird von IR-Sensoren erfasst, in elektrische Impulse verwandelt und dem Prozessor zugeführt. Die Intensität und die Frequenz der Reflexionsimpulse definiert die Existenz von Gras unter der Front des Rasenmähers. Der Sensor arbeitet sehr präzise, da Gras im Gegensatz zu Erde oder Gehwegplatten aus Stein oder Beton ein sehr guter Reflektor für Infrarotlicht ist und die Grasstruktur ein typisches für den Prozessor erkennbares Frequenzmuster erzeugt. Für eine Fehlerkorrektur kann der Grasdetektor mit zwei nebeneinander angeordneten Infrarotsensoren ausgestattet sein. Durch den Vergleich der Reflektionsdaten beider IR-Sensoren ist es dem Prozessor möglich zwischen kleinen Graslücken oder vereinzeltem Laub und dem Rasenrand zu differenzieren.For this, in front, before Mower deck, the ground illuminated by an IR diode with infrared light. That from there reflected light is detected by IR sensors, converted into electrical impulses and fed to the processor. The intensity and frequency of the reflection pulses defines the existence of grass under the front of the lawnmower. The sensor is working very precise because grass unlike earth or pavement slabs made of stone or concrete is a very good reflector for infrared light and the grass structure is a typical one for the Processor recognizable Frequency pattern generated. The grass detector can be used for error correction be equipped with two infrared sensors arranged side by side. By the The processor is able to compare the reflection data of both IR sensors between small gaps in the grass or isolated leaves and the edge of the lawn differentiate.

Um eine Aussage über die Höhe der zu schneidenden Gräser zu erhalten, kann vor den IR-Sensoren eine Schürze derart angeordnet sein, dass sie ab einer definierten Höhe die Halme während der Fahrt nach vorne beugt. Auf diese Weise wird die obere Hälfte der Grashalme hauptsächlich der Teil der geschnitten werden soll in eine annähernd horizontale Lage gebracht. Die auf diese Weise vergrößerte und den IR-Sensoren nähergebrachte Reflexionsfläche und die dadurch weiter erhöhte Reflexionsintensität und das veränderte Frequenzmuster erlauben dem Prozessor eine Aussage über bereits geschnittene oder nicht geschnittene Rasenflächen zu machen. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit bereits gemähte Rasenabschnitte zu meiden, den Mähermotor während der Passage zu drosseln oder die Fahrgeschwindigkeit zu erhöhen. Um die Indikationssicherheit weiter zu erhöhen, ist der Grassensor zusätzlich mit einem den Boden anstrahlenden Ultraschallsender ausgestattet. Ein Ultraschallempfänger detektiert die Struktur der Bodenoberfläche nach zwei Kriterien:
In order to obtain information about the height of the grasses to be cut, an apron can be arranged in front of the IR sensors in such a way that from a defined height it bends the stalks forward while driving. In this way, the upper half of the blades of grass, mainly the part to be cut, is brought into an approximately horizontal position. The reflection surface which has been enlarged in this way and brought closer to the IR sensors and the reflection intensity which is further increased as a result and the changed frequency pattern allow the processor to make a statement about lawn areas which have already been cut or not. This results in the possibility of avoiding previously mowed lawn sections, throttling the mower motor during the passage or increasing the driving speed. In order to further increase the reliability of the indication, the grass sensor is also equipped with an ultrasonic transmitter that illuminates the ground. An ultrasound receiver detects the structure of the floor surface according to two criteria:

1. The reflection intensity leaves a statement about the hardness of the Floor surface too. Stone or concrete slabs become independent of the color exactly different from lawn floor. It is identical in water, such as B. puddle or garden pond, the surface is a very strong reflector for ultrasound and therefore that Dodge program triggers (grass indicator table). steep sided Ground sinks or edges also do not meet the criteria for this Mähprogramm.
2. The frequency of the reflection pulses defines the surface shape of the soil and leaves the characteristic grass structure in contrast to that of sand, earth or other forms of soil for the processor become recognizable.

