TWI665107B - 行動載具、地面處理機具及其姿態調整方法 - Google Patents
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Abstract
一種行動載具、地面處理機具及其姿態調整方法。地面處理機具包括一架體、一地面處理單元、一連桿組、一連桿驅動單元、一旋轉驅動單元、兩個壓力感測器以及一控制器。地面處理單元安裝於架體。連桿組的兩端連接於架體與行動載具。連桿驅動單元安裝於連桿組以調整連桿組的姿態。旋轉驅動單元安裝於架體與連桿組之間，以驅動架體相對連桿組轉動。壓力感測器安裝於架體以感測架體與地面之間的兩個壓力，或者安裝於旋轉驅動單元以感測驅動架體正轉與逆轉時的兩個壓力。控制器用以控制連桿驅動單元與旋轉驅動單元而改變兩個壓力。
Description
本發明是有關於一種載具、機具及其調整方法，且特別是有關於一種行動載具、地面處理機具及其姿態調整方法。
現有使用於道路清潔的吊臂前置式車輛，其吊臂搭配工具組件可以達到道路割草、掃地、洗地清溝等功能。然而，現有商品化的吊臂和功具組件需採用高強度的機械結構，其重量高達2頓以上，這樣的設計難以掛載於中型以下的車輛。另外，現有的吊臂式車輛需搭配人工操作，在操作上只用人眼判斷是否已將工具放置於工作路面，非常依賴操作人員的經驗累積，且可能因操作不當而損毀。
本發明提供一種行動載具、地面處理機具及其姿態調整方法。
本發明的地面處理機具用以連接至一行動載具。地面處理機具包括一架體、一地面處理單元、一連桿組、一連桿驅動單元、一旋轉驅動單元、一第一壓力感測器與一第二壓力感測器、以及一控制器。地面處理單元安裝於架體。連桿組的一端連接於架體，另一端用以連接至行動載具。連桿驅動單元安裝於連桿組，用以調整連桿組的姿態。旋轉驅動單元安裝於架體與連桿組之間，用以驅動架體相對連桿組轉動。第一壓力感測器與第二壓力感測器安裝於架體以感測架體與地面之間的一第一壓力與一第二壓力，或者安裝於旋轉驅動單元以感測驅動架體正轉與逆轉時的一第一壓力與一第二壓力。控制器用以控制連桿驅動單元與旋轉驅動單元而改變第一壓力與第二壓力。
本發明的行動載具具有一地面處理機具。地面處理機具包括一架體、一地面處理單元、一連桿組、一連桿驅動單元、一旋轉驅動單元、一第一壓力感測器與一第二壓力感測器、以及一控制器。地面處理單元安裝於架體。連桿組的一端連接於架體，另一端連接至行動載具。連桿驅動單元安裝於連桿組，用以調整連桿組的姿態。旋轉驅動單元安裝於架體與連桿組之間，用以驅動架體相對連桿組轉動。第一壓力感測器與第二壓力感測器安裝於架體以感測架體與地面之間的一第一壓力與一第二壓力，或者安裝於旋轉驅動單元以感測驅動架體正轉與逆轉時的一第一壓力與一第二壓力。控制器用以控制連桿驅動單元與旋轉驅動單元而改變第一壓力與第二壓力。
本發明的地面處理機具的姿態調整方法用於調整如前述的地面處理機具的姿態。此地面處理機具的姿態調整方法包括：展開連桿組以使架體接觸地面，並獲得第一壓力與第二壓力；以及當第一壓力與第二壓力的比值不等於一預設值，控制器控制連桿驅動單元與旋轉驅動單元至少其中之一，以使第一壓力與第二壓力的比值等於預設值。
基於上述，在本發明的行動載具、地面處理機具及其姿態調整方法中，當兩個壓力感測器感測到的壓力的比值不等於預設值時，控制器便控制驅動單元調整地面處理機具的姿態，不需依賴人眼判斷，進而降低機具損毀的機率。
為讓本發明的上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是依照本發明一實施例的行動載具的示意圖。請參照圖1，本實施例的行動載具50具有一個地面處理機具100。本實施例的行動載具50可以是大型車輛，也可以是中小型車輛或其他行動載具，用以搭載地面處理機具100前往要進行地面處理的目的地。若有需要，行動載具50也可在進行地面處理的過程中，帶著地面處理機具100邊進行地面處理邊前進。
