CN103703918A

CN103703918A - 割草机

Info

Publication number: CN103703918A
Application number: CN201210371555.8A
Authority: CN
Inventors: 范功远; 邵勇
Original assignee: Positec Power Tools Suzhou Co Ltd
Current assignee: Positec Power Tools Suzhou Co Ltd
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-04-09

Abstract

本发明涉及一种割草机，包括：壳体；直流电机；电池包；切割部件;所述直流电机的空载转速大于10000rpm，所述割草机还包括设置于直流电机和切割部件之间的齿轮减速机构，所述齿轮减速机构的减速比位于2:1到10:1之间，所述齿轮减速机构包括输入轴和输出轴以及设于输入轴和输出轴之间的传动齿轮，所述输入轴为设置于所述直流电机上的电机轴，所述输出轴旋转驱动所述切割部件进行切割工作。本发明通过为割草机配置高转速的小电机和齿轮减速机构，在保持了割草机的输出扭矩的同时，整机成本低，体积小。

Description

割草机

技术领域

本发明涉及一种割草机，尤其涉及一种具有改进的传动结构的割草机。

背景技术

割草机广泛的应用于草坪修剪工作。根据割草机的工作特点和安全要求，其刀片的转速不能太高，而为了能切割厚密的草皮，其输出的扭矩必须足够大。因此，其选用的电机通常为低转速，大扭矩的电机。然而，选用这类电机带来的结果就是电机体积大，用料多，成本高，从而整机厚度和成本难以降低；同时，由于体积和成本的约束，又导致输出扭矩的提升受到限制。

发明内容

本发明解决的技术问题为：提供一种电机体积小，成本低，同时输出扭矩大的割草机。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种割草机，包括：壳体；直流电机，位于壳体内，用于输出旋转运动；电池包，收容于所述壳体内，向所述直流电机提供能量；切割部件，用于进行切割工作;所述直流电机的空载转速大于10000rpm，所述割草机还包括设置于直流电机和切割部件之间的齿轮减速机构，所述齿轮减速机构的减速比位于2:1到10:1之间，所述齿轮减速机构包括输入轴和输出轴以及设于输入轴和输出轴之间的传动齿轮，所述输入轴为设置于所述直流电机上的电机轴，所述输出轴旋转驱动所述切割部件进行切割工作。

优选的，所述齿轮减速机构的减速比位于4:1到6:1之间。

优选的，所述齿轮减速机构为一级减速结构，所述传动齿轮包括设置于所述电机轴上的电机轴齿轮，和设置于所述输出轴上的输出轴齿轮，所述电机轴齿轮和所述输出轴齿轮啮合。

优选的，所述齿轮减速机构为多级减速结构，所述传动齿轮包括设置于所述电机轴上的电机轴齿轮，和设置于所述输出轴上的输出轴齿轮，以及设置于所述电机轴齿轮和所述输出轴齿轮之间的至少一个中间齿轮。

优选的，所述直流电机的空载转速范围为15000rpm到20000rpm之间。

优选的，所述直流电机和齿轮减速机构沿电机轴的轴向依次布置，且直流电机和齿轮减速机构的整体高度小于140毫米，所述直流电机的直径小于70毫米。

优选的，所述电池包为锂电电池包。

优选的，所述锂电池包的重量小于1.5公斤。

优选的，所述直流电机的重量小于1公斤。

优选的，所述直流电机和电池包在水平方向上间隔布置，其间的壳体上表面上设置有提手。

本发明的有益效果为：通过为割草机配置高转速的小型直流电机和齿轮减速机构，在保持了割草机的输出扭矩的同时，整机成本低，体积小。

附图说明

以上所述的本发明解决的技术问题、技术方案以及有益效果可以通过下面的能够实现本发明的较佳的具体实施例的详细描述，同时结合附图描述而清楚地获得。

附图以及说明书中的相同的标号和符号用于代表相同的或者等同的元件。

图1是本发明具体实施方式的割草机立体图。

图2是图1中所示的割草机的剖视图。

图3是图2中所示的割草机的局部放大图。

100 割草机 15 输出轴

1 壳体 16 切割部件

2 提手 17 切割元件安装机构

3 直流电机 19 切割元件

5 电机轴 21 滚轮

7 电机轴齿轮 23 电池包

9 齿轮减速机构 25 推杆

13 输出轴齿轮

具体实施方式

有关本发明的详细说明和技术内容，配合附图说明如下，然而所附附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

割草机支撑于地面并在地面上移动割草。在本发明的具体实施方式中，如图1，割草机100包括壳体1、支撑壳体1于地面的滚轮21和连接于壳体1上的推杆25。操作者只需通过推杆25推动割草机100，则滚轮21滚动而带动割草机100在草坪上行进以进行大范围的草坪修剪作业。在其他实施方式中，割草机可以不设置滚轮21，而以履带形式或气垫形式支撑于地面上，类似的，割草机也可以不设置推杆25，而通过智能机器人技术，自行在草坪上行走和切割。割草机100还包括设置在壳体1后方的翻盖和集草箱等，其结构和设置方式为本领域人员所周知，在此不再赘述。

