CN105830625A - 割草机及其离合器 - Google Patents

Abstract

一种割草机，包括发动机、刀头、以及离合器，所述离合器包括电机、与所述电机连接的传动机构、及与所述传动机构连接的输出机构；所述输出机构被配置为在所述传动机构的驱动下在传动状态和非传动状态之间切换；所述离合器内设有至少一个与所述电机电连接的电开关，所述电开关的导通或断开由所述传动机构控制，所述离合器的输出机构为传动状态时，所述发动机的动力可被传递至刀头进行割草作业，所述离合器的输出机构为非传动状态时，所述发动机与刀头之间的传动被切断，本发明以电机作为动力源，驱动离合器使其在发动机与刀头之间传动，与传统技术中需手工操作手柄杆相比，用户操作更加简单省力，并且取消手柄杆可使割草机外观更加美观。

Description

割草机及其离合器

技术领域

本发明涉及割草机，尤其涉及在割草机的发动机和刀头之间传动动力的离合器。

背景技术

割草机被广泛用于对草坪进行修剪和修整，以使草坪保持平整。现有的割草机通常包括有发动机、刀头、以及离合器，所述发动机作为动力源，通过离合器的传动带传动驱动刀头，所述离合器动作使其传动带张紧或松弛，在传动带张紧时发动机带动刀头转动进行割草，在传动带松弛时断开发动机与刀头的传动。现有离合器通常由用户经一手柄杆操作控制，在操作上较为费力，另外在外观上也不够美观。

发明内容

本发明提供一种操作简单、省力的割草机及其离合器。

一种离合器，包括电机、与所述电机连接的传动机构、及与所述传动机构连接的输出机构；所述输出机构被配置为在所述传动机构的驱动下在传动状态和非传动状态之间切换；所述离合器内设有至少一个与所述电机电连接的电开关，所述电开关的导通或断开由所述传动机构控制。

一种割草机，包括发动机、刀头、以及离合器，所述离合器包括电机、与所述电机连接的传动机构、及与所述传动机构连接的输出机构；所述输出机构被配置为在所述传动机构的驱动下在传动状态和非传动状态之间切换；所述离合器内设有至少一个与所述电机电连接的电开关，所述电开关的导通或断开由所述传动机构控制，所述离合器的输出机构为传动状态时，所述发动机的动力可被传递至刀头进行割草作业，所述离合器的输出机构为非传动状态时，所述发动机与刀头之间的传动被切断。

本发明割草机的离合器，以电机作为动力源，驱动离合器使其在发动机与刀头之间传动，与传统技术中需手工操作手柄杆相比，用户操作更加简单省力，并且取消手柄杆可使割草机外观更加美观。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系。

图1为根据本发明一实施例的割草机的示意图。

图2为割草机的传动状态示意图。

图3为割草机的离合器的示意图。

图4为离合器去除部分壳体后的另一角度视图。

图5为离合器的初始状态的示意图。

图6为离合器在传动时的状态示意图。

图7为图1所示离合器的一种控制电路原理图。

图8为离合器的另一实施例的示意图。

图9为图8所示离合器的初始状态示意图。

图10为图8所示离合器在传动时的状态示意图。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明一较佳实施例的割草机100包括壳体10、设于壳体10内的发动机(图中未示出)、刀头30、以及在发动机与刀头30之间传动的离合器50。

所述发动机的转轴12上固定连接一驱动滑轮14。所述刀头30可以是单个或多个，本实施例的割草机100具有两个刀头30。每一刀头30固定连接于一从动滑轮32的心轴34上。请同时参阅图3，所述离合器50包括电机51、受电机51驱动的减速机构53、受减速机构53控制的联动开关55、牵引绳57、离合滑轮58、以及传动带59。所述传动带59装设在驱动滑轮14与两个从动滑轮32上，可以在发动机与刀头30之间传递动力。