本實施例的地面處理機具100包括一架體110、一地面處理單元120、一連桿組130、一連桿驅動單元140、一旋轉驅動單元150、一第一壓力感測器160A與一第二壓力感測器160B、以及一控制器170。地面處理單元120安裝於架體110，用以對地進行處理。連桿組130的一端連接於架體110，另一端連接至行動載具50。連桿驅動單元140安裝於連桿組130，用以調整連桿組130的姿態。藉由連桿驅動單元140與連桿組130的配合，可將架體110移動至所要的位置。例如，在非工作期間，連桿驅動單元140可驅動連桿組130而將架體110移動至行動載具50上的收納位置。在工作期間，連桿驅動單元140則驅動連桿組130而將架體110移動至工作位置。旋轉驅動單元150安裝於架體110與連桿組130之間，用以驅動架體110相對連桿組130轉動。第一壓力感測器160A與第二壓力感測器160B安裝於架體110以感測架體110與地面之間的一第一壓力與一第二壓力。控制器170用以控制連桿驅動單元140與旋轉驅動單元150而改變第一壓力與第二壓力。
圖2是依照本發明一實施例的地面處理機具的姿態調整方法。請參照圖1與圖2，在本實施例的地面處理機具的姿態調整方法中，首先展開連桿組130以使架體110接觸地面，並獲得第一壓力與第二壓力，步驟S110。也就是，當行動載具50到達工作區域時，便展開連桿組130而使架體110接觸地面，同時也由第一壓力感測器160A與第二壓力感測器160B傳回所感測到的第一壓力與第二壓力。接著，計算第一壓力與第二壓力的比值。當比值不等於預設值，控制器170便控制連桿驅動單元140與旋轉驅動單元150至少其中之一，以使第一壓力與第二壓力的比值等於預設值，步驟S120。當第一壓力與第二壓力的比值等於預設值，就表示架體110已經以所要的姿態接觸地面，例如是平行於地面，此時地面處理單元120便可以開始進行地面處理。
從上述說明可知，因為第一壓力感測器160A與第二壓力感測器160B可以傳回所感測到的第一壓力與第二壓力，而透過計算第一壓力與第二壓力的比值是否等於預設值，就可以瞭解架體110是否以所要的姿態接觸地面。進而，控制器170便控制連桿驅動單元140與旋轉驅動單元150至少其中之一調整架體110的姿態。因此，在本實施例的行動載具、地面處理機具及其姿態調整方法中，不需依賴人眼判斷架體110的姿態，可提高判斷的精確度，並降低機具損毀的機率。
在上述實施例中，第一壓力感測器160A與第二壓力感測器160B是安裝於架體110以感測架體110與地面之間的第一壓力與第二壓力，但本發明不以此為限。例如，本實施例的地面處理機具100還包括第三壓力感測器160C與第四壓力感測器160D，安裝於旋轉驅動單元150以感測驅動架體110正轉與逆轉時的一第三壓力與一第四壓力。藉由計算第三壓力與第四壓力的比值是否等於預設值，同樣可以瞭解架體110是否以所要的姿態接觸地面。本實施例是以同時安裝了第一壓力感測器160A、第二壓力感測器160B、第三壓力感測器160C與第四壓力感測器160D為例。在另一實施例中，也可以僅安裝有第一壓力感測器160A與第二壓力感測器160B。在又一實施例中，也可以僅安裝有第三壓力感測器160C與第四壓力感測器160D。此外，前述的第一壓力與第二壓力的比值的預設值以及第三壓力與第四壓力的比值的預設值可以相同也可以不同。通常，前述的預設值可能是1，但也可能因為感測器的安裝位置或其他的差異而採用其他的預設值。當預設值是1，就表示控制器170的目的是使第一壓力等於第二壓力。
