CN102640615B - 除草器 - Google Patents

Abstract

一种手动除草工具，其包括大体纵向组件，所述纵向组件在其第一端连接手把，且在其第二相对端连接踏板；爪头(finger？head)，所述爪头包括布置成螺旋结构的盘绕式爪(coiled？finger)，以及在所述螺旋结构中移动的推顶杆；以及推顶臂，其中当所述工具大体上垂直于所述盘绕式爪的活动尖端(free？end？tip)放置在地上时，向下压动所述手把和/或所述踏板以使所述盘绕式爪向下旋转到土壤中，并在穿透土壤时捕获土壤下的杂草，且其中当所述盘绕式爪以及陷在所述盘绕式爪所构成的所述螺旋结构中的杂草通过向上拉动所述纵向组件从土壤中拉出后，向下推动所述推顶臂，即可通过所述推顶杆将杂草从所述螺旋结构中推出。

Description

除草器

技术领域

本发明涉及用于将杂草或植物从土地中去除的工具。更确切的说，本发明涉及手动除草工具。

背景技术

目前已发明多种工具以替代有效但可能有毒的化学制品来去除花园和草坪中的杂草。此类工具包括除草工具、拔草器、除根器、绞草器和锄草器。每种工具均具有不同的优势，且其通常根据不同的植物类型以及场地性质，例如硬度和压实程度，应用于不同的除草情况。

拔草器和除根器是将杂草连根拔除的除草工具。它们通常包括穿透土壤以及抓取或去除草根的装置。

一些工具包括挖掘部分，其用于向下挖掘接近杂草其中一侧的土壤；以及刀片，其用于向下深入杂草相对侧的土壤以抓取草根，随后该刀片可通过向上提起工具从土壤中拉出，杂草会夹在挖掘部分和刀片之间，就像夹在爪形器具中一样。

其他工具为螺杆拉动型，其中用于向下挖掘土壤的部分会夹住土地下的杂草，然后通过拉动工具来去除杂草。

本说明书参考了多个文档，所述多个文档的内容全文以引用的方式并入本文中。

发明内容

具体而言，本发明提供一种手动除草工具，其包括手把；踏板；大体纵向组件，所述大体纵向组件在第一端连接手把，且在第二相对端连接踏板；爪头(fingerhead)，所述爪头包括布置成螺旋结构的盘绕式爪(coiledfinger)，以及在螺旋结构中移动的推顶杆；以及推顶臂，所述推顶臂相对于纵向组件平行移动，并与爪头在推顶杆的第一端连接；其中，当该工具以大体上垂直于盘绕式爪的活动尖端(freeendtips)的方式放置在地上时，向下压动手把或踏板中的至少一个以使盘绕式爪向下旋转到土壤中，并在其穿透土壤时捕获土壤下的杂草，且其中当盘绕式爪以及陷在盘绕式爪所构成的螺旋结构中的杂草通过向上拉动纵向组件从土壤中拉出后，向下推动推顶臂，即可通过推顶杆将捕获并挖出杂草从螺旋结构中推出。

本发明进一步提供一种使用手动工具将植物从土地拔除的方法，所述工具包括大体纵向组件，其设有踏板；爪头，所述爪头包括布置成螺旋结构的盘绕式爪，以及在螺旋结构中移动的推顶杆；以及推顶臂，其相对于纵向组件和踏板平行移动，并与爪头在推顶杆的第一端连接，其中该方法包括：使该工具大体上垂直于通常围绕要去除的植物的爪头放置；通过以下至少一种方式，使盘绕式爪向下旋转到土地中：i)向下压动踏板，ii)向下压动纵向组件以及iii)在棘轮操作中按逆时针方向和顺时针方向旋转手把；以及拉动大体纵向组件，从而向上提起该工具并将爪从土壤中拉出；以及操纵推顶臂以松开盘绕式爪中连根挖出的植物。

通过阅读下文对本发明具体实施例的非限制性描述，并仅借助于实例以及相关附图，本发明的其他目的、优点及特征将更加清楚。

附图说明

在附图中：

图1为根据本发明一方面的一项实施例的工具的透视图；

图2为根据本发明一方面的一项实施例的工具的手把的透视图a)和立体图b)；

图3为图1所示工具的分解图；

图4为根据本发明一方面的一项实施例的工具的爪头(fingerhead)的局部分解图a)和透视图b)；

图5为根据本发明一方面的一项实施例的工具的爪头的透视图；

图6为根据本发明一方面的一项实施例的工具的爪头的爪的近视图；

具体实施方式

本发明将通过以下非限制性实例做进行进一步详细描述。

如图1所示，此工具通常包括手把10、主体12和爪头(fingerhead)24。

例如，如图2b所示，手把10可为大体上的T形，以便使用者较为舒适地使用工具，而不会妨碍使用者的腿或身体。例如，如图2a所示，手把10的边缘110和下表面112可经设计以向使用者提供舒适抓握感。例如，在手把10的主体中可设有孔120，以供在存放时悬挂此工具。

