割草机
技术领域
本发明涉及一种割草机,其尤指用激光来进行割草的割草机。
背景技术
割草机被广泛应用于草坪的修剪,传统割草机主要使用机械方式进行切割,切割方式主要有往复式、旋转式,即依靠电机带动刀片的高速旋转或往复运动把草割断。机械切割方式产生大量噪音,特别是对住宅小区和家庭庭院草坪进行修剪时,会对周围居民的正常生活产生影响;另一方面,机械切割时,所用刀片会产生磨损,必须定期更换或打磨,这些成为传统割草机不可避免的弱点。如申请号为200410068184.1名称为《一种人力驱动滚刀式割草机》的中国发明专利提出了一种结构,该本发明的人力驱动滚刀式割草机由连接成框形的行走轮、支架、扶手架和割草机构组成,行走轮的内圈具有齿轮,割草机构由滚刀和定刀构成,滚刀的轴架于支架上,该轴的两端分别装置有与行走轮的内圈齿轮相啮合形成行星轮系的小齿轮,定刀固定于支架上,定刀的刃部与滚刀的刃部相切。该装置不需要能源,结构轻巧,使用简便,无振动噪音和空气污染,切割草坪草动作没有撕扯,对草坪更有益。但其缺点是:同样存在刀片会产生磨损,必须定期更换或打磨,所以其结构还有待于改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种割草速度快、割草时无噪声污染、无刀片磨损而采用激光来进行割草的割草机。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:该割草机,包括有行走小车和割草机构,割草机构设置于行走小车上,其特征在于:所述割草机构包括有激光器、导光系统、激光扫描头、激光束保护机构和激光控制调节机构,所述激光器其输出的激光束通过导光系统被导引到激光扫描头内,所述激光扫描头可转动地设置于行走小车上,所述激光束保护机构设置于激光扫描头的周围,以防止激光射出,而所述的激光控制调节机构及激光器分别设置于行走小车的相应位置上。
作为改进,所述导光系统包括有固定反射镜、旋转反射镜和聚焦透镜,所述旋转反射镜和聚焦透镜为同光轴,被固定在激光扫描头内,所述固定反射镜被安装定位在行走小车上的固定隔板上,固定反射镜镜面中心位于激光器输出的激光束的光轴线 上,激光束与固定反射镜镜面成45°角,固定反射镜将激光束垂直反射至旋转反射镜上,而45°角设置的旋转反射镜将激光束反射成水平方向,水平方向的激光束经聚焦透镜从激光扫描头反射出至割草位置。
作为进一步改进,本割草机还设置有割草高度调节机构,该割草高度调节机构设置于行走小车上,包括有升降机、升降机调节手轮、升降托板以及定位导向杆,所述升降机固定于固定隔板上,升降机通过升降轴与升降托板螺纹连接,且升降托板与定位导向杆可上下移动和定位地相互适配在一起;所述升降托板与定位导向杆之间上下移动的调节范围为5-30cm。所述升降托板右侧边沿设置有圆弧形割草定位边,其圆弧半径为旋转反射镜的旋转轴到激光割草位置之间的距离,而升降机调节手轮与升降机中升降轴是驱动连接,就是在升降机内的升降轴上设置有锥形齿轮、该锥形齿轮与固定在调节手轮一端上的锥形齿轮相啮合,并可以在升降机上设置有升降轴的定位扣;所述激光扫描头为转动地设置于行走小车上的割草高度调节机构上,激光扫描头与旋转轴相连接,而旋转轴安装在升降托板上,旋转轴与旋转反射镜的转轴为同一转轴,旋转轴通过传动带与固定于升降托板上电机的输出轴相联动,电机通过传动带驱动激光扫描头沿顺时针或逆时针方向往复旋转扫描的角度为:大于0度至小于等于120度。当然割草高度调节机构也可采用别的方式,见专利号为03223800.2的中国专利:如:包括有紧固件、定位扳手、定位卡、定位盘及轮轴片,轮轴设于轮轴片上,轮轴片一侧设有固定孔,紧固件通过固定孔将轮轴片、定位扳手和定位盘同轴固定于行走小车上,定位扳手和轮轴片可绕紧固件轴转动,定位扳手上设有定位卡,定位盘上设有与定位卡相应的若干卡口,它通过调节割草机上的轮轴高度,达到调节切割草高度的效果。