所述电机51作为整个离合器50的动力源，较佳的为永磁直流电机。在所述割草机100的壳体10上可以设有按钮20(见图1)，控制电机51的启停。所述减速机构53与电机51的转子相枢接，对电机51的转动进行减速后输出。所述牵引绳57的两端分别与减速机构53以及离合滑轮58连接，减速机构53运转时使牵引绳57卷起或释放，带动离合滑轮58在第一位置与第二位置之间切换。所述联动开关55通过电源线与电机10连接。

具体地，当减速机构53驱动离合滑轮58移动至图2中实线所示的第一位置时，离合滑轮58与传动带59分离，传动带59松弛，发动机的动力不会被传递给刀头30。当减速机构53驱动离合滑轮58至图2中虚线所示的第二位置时，离合滑轮58与传动带59抵顶，传动带59张紧，将发动机的动力传递给刀头30使其转动，进行割草作业。

请同时参阅图4-5，所述减速机构53包括齿轮单元531、由齿轮单元531驱动的凸轮533、与凸轮533作用的推杆(本实施例中为一凸柱)536、与凸柱536相固定的齿条535、以及与齿条535相啮合的卷轮537。

所述齿轮单元531与电机51连接，可以包括多个相啮合的齿轮，对电机51的高速转动进行减速。所述齿轮单元531具有一输出轴532，在经过减速后输出轴532具有一相对较低的输出转速。所述凸轮533与齿条535相叠，输出轴532的顶端穿过齿条535后与凸轮533固定连接。所述凸柱536设于所述齿条535的一端，凸柱536的外表面与凸轮533的外边缘相接触。所述齿条535的另一端与卷轮537相啮合，凸轮533转动时与凸柱536作用，驱动凸柱536带动所述齿条535往复直线移动，进而带动卷轮537顺时针或逆时针方向转动。

本实施例中，所述齿轮单元531驱动凸轮533以图5中所示的逆时针方向转动。凸轮533的轮廓曲线被设计为凸柱536朝着远离卷轮537的方向的移动(也称为推程)具有相对较慢的速度，而凸柱536朝着靠近卷轮537的方向的移动(也称为回程)则具有相对较快的速度，以确保割草作业能够快速停止，提高安全性。所述齿条535远离卷轮537，卷轮537顺时针方向转动，牵引绳57卷绕在卷轮537上，拉动离合滑轮58移动至第二位置，与传动带59抵紧。反之，凸轮533驱动齿条535靠近卷轮537时，卷轮537逆时针方向转动，牵引绳57向外释放，离合滑轮58与传动带59分离，回到第一位置。较佳地，在牵引绳57与离合滑轮58之间连接有一弹簧56，用以缓冲对离合滑轮58的作用力，另外，离合器50将牵引绳57卷绕在卷轮537上时弹簧56被位伸变形，卷轮537逆时针方向转动释放牵引绳57时，弹簧56的复位力提供拉力，使牵引绳57加速释放。

请同时参阅图5及图6，所述联动开关55固定安装于离合器50的外壳内，并与所述减速机构53相对应。减速机构53在运转时，由于其本身的位置变化，使联动开关55启动或关闭，从而自动控制电机51的启动或停止。

本实施例中，所述联动开关55包括第一开关551与第二开关552。所述两开关551、552在横向上并排设置，且正对所述齿条535的一侧面，其中第二开关552相对靠近卷轮537、第一开关551相对远离卷轮537。两开关551、552分别在其面向齿条535的内侧面上形成有一按钮553以及一弹片554，所述按钮553大致位于开关551、552的内侧面的中央，所述弹片554由开关551、552的内侧面朝向所述齿条535倾斜向外延伸，在自然状态下弹片554向外张开的宽度大于开关551、552与齿条535之间的距离。

对应于所述联动开关55，所述齿条535在其面向开关551、552的侧面上形成有凹槽538。当所述减速机构53在电机51的带动下运转时，齿条535来回移动，相对联动开关55滑动，如此使得两开关551、552的弹片554可以滑入或滑出齿条535的凹槽538。本实施例中，所述两个开关551及552为常开开关，即其按钮553未被按压时，开关断开，当其按钮553被按压时，开关闭合导通。也就是说，当弹片554在所述凹槽538内时，弹片554处于自然状态，对按钮553没有作用力，开关551、552断开；当而弹片554处于凹槽538之外时，弹片554压缩，按压对应的按钮553，开关551、552闭合。

