CN104541737A - 园林工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种园林工具，包括：主机以及与之转动连接的把手，主机包括：功能附件以及能驱动该功能附件工作的原动机；该园林工具还包括：能综合根据把手的转动位置和把手即时的操作状态控制原动机或/和功能附件的控制系统；本发明的有益之处在于：综合根据把手的转动位置和把手即时的操作状态控制原动机、功能附件，在把手处于非正常使用状态下，即使把手上正常用于启动工具运行的操作装置被误操作，原动机和功能附件也因未被驱动而保证用户的安全，预防危险的发生。

Description

园林工具

技术领域

 本发明涉及一种园林工具，具体涉及一种具有把手且能根据把手的操作状态进行预险控制的园林工具。

背景技术

割草机等花园工具主要通过主机的原动机（比如：电机）带动功能附件（比如刀片）实现对工具功能，一般而言此类工具功率较高、功能附件的运动也具有高速、高频的特点，因此其对操作者的人身安全也有一定隐患，现在一般通过较长的把手使操作者尽可能远离主机，避免发生危险，但是为了能够方便收纳割草机，把手是可通过折叠、旋转等方式进行收纳的，这就有可能在把手处于收纳状态、用户过于靠近主机时，用户误触开关，从而启动割草机，此时操作者非常靠近主机，很容易发生危险。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能综合根据把手的转动位置和把手即时的操作状态控制原动机、功能附件的园林工具。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种园林工具，包括：主机以及与之转动连接的把手，主机包括：功能附件以及能驱动该功能附件工作的原动机；该园林工具还包括：能综合根据把手的转动位置和把手即时的操作状态控制原动机或/和功能附件的控制系统。

进一步地，园林工具为电动工具，原动机为电机。

进一步地，控制系统包括：至少具有两个控制装置且在其中一个控制装置处于指定状态时其余控制装置才能实现控制的电路系统。

进一步地，电路系统包括：电源，使电源能为电机供电的供电电路、作用于供电电路且仅在其处于指定状态时电源才能为电机供电的角度预险装置、能被操作进而控制电机电流通断的操作装置。

进一步地，角度预险装置包括：直接控制供电电路的角度预险开关或/和通过信号指令间接控制供电电路的角度预险信号发生器。

进一步地，角度预险开关和角度预险信号发生器均为通过接触触发的触点开关和通过感应触发的位置开关中的一种。

进一步地，触点开关设置在靠近把手与主机构成转动连接的转轴处，其触点仅在把手旋转至指定位置时被把手或主机接触触发；位置开关设置在靠近把手与主机构成转动连接的转轴处，其仅在把手旋转至指定位置时被把手或主机的位置变化造成的信号反馈所触发。

进一步地，当把手为具有多个伸缩关节的伸缩把手时，控制系统至少具有三个控制装置且在其中两个控制装置分别处于指定状态时其余控制装置才能实现控制的电路系统。

进一步地，电路系统包括：电源，使电源能为电机供电的供电电路，作用于供电电路且仅在处于指定状态时电源才能为电机供电的角度预险装置，作用于供电电路且仅在其与角度预险装置均处于各自的指定状态时电源才能为电机供电的距离预险装置、能被操作进而控制电机电流通断的操作装置。

进一步地，距离预险装置包括：直接控制供电电路的距离预险开关或/和通过信号指令间接控制供电电路的距离预险信号发生器。

进一步地，距离预险开关和把手信号发生器均为通过接触触发的触点开关和通过感应触发的位置开关中的一种。

进一步地，触点开关设置于伸缩关节的连接处，其触点仅在两个相连接的伸缩关键相对拉开至指定位置时被接触触发；位置开关设置于伸缩关节的连接处，其仅在两个相连接的伸缩关键相对拉开至指定位置时被伸缩关键位置变化造成的信号反馈所触发。

进一步地，控制系统还包括：在电机断电时通过物理接触对功能附件进行制动的制动系统，制动系统至少受到电路系统控制。

本发明的有益之处在于：综合根据把手的转动位置和把手即时的操作状态控制原动机、功能附件，在把手处于非正常使用状态下，即使把手上正常用于启动工具运行的操作装置被误操作，原动机和功能附件也因未被驱动而保证用户的安全，预防危险的发生。

