CN105830648A - 割草机及其离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种割草机及离合器，所述割草机包括发动机、刀头、以及离合器，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。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，所述传动机构驱动所述输出机构在传动状态和非传动状态之间切换。所述离合器还包括与所述传动机构作用的自锁机构，所述输出机构处于传动状态时所述自锁机构将所述输出机构的状态锁定。

Description

割草机及其离合器

技术领域

本发明涉及离合器，尤其适用于在割草机的发动机和刀头之间传动动力。

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。

本发明一方面提供一种离合器，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，所述传动机构驱动所述输出机构在传动状态和非传动状态之间切换。所述离合器还包括与所述传动机构作用的自锁机构，所述输出机构处于传动状态时所述自锁机构将所述输出机构的状态锁定。

较佳的，所述输出机构处于传动状态时所述电机被断电。

较佳的，所述传动机构受到所述电机的驱动力时与自锁机构的径向侧面接触，自锁机构对传动机构形成径向的作用力使传动机构，所述传动机构受到所述输出机构传来的外部反向作用力时与自锁机构的周向端面作用，自锁机构对传动机构形成切向的作用力使传动机构卡死不能转动。

较佳的，所述自锁机构包括一卡销，所述卡销的一端为定位端，另一端为自由端，所述自由端与传动机构抵顶，所述传动机构形成有切口，所述输出机构被切换至传动状态时，卡销进入所述切口；所述输出机构被切换至非传动状态时，卡销被推出所述切口。

较佳的，所述自锁机构还包括一弹簧，所述卡销的自由端夹置于弹簧与传动机构之间，卡销离开切口时压缩弹簧，卡销进入切口时弹簧恢复形变。

较佳的，所述离合器的壳体上形成有凹槽收容所述卡销，所述凹槽收容定位端的部分外形、大小与定位端相同，收容自由端的部分的宽度大于自由端。

较佳的，所述自锁机构还包括一扣件，所述卡销承载于扣件上，所述扣件向外延伸有扣钩，所述离合器的壳体上形成有扣孔，所述扣钩钩扣于扣孔内将所述自锁机构固定。

较佳的，所述传动机构包括齿轮单元，所述输出机构处于传动状态时所述齿轮单元产生增强所述自锁机构锁定功能的自锁力。

较佳的，所述传动机构包括与电机连接的齿轮单元，所述齿轮单元具有一输出轴，所述输出轴上设切口，所述自锁机构与输出轴上的切口相作用使输出轴仅能沿一固定方向转动。

较佳的，所述传动机构包括凸轮和随凸轮运动的推杆，所述推杆自与凸轮的近点接触移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，此时所述推杆自与凸轮的远点接触移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。

较佳的，所述传动机构还包括与输出机构啮合的齿条，所述推杆随凸轮运动时带动齿条来回移动。

较佳的，所述输出机构包括卷轮及牵引绳，所述传动机构驱动所述齿条来回移动使卷轮顺时针或逆时针方向转动，从而使牵引绳卷绕在卷轮上或从卷轮向外释放。

本发明另一方面提供一种割草机，包括发动机、刀头、以及上述的离合器，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。

本发明割草机的离合器，以电机作为动力源，通过离合器的牵引绳带动离合滑轮移动使传动带张紧或松弛，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为割草机的传动方式示意图。

图3为割草机的离合器的结构示意图。

图4为离合器去除部分壳体后的结构示意图。

图5为图4进一步去除输出齿轮后的结构示意图。

图6为图5进一步去除电机后的正视图。

图7为离合器的减速传动机构的内部结构示意图。

图8为离合器的齿轮单元与自锁单元的结构示意图。

图9为离合器未启动时的状态示意图。

图10为离合器启动后的状态示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明一较佳实施例的割草机100包括设于壳体10内的发动机(图中未示出)、刀头30、以及可在发动机与刀头30之间传动的离合器50。

如图2所示，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56、减速传动机构58、以及输出机构。传动带52装设在驱动滑轮14与两个从动滑轮32上，可将发动机的动力传递给刀头30以带动刀头30转动割草。

电机56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的机身上可以设有按键20(见图1)，控制离合器50。输出机构包括牵引绳60、以及受齿条70驱动的卷轮72。牵引绳60经弹簧61与离合滑轮54连接。输出机构动作时，带动离合滑轮54在第一位置与第二位置之间切换，使离合滑轮54与传动带52抵紧或分离。具体地，当离合滑轮54位于如图2中实线所示的第一位置时，输出机构55为非传动状态，离合滑轮54与传动带52分离，传动带52松弛，不能传动动力；当离合滑轮54处于如图2中虚线所示的第二位置时，输出机构为传动状态，离合滑轮54与传动带52抵顶，传动带52张紧，此时启动发动机即可带动刀头30转动，进行割草作业。