如图3中清楚所示，主体12大体上为位于手把10和爪头24之间的管形组件。其包括主管30、踏板22和推顶臂20。踏板22相对于主管30固定，而推顶臂20可相对于主管30和踏板22进行移动。

例如，推顶臂20在本文中描述为滑膛枪型滑动套管，位于主管30的外部，其包括供使用者使用的柄29，以及在主管30端部且与柄29相对的位置，与爪头24连接的舌簧(tongue)21。预期可存在其他配置。

如图4中清楚所示，爪头24包括推顶杆70，其可在主轴100中移动，并带有位于其端部(例如焊接在推顶杆70的端部)的推顶器，如所示推顶板80；以及盘绕成螺旋结构的爪40，其通过，例如焊接，使用轴承300固定在主轴100的端部。主轴100支撑棘轮组件，该棘轮组件包括在轴承300和通过棘轮套环90围绕主轴100进行固定的踏板22之间的压缩弹簧60和压缩环50。例如，如图1和图3所示，该组件安装在外罩64后面。所属领域的技术人员应了解，此组件可具有其他配置。

爪40所构成的螺旋结构只在一个方向上以旋转方式围绕轴70移动：其在相反方向上的旋转受阻。该螺旋结构在平移时相对于踏板22位置固定。推顶臂20和推顶板80相对于主管30平移。

盘绕成螺旋结构的爪40可由钢管切割出，例如使用激光或者通过冲模或冲床进行切割，钢管经淬火和煅烧以具有所需的机械性质。或者，盘绕成螺旋结构的爪40可从钢板开始进行构建，先在钢板中切割出每个爪的形状，随后将钢板合并到管中并焊接成爪头24的最终形状，然后对爪进行淬火和煅烧以使其具有所需的机械性质。例如，初始的管或板的厚度可在0.0625"和3/16"之间进行选择。

例如，要使此工具在各种场地中均有效，爪40的目标硬度可在38到58洛氏硬度C之间。

爪40的数量、形状和大小以及所构成的螺旋结构的螺距和/或螺旋结构的外径和内径可经调整以优化爪头的工作面，同时获得适当的机械阻力。

已发现的是，爪头包括三个爪，每个爪具有在约0.1"到约9/16"之间变化的截面，每个爪具有约3.75"的长度和每英寸约42.67度的螺距，以及约0.12"的厚度，并构成具有约1"内径的螺旋结构，这样，爪所提供的总工作面与爪之间的间距之间会存在优化比率，以便在场地范围内有效拔除地面上的杂草，并在杂草连根拔除后从爪所构成的螺旋结构中有效推出杂草。

具有高于约0.375"的大体上恒定截面的爪头，例如在0.5"到0.7"之间的爪头，或具有变化的截面和长度包括在2"到4.5"之间以及螺距在54度/英寸到38度/英寸之间的爪头可供使用。

预期可提供每个爪带有棱纹(rib)200的尖端，用于固定杂草(参阅图5)，即在地下捕获杂草和/或挖出杂草后，避免杂草无意中从爪40所构成的螺旋结构中掉出。

此外，每个爪40的尖端400可向外倾斜，即朝所构成的螺旋结构的外部倾斜(参阅图6)。此特征可使爪轻松穿透土壤，并且还可根据爪的灵活性在推顶过程中轻松地松开螺旋结构中抓取的杂草。实际上，当爪头插入土壤中时，爪40的倾斜尖端400在土壤压力下趋向于朝螺旋结构的中心收紧爪。从土壤中拉出杂草时，爪40恢复至原来的位置，以松开其抓取的杂草，从而轻松地从螺旋结构中推出杂草。

根据本发明一方面的实施例，一种用于去除杂草的方法包括通过使用者用手持手把10，将工具固定在某一位置，从而将该工具放置成大体上垂直在要去除的杂草的上方，其中爪头24，即爪40的尖端，大体上围绕要去除的植物。

然后，使用者用脚向下压动踏板22，以使爪40向下旋转至土壤中。使用者无需进行任何扭转动作。盘绕成螺旋结构的爪40小于完整360度旋转，即约150°，以向下移动，直到推顶板80达到其冲程上限，即约3至4英寸深的位置，该冲程上限具体取决于爪40的长度。或者，当将该工具大体上垂直地固定于要去除的杂草上方，且爪40的尖端大体上围绕要去除的杂草时，使用者可向下压动手把10，并通常以在水平面上划出半圆形的方式交替向后和向前移动，从而也可驱动爪40旋转到土壤中。如有必要，使用者可同时推动手把10和踏板22，以便轻松地穿透土壤。