附图说明

图1是本发明园林工具的一个优选实施例结构示意图；

图2是图1所示实施例的部分结构示意图；

图3是图1所示实施例中把手及其角度档位机构的爆炸结构示意图；

图4是图5中换挡件的结构示意图；

图5是图1所示实施例中把手的两个伸缩关节连接处的结构示意图；

图6是图5所示两个伸缩关节在另一相对位置状态下的结构示意图；

图7是图1所示实施例中角度预险装置在一状态下的结构示意图；

图8是图7所示部分在另一状态下的结构示意图；

图9是本发明中角度预险装置另一个优选实施例的结构示意图；

图10是图9所示部分在另一状态下的结构示意图。 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图1至图10所示，本发明的园林工具作为一种优选方案为一电动割草机100。

该割草机100包括：主机10、把手20和控制系统（图未标识）。把手20转动连接至主机10，用户可以通过转动把手20调节操作姿态或减少割草机100所占的空间实现收纳。

主机10包括原动机和功能附件（两者均未示出），功能附件用于实现工具的功能，对割草机100而言，功能附件为割草刀片，原动机的作用在于驱动功能附件以一定的方式运动使其完成工具功能，对于割草机100而言，原动机驱动功能附件高速转动。在该实施例中原动机为电机，以下也以原动机为电机作为基础进行说明。

把手20为了使用户具有较为舒适和可靠的操作感受，把手20优选包括两个把手杆（图未标识），它们靠近主机10的一端分别连接至转轴21处以实现与主机10的转动连接，它们远离主机10的一端之间设置操作部（图未标识），在该操作部处设置有操作装置（图未标识），对于割草机100而言，操作装置包括：一主机开关SW1，在用户主观上希望驱动原动机使主机10工作时，用户可以通过操作主机开关SW1实现。作为一种优选方案，主机开关SW1可以串联在割草机100电源为电机供电的线路中，通过自身的通断进行控制。

需要说明的一点是，该主机开关SW1并非是控制电机以及功能附件的唯一装置，其仅是用于实现用户的操作需求。

另外，作为具体实施方案，操作部设置一扳机B，用户可以通过操作扳机B实现对主机开关SW1的控制。作为一种优选方案，

为了使用户通过调整处于一个相对合适的距离去操作主机，对于一个把手杆而言，其包括两个伸缩关节20a、20b，更具体的而言，其中一个伸缩关节20a形成套管结构，另一伸缩关节20a插入在伸缩关节20b中使它们构成滑动连接，从而使伸缩关节20a能实现伸缩。

另外，参照图2、3、5所示，为了实现把手20转动时的角度档位调节，作为一种优选方案，角度档位机构（图中未标识）包括：换挡件23锁定机构24，其设置在使把手20与主机10构成连接的转轴21处。把手20上设有与换挡件23的多个挡位自动卡接以实现固定或调整把手20的锁定机构24。

换挡件23是用于设置档位并与锁定机构配合以锁定档位的，作为一种优选方案，该换挡件23是外形为板结构的换挡锁定板231，当然，换挡件也可以采用其他形式的，比如块状的。另外，换挡锁定板231的下部还设有一个安装缺口233，使得转轴21在转动换挡时不会受到阻碍。需要说明的是，档位优选形成于换挡锁定板231上的多个限位孔235a、235b、235c或圆弧形的限位缺口234，且限位孔235a、235b、235c位于限位缺口234的两侧。

为了更好地灵活调整和固定档位，锁定机构24包括：用于调节档位的换挡组件和用于控制上述换挡组件的操作组件。

其中，换挡组件包括：自动伸缩销241、销套242和弹性件243。其中，自动伸缩销241可以与限位孔235a、235b、235c和限位缺口234配合实现档位锁定，销套242与外管20b固定连接并套在自动伸缩销241的外围，与自动伸缩销241构成滑动连接，弹性件243可以将自动伸缩销241向换挡锁定板231的档位处自动弹出，实现在无外力作用下自动锁定档位。

作为一种优选方案，在销套242的与外管20b固定连接的一端设有外螺纹；外管20b则在两者连接的位置形成一个通孔247，并且在通孔247内加工形成与销套2424的外螺纹相配合的内螺纹，从而将销套242与外管20b固定连接在一起。当然，也可以采用其他方法：比如，销套242设有外螺纹的部分穿过外管20b后与螺母246固定连接在一起，也可以实现将销套242与外管20b固定连接在一起。

为了使自动伸缩销241能够更好地自动与档位配合，在自动伸缩销241上形成了销限位结构，在销套242上则形成了套限位结构，弹性件243处于销限位结构与套限位结构之间。优选该弹性件243为螺旋弹簧，且销限位结构为在自动伸缩销241外围形成的环形台阶，套限位结构为在销套242内部形成的环形台阶，这样一来，螺旋弹簧的一端抵住销限位结构，另一端抵住套限位结构，使自动伸缩销241具有向换挡件的档位运动的趋势，从而实现自动锁定档位。