另外，本實施例的連桿驅動單元140例如包括多根液壓桿142、144、146。也就是，連桿驅動單元140可採用液壓的工作原理驅動連桿組130的展開、收合與其他動作。液壓桿142、144、146相較於其他機械式的驅動元件而言，對於惡劣環境具有較佳的耐受性而可降低維修與替換的成本。相對的，本實施例的連桿組130包括多根連桿132、134、136。液壓桿142的兩端連接靠近架體110的兩根連桿132與134，液壓桿144的兩端連接靠近兩根連桿134與136，液壓桿146的兩端連接靠近行動載具50的車體的連桿136與行動載具50的車體。雖然本實施例是以三根液壓桿142、144、146搭配三根連桿132、134、136，但本發明不以此為限。
選擇性地，本實施例的地面處理機具100還可包括一第五壓力感測器160E與一第六壓力感測器160F，第五壓力感測器160E與第六壓力感測器160F安裝於液壓桿142以感測液壓桿142伸長與縮短時的一第五壓力與一第六壓力。藉由計算第五壓力與第六壓力的比值是否等於預設值，可以幫助瞭解架體110是否以所要的姿態接觸地面。前述的第一壓力與第二壓力的比值的預設值以及第五壓力與第六壓力的比值的預設值可以相同也可以不同。
換言之，本實施例是以同時安裝了第一壓力感測器160A、第二壓力感測器160B、第三壓力感測器160C、第四壓力感測器160D、第五壓力感測器160E與第六壓力感測器160F為例。在另一實施例中，也可以僅安裝有第一壓力感測器160A、第二壓力感測器160B、第五壓力感測器160E與第六壓力感測器160F。在又一實施例中，也可以僅安裝有第三壓力感測器160C、第四壓力感測器160D、第五壓力感測器160E與第六壓力感測器160F。
圖3是圖1的地面處理機具的局部示意圖。請參照圖3，本實施例的架體110具有兩個輪112。這兩個輪112可以是惰輪，也就是兩個輪112並沒有連接到任何驅動裝置，僅會隨著架體110與輪112所接觸的物體（例如是地面）之間的相對運動而轉動。由於架體110是以輪112接觸地面，因此第一壓力感測器160A與第二壓力感測器160B可分別安裝於兩個輪112上，以便判斷架體110相對地面的姿態。例如，第一壓力感測器160A與第二壓力感測器160B可分別安裝於兩個輪112的避震器處。在其他實施例中，若架體110沒有以輪接觸地面的需求，則第一壓力感測器160A與第二壓力感測器160B也可安裝於架體110上適於接觸地面的部分，以便判斷架體110相對地面的姿態。
請參照圖1，本實施例的地面處理單元120用以割草，因此是以刀片的型態呈現。但是，本發明其他實施例中的地面處理單元120也可用於清掃地面或進行其他地面處理。另外，本實施例的連桿組130例如還可藉由平移機構180而沿著Y軸相對行動載具50的車體平移。
本實施例的旋轉驅動單元150可以是液壓旋轉驅動單元。液壓式的旋轉驅動單元150是利用調整不同的液體出入口所灌入的液體的量而驅動架體110正轉或逆轉。因此，第三壓力感測器160C與第四壓力感測器160D可以安裝於液壓式的旋轉驅動單元150的不同的液體出入口，用以量測灌入或排出液體時的壓力。類似的，液壓桿142是利用調整不同的液體出入口所灌入的液體的量而伸長或縮短，故第五壓力感測器160E與第六壓力感測器160F可以安裝於液壓桿142的不同的液體出入口，用以量測灌入或排出液體時的壓力。本實施例的第一壓力感測器160A、第二壓力感測器160B、第三壓力感測器160C、第四壓力感測器160D、第五壓力感測器160E與第六壓力感測器160F可以是微機電（MEMS）感測器或其他感測器，且具體安裝位置可以依據狀況調整，因此在圖1與圖2中都僅以虛線框體表現。