Aus der Kombination dieser zwei Sensoren, die auch schon einzeln eine gute Grasdetektion gewährleisten, ergibt sich durch die spezielle Software und die darauf basierenden Prozessorberechnungen eine sehr sichere Rasenindikation auch im Bezug auf Erkennen und damit Schutz nicht grasartiger Bodenpflanzungen.From the combination of these two sensors, which are already a good one Ensuring grass detection results from the special software and on it based processor calculations a very safe lawn indication also in relation on recognition and thus protection of non-grassy soil plantings.

Intensität und Frequenz der Grassensordaten werden über das alphanumerische LCD-Display angezeigt. Über die Tastatur oder die Funkfernbedienung können, bei ungewöhnlichen Garten und Bodenbedingungen, abweichend von der Grundeinstellung, individuelle Werte einprogrammiert werden, die die speziellen Ausweichreaktionen einleiten. Ein über die Tastatur oder die Fernbedienung gestartetes "Teach-In" Programm veranlasst den Prozessor Daten über Bodenoberflächenstrukturen, die zum mähen geeignet sind, abzuspeichern und als Referenz für Bodenoberflächenanalysen zu nutzen.The intensity and frequency of the grass sensor data are determined using the alphanumeric LCD display shown. Via the keyboard or the radio remote control, at unusual garden and soil conditions, deviating from the basic setting, individual values can be programmed to indicate the special evasive reactions initiate. A "teach-in" started via the keyboard or the remote control Program causes the processor to generate data about floor surface structures that mowing are suitable for storage and as a reference for soil surface analyzes to use.

Die räumliche Orientierung wird mit der Infrarotreflexortung realisiert. Der in der Front installierte Infrarotsender und Empfänger übertragen die Refleximpulse an den Mikroprozessor, der nach Auswertung der relevanten Daten über Motorumpolrelais die voneinander unabhängigen Antriebsaggregate zu definierten Ausweichbewegungen veranlasst. Die vorderen zwei Lenkrollenräder, die in alle Richtungen schwenkbar sind, drehen entsprechend mit.The spatial orientation is realized with the infrared reflex location. The Indian Infrared transmitters and receivers installed at the front transmit the reflex pulses to the Microprocessor which, after evaluating the relevant data via motor pole relay mutually independent drive units for defined evasive movements causes. The two front castor wheels, which can be swiveled in all directions, rotate accordingly.

Berührungen mit flachen Hindernissen an Rädern oder Mähschutz, die der Infrarotsensor nicht registriert, wie kleine Steine, Äste, Kleinspielzeug usw. erzeugen durch eine erhöhte Stromaufnahme der Antriebsmotoren steigende Messwerte in den Stromsensoren. Die dem Prozessor zugeführten elektrischen Impulse werden ausgewertet und der günstigste Ausweichmodus eingeleitet. Auf diese Weise kann auf mechanische Stoßsensoren wie Druck oder Kipphebelkontakte verzichtet werden, die eine erhebliche Störanfälligkeit aufweisen.Touching flat obstacles on wheels or mowing protection that the Infrared sensor not registered, how small stones, branches, small toys etc. produce due to an increased current consumption of the drive motors, increasing measured values in the Current sensors. The electrical pulses supplied to the processor are evaluated and the cheapest alternative mode initiated. That way you can mechanical shock sensors such as pressure or rocker arm contacts are dispensed with have a considerable susceptibility to failure.

Technik und Funktion von IR-Sender und Empfänger sind aus dem TV und Audio- Bereich seit langem bekannt. US-Sender und Empfänger sind Stand der Technik im Kfz. Bereich. Sie dienen hier als Abstandswarner und Einparkhilfen. So können für eine kostengünstige Produktion des Grassensors fertige Sende- und Empfangsbausteine aus der Serienproduktion mit nur geringfügigen Änderungen übernommen werden.Technology and function of IR transmitter and receiver are from TV and audio Area known for a long time. US transmitters and receivers are state of the art in Car. Area. They serve as distance warning and parking aids. So for one Cost-effective production of the grass sensor from finished transmit and receive modules series production with only minor changes.