进行换挡操作时，必须要使自动伸缩销241退出档位并且移动，这就需要带动自动伸缩销241运动的操作组件。

操作组件包括：操作件244和固定件245。其中，操作件244是操作者实现档位调整的执行部件，且在其用于手握的一端设有防滑把手，以便操作者更可靠地控制操作件244。自动伸缩销241穿过销套242和外管20b，与操作件244的另一端构成转动连接。优选自动伸缩销241与操作件244构成连接的部位形成轴孔，在轴孔中插入轴（图未示）使两者构成可转动的连接。

固定件7固定连接在设有通孔247的外管20b上，操作件244则与该固定件245转动连接在一起。为了使操作件244与固定件245能够构成转动连接，作为一种优选方案，在固定件245和操作件244上均形成了连接轴孔240，安装时在连接轴孔240内插入转轴（图未示）即可，这样构成的转动连接不但牢固可靠而且结构简单、便于安装。这样的话，操作件244就构成了一个以与固定件245构成连接的位置处作为支点的杠杆，当外力驱使操作件的防滑把手向外管20靠近时，就可以使得自动伸缩销241在操作件244的作用下远离换挡件并退出档位，从而未档位调整做好准备。

为了进一步提高使用的便捷性，操作组件还包括一个使操作件244在无外力作用的状态下能够自动复位的复位件248。优选的复位件248采用套接在转轴外围的扭力弹簧，该扭力弹簧的一端抵住操作件244，另一端抵住固定件7或者与固定件245固定连接的外管20b。因而，在没有外力的作用下，扭力弹簧的弹性能量将驱使操作件244实现自动复位。当然，此处的复位件248也可以基于磁性能量进行设计，这是很容易想到的变换，不作赘述。

通过上述，我们已经介绍了一种能够便捷、可靠地实现自动换挡的多档位把手机构，仅以在安装了销套242的外管20b的外侧安装了保护罩249，从而确保对多档位把手机构和割草机的保护，并使其外形更加美观紧凑。

为了使换挡锁定板231与割草机主体的固定更加牢固，换挡锁定板231弯折并向平行于转轴21的方向延伸形成止动结构232，割草机主体则设有与止动结构232配合的安装结构（图未示），安装结构可以但并不限于是与割草机主体一体形成的可以容纳止动结构232的凹槽，这样一来，换挡锁定板231通过螺丝固定在割草机主体上，并且止动结构232与安装结构的配合能够有效防止两者发生位置错动，保证两者的安装和限位十分可靠。

作为一种优选方案，档位包括限位孔235a、235b、235c和限位缺口234，其中，限位孔的数量为3个，其中两个相邻设置，位于限位缺口14的同一侧，作为正常割草使用时调节把手高度的的第一高度档位235a和第二高度档位235b，从而满足不同身高的人群需求；另外一个限位孔235c设置在限位缺口234的另一侧，作为用于收纳割草机时折叠把手的收纳档位；限位缺口234为一端圆弧形的、可供自动伸缩销241运动、用于倒草操作时的活动档位。

控制系统能综合根据把手20的转动位置和把手20即时的操作状态控制原动机或/和功能附件。

这里所指的操作状态至少包括如下：用户在把手20上操作装置所进行的操作。在把手20为伸缩把手时，操作状态还包括：把手20自身的伸缩状态。控制系统在执行控制时至少具有两个基于把手20状态的组成因素判断的步骤，只有当这些判断步骤符合设定的组合时，控制系统才启动原动机使功能附件开始工作，控制系统通过具体的装置构成这些判断的硬件基础，这些装置对控制系统的反馈又基于把手20具体的操作情况对它们的触发、关断或其他方式的影响，所以控制系统能根据把手20的转动的角度和操作状态

为了实现以上技术方案，作为优选，控制系统包括：至少具有两个控制装置且在其中一个控制装置处于指定状态时其余控制装置才能实现控制的电路系统。

作为进一步优选方案，当原动机为电机时，控制系统包括：电源（图中未示出）、供电电路（图中未示出）。其中电源通过供电电路为电机供电。除此之外，该控制系统还包括：作用于供电电路且仅在其处于指定状态时电源才能为电机供电的角度预险装置、能被操作进而控制电机电流通断的操作装置。

操作装置可以是串联到为电机供电的回路中的开关也可以是通过向供电电路发送控制信号的信号装置，之前所介绍的主机开关SW1可以作为操作装置的具体实现形式，用户通过操作主机开关SW1实现对控制系统中操作装置的控制。