再改进,所述激光束保护机构包括有悬臂、激光束挡块和侧面挡板,所述悬臂一端可与激光扫描头同步旋转地固定于激光扫描头的前部,悬臂的高度高于未切割草的高度,悬臂的另一端固定有激光束挡块,激光束挡块位于聚焦激光束光轴上且正对于激光扫描头的激光射出口上,在行走小车前部两侧分别设有将激光割草区域与外部隔离的侧面挡板。
再改进,本割草机还包括有风机,该风机安装于行走小车上,并通过导风管与激光扫描头适配在一起,所述导风管为导风软管,该导风管与激光扫描头可同步旋转地与激光扫描头相连接,导风管中的空气流的出口正对于激光割草位置。
再改进,所述激光控制调节机构包括有控制面板和控制器,控制面板设置于行走小车上的扶架或推动支架的上表面上,而控制器设置于行走小车中,且控制面板和控制器通过线路电连接在一起。
再改进,所述的激光器可优选采用CO2激光器,其功率为100~300W,中心波长为10~11um;而在行走小车上还可设置有当行走小车倾斜超过45度或翻倒时能自动切断 电源的保护装置,在行走小车的尾部设置有用于熄灭割草时可能产生的火星和/或用于灌溉的水雾喷淋装置。
与现有技术相比,这种设计的优点在于:割草时只要通过激光照射就能将草割切断,所以割草速度快,由于用激光割草没有刀片与草的切割磨擦声,所以割草时噪声小而无噪声污染,且无刀片磨损之忧,结构合理实用,因此适合于住宅小区和家庭庭院草坪的修剪。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图;
图2是图1的俯视图;
图3是图1中升降机构与导光系统以及固定隔板之间的相配合的俯视图;
图4是图1中升降托板与旋转机构和激光扫描头相配合的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图4所示,本实施例的割草机,包括有行走小车8和割草机构,在行走小车8的后部连接有方便推拉的推动支架1,在推动支架1上设置有方便握手的推杆11。割草机构设置于行走小车8上,所述割草机构包括有激光器4、导光系统、激光扫描头9、激光束保护机构和激光控制调节机构,激光器4采用CO2激光器,其功率为100~300W,中心波长为10~11um(微米),激光器4输出的激光束4a通过导光系统被导引到激光扫描头9内,所述激光扫描头9可转动地设置于行走小车8上,所述激光束保护机构设置于激光扫描头9周围,以防止激光射出伤人,而所述的激光控制调节机构及激光器4分别设置于行走小车8的相应位置上。
如图1所示,导光系统包括有固定反射镜41、旋转反射镜42和聚焦透镜44,所述旋转反射镜42和聚焦透镜44为同光轴,被固定在激光扫描头9内,所述固定反射镜41被安装定位在行走小车8上的固定隔板8a上,固定反射镜41镜面中心位于激光器4输出的激光束4a的光轴线上,激光束4a与固定反射镜41镜面成45°角,固定反射镜41将激光束4a垂直反射至旋转反射镜42上,而45°角设置的旋转反射镜42将激光束4a反射成水平方向,水平方向的激光束4a经聚焦透镜44从激光扫描头9反射出至割草位置。