圖4是依照本發明另一實施例的地面處理機具的姿態調整方法。本實施例的地面處理機具的姿態調整方法基本上的架構與圖2的實施例的地面處理機具的姿態調整方法相同，但本實施例提供更具體的細部範例步驟，而本發明不以此為限。請參照圖1與圖4，首先展開連桿組130，步驟S210。此時，架體110可能尚未接觸地面。接著，旋轉驅動單元150驅動架體110相對連桿組130旋轉一預設角度，例如是正轉15º，步驟S220。在此所述的正轉是指架體110繞X軸以順時針方向旋轉。接著，連桿驅動單元140驅動連桿組130，使架體110下降，例如是沿著Z軸下降，步驟S230。在架體110下降的過程中，可判斷第一壓力感測器160A所感測的第一壓力是否逐漸增加至等於臨界值，步驟S240。在第一壓力尚未等於臨界值時，判斷架體110尚未接觸地面，因此繼續執行步驟S230。當第一壓力等於臨界值，則判斷架體110已接觸地面，並且由旋轉驅動單元150驅動架體110相對連桿組130逆轉，例如是逆轉15º，步驟S250。
此時，計算第一壓力與第二壓力的比值。當第一壓力與第二壓力的比值等於預設值，就表示架體110的姿態已經調整完畢而以所要的姿態接觸地面，例如是平行於地面，此時地面處理單元120便可以開始進行地面處理，步驟S260。若第一壓力與第二壓力的比值不等於預設值，控制器170便控制旋轉驅動單元150驅動架體110旋轉，以使第一壓力與第二壓力的比值等於預設值，步驟S270。當第一壓力與第二壓力的比值等於預設值，就表示架體110的姿態已經調整完畢，此時地面處理單元120便可以開始進行地面處理，步驟S260。若第一壓力與第二壓力的比值仍不等於預設值，控制器170便控制連桿驅動單元140調整連桿組130，步驟S280，並回到步驟S240進行判斷。以上述流程，本實施例的地面處理機具的姿態調整方法可達成調整架體110的姿態為理想姿態的目的。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
50‧‧‧行動載具
100‧‧‧地面處理機具
110‧‧‧架體
112‧‧‧輪
120‧‧‧地面處理單元
130‧‧‧連桿組
132、134、136‧‧‧連桿
140‧‧‧連桿驅動單元
142、144、146‧‧‧液壓桿
150‧‧‧旋轉驅動單元
160A‧‧‧第一壓力感測器
160B‧‧‧第二壓力感測器
160C‧‧‧第三壓力感測器
160D‧‧‧第四壓力感測器
160E‧‧‧第五壓力感測器
160F‧‧‧第六壓力感測器
170‧‧‧控制器
180‧‧‧平移機構
S110、S120、S210-S280‧‧‧步驟
圖1是依照本發明一實施例的行動載具的示意圖。 圖2是依照本發明一實施例的地面處理機具的姿態調整方法。 圖3是圖1的地面處理機具的局部示意圖。 圖4是依照本發明另一實施例的地面處理機具的姿態調整方法。
Claims (16)
- 一種地面處理機具，用以連接至一行動載具，該地面處理機具包括： 一架體； 一地面處理單元，安裝於該架體； 一連桿組，其一端連接於該架體，另一端用以連接至該行動載具； 一連桿驅動單元，安裝於該連桿組，用以調整該連桿組的姿態； 一旋轉驅動單元，安裝於該架體與該連桿組之間，用以驅動該架體相對該連桿組轉動； 一第一壓力感測器與一第二壓力感測器，安裝於該架體以感測該架體與地面之間的一第一壓力與一第二壓力，或者安裝於該旋轉驅動單元以感測驅動該架體正轉與逆轉時的一第一壓力與一第二壓力；以及 一控制器，用以控制該連桿驅動單元與該旋轉驅動單元而改變該第一壓力與該第二壓力。
- 如申請專利範圍第1項所述的地面處理機具，更包括一第三壓力感測器與一第四壓力感測器，其中該第一壓力感測器與該第二壓力感測器安裝於該架體，該第三壓力感測器與該第四壓力感測器安裝於該旋轉驅動單元以感測驅動該架體正轉與逆轉時的一第三壓力與一第四壓力。
- 如申請專利範圍第1項所述的地面處理機具，其中該架體具有兩個輪，該第一壓力感測器與該第二壓力感測器分別安裝於該些輪。