Das Mähwerk kann mit einer Schwungscheibe und 2 federgespannten Schneidmessern ausgestattet und von einem runden Schutzrahmen umgeben sein. In Ruhestellung befinden sich die Schneidmesser, durch die Metallfeder gezogen eingeschwenkt unter oder oberhalb der Schwungscheibe. Im Schneidvorgang, der bei einer Drehzahl von ca. 3000 U/min seinen optimalen Wirkungsgrad aufweist, drehen die Schneidmesser durch die Zentrifugalkraft, gegen die Federzugkraft gezogen, annähernd senkrecht zur Antriebsachse und ergeben eine Schnittbreite, die vom Durchmesser der Schwungscheibe und der Länge der Schneidmesser abhängig ist. Durch erhöhten Widerstand, der durch hohes oder schweres Gras, Laub, Mooswachstum und Geäst hervorgerufen wird, reduziert sich die Drehzahl der Schwungscheibe. Da die Federkraft im Verhältnis zur abnehmenden Fliehkraft zunimmt, klappen die Schneidmesser konzentrisch ein, wobei die Schneidwirkung zunimmt und die Schnittbreite abnimmt. Hierdurch wird die Drehzahl stabilisiert und eine Überlastung des Mähermotors vermieden. Durch Einsatz eines hinreichend drehmomentstarken Mähermotors kann auf die Rückzugsfedern verzichtet werden, da ein erhöhter Widerstand gegen die Schneidblätter ein konzentrisches einschwenken über bzw. unter die Schwungscheibe bewirkt. Diese mechanische Drehzahlregulierung schützt die Schneidblätter vor Beschädigung und den Akku vor einer vorzeitigen Entladung.The mower can with a flywheel and 2 spring-loaded Cutting knives and be surrounded by a round protective frame. Are at rest the cutting knife, pulled by the metal spring, swung under or above the flywheel. In the cutting process, which runs at a speed of approx. 3000 rpm has its optimum efficiency, the cutting knives turn through the Centrifugal force, pulled against the spring force, approximately perpendicular to the Drive axis and result in a cutting width that depends on the diameter of the Flywheel and the length of the cutting knife is dependent. By increased Resistance caused by tall or heavy grass, leaves, moss growth and branches is caused, the speed of the flywheel is reduced. Because the spring force the cutting knives fold in relation to the decreasing centrifugal force concentric, whereby the cutting effect increases and the cutting width decreases. This stabilizes the speed and overloads the mower motor avoided. By using a sufficiently high-torque mower motor you can the return springs are dispensed with, as there is increased resistance to the Swing the cutting blades in concentrically above or below the flywheel causes. This mechanical speed regulation protects the cutting blades Damage and the battery before premature discharge.

Mit der speziellen Software des Prozessors sind verschiedene Fahrprogramme über die Tastatur oder die Funkfernbedienung wählbar. Kontrolliert und stabilisiert durch die prozessorberechneten Daten des Erdmagnetfeldsensors, kann der Rasen in präzisen Mustern z. B. Bahn an Bahn gemäht werden, oder auf einer spiralförmigen Bahn kreisförmige Flächen mähen. Er kann von einem Zufallsgenerator generiert einen Kurs fahren, der nur von den prozessorrelevanten Sensordaten korrigiert wird. Ein belastungsabhängiges Mäherprogramm reduziert die Fahrgeschwindigkeit proportional zur Mähermotorgeschwindigkeit. Hierdurch kann auch hohes oder sehr festes Gras geschnitten werden. Ein spezielles Programm lässt den Mäher die Rasenumrandungen abfahren. Eine Kombination aus mehreren oder allen Programmen ergibt eine große Variabilität. With the special software of the processor are different driving programs selectable via the keyboard or the radio remote control. Controlled and stabilized by the processor-calculated data from the earth's magnetic field sensor, the lawn can be precise Patterns z. B. Mowed lane to lane, or on a spiral path mow circular surfaces. It can generate a course from a random generator drive that is only corrected by the processor-relevant sensor data. On load-dependent mower program reduces the driving speed proportionally to mower engine speed. This can also make tall or very firm grass get cut. The mower has a special program Drive off the lawn edging. A combination of several or all programs results in great variability.