如图1所示,本割草机还设置有割草高度调节机构,该割草高度调节机构设置于行走小车8上,包括有升降机7、升降机调节手轮72、升降托板73以及定位导向杆71,所述升降机7固定于固定隔板8a上,升降机7通过升降轴70与升降托板73螺纹连接,且升降托板73与定位导向杆71可上下移动和定位地相互适配在一起,升降托板73与定位导向杆71之间上下移动的调节范围为5-30cm。在升降托板73的右侧边沿设置有圆弧形割草定位边74,其圆弧半径为旋转反射镜42的旋转轴91到激光割草位置之间的距离,而升降机调节手轮72与调节升降机7中的升降轴驱动连接是,在升降机7内的升降轴70上设置有锥形齿轮、该锥形齿轮与固定在调节手轮72一端上的锥形齿轮相啮合来实现的,并可以在升降机7上设置有升降轴70的定位扣。激光扫描头9为可转动地设置于行走小车8上的割草高度调节机构上,激光扫描头9与旋转轴91相连接,而旋转轴91安装在升降托板73上,旋转轴91与旋转反射镜42的转轴为同一转轴,旋转轴91通过传动带83与固定于升降托板73上电机82的输出轴相联动,电机82通过传动带83驱动激光扫描头9沿顺时针或逆时针方向往复旋转扫描的角度为:大于0度至小于等于120度。当然本割草机还设置有割草高度调节机构,也可采用别的结构:如专利号为03223800.2公开的结构:其包括有紧固件、定位扳手、定位卡、定位盘及轮轴片,轮轴设于轮轴片上,轮轴片一侧设有固定孔,紧固件通过固定孔将轮轴片、定位扳手和定位盘同轴固定于行走小车8上,定位扳手和轮轴片可绕紧固件轴转动,定位扳手上设有定位卡,定位盘上设有与定位卡相应的若干卡口,具体采用哪一种结构可按设计而定。
如图1所示,所述激光束保护机构包括有悬臂40、激光束挡块45和侧面挡板43,所述悬臂40一端可与激光扫描头9同步旋转地固定于激光扫描头9的前部,悬臂40的高度高于未切割草的高度,悬臂40的另一端固定有激光束挡块45,激光束挡块45位于聚焦激光束4a光轴上且正对于激光扫描头9的激光射出口上,在行走小车8前部两侧分别设有将激光割草区域与外部隔离的侧面挡板43。
如图1所示,本割草机还包括有风机6,该风机6安装于行走小车8上,并通过导风管61与激光扫描头9适配在一起,所述导风管61为导风软管,该导风管61与激光扫描头9可同步旋转地与激光扫描头9相连接,导风管61中的高压空气流的出口正对于激光割草位置。
如图1所示,所述激光控制调节机构包括有控制面板31和控制器3,控制面板31设置于行走小车8上的扶架或推动支架1的上表面上,而控制器3设置于行走小车8中,且控制面板31和控制器3通过线路电连接在一起。
如图1所示,在行走小车8上设置有保护装置5,该保护装置5在行走小车8倾斜超过45度或翻倒时能自动切断电源,而在行走小车8的尾部设置有用于熄灭割草时可能产生的火星和/或用于灌溉的水雾喷淋装置81。
以下对本发明再进一步描述:
本割草机供电来自交流220V电缆,随小车伸缩,其升降的电机功率可根据选用激光器功率而定,可选择为1KW~3KW。
实验发现,普通草本植物(含青草及干草),对红外波段的激光吸收率高,且平均功率大于100W的激光经过聚焦后能有效割断处于焦点处的青草样本,因此在本发明实例中采用中心波长为10.6微米的CO2激光,平均功率为100W-300W。目前平均功率大 于300W的激光产品,由于体积大,功耗高,不适合激光割草机的应用。
本割草机实施例的运行过程为:激光割草机通过交流220V可伸缩电缆供电;激光割草机由操作者推动,并预先调节割草高度以及激光扫描头扫描速度和激光器输出功率。激光割草机行进过程中,激光器发出的激光束通过反射镜入射到激光扫描头,激光扫描头左右来回旋转扫描,将被升降托板圆弧形割草定位边定位的草割断;激光扫描头同时带动风机导风软管和激光束保护挡块左右转动,风机导风软管导出的高速气流用于阻燃和吹倒被割断的草,激光束保护挡块用于遮挡激光束,以免激光射出激光割草机外部;行走小车经过之处的草被成片割倒;为进一步防止割草时可能产生的火星,水雾喷洒装置喷洒水雾,同时起到灌溉作用。所以,本割草机尤其适用于带交流220V电源的住宅小区和家庭庭院草坪的修剪。