如图2，割草机100还具有位于壳体1内的直流电机3，直流电机3具有输出旋转的电机轴5，电机轴5上设有电机轴齿轮7，电机轴齿轮7可以和电机轴5一体设置，也可以固定的套接到电机轴5上；割草机100的壳体1的下方位置设有切割部件16，切割部件16包括切割元件安装机构17和切割元件19；切割元件安装机构17用于安装直接切割草坪的切割元件19，并带动切割元件19旋转以执行切割动作。在本具体实施方式中，切割元件安装机构17为一个刀条安装座，切割元件19为可拆卸的安装于刀片安装座的长形的刀条，两个端部的侧面具有切割刃。刀条安装座上设有一个安装槽，安装槽中设有至少两个定位销，刀条上设有对应的安装孔，在安装时，刀条平放安装槽中，定位销穿过对应的定位孔，最后，通过螺母螺柱结构将刀条锁定在安装槽中，在这种实施方式中，切割元件19和切割元件安装机构17同步旋转进行切割。在其他可选的实施方式中，切割元件安装机构17可以为刀盘，而切割元件为可自由旋转的安装在刀盘的外侧环形部位上的多个片状的刀片，刀盘旋转时刀片被离心力甩出进行切割。切割部件的可选结构众多，均为本领域技术人员所周知，在此不再赘述。

结合图2和图3，直流电机3和切割部件16之间设有齿轮减速机构9，齿轮减速机构9将直流电机3的旋转进行减速后，传递给切割部件16，驱动切割部件16进行切割工作。齿轮减速机构9包括输入轴和输出轴，以及设置在其间的传动齿轮。在本具体实施方式中，输入轴连接直流电机3，具体为设置于所述直流电机3上的电机轴5，输出轴连接到切割部件16，具体的，输出轴连接到切割元件安装机构17上并驱动切割元件安装机构17与输出轴15同步旋转。

本具体实施方式中，齿轮减速机构9为一级齿轮减速结构，传动齿轮包括设置在电机轴5上的电机轴齿轮7；以及和电机轴齿轮7啮合的、固定连接输出轴的输出轴齿轮13。如图3所示，电机轴齿轮7固定配接在电机轴5上，随电机轴5旋转，输出轴齿轮13为同轴固定连接在输出轴13上的内齿圈，该电机轴齿轮7的外齿和内齿圈的内齿向啮合以传递旋转，由于内齿圈的内齿齿数远大于电机轴齿轮7的齿数，因而这种一级齿轮减速机构也能起到良好的减速效果。在本具体实施方式中，内齿圈通过花键结构连接输出轴，当然，内齿圈也可以和输出轴一体设置。输出轴齿轮也可以为直接设置或固定套装在输出轴15上的外齿。

在本具体实施方式中，直流电机3和齿轮减速机构9沿电机轴的轴向布置，齿轮的排布方向则为电机轴的径向。齿轮减速机构9的各个主要传动部件由金属制造，该种设置方式可以提高齿轮之间的配合精度，降低噪声，提高输出效率。

在可选的实施方式中，齿轮减速机构9也可以为多级齿轮减速结构，传动齿轮除了包括前述的电机轴齿轮7和输出轴齿轮13外，还包括在电机轴齿轮7和输出轴齿轮13之间的至少一个传动齿轮，设置多级齿轮减速结构可以更进一步的增加减速比。

以下具体介绍本具体实施方式中的直流电机、电池、齿轮减速机构的各参数设置。下面提及的各参数均经过精心的选择并相互匹配以达到割草机的整体效能提升及成本的降低。

现有技术的割草机均未设置齿轮减速机构，通常使用低转速、高扭矩直流电机，直流电机的旋转输出约在3500rpm左右，该旋转输出不经减速直接驱动切割部件，这样的直流电机体积大，用料多，即需要使用的磁铁，线圈等原料多，因而成本高。而本具体实施方式中直流电机通过齿轮减速机构，将旋转输出的转速降低，扭矩升高后驱动切割部件，电机因而可以采用高转速低扭矩的直流电机，直流电机体积小，相应的用料省。除了降低成本之外，直流电机的体积缩小为制造更加小巧轻便的割草机提供了条件，再为割草机配置能量体积比高的锂电池包，割草机整体的重量和体积均得到大幅的降低，这使得割草机的运输、存储和上架变得更加容易，为生产和经销商带来的商业上优势极大。