如图7所示，所述两开关551、552分别与所述电机51串联形成两个串联支路，一控制开关82可选择性地将第一开关551或第二开关552与电源84连接，构成一控制电路控制电机51的启停。所述控制开关82设于离合器50外部，可与壳体10上可以设有按钮20，从而通过按压按钮20即可方便地使控制开关82将第一开关551或第二开关552与电源84连接。割草机未进行割草作业时，离合器50处于初始状态，控制开关82将电源84与第二开关552连接，第一开关551与电源84断开。

此时，如图2及图5所示，离合滑轮58位于第一位置，与传动带59不接触，传动带59处于松弛状态，离合器50的齿条535靠近卷轮537，齿条535上的凸柱536与凸轮533的近点相接触，牵引绳57向外释放有最大的长度，弹簧56处于自然状态。此时齿条535上的凹槽538与第二开关552的位置相对应，第二开关552的弹片554的末端位于凹槽538内，自然张开，第二开关552断开。所述第一开关551与凹槽538错开一定距离，第一开关551的弹片554被齿条535挤压变形，按压第一开关551的按钮553，第一开关闭合，电机51未通电。

需要开始割草时，按下按钮20，控制开关82被切换为连接电源84与第一开关551，同时断开电源84与第二开关552的连接。此时由于第一开关551为闭合状态，电机51通电，通过齿轮单元531带动凸轮533低速转动，凸柱536与凸轮533的接触点由近点向远点移动，推动齿条535远离卷轮537，进而带动卷轮537顺时针转动，将牵引绳55逐渐卷绕在卷轮537上，拉伸弹簧56带动离合滑轮58向第二位置移动，抵顶传动带59使其张紧，发动机10的动力可以经由传动带59传递给刀头30，带动刀头30割草。

在上述过程中，随着齿条535远离卷轮537，第二开关552的弹片554滑出凹槽538，对第二开关552的按钮553形成按压，使第二开关552闭合。在第二开关552闭合的过程中，第一开关551的弹片554则滑入凹槽538内，对第一开关551的按钮553的作用力逐渐减小，第一开关551的按钮553复位，第一开关551断开，电机51断电。也就是说在电机51驱动离合滑轮58抵紧传动带59时，电机51自动断电。

电机51断电后，自锁机构(图中未示出)将离合器50锁定在当前状态，卷轮537保持对牵引绳57的收起状态，传动带59保持张紧，使发动机带动刀头30持续转动进行割草作业。第一开关551和第二开关552则分别保持断开状态和闭合状态。本发明实施例中，自锁机构例如可以是一单向离合件，允许凸轮536朝着逆时针旋转，但阻止其顺时针旋转。所述自锁机构例如可以设置在减速机构53的输出轴532与固定于输出轴532的齿轮之间。可以理解，自锁机构还可采用可将离合器50锁定在当前状态的其他合适的结构实现，也可设置在其他合适的位置。

需停止割草作业时，控制开关82被切换为将电源84与第二开关552连接，第一开关551与电源84断开，此时第二开关552为闭合状态，电机51通电，凸轮533在电机51的驱动下继续转动，凸轮533与凸柱536的接触点由远点向近点移动，齿条535朝向卷轮537反向移动，带动卷轮537逆时针转动，向外释放牵引绳57。离合滑轮58由第二位置向第一位置复位，与传动带59分离，断开发动机10与刀头30之间的动力传动。在齿条535的反向移动过程中，第一开关551的弹片554离开凹槽538，对第一开关551的按钮553形成按压，第一开关551闭合；同时第二开关552的弹片554滑入凹槽538，对弹片553的作用力消失，第二开关552的按钮553复位，第二开关552断开，电机51断电，整个离合器50回到初始状态。

图8-10所示为本发明的离合器50的另一实施例，其不同之处在于联动开关55以及减速机构53。本实施中，所述联动开关55固定于离合器50的外壳内，位于齿条535的一侧但远离齿条535。所述输出轴532的顶端套接有驱动块60，所述驱动块60随输出轴532同步转动。所述联动开关55位于驱动块60的转动路径上，驱动块60在转动过程中与所述联动开关55相作用。

