在过去的一年中，我写过几篇提及机器人的博客，现在我买了一个，但可能不是您想象中的那种。
十年后，我的 24hp 450 公斤重的草坪拖拉机被同等价位但仅重 10 公斤的 Husqvarna 自动割草机取代了。据说，每年只需 35 欧元的电费，而使用汽油则可能需要 300 欧元。此外，还可以省时，而且与生产 450 公斤主要材料为金属的割草机相比，生产 10 公斤看似主要材料为塑料（实际上可能主要是锂离子电池）的自动割草机对环境的影响更小。
自动割草机解决了 3D 问题之一，这些问题决定哪些工作将由机器人完成。3D 代表枯燥、危险和肮脏。今年年初，我有点喜欢上了割草，但在夏季的爱尔兰，每 5 天就需要割一次，割草就变得枯燥了。
图 1 - 我的自动割草机
我自己安装的机器人，所以安装花了大半天的时间。需要围绕草坪边缘安装外围导线，用小钉固定，割草机检测到来自边缘导线的信号后就会掉头。可以围绕可能损坏机器人的花坛和较大的物体增设小环路。通向环路的直导线应并拢，我认为这样可以消除外围导线的电场。下图所示为这种环路的示例。
图 2 - 如何利用环绕的外围导线避开树木之类的物体。
您也可以安装导线，帮助割草机进入上图中“A”之类难以接近的区域。我安装了三条这样的导线。离开充电站后，机器人沿导线随机移动一段距离，然后随机选个方向离开导线。电量不足时，导线还可以帮助机器人找到充电站。机器人可以沿外围导线移动，但沿导线可以更快地找到充电站。
图 3 - 手机应用程序的屏幕截图，所示为机器人在花园内移动的随机路径
割草时，机器人会以伪随机模式在花园内移动。在装有 GPS 传感器的版本上，如果很长时间未进入花园的某个部分，割草机会使用 GPS 判断。您还可以借助一款应用程序查看机器人现在的位置，机器人停止或离开定义的安全区域时收到提醒，或调整切割高度时让机器人停止。
图 4 - 我看着机器人完成所有工作。
自动割草机的一个问题是我本来以为可以使用超限设置让其远离我的水仙花。超限是指割草机掉头之前可以越过边缘导线的距离。但该设置原来是单向的，超限只能增，不能减。因此，5 月之前，我将不得不使用手动割草机。
图 5 - 水仙花妨碍自动割草机的部署。
另一个问题是在外围导线中发现了断线。1 月，我给基站和机器人通电，以确保导线仍然完好无损。上周末，我又通电时，蓝灯闪烁，指示外围导线断裂。您可以使用插入的导线将故障定位到三个部分之一，导线是为了让割草机进入花园难以接近的部分。如果将导线用作调试的一部分，最终会剩下 100 米的一节，可以使用便携式收音机找到断点。在导线的连接部分上方移动收音机时，会从轻微的噪音变为安静，然后噪音增大。挥动着收音机匍匐前行，直到找到导线没有噪音的部分。找到断点大约花了一个小时，原来是我在种土豆的过程中休息时将铁锹插入地面损坏导线的。全自动割草机不需要导线，我想这个问题有点类似于工厂中也需要导线的 AGV。
图 10 - 用于查找外围导线断点的便携式收音机，调至 272 khz
这是一篇功能安全博客，安全人员喜欢各种标准，所以我想知道在这种情况下可能适用哪些标准。自动割草机可以归类为自主机器人，因为其可以响应传感器的输入（外围导线和超声波碰撞），决定要做什么，无需时时刻刻监督。
自动割草机不符合 ISO 10218-1 中工业机器人的定义（不能在三个或多个轴上编程，也不能用于工业自动化应用），但似乎符合 ISO 13482 中服务机器人的定义。
图 6 - ISO 13482 中服务机器人的定义
ISO 3691-4、R15.08、B56.5 等大多数移动机器人标准都针对工业机器人，所以总的来说我认为 ISO 13842 最适用。
ISO 13848 使用 ISO 13849 中的性能级别衡量所达到的安全性，并且涵盖时速可达 20 公里的机器人。
ISO 5395-1 适用于带有内燃机的花园割草机，因此与电池供电的电动割草机无关。
关于家用电器控制系统的 IEC 60730-1 似乎也与机器人有关。
为了了解可能适用的标准查看用户手册时，我发现提到了 2006/42/EC – 机械指令
EN 50636-2-107:2015 – 家用和类似用途电器的安全 – 第 2-107 部分 – 电池供电自动式电割草机的特殊要求
用户手册列出了与噪声和 EMC 有关的几项标准。
自动割草机是一台机器，因此应根据 ISO 12100 和 ISO 12100 进行风险评估，并且相关标准坚持以下等级的磁盘减少措施。首先尝试消除风险，如果无法消除，制定解决方案（如安全功能或防护装置），最后发出警告和通知。我认为自动割草机人员已经消除了各项风险，功能安全标准已不再适用。刀片就是消除自动割草机风险的一个示例。
图 7 - 自动割草机刀片
与传统割草机的刀片相比，自动割草机的刀片确实很小。如果碰到障碍物，刀片也会折回去，一旦底座开始再次自由旋转，就会在离心力的作用下再出来（我认为这是为了节省叶片，而不是防止发生事故）。我看到刀片会造成割伤，但不会截肢。如果谷歌搜索割草机事故和儿童，会找到大量文献，包括美国每年有 8.6 万多起与割草机有关的事故，其中草坪拖拉机造成的事故多于手推割草机。细小的刀片肯定会有所帮助。此外，机器人的重量很轻且侧面呈圆形，因此碰撞的危险性应该很低。但它们可能存在绊倒的危险。割草机配有传感器，可以检测割草机是否侧翻并停止刀片。
我确定还有其他相关标准，例如与锂离子电池充电系统相关的标准，但这个问题日后再探讨。
总而言之，我对自动割草机感到非常满意，我想知道接下来会发生什么。迄今为止，有很多公司大力投入家用机器人市场，但收效甚微。我特别喜欢这段视频中可爱的 Mayfield Kuri。遗憾的是，我认为 Bosch 支持的这项计划现在已经结束，请在此了解更多信息。也许人们需要的不仅仅是智能宠物。Kuri 并不是个例，我认为 Honda Asimo 现在也已退役。
图 8 - Mayfield Kuri
其他大规模增长的领域是个人护理机器人，此类机器人面向老年人护理，而不是节省家务时间，也许以后我会就此写一篇博客。