- 如申請專利範圍第1項所述的地面處理機具，其中該旋轉驅動單元為液壓旋轉驅動單元。
- 如申請專利範圍第1項所述的地面處理機具，其中該連桿驅動單元包括多根液壓桿。
- 如申請專利範圍第5項所述的地面處理機具，更包括一第三壓力感測器與一第四壓力感測器，其中該連桿組包括多根連桿，該些液壓桿中的一第一液壓桿的兩端連接該些連桿中靠近該架體的兩根，該第三壓力感測器與該第四壓力感測器安裝於該第一液壓桿以感測該第一液壓桿伸長與縮短時的一第三壓力與一第四壓力，其中，該第一壓力感測器與該第二壓力感測器安裝於該架體。
- 如申請專利範圍第5項所述的地面處理機具，更包括一第三壓力感測器與一第四壓力感測器，其中該連桿組包括多根連桿，該些液壓桿中的一第一液壓桿的兩端連接該些連桿中靠近該架體的兩根，該第三壓力感測器與該第四壓力感測器安裝於該第一液壓桿以感測該第一液壓桿伸長與縮短時的一第三壓力與一第四壓力，其中，該第一壓力感測器與該第二壓力感測器安裝於該旋轉驅動單元。
- 一種行動載具，具有一地面處理機具，該地面處理機具包括： 一架體； 一地面處理單元，安裝於該架體； 一連桿組，其一端連接於該架體，另一端連接至該行動載具； 一連桿驅動單元，安裝於該連桿組，用以調整該連桿組的姿態； 一旋轉驅動單元，安裝於該架體與該連桿組之間，用以驅動該架體相對該連桿組轉動； 一第一壓力感測器與一第二壓力感測器，安裝於該架體以感測該架體與地面之間的一第一壓力與一第二壓力，或者安裝於該旋轉驅動單元以感測驅動該架體正轉與逆轉時的一第一壓力與一第二壓力；以及 一控制器，用以控制該連桿驅動單元與該旋轉驅動單元而改變該第一壓力與該第二壓力。
- 如申請專利範圍第8項所述的行動載具，其中該地面處理機具更包括一第三壓力感測器與一第四壓力感測器，其中該第一壓力感測器與該第二壓力感測器安裝於該架體，該第三壓力感測器與該第四壓力感測器安裝於該旋轉驅動單元以感測驅動該架體正轉與逆轉時的一第三壓力與一第四壓力。
- 如申請專利範圍第8項所述的行動載具，其中該架體具有兩個輪，該第一壓力感測器與該第二壓力感測器分別安裝於該些輪。
- 如申請專利範圍第8項所述的行動載具，其中該旋轉驅動單元為液壓旋轉驅動單元。
- 如申請專利範圍第8項所述的行動載具，其中該連桿驅動單元包括多根液壓桿。
- 如申請專利範圍第12項所述的行動載具，其中該地面處理機具更包括一第三壓力感測器與一第四壓力感測器，其中該連桿組包括多根連桿，該些液壓桿中的一第一液壓桿的兩端連接該些連桿中靠近該架體的兩根，該第三壓力感測器與該第四壓力感測器安裝於該第一液壓桿以感測該第一液壓桿伸長與縮短時的一第三壓力與一第四壓力，其中，該第一壓力感測器與該第二壓力感測器安裝於該架體。
- 如申請專利範圍第12項所述的行動載具，其中該地面處理機具更包括一第三壓力感測器與一第四壓力感測器，其中該連桿組包括多根連桿，該些液壓桿中的一第一液壓桿的兩端連接該些連桿中靠近該架體的兩根，該第三壓力感測器與該第四壓力感測器安裝於該第一液壓桿以感測該第一液壓桿伸長與縮短時的一第三壓力與一第四壓力，其中，該第一壓力感測器與該第二壓力感測器安裝於該旋轉驅動單元。
- 一種地面處理機具的姿態調整方法，用於調整如申請專利範圍第1項所述的地面處理機具的姿態，該地面處理機具的姿態調整方法包括： 展開該連桿組以使該架體接觸地面，並獲得該第一壓力與該第二壓力；以及 當該第一壓力與該第二壓力的比值不等於一預設值，該控制器控制該連桿驅動單元與該旋轉驅動單元至少其中之一，以使該第一壓力與該第二壓力的比值等於該預設值。
- 如申請專利範圍第15項所述的地面處理機具的姿態調整方法，更包括；在展開該連桿組之後以及該架體接觸地面之前，驅動該架體相對該連桿組旋轉一預設角度。
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