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智能割草機原理

生活 更新时间:2024-07-19 15:18:29

智能割草機原理(智能割草機解放你的雙手)1

智能割草機原理(智能割草機解放你的雙手)2

進入新世紀,世界各個國家對城市綠化越來越重視,草坪綠地業迅猛發展,由此帶動中國的園林機械制造業不斷升級,以适應持續增長的市場需求。直流锂電割草機作為園林機械的一種,其産業由小到大,迅速發展,現已成為一個産品門類比較齊全、創新能力不斷增強、市場需求十分旺盛的朝陽産業。特别是近年來,城市現代化程度的不斷增加,以及發達國家相繼進入老齡化社會,傳統的草坪管理技術已經明顯不能滿足需求,人們對園林器械智能化的要求不斷提升,智能割草機自然成為當前最佳的解決方案。

智能割草機原理(智能割草機解放你的雙手)3

數據來源: 海關平台

智能割草機産業發展進一步加快,不但産量增加,而且産品科技含量也不斷提升。但與此同時,也看到中國智能割草機産業發展基礎薄弱。這一行業的火爆主要集中在國外産品的爆發和擴張,市場仍然被Husqvarna,GGP,Bosch等國際品牌壟斷,國産智能割草機僅僅是市場的配角。盡管2013年德國萊茵TÜV就為國内品牌自我研發了兩年多的智能割草機簽發了全球第一張GS 證書。但幾年磨一劍卻仍然沒有找到敲門磚的國内企業比比皆是。我們看到國産智能割草機與國際産品差的不僅僅是一個品牌,更多是品牌背後的産品質量和市場認可。

産品安全和功能實現之間的抉擇

傳統割草機由于體積龐大,便攜性差等原因,在使用過程中極其不方便;而且必須依賴人工輔助操作才能完成工作,這也就不可避免的使人們承受巨大噪聲污染、尾氣排放污染、粉塵污染和機械傷害風險,長此以往對人們的身體構成嚴重的健康威脅。智能割草機盡可能的減少了人們與設備的直接接觸,最大程度的避免了這些情況的發生。但是很多生産商過度追求産品的割草效率,而忽視了對危險的防護。德國萊茵TÜV大中華區商用與工業産品服務在與諸多國内外制造商的合作過程中總結出以下安規關鍵點:

機械危險的防護和檢測

智能割草機由锂電池驅動,主要的危險來源是機械傷害。對于割草機,刀片是唯一外露的運動部件,而且轉速較高,如果人體的手或腳等觸及到高速運轉的刀片,将造成極其嚴重的人身傷害。因此對刀片的防護是智能割草機結構要求的重要部分。依據現行安全标準的要求,刀片的防護檢測主要包括防止人的手腳的意外觸及(使用測試指,測試臂和測試腳考核),目的是為了最大程度避免操作者和其他進入工作區域人員的肢體進入危險區域受到傷害。但是為了實現割草機最大程度的切割和行走功能(切割高度,切割寬度,爬坡能力等),生産商往往忽視或犧牲了防護要求,比如機殼下沿離地高度比較高,機身前後防護範圍比較小,這導緻安規測試時無法通過相關的考核。

測試腳,測試手臂,測試指

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數據來源:德國萊茵TÜV大中華區商用與工業産品服務電動及園林工具

智能割草機的控制

智能割草機的運行模式主要是自動運作和手動遙控操作模式。無論何種模式,在智能割草機的運行過程中都對啟動和停止有嚴格的要求。

無線控制

• 無線控制器的有效控制距離不能超過6m。

• 無線控制器失去與割草機的聯系或者控制器斷電時間超過3s,割草機需要立即停機,要求刀片在2s内停轉,割草機行走距離小于200mm。

停機

智能割草機收到正常停機指令後,要求刀片在2s内停轉,割草機完全停止前的行走距離小于200mm。

再啟動

割草機停機時間超過10S後的再次自動啟動,需滿足如下三個條件之一:

• 警示燈。确保1m高度,360度方向,3m距離内可以看到警示燈,警示燈至少運行2s之後刀片才能啟動。

• 聲音警示器。在1.75m高度處,距離1.5米處的任何方向的聲音分貝至少達到35dB(A), 聲音警示器至少運行2s之後刀片才能啟動。

• 割草機至少行走5s之後刀片才能啟動。

數據來源:德國萊茵TÜV大中華區商用與工業産品服務電動及園林工具

工作區域的建立和自我識别

智能割草機的工作區域是指能使割草機在指定限制區域内工作。建立工作區域的邊界是智能割草機的一個重要技術要點,其中包含兩方面内容:智能邊界的建立和對已經建立的邊界進行自我識别。德國萊茵TÜV依據安規标準的要求建議通過程序化預設或設置周界分割符兩種方法達成。

程序化預設工作區域

程序化預設工作區域需要工作人員手動控制驅動割草機來定義割草的周界,并在程序化後儲存在電腦中。該程序在被存儲或者使用之前,使用者應進行确認。任何定義工作區域的部件或者參數的變化或者失效,割草機都應該停止工作。

周界分隔符

周界分隔符的方法,俗稱圍線法,是目前智能割草機最常見的工作區域的定義法。其原理是用作圍界的導線中的電流發出信号給割草機,割草機感應到信号并控制其工作區域。 工作區域的邊界建立與自我識别依賴于精準的定位。為避免割草機在超出圍界的區域後繼續工作,周界分隔符對割草機的有效監控至關重要。當割草機已經超出圍界一個機身長度,割草機的行走距離不允許超過1m,刀片必須在5s内停止運轉。

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數據來源:德國萊茵TÜV大中華區商用與工業産品服務電動及園林工具

傳感裝置欠缺有效反饋和動作

智能割草機的很多安全功能都是通過傳感器的有效反饋來實現和保證的,安規标準EN 50636-2-107 要求智能割草機至少配有能實現4種安全功能的傳感器 - 傾斜傳感器,提升傳感器,障礙物傳感器,翻倒傳感器,而且對傳感器的安全性和可靠性有明确考核。很多智能割草機雖然裝配了相關的傳感器,但無法全部滿足标準的要求。

智能割草機原理(智能割草機解放你的雙手)6

軟硬件結合 提升産品功能

功能安全是智能割草機GS和CE 認證的另外一個主要考核點,也是制造商在産品設計環節的難點。相對普通手推割草機,智能割草機的大部分工作都是完全自動化的、在無人監管情況下進行的,這就要求這些自動化的工作要有高度的可靠性。目前智能割草機的功能安全考核集中在硬件和軟件安全功能兩個方面,其中硬件像是人的手和腳,軟件是人的大腦,大腦支配着手和腳的動作,所以軟件的功能安全評估,是智能割草機安全認證中重要環節,目前采用的标準是EN 60335-1 Annex R。

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