在本具体实施方式中，直流电机3的空载转速范围为大于10000rpm，优选的位于15000rpm到20000rpm之间，齿轮减速机构的减速比在于2:1到10:1之间，优选的位于4:1到6:1之间。在这样的设置方式下，优选的将直流电机3的空载转速和齿轮减速机构的减速比相匹配的设置，使得输出轴的转速位于1000rpm到5000rpm之间，以适合切割工作。在本具体实施方式中，直流电机的空载转速为18000rpm，减速比设置在5:1，实际输出到切割部件的空载转速为3600rpm，遇到负载时的输出扭矩也和同转速的大直流电机输出扭矩相当或更高。

在本具体实施方式中，直流电机5的高度约110毫米至120毫米，直径约55毫米至65毫米，重量小于1公斤，优选的在0.7公斤至1公斤之间；与之对比，以往的典型割草机大直流电机高度超过130毫米，直径超过120毫米，重量超过2.5公斤。若比较大电机方案整体输出结构和小电机加齿轮箱方案整体输出结构，则大电机方案的整体装配高度超过153毫米，而本具体实施方案的小电机加齿轮箱方案的整体高度为120毫米至140毫米之间，具体为132毫米。可以看出，小电机方案明显降低了电机的体积、重量和用料成本。

继续参照图2，本具体实施方式中，直流电机3和电池包23在水平方向上间隔布置，其间的壳体1上表面上设置有提手2。具体的，直流电机3和电池包23在壳体的纵向方向上间隔布置，提手2一体成型的形成于壳体1上表面上。这样的设置方式使得提手2两侧的重量分布均匀，直流电机3及减速齿轮机构9的重量位于提手一侧，电池包23重量位于提手2的另一侧，提起时较为省力。并且，提手位置位于壳体1的上表面的中部，容易看到及拿起，人机界面友好。与之相比，以往的割草机的提手均设置在壳体1的后端面上，不容易看见和接近，提起时割草机有一个翻转下垂的状态变化过程，操作较不便利。

在本具体实施方式中，使用锂电电池包23替代了以往的铅酸电池。具体为36v的锂电电池包23。以往的36v铅酸电池重量约4公斤，而36v锂电池的重量小于1.5公斤，体积也较小。在本具体实施方式中仅重0.75公斤，而该配置的锂电电池包23蓄能可以达到铅酸电池的一半以上。

综合以上的描述可以看出，本具体实施方式的割草机整机重量大幅减轻，且提手配置人性化，容易看到和提起，大为便利了使用者移动和存储割草机。

除上述的优势外，使用小电机方案还能够带来生产效率和库存上的好处，众所周知，园林类和手持电动工具基本使用高转速小型电机，仅割草机使用大电机，为割草机使用小电机加齿轮箱方案，还能为生产电动工具的厂商统一生产料件，减少备料和库存成本，提高零件周转效率。

Claims

1.一种割草机，包括：

壳体；

直流电机，位于壳体内，用于输出旋转运动；

电池包，收容于所述壳体内，向所述直流电机提供能量；

切割部件，用于进行切割工作，其特征在于：

所述直流电机的空载转速大于10000rpm，所述割草机还包括设置于直流电机和切割部件之间的齿轮减速机构，所述齿轮减速机构的减速比位于2:1到10:1之间，所述齿轮减速机构包括输入轴和输出轴以及设于输入轴和输出轴之间的传动齿轮，所述输入轴为设置于所述直流电机上的电机轴，所述输出轴旋转驱动所述切割部件进行切割工作。

2.根据权利要求1所述的割草机，其特征在于：所述齿轮减速机构的减速比位于4:1到6:1之间。

3.根据权利要求1所述的割草机，其特征在于：所述直流电机的空载转速范围为15000rpm到20000rpm之间。

4.根据权利要求1所述的割草机，其特征在于：所述齿轮减速机构为一级减速结构，所述传动齿轮包括设置于所述电机轴上的电机轴齿轮，和设置于所述输出轴上的输出轴齿轮，所述电机轴齿轮和所述输出轴齿轮啮合。

5.根据权利要求1所述的割草机，其特征在于：所述齿轮减速机构为多级减速结构，所述传动齿轮包括设置于所述电机轴上的电机轴齿轮，和设置于所述输出轴上的输出轴齿轮，以及设置于所述电机轴齿轮和所述输出轴齿轮之间的至少一个中间齿轮。

6.根据权利要求1所述的割草机，其特征在于：所述直流电机和齿轮减速机构沿电机轴的轴向依次布置，且直流电机和齿轮减速机构的整体高度小于140毫米；所述直流电机的直径小于70毫米。

7.根据权利要求1所述的割草机，其特征在于：所述电池包为锂电电池包。

8.根据权利要求1所述的割草机，其特征在于：所述电池包的重量小于1.5公斤。

9.根据权利要求1所述的割草机，其特征在于：所述直流电机的重量小于1公斤。

10.根据权利要求1所述的割草机，其特征在于：所述直流电机和电池包在水平方向上间隔布置，其间的壳体的上表面上设置有提手。