Durch den relativ häufigen Einsatz des Mähers besteht der anfallende Grasschnitt aus kleinen Graspartikeln, die unsichtbar zwischen den geschnittenen Grashalmen zu Boden fallen und für eine Nährstoffrückführung sorgen. Eine sonst nötige Grasschnittentsorgung entfällt bei diesem Mäher.Due to the relatively frequent use of the mower, the grass clippings are made up of small grass particles that are invisible between the cut blades of grass to the ground fall and ensure a nutrient return. An otherwise necessary This mower eliminates grass clippings.

Für das Mähen von nicht grasähnlichen Pflanzen, wie Brennnesseln usw. oder schwer zugänglichen Gartenregionen, wie Ecken und Nischen, wird der Rasenmäher mit der Funkfernbedienung geführt. Mit dem aktivieren des Fernbedienungssenders für Fahrbefehle werden alle Sensoren deaktiviert und der Mäher reagiert nur noch auf die Funkbefehle des Rasenbesitzers.For mowing non-grass-like plants such as nettles etc. or The lawn mower becomes a difficult to access garden area, such as corners and niches guided with the radio remote control. By activating the remote control transmitter for Driving commands are deactivated for all sensors and the mower only reacts to the Radio commands from the lawn owner.

Bei einer Akkukapazität von 15 Ah, einem Gesamtgewicht von ca. 15 kg und einer Geschwindigkeit von ca. 1 Km/h entsprechend ca. 16 m/min ergibt sich eine Laufzeit von bis zu 10 Stunden, je nach Belastung durch die Grasstärke. Nach der Erfahrung wird ein selbstfahrender Rasenmäher nicht nur alle 2 bis 3 Wochen eingesetzt wie bei konventionellen Mähern üblich, sondern, wenn das Wetter es erlaubt, ein bis zweimal die Woche. Der geringe Graszuwachs in diesem Zeitraum lässt die Belastung des Mähermotors und damit des Stromverbrauchs klein. In diesem Fall kann von der maximalen Laufzeit ausgegangen werden. Diese hohe Einsatzzeitverfügbarkeit und die vielseitige Software ist ursächlich für einen gleichmäßigen Grasschnitt über die gesamte Rasenfläche.With a battery capacity of 15 Ah, a total weight of approx. 15 kg and one Speed of approx. 1 km / h corresponding to approx. 16 m / min results in a running time of up to 10 hours, depending on the load of the grass thickness. After the experience becomes a self-propelled lawnmowers not only used every 2 to 3 weeks as with conventional mowers, but once or twice when the weather permits Week. The low grass growth during this period leaves the strain on the Mower motor and thus the power consumption small. In this case, the maximum runtime. This high availability and the Versatile software is the cause of a uniform grass cut across the entire Lawn.

Für 1000 qm Rasenfläche bei einer Schnittbreite von 30 cm sind ca. 10 Stunden Einsatzzeit pro Woche zu kalkulieren um ein permanent gepflegtes Erscheinungsbild zu gewährleisten. Mittagszeit, Nächte, Sonn oder Feiertage sind wegen des geringen Geräuschpegels dieses Mähers kein Hindernis.For 1000 square meters of lawn with a cutting width of 30 cm is about 10 hours Calculate the operating time per week in order to maintain a well-groomed appearance guarantee. Noon, nights, Sundays or public holidays are due to the low Noise level of this mower is not an obstacle.