角度预险装置主要用于实现对把手20角度的监控，在把手20并没有旋转到指定位置（即能使用户安全操作并相对远离主机10的位置）时，用户无论如何操作控制系统中其余的控制装置（比如操作装置），电机都不会被启动，功能附件不工作。

角度预险装置包括：直接控制供电电路的角度预险开关或/和通过信号指令间接控制供电电路的角度预险信号发生器。

角度预险开关和角度预险信号发生器区别在于是否直接对供电电路进行控制，它们自身起码具有两种不同的控制模式以实现切换控制。

其中，角度预险开关可以作为一种开关装置，在设计电路时使其连接在供电电路中为电机供电的回路中，从而通过自身的通断直接实现控制。

需要说明的一点是，角度预险开关可以通过自身导通而使供电电路为电机供电，也可以通过自身的关断而使供电电路为电机供电，这与供电电路的设计有关，这样的电路设计原理是本领域人员所熟悉的，在此不加赘述。

角度预险信号发生器既可以是一种开关也可以是一种探测装置，在设计电路时其供电电路中并不参与供电，其控制状态的切换并不能直接通断供电电路中为电机供电的回路，而是通过自身的控制信号对能直接通断电机供电回路的开关装置进行控制。需要说明的是，角度预险信号发生器信号既可以通过有线的模式进行传递也可以通过无线的模式进行传递。

角度预险开关通过直接导通或切断电机的电能来源来实现控制，其优点在于控制直接可靠，响应及时且便于实现。

角度预险信号发生器则作为二级控制装置通过自身信号控制直接导通或切断电机的电能来源的开关装置实现控制。其优点在于由于避免直接连接到为其供电的回路中，可以降低控制所需的电流和电压，保证安全。

在考虑成本的情况下，可以根据具体的情况，选择它们中的一种，如果为了实现双重安全保障，则可以同时设置角度预险开关和角度预险信号发生器，实现双保险。

作为优选方案，角度预险开关为通过接触触发的触点开关和通过感应触发的位置开关中的一种；角度预险信号发生器为通过接触触发的触点开关和通过感应触发的位置开关中的一种。本发明中所指的触点开关是指通过物理接触对其触点进行接触而实现控制状态切换的一种开关；本发明所指的位置开关是指能感知对象的位置变化从而实现控制状态切换的一种开关。

作为一种优选方案，当角度预险开关或角度预险信号发生器为触点开关时其实体方案可以采用如图2、7、8所示的实施方案或图9、10所示的实施方案。

如图2、7、8所示，触点开关SW1固定的设置在主机10上，其触点朝向转轴21的一侧设有其触点，转轴21轴向上对应触点开关SW1处设有一个触发件22，当把手20带动转轴21转动时，触发件22会在转至指定角度时（一般而言为把手20转至安全位置时）触发触点开关SW1的触点。

如图9、10所示，触点开关SW1’’安装在把手20’’上并随之转动，触点开关SW1’’的触点朝向主机10’’，主机10’’设置有一个固定的触发件22’’，该触发件22’’朝向把手20’’的一侧形成有一个斜面F，当把手20’’转动时，触点开关SW1’’随之转动，当转动至一定角度时，随着转动的进行，斜面F逐渐压迫触点开关SW1’’的触点，直至转至指定角度时，斜面F完全触发触点开关SW1’’。

由于把手20为伸缩把手时，其伸缩可能会使用户靠近主机10从而造成危险隐患。因此作为一种优选方案，电路系统还包括：作用于供电电路且仅在其与角度预险装置均处于各自的指定状态时电源才能为电机供电的距离预险装置（附图未标识）。

总体而言，距离预险装置与角度预险装置在系统中的作用一样，即在自身控制状态不满足的情况禁止控制系统启动电机，距离预险装置与角度预险装置为控制系统的中两个独立的控制装置，只有当它们均处于允许控制系统启动电机的状态时，操作装置才能被操作用于实现电机的启动。

所以，距离预险装置在电路结构以及器件选择上也可以采用如角度预险装置同样的技术方案，以上适用于角度预险装置的技术方案均可应用到距离预险装置上。距离预险装置的区别在于，其实体元件的安装位置需使其能反映把手20的伸缩情况。

当距离预险装置的实体元件采用位置开关时，因为本身位置开关就是监测位置变化的，所以该方案较为容易设计，将位置开关本身设置在主机10上，将被其监测的元件或结构设置在把手20的用于操作的一端，这样一来位置开关即能通过监测把手20用于操作的一端是否足够远离而实现控制，当然也可以采用相反设计。