所述联动开关55的两开关551、552在轴向上并列设置，其中第二开关552位于第一开关551上方，每一开关551、552的弹片554朝向所述驱动块60的外圆周面61倾斜延伸。弹片554在自然状态下向外张开的宽度大于开关551、552与驱动块60的外圆周面61在径向上的间距，从而所述驱动块60在转动时会对弹片554形成向外的作用力使弹片554变形按压开关551、552的按钮553。本实施例的两开关551、552同样可形成图7所示的控制电路80。不同的是本实施例中的两个开关551及552为常闭开关，即其按钮553未被按压时，开关551、552闭合导通，当其按钮553被按压时，开关551、552断开。

所述驱动块60在其外圆周面61上对应两开关551、552分别形成有两凹槽，即第一凹槽62与第二凹槽63，其中第一凹槽62与第二开关552相对应，第二凹槽63与第一开关551相对应。在轴向上，第一凹槽62位于第二凹槽63上方；在圆周方向上，第一凹槽62位于第二凹槽63的逆时针方向的一侧，两凹槽62、63在轴向以及圆周方向上均相错开。离合器50处于初始状态时，控制开关82将电源84与第二开关552连接，第一开关551与电源84断开。

此时，如图9所示，齿条535上的凸柱536与凸轮533的近点相接触，牵引绳57向外释放有最大的长度，离合滑轮58位于第一位置，传动带59松弛，此时驱动块60形成有第一凹槽62的部分在径向上与凸轮533的近点相对，所述第二凹槽63与联动开关55的位置相对应，第二开关552的弹片554受驱动块60的挤压而变形，按压第二开关552的按钮553，第二开关552断开；第一开关551的弹片554自然伸开，末端位于所述第二凹槽63内，第一开关551的按钮553保持闭合状态，电机51未通电。

需要开始割草时，控制开关82被切换为将电源84与第二开关552断开，电源84与第一开关551连接，此时第一开关551为闭合状态，因此电机51通电，带动凸轮533以及驱动块60同步转动。其中，凸轮533的转动推动齿条535远离卷轮537，带动卷轮537转动收起牵引绳57，拉动离合滑轮58至第二位置使其抵紧传动带59。驱动块60的转动则使其形成第二凹槽63的部分远离联动开关55，形成第一凹槽62的部分转动至与联动开关55相对，如图10所示。在此过程中，第一开关551的弹片554离开第二凹槽63，在驱动块60的挤压下产生形变，按压第一开关551的按钮553，第一开关551被断开，电机51断电，同时所述第二开关552的弹片554进入第一凹槽62内，第二开关552的弹片554恢复形变，按钮553复位，第二开关552闭合。

电机51断电后，自锁机构将离合器锁定在当前状态，卷轮537保持对牵引绳57的收起状态，传动带59保持张紧，使发动机带动刀头30转动进行割草作业。第一开关551和第二开关552则保持断开状态和闭合状态。

需停止割草作业时，控制开关82被切换为将电源84与第二开关552连接，第一开关551与电源84断开，此时第二开关552为闭合状态，电机51被通电，带动凸轮533以及驱动块60继续转动，凸轮533的转动使带动齿条朝着卷轮537的方向移动，驱动卷轮537逆时针转动向外释放牵引绳57，离合滑轮58由第二位置向第一位置复位，与传动带59分离，刀头30停止旋转。驱动块60的转动使得第一开关551的弹片554滑入第二凹槽63内，恢复形变，第一开关552的按钮553复位，第一开关552闭合；同时第二开关552的弹片554离开第一凹槽62进而按压第二开关552的按钮553，使第二开关552断开，电机51被断电，整个离合器50回到初始状态，如图10所示。