Eine wichtige Sicherheitseinrichtung des Rasenmähers ist eine Notabschaltung, die bei andauernder fehlerhafter Funktion, welche nicht durch die prozessorbedingten Reaktionsmechanismen eliminiert werden kann, ausgelöst wird. Für die Kontrolle ist der Mäher mit einem Funksender ausgestattet, der den Mäherbesitzer hierüber informiert. Die von dem Prozessor berechneten Funktionsdaten werden mit den Solldaten verglichen und bei Nichtübereinstimmung also z. B. bei sich permanent ändernden Fahrmanövern verursacht durch Antriebsradblockade, wird die Notabschaltung und damit das Funksendesignal ausgelöst. Überbeanspruchung des Schneidwerkes durch z. B. Astverklemmung oder ein leerer Akku werden ebenso über Funk dem Empfänger mitgeteilt.An important safety device of the lawnmower is an emergency shutdown if the faulty function continues, which is not due to the processor-related Reaction mechanisms can be eliminated, is triggered. For the control is the Mower is equipped with a radio transmitter that informs the mower owner of this. The functional data calculated by the processor are compared with the target data compared and in case of mismatch z. B. with constantly changing Driving maneuvers caused by drive wheel blockage, the emergency shutdown and so that the radio transmission signal is triggered. Overloading of the cutting unit z. B. branch jamming or an empty battery are also wirelessly the receiver communicated.

Annäherung durch Mensch oder Tier werden über einen Passivinfrarotsensor detektiert und ebenfalls über Funk dem Mäherbesitzer mitgeteilt. Auf diese Weise ist einem Diebstahl oder einer von außen kommenden Manipulation frühzeitig zu begegnen. Ein gleichzeitiges Abschalten des Mähwerkes verhindert zuverlässig Verletzungen an spielenden Kindern oder Tieren.Approach by humans or animals are via a passive infrared sensor detected and also communicated to the owner of the mower by radio. That way to counter theft or manipulation from outside at an early stage. Switching off the mower at the same time reliably prevents injuries children or animals playing.

Eine an den Prozessor gekoppelte Telemetrie mit Sende- und Empfangseinrichtung erlaubt eine Kommunikation mit dem heimischen PC. Hier können alle Sensor und Fahrprogrammdaten kontrolliert und aufgezeichnet werden. In umgekehrter Richtung werden Umstellungen des Rasenmäherprogramms vorgenommen. A telemetry coupled to the processor with transmit and Receiving device allows communication with the home PC. Here you can all sensor and driving program data are checked and recorded. In Conversely, changes to the lawnmower program performed.

Der Rasenmäher kann zusätzlich als Laubhäcksler eingesetzt werden, wobei der Grasdetektor umprogrammiert werden muss. Wie aus der Grasindikationstabelle ersichtlich, muss die Frequenzrelevanz unterdrückt werden, um nicht grasartige Bodenpflanzen, das gilt hier für Laub, zum Mähen bzw. zum Häckseln freizugeben. Dies kann durch die Tastatur oder die Funkfernbedienung erfolgen.The lawn mower can also be used as a leaf shredder, with the Grass detector must be reprogrammed. As from the grass indication table visible, the frequency relevance must be suppressed in order not to be grassy Soil plants, this applies to leaves, for mowing or chopping. This can be done using the keyboard or the radio remote control.

Durch den Unterdruck, der im Schneidraum oberhalb der Schnittfläche entsteht, wird das Laub durch die Schneidfläche hochgesogen und im Randbereich des Schnittfeldes ausgeblasen. Dies wiederholt sich solange, bis das Laub in kleinste Partikel zerhäckselt ist und zwischen den Grashalmen nicht mehr sichtbar zu Boden fällt. Auf diese Weise wird, wie der Grasschnitt, das Laub zersetzungsfreundlich dem Nährstoffkreislauf zurückgeführt.Due to the negative pressure that arises in the cutting area above the cutting surface, the leaves are sucked up through the cutting surface and in the edge area of the Blown out cutting area. This repeats itself until the leaves are at their smallest Particle is chopped up and no longer falls visibly to the ground between the blades of grass. In this way, like the grass clippings, the leaves are easy to decompose Nutrient cycle.