当距离预险装置的实体元件采用触点开关SW2时，参照图5、6所示，作为一种优选方案，该触点开关SW2安装在伸缩关节20b的顶端，伸缩关节20b为套管结构，触点开关SW2的触点P穿过伸缩关节20b的管壁而伸入套管结构的内部，伸缩关节20a插入到伸缩关节20b中，其底端设有一触发件20a’，当伸缩关节20a被拉出伸缩关节20b时（即把手20处于伸展状态），触发件20a’通过接触触发触点开关SW2的触点P。

另外，作为一种优选方案，为了防止电机断电后，功能附件仍在惯性的作用下运动从而对用户造成伤害，控制系统还包括：在电机断电时通过物理接触对功能附件进行制动的制动系统，制动系统至少受到电路系统控制。在电路系统中的控制装置中任意一个控制使电机断电，那么控制系统则控制制动系统使其阻止功能附件继续在惯性的作用下运动，实现紧急刹车。这种制动可以对功能附件进行接触得以实现也可以通过对与之固定连接的传动件接触实现制动。在制动系统中电控制对实体装置的控制可以通过电磁体吸引和释放得以实现，这些都是本领域技术人员所熟知的技术手段，在此不加赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种园林工具，包括：主机以及与之转动连接的把手，所述主机包括：功能附件以及能驱动该功能附件工作的原动机；其特征在于：所述园林工具还包括：能综合根据所述把手的转动位置和所述把手即时的操作状态控制所述原动机或/和所述功能附件的控制系统。

2.根据权利要求1所述的园林工具，其特征在于，所述园林工具为电动工具，所述原动机为电机。

3.根据权利要求2所述的园林工具，其特征在于，所述控制系统包括：至少具有两个控制装置且在其中一个控制装置处于指定状态时其余控制装置才能实现控制的电路系统。

4.根据权利要求3所述的园林工具，其特征在于，所述电路系统包括：电源，使所述电源能为所述电机供电的供电电路、作用于所述供电电路且仅在其处于指定状态时所述电源才能为所述电机供电的角度预险装置、能被操作进而控制所述电机电流通断的操作装置。

5.根据权利要求4所述的园林工具，其特征在于，所述角度预险装置包括：直接控制所述供电电路的角度预险开关或/和通过信号指令间接控制供电电路的角度预险信号发生器。

6.根据权利要求5所述的园林工具，其特征在于，所述角度预险开关和角度预险信号发生器均为通过接触触发的触点开关和通过感应触发的位置开关中的一种。

7.根据权利要求6所述的园林工具，其特征在于，所述触点开关设置在靠近所述把手与主机构成转动连接的转轴处，其触点仅在所述把手旋转至指定位置时被所述把手或主机接触触发；所述位置开关设置在靠近所述把手与主机构成转动连接的转轴处，其仅在所述把手旋转至指定位置时被所述把手或主机的位置变化造成的信号反馈所触发。

8.根据权利要求3至7任意一项所述的园林工具，其特征在于，所述控制系统还包括：在所述电机断电时通过物理接触对所述功能附件进行制动的制动系统，所述制动系统至少受到所述电路系统控制。

9.根据权利要求2所述的园林工具，其特征在于，所述把手为具有多个伸缩关节的伸缩把手，所述控制系统至少具有三个控制装置且在其中两个控制装置分别处于指定状态时其余控制装置才能实现控制的电路系统。

10.根据权利要求9所述的园林工具，其特征在于，所述电路系统包括：电源，使所述电源能为所述电机供电的供电电路，作用于所述供电电路且仅在处于指定状态时所述电源才能为所述电机供电的角度预险装置，作用于所述供电电路且仅在其与所述角度预险装置均处于各自的指定状态时所述电源才能为所述电机供电的距离预险装置、能被操作进而控制所述电机电流通断的操作装置。

11.根据权利要求10所述的园林工具，其特征在于，所述距离预险装置包括：直接控制所述供电电路的距离预险开关或/和通过信号指令间接控制供电电路的距离预险信号发生器。

12.根据权利要求11所述的园林工具，其特征在于，所述距离预险开关和把手信号发生器均为通过接触触发的触点开关和通过感应触发的位置开关中的一种。

13.根据权利要求12所述的园林工具，其特征在于，所述触点开关设置于所述伸缩关节的连接处，其触点仅在两个相连接的伸缩关键相对拉开至指定位置时被接触触发；所述位置开关设置于所述伸缩关节的连接处，其仅在两个相连接的伸缩关键相对拉开至指定位置时被所述伸缩关键位置变化造成的信号反馈所触发。

14.根据权利要求9至13任意一项所述的园林工具，其特征在于，所述控制系统还包括：在所述电机断电时通过物理接触对所述功能附件进行制动的制动系统，所述制动系统至少受到所述电路系统控制。