在穿透土壤后，爪40捕获土壤下深约3至4英寸处的草根。要帮助增加土壤穿透力度，使用者可通过在棘轮操作中连续顺时针和逆时针旋转手把10，进一步将盘绕式爪40向下压入土壤中。

随后，使用者以顺时针稍微转动工具(小于约90度)的方式拉动手把10以向上提起工具，从而将爪40向上拔出土壤，并从土壤中拔除杂草，所述杂草，包括根和叶，会一直陷在爪40之间。在向上拉动工具时，由于爪40向后旋转受阻，因此其不会向后旋转。要快速从工具中去除小块泥土和草根，例如，使用者可在废纸篓上方向下滑动推顶臂20，以松开盘绕式爪40中的杂草，这样就无需进行进一步清理。因此就需要极少，甚至不需要再拾捡任何碎屑。通过向下推动推顶臂20，使用者驱动推动杆70向下移动，并由此驱动其推顶板80朝爪40的活动尖端向下移动。例如，如图4b所示，推顶板80可包括，例如从爪40所构成的螺旋结构中向外延伸的3个旋臂，以便在此阶段松开杂草以将杂草推出。根据不同场地，也可使用采用其他配置的推顶板80。例如，推顶板80可以是在爪40所构成的螺旋结构中移动的杆或板，并可固定在推顶杆70的一端。

在图3和图4所示的实施例中，推顶杆70的通道限制在上方停止位和下方停止位之间，以对推顶杆70进行冲击作用，并由此对推顶板80进行冲击作用，从而可轻松地松开杂草。实际上，该受限通道给予推顶臂用于冲击停止位的额外动能，并向推顶板80施予额外的力。

爪头24的配置和爪40的移动有助于有效穿透土壤并降低摩擦，以及有效抓取草根和叶而不会切割草根和叶，还有助于有效捕获根和叶。随后，从土地上连根拔除杂草后，使用者只需致动推顶臂20，例如废纸篓的上方致动推顶臂20，即可将杂草从该工具中去除。这样，如上所述，就无需对拔除杂草的位置周围的场地进行额外清理。

本发明的工具由此可轻松地将杂草连根拔除，并在连根拔除后将其从地面上清除。由于爪40所构成的螺旋结构的内径约1+/-0.25英寸，因此本发明的工具具有准确度并且可以最小化土壤扰动，即，减少耕作。

例如，本发明的工具无需弯腰或下跪就可有效、快速和轻松地穿透土壤、抓取草根并将其拔除，以允许挖掘蒲公英和杂草。其推顶器可在拔除杂草后，轻松有效地推出杂草并对其进行处理。使用者只需进行简单的“踏下、拉起”动作，爪就会自动抓取长出的杂草并利索地将其从土壤中拔除。

该工具具有约30英寸或以上的高度，例如手把10可约36英寸高，这样在使用工具时，会非常符合人体工效要求，并可防止产生背应力。此高度可进一步调整，例如从约32英寸调整至约40英寸。

例如，爪40可由不锈钢、合金钢、工程塑料、铝和钛制成。其可具有翅形(fin-shaped)廓线，用于提高土壤穿透程度。但由于在除根和拔除步骤中，杂草的根或叶不应进行切割，因此这些爪40不应具有锋利的刃缘。所示爪以约150°盘绕，且盘绕的延伸长度为4英寸或以上(所述盘绕的延伸长度是指：如果将盘绕的爪扳直之后的长度)，以使草和叶在其上滑动并陷在其之间，从而在场地范围内轻松地将草连根拔除，而不会只拔除杂草上部。

此工具可达到约为3至4英寸的深度，即足够触及草根的深度。其易于使用，便于携带。该工具是真正符合人体工程学的友好工具，其重量较轻，例如通常低于30磅，且易于使用，而不会对使用者的背部和四肢造成较大压力。该工具只需使用双手或只使用一只手施加最小的力气就可使用，一般使用者一天可拔除200根草，那么拔除每根草平均只需约5秒，如果按这一频率持续使用10天，那么本发明的工具一年可拔除约2000根草。

尽管本发明借助于其中的具体实施例在上文中进行了描述，但其可在不违背根据本发明的权利要求书所述的本发明的本质和指导的基础上进行修改。

Claims (21)