Zwei weitere ökologische Aspekte sind die geringe Leistungsaufnahme von ca. 20 W und der niedrige Geräuschpegel der in 15 m Entfernung nicht mehr wahrnehmbar ist. Diese drei herausragenden Eigenschaften lassen diese Erfindung zu einem Gewinn für die Umwelt werden.Two other ecological aspects are the low power consumption of approx. 20 W and the low noise level that is no longer perceptible at a distance of 15 m. These three outstanding properties make this invention a win for the environment.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert:
Ein in den Fig. 1-3 dargestellter selbstfahrender Rasenmäher weist zwei um eine vertikale Achse drehbar aufgehängter Vorderräder 1 und zwei horizontal einzeln aufgehängter Hinterräder 2 auf, die durch einen entsprechenden Ausschnitt 7 durch die Grundplatte 3 ragend an ihr montiert sind.The invention is explained using an exemplary embodiment with reference to the drawing:
A self-propelled lawn mower shown in FIGS. 1-3 has two front wheels 1 which are rotatably suspended about a vertical axis and two horizontally individually suspended rear wheels 2 which are mounted on the base plate 3 so as to protrude through a corresponding cutout 7 .

An der Grundplatte die keilformähnlich zugeschnitten ist, sind die Antriebsmotoren 4 und Getriebe 5 montiert. Für den Antrieb des Schneidorgans, einen Gleichstrommotor 6 ist ein entsprechender Ausschnitt 18 in der Grundplatte vorgesehen, unterhalb welcher die vertikal rotierende Achse 8 (Fig. 5) mit der Schwungscheibe 9 und den Messern 10 verbunden ist.The drive motors 4 and gears 5 are mounted on the base plate, which is cut like a wedge shape. A corresponding cutout 18 is provided in the base plate for driving the cutting element, a direct current motor 6 , below which the vertically rotating axis 8 ( FIG. 5) is connected to the flywheel 9 and the knives 10 .

Das Schneidwerk ist von einem runden Schutzrahmen 11 aus Metall oder Kunststoff umgeben. Am Heck ist der Akku 12 vorgesehen, der durch diese Platzierung den Schwerpunkt des Rasenmähers nach hinten auf die Antriebsachse verlagert. Der Baustein der Prozessorsteuereinheit mit Relaisplatte 13, Tastatur und LCD-Display 14 ist vorne auf der Grundplatte angebracht. An der Frontseite der Steuereinheit ist der Infrarot-Sender und Empfänger 15 angeordnet, der für die räumliche Orientierung notwendig ist. Der mit einer Frequenz von 40 Khz getaktete IR-Strahl deckt vor der Stirnseite des Rasenmähers einen ca. 50 cm langen kegelförmigen Raum ab, wobei der untere Bereich abgeschirmt wird, um Graspflanzen nicht zu detektieren. Gegenstände über 15 cm Höhe, wie Bäume, Büsche, Zäune, Mauern usw. die in diesen Bereich gelangen, reflektieren den IR-Strahl und veranlassen die Steuereinheit ein Ausweichmanöver einzuleiten. Die Taktung des IR-Strahls ist Vorraussetzung um Störungen durch Fremdlicht wie z. B. Sonnenlicht zu vermeiden.The cutting unit is surrounded by a round protective frame 11 made of metal or plastic. At the rear of the battery 12 is provided, which shifts the center of gravity of the lawnmower to the rear on this drive axis. The module of the processor control unit with relay plate 13 , keyboard and LCD display 14 is attached to the front of the base plate. The infrared transmitter and receiver 15 , which is necessary for spatial orientation, is arranged on the front of the control unit. The IR beam, which is clocked at a frequency of 40 Khz, covers an approx. 50 cm long conical space in front of the front of the lawnmower, the lower area being shielded so that grass plants are not detected. Objects over 15 cm high, such as trees, bushes, fences, walls, etc., which reach this area, reflect the IR beam and cause the control unit to initiate an evasive maneuver. The timing of the IR beam is a prerequisite for interference from extraneous light such. B. Avoid sunlight.