本发明割草机100以电机51作为动力源，通过离合器50的凸轮533与齿条535的配合，实现卷轮537在顺时针、逆时针两个方向的转动，将牵引绳57卷起或释放，带动离合滑轮58使与传动带59抵紧或分离，与传统技术中需手工操作手柄杆相比，用户操作更加简单省力，并且取消手柄杆可使割草机100外观更加美观；另外，通过在减速机构53的齿条535、驱动块60上形成凹槽538、62、63，利用减速机构53运转时其齿条535的移动或驱动块60的转动所引起的凹槽538、62、63的位置变化，对联动开关55的两开关551、552的弹片554形成按压或消除按压，控制电机51的通电状态，从而实现割草作业的控制。，

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种离合器，包括电机、与所述电机连接的传动机构、及与所述传动机构连接的输出机构；所述输出机构被配置为在所述传动机构的驱动下在传动状态和非传动状态之间切换；其特征在于，所述离合器内设有至少一个与所述电机电连接的电开关，所述电开关的导通或断开由所述传动机构控制。

2.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述离合器设有两个电开关，所述两个电开关均由所述传动机构控制且状态始终相反。

3.如权利要求2所述的离合器，其特征在于，所述两个电开关分别与所述电机串联形成两个串联支路。

4.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述传动机构包括由电机驱动的凸轮与跟随凸轮运动的推杆，所述推杆自与凸轮的近点至与凸轮的远点接触的推程使所述输出机构切换至传动状态，所述推杆自与凸轮的远点至与凸轮的近点接触的回程使所述输出机构切换至非传动状态。

5.如权利要求4所述的离合器，其特征在于，所述推杆的推程使所述电开关的状态由导通/断开切换为断开/导通，所述推杆的回程使所述电开关的状态断开/导通切换回导通/断开。

6.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述离合器还包括自锁机构，所述输出机构切换至传动状态时所述电开关使电机被断电，所述自锁机构将所述输出机构保持在传动状态。

7.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述输出机构包括一牵引绳，所述牵引绳一端连接所述传动机构，另一端用于连接一外部机构。

8.如权利要求1至7任一项所述的离合器，其特征在于：所述传动机构上形成有凹槽，所述电开关面向凹槽的侧面上形成有按钮以及弹片，所述弹片由开关倾斜向外朝向凹槽延伸，所述传动机构在电机的带动下运转时所述凹槽相对所述电开关滑动或转动，使弹片进入或离开凹槽，弹片离开凹槽时，减速机构挤压弹片使其变形并按压按钮，使所述电开关导通/断开，弹片进入凹槽时，弹片恢复形变不再按压按钮，按钮复位，使所述电开关断开/导通。

9.如权利要求8所述的离合器，其特征在于，所述输出机构包括一牵引绳，所述传动机构包括受电机驱动而转动的凸轮、供牵引绳卷绕的卷轮、以及受凸轮驱动并与卷轮相啮合的齿条，凸轮转动时驱使所述齿条移动，齿条移动使与之啮合的卷轮转动，将牵引绳卷起或释放。

10.如权利要求9所述的离合器，其特征在于，所述凹槽形成于所述齿条的一侧，齿条移动使所述开关的弹片进入或离开凹槽。

11.如权利要求9所述的离合器，其特征在于，还包括随凸轮同步转动的驱动块，所述开关位于驱动块的转动路径上，所述凹槽形成于驱动块的外圆周面上，驱动块转动时所述开关的弹片进入或离开所述凹槽。

12.如权利要求2所述的离合器，其特征在于，所述传动机构上形成有上凹槽，所述两个电开关在横向上并排设置，其中一开关滑出所述凹槽时另一开关滑入所述凹槽，使两个开关的状态均发生切换。

13.如权利要求2所述的离合器，其特征在于，所述传动机构上形成有两个凹槽，每一凹槽与其中一开关相对应，所述两凹槽在轴向上及圆周方向上均相错开，其中一开关滑入对应的凹槽时另一开关滑出其所对应的凹槽，使两个开关的状态均发生切换。

14.一种割草机，包括发动机、刀头、以及如权利要求1-13中任意一项所述的离合器，所述离合器的输出机构为传动状态时，所述发动机的动力可被传递至刀头进行割草作业，所述离合器的输出机构为非传动状态时，所述发动机与刀头之间的传动被切断。