1.一种手动除草工具，所述手动除草工具包括：

手把；

踏板；

大体纵向组件，其在第一端连接所述手把，且在第二相对端连接所述踏板；

爪头，其包括布置成螺旋结构的盘绕式爪，以及在所述螺旋结构中移动的推顶杆；所述推顶杆可在主轴中移动，盘绕成螺旋结构的爪使用轴承固定在主轴的端部，主轴上还支撑有棘轮组件，使所述盘绕式爪所构成的所述螺旋结构在一个方向上以旋转方式移动，且在相反方向上移动受阻，以及

推顶臂，其相对于所述纵向组件平行移动，并与所述爪头在所述推顶杆的第一端连接；

其中，当所述工具大体上垂直于所述盘绕式爪的活动尖端放置在地上时，向下压动所述手把或所述踏板中的至少一个，以使所述盘绕式爪向下旋转到土壤中，并在其穿透土壤时捕获土壤下的杂草，且其中当所述盘绕式爪以及陷在所述盘绕式爪所构成的所述螺旋结构中的杂草通过向上拉动所述纵向组件从土壤中拉出后，向下推动所述推顶臂，即可通过所述推顶杆将捕获并挖出杂草从所述螺旋结构中推出。

2.根据权利要求1所述的工具，其中所述推顶杆包括位于其第二端的推顶板，通过向下推动所述推顶臂，所述推顶板朝所述盘绕式爪的活动尖端方向驱动至所述螺旋结构的下方。

3.根据权利要求1所述的工具，其中所述推顶臂是围绕所述纵向组件滑动的套管。

4.根据权利要求1所述的工具，其中所述爪头包括棘轮组件。

5.根据权利要求1所述的工具，其中所述盘绕式爪由不锈钢、合金钢、工程塑料、铝和钛中的一种制成。

6.根据权利要求1所述的工具，其中所述盘绕式爪具有包括在38到58洛氏硬度C之间的硬度。

7.根据权利要求1所述的工具，其中每个爪均具有在0.0625"到3/16"之间的厚度。

8.根据权利要求1所述的工具，其中每个爪均具有翅形廓线。

9.根据权利要求1所述的工具，其中每个爪均以约150°盘绕，且盘绕长度为4英寸或之上。

10.根据权利要求1所述的工具，其中所述爪头包括三个盘绕式爪。

11.根据权利要求1所述的工具，其中所述爪头包括三个盘绕式爪，每个爪具有在约0.1"和约9/16"之间变化的截面，约3.75"的长度，每英寸约42.67度的螺距，以及约0.12"的厚度，所述螺旋结构具有约1"的内径。

12.根据权利要求1所述的工具，其中所述爪头包括三个盘绕式爪，每个爪具有大体上的等截面，约3.75"的长度，每英寸约42.67度的螺距，约0.12"的厚度，所述螺旋结构具有约1"的内径。

13.根据权利要求12所述的工具，其中所述大体上的等截面高于约0.375"。

14.根据权利要求12所述的工具，其中所述大体上的等截面包括在约0.5"和约0.7"之间。

15.根据权利要求1所述的工具，其中每个爪均具有包括在2"和4.5"之间的长度。

16.根据权利要求1所述的工具，其中每个爪均具有包括在54度/英寸和38度/英寸之间的螺距。

17.根据权利要求1所述的工具，其中至少一个爪在其所述活动尖端包括至少一条棱纹。

18.根据权利要求1所述的工具，其中所述爪具有向外倾斜的活动尖端。

19.根据权利要求1所述的工具，其中所述盘绕式爪所构成的所述螺旋结构具有约1+/-0.25英寸的内径。

20.根据权利要求1所述的工具，其中所述推顶杆具有限制在上方停止位和下方停止位之间的通道。

21.一种使用手动工具将植物从地面上拔除的方法，所述手动工具包括大体纵向组件，所述大体纵向组件包括踏板；爪头，其包括布置成螺旋结构的盘绕式爪，以及在所述螺旋结构中移动的推顶杆，所述推顶杆可在主轴中移动，盘绕成螺旋结构的爪使用轴承固定在主轴的端部，主轴上还支撑有棘轮组件，使所述盘绕式爪所构成的所述螺旋结构在一个方向上以旋转方式移动，且在相反方向上移动受阻；以及推顶臂，其相对于纵向组件和踏板平行移动，并与所述爪头在所述推顶杆的第一端连接，其中所述方法包括：

使所述工具大体上垂直于大体围绕要去除的植物的所述爪头放置；

通过以下至少一种方式，使所述盘绕式爪向下旋转到土地中：

i)向下压动所述踏板，ii)向下压动所述纵向组件以及iii)在棘轮操作中按逆时针方向和顺时针方向旋转手把；

拉动所述大体纵向组件，从而向上提起所述工具并将所述爪从土壤中向上拉出；以及

操纵所述推顶臂以松开所述盘绕式爪中连根挖出的植物。