An der Unterseite des Gehäuses für die Steuereinheit befindet sich der Grasdetektor 16, 17 (Fig. 3-4), der durch fünf Öffnungen in der Grundplatte vor dem Mähwerk den Boden mit IR-Licht und Ultraschall abtastet. Die aus den Reflektionen in den IR- und US-Sensoren erzeugten elektrischen Impulse werden durch ein elektrisches Siebglied von ihrer Taktfrequenz befreit. Die verbleibenden bereinigten pulsierenden Gleichspannungen zeichnen ein elektrisches Abbild der Bodenoberfläche auf, womit der Prozessor durch Frequenz und Intensitätsanalyse das Fahrprogramm definiert (Fig. 8a- d, Grasindikationstabelle). Die drei Öffnungen 16 (Fig. 3-4) im Abstand von ca. 5 cm für die IR-Diode in der Mitte und den zwei IR-Sensoren außen sind direkt hinter der Grasschürze 19 oberhalb der zu beugenden Grasflächen angeordnet. Die zwei Öffnungen für den Ultraschallsender und Empfänger 17 sind außerhalb der Beugungszone, also vor der Grasschürze oder wie in diesem Modell ca. 5 cm hinter den IR-Sensoren vorgesehen.On the underside of the housing for the control unit is the grass detector 16 , 17 ( Fig. 3-4), which scans the ground with IR light and ultrasound through five openings in the base plate in front of the mower. The electrical pulses generated from the reflections in the IR and US sensors are freed of their clock frequency by an electrical filter element. The remaining cleaned pulsating DC voltages record an electrical image of the ground surface, with which the processor defines the driving program by frequency and intensity analysis ( FIG. 8a-d, grass indication table). The three openings 16 ( FIGS. 3-4) at a distance of approximately 5 cm for the IR diode in the middle and the two IR sensors on the outside are arranged directly behind the grass apron 19 above the grass surfaces to be bent. The two openings for the ultrasonic transmitter and receiver 17 are provided outside the diffraction zone, that is to say in front of the grass apron or, as in this model, about 5 cm behind the IR sensors.

Flache Hindernisse, die mit den Rädern oder dem Mäherschutzrahmen in Berührung kommen, erzeugen durch die Belastung eine erhöhte Stromauf ahme der Antriebsmotoren. Messeinheiten nach Anspruch 4 in Form von Stromshunts in den Versorgungsleitungen der Antriebsmotoren liefern dem Prozessor Impulse für die Berechnung eines definierten Ausweichvorgangs.Flat obstacles with the wheels or the mower protection frame in Coming into contact, generate an increased current consumption due to the load Drive motors. Measuring units according to claim 4 in the form of current shunts in the Supply lines of the drive motors provide the processor with impulses for the Calculation of a defined evasion process.

Das Schneidwerk, bestehend aus Motor 6 (Fig. 5), Motorhalterung 23, Schwungscheibe 9 und daran gegenüberliegend drehbar befestigte mit Rückzugsfedern 20 ausgestattete Schneidblätter 10, ist so konstruiert, dass diese bei Kontakt mit festen Gegenständen unter die Schwungscheibe konzentrisch einklappen und damit vor Beschädigung geschützt werden. Im Mähbetrieb (Fig. 6) werden die Schneidblätter durch die Zentrifugalkraft nahezu senkrecht zur Drehachse der Schwungscheibe gehalten. Bei niederer Drehzahl oder Ruhestellung (Fig. 7) werden die Schneidblätter durch die Rückzugsfedern 20 (Fig. 5-6) unter die Schwungscheibe gezogen. Die Metallfedern befinden sich in geschützter Position oberhalb der Schwungscheibe. Sie sind fest mit einem Metallstift oder einer Schraube drehbar über einen rechtwinklig zum Schneidmesser abgewinkelten Metallbügel 22 (Fig. 6) durch die Schwungscheibe verbunden. Die axiale Befestigung der Schwungscheibe an der Antriebsachse mit einer selbstsichernden Schraube 21 (Fig. 7) gewährleistet eine einfache Demontage zum Schärfen oder Auswechseln der Schneidmesser. Da Motor und Schneidwerk eine feste Einheit ergeben, kann eine Schnitthöhenverstellung durch eine variable Motorhalterung 23 (Fig. 5) realisiert werden. Die Schneidblätter, die aus 100 mm langen und 5 mm breitem, einseitig geschärften Stahl bestehen und die Schwungscheibe mit einem Durchmesser von 120 mm, was einer Schnittbreite von 290 mm entspricht, sind mit einem runden Schutzrahmen aus Metall oder Kunststoff 11 umgeben. Diese Anordnung ist gleichzeitig für die Sogwirkung ursächlich, die den Rasenmäher auch als Laubhäcksler einsetzen lassen.The cutting unit, consisting of motor 6 ( FIG. 5), motor holder 23 , flywheel 9 and cutting blades 10 , which are rotatably fastened on the opposite side and are equipped with return springs 20 , is designed so that when they come into contact with solid objects, they fold in under the flywheel and thus prevent damage to be protected. In mowing mode ( Fig. 6) the cutting blades are held almost perpendicular to the axis of rotation of the flywheel by the centrifugal force. At low speed or at rest ( Fig. 7), the cutting blades are pulled by the return springs 20 ( Fig. 5-6) under the flywheel. The metal springs are in a protected position above the flywheel. They are fixedly connected with a metal pin or a screw by means of a metal bracket 22 ( FIG. 6) angled at right angles to the cutting knife through the flywheel. The axial attachment of the flywheel to the drive axle with a self-locking screw 21 ( FIG. 7) ensures easy disassembly for sharpening or replacing the cutting knives. Since the motor and cutting unit form a fixed unit, a cutting height adjustment can be achieved by means of a variable motor holder 23 ( FIG. 5). The cutting blades, which are made of 100 mm long and 5 mm wide, sharpened on one side, and the flywheel with a diameter of 120 mm, which corresponds to a cutting width of 290 mm, are surrounded by a round protective frame made of metal or plastic 11 . This arrangement is also the cause of the suction effect, which also allows the lawnmower to be used as a leaf shredder.

Grasindikationstabelle Grass indication table

Claims

1. Self-propelled, grass-recognizing, battery-operated lawnmower, consisting of a base plate or frame mounted on several wheels, two electric motors and gears for the drive, a cutting device with an electric motor, a power source consisting of a rechargeable battery, the current measurement sensors for the drive control, the infrared reflex light barrier for spatial orientation, the processor-controlled computer unit and the grass detector, characterized in that, by scanning the ground using infrared light and ultrasound, the ground surface structure is sensed, grass growth, grass height and grass density are analyzed and the processor-calculated influence on the mowing and driving behavior is then exerted, whereby non-turf-like soil such as earth, water, sand, stone slabs, beds, and non-grassy plants are recognized and then avoided.

2. Lawn mower according to claim 1, characterized in that for Safety device current measurement sensors in the power supply lines of the Drive motors are inserted, which with increased power consumption, i.e. collisions or similar, initiate a differentiated processor-calculated alternative program.

3. Lawn mower according to claim 1, characterized in that the cutting unit vertical axis, at the lower end of a flywheel with 2nd opposite with rotatably mounted at one end point Cutting blades, of metal springs in the rest position below the flywheel held, equipped with a screw in the middle of the axis and connected by is surrounded by a round protective frame.

4. Lawn mower according to claim 1, characterized in that with Current measuring sensor equipped electric motor of the cutting unit processor-controlled computer unit delivers load-relevant measurement data, each after exposure to grass height or density affects the Drive units exercises.

5. Lawn mower according to claim 1, characterized in that by the data of Earth's magnetic field sensor and the resulting processor calculations precise directional orientation.

6. Lawn mower according to claim 1, characterized in that the Radio remote control an individual control independent of the sensor data allows.

7. Lawn mower according to claim 1, characterized in that by a teach-in Processes the processor learns to recognize and recognize grassy ground surface structures uses the data as a reference for soil surface analysis.

8. Lawn mower according to claim 1, characterized in that by the construction of the Cutting unit creates a suction effect, which also uses the mower as a leaf shredder lets act.

9. Lawn mower according to claim 1, characterized in that by a frontal Arrangement of the infrared reflex light barrier and the evaluation of the reflection data by the computer unit, environmental evasive maneuvers by the two rear lying individually driven drive units are triggered.

10. Lawn mower according to claim 1, characterized in that by a A control of the processor-relevant data and a telemetry device Reprogramming can be done via radio using the home PC.