请同时参阅图4及图7，所述电机56具有一输出轴，较佳地所述输出轴为蜗杆64，所述减速传动机构58包括与蜗杆64啮合的齿轮单元66、受齿轮单元66驱动的凸轮68、与凸轮68作用的推杆(本实施例中为一凸柱)80、以及与凸柱80相固定的齿条70。所述牵引绳60的两端分别与卷轮72以及离合滑轮54相连。电机56启动时，其输出转速经由齿轮单元66大幅降低后，带动凸轮68低速转动，进而驱动齿条70来回移动，齿条70的来回移动驱使卷轮72顺时针或逆时针方向转动，使牵引绳60卷起或释放，带动离合滑轮54移动。

本实施例中，凸轮68以图7中所示的逆时针方向转动。凸柱80自与凸轮68的近点接触移至与凸轮68的远点接触的推程使输出机构切换至传动状态，凸柱80自与凸轮68的远点接触移至与凸轮68的近点接触的回程使输出机构切换至非传动状态。凸轮66的轮廓曲线被设计为凸柱80的推程具有相对较慢的速度，而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。

具体地，凸柱80的回程中，齿条70朝向卷轮72移动，带动卷轮72逆时针方向转动，牵引绳60向外释放，离合滑轮54移动至如图2中实线所示的第一位置，输出机构55为非传动状态，离合滑轮54与传动带52分离，传动带52松弛；凸柱80的推程中，齿条70朝向远离卷轮72的方向移动，带动卷轮72顺时针方向转动，使牵引绳60卷绕在卷轮72上，离合滑轮54被拉动至如图2中虚线所示的第二位置，输出机构为传动状态，离合滑轮54与传动带52抵顶，传动带52张紧，带动驱动刀头30进行割草作业。较佳地，所述牵引绳与离合滑轮54之间连接有一弹簧61，缓冲牵引绳60对离合滑轮54的作用力，另外，离合器50将牵引绳60卷绕在卷轮72时需克服弹簧61的位伸变形力，可以获得较慢的卷绕速度，卷轮72逆时针方向转动释放牵引绳60时，弹簧61的复位力提供拉力，使牵引绳60加速释放。

如图5及图6所示，本实施例中，所述离合器50的壳体内形成有安装板51。所述安装板51将壳体的内部空间分为上、下两部分，其中齿轮单元66位于安装板51的一侧，所述凸轮68、齿条70以及卷轮72安装于安装板51的另一侧。

请同时参阅图7，所述齿轮单元66与蜗杆64相啮合，可以包括多个相啮合的齿轮。本实施例中，所述齿轮单元66包括有一传动齿轮74以及一输出齿轮76，所述传动齿轮74包括共轴同步转动的蜗轮73和斜齿轮75，蜗轮与蜗杆64啮合，斜齿轮75与输出齿轮76相啮合。所述输出齿轮76的齿数远大于斜齿轮75的齿数，如此所述输出齿轮76的输出转速远小于电机56的输出转速。可以理解地，所述传动齿轮74还可以是由多个齿轮形成多级传动，逐步降低输出的转速。在一些实施例中，所述传动齿轮74也可以省略，输出齿轮76直接与蜗杆64啮合。

所述输出齿轮76作为齿轮单元66的输出元件，中央形成有一输出轴78，所述输出轴78穿过安装板51后与凸轮68固定连接，带动凸轮68随其同步转动。本实施例中，所述凸轮68叠设于齿条70上，齿条70上形成有狭长的槽71，所述输出轴78的上端穿过齿条70的槽71后与凸轮68相连。齿条70在靠近凸轮68的一端形成有凸柱80，所述凸柱80的外表面与凸轮68的外边缘相接触，齿条70的另一端与卷轮72相啮合，凸轮68随所述输出轴78转动时与凸柱80相作用，驱动所述齿条70横向往复移动，进而带动所述卷轮72顺时针或逆时针方向转动。

请同时参阅图5至图8，所述自锁机构62与减速传动机构58相作用，避免凸轮68反转。本实施例中，所述自锁机构62设置于安装板51与输出齿轮76之间，与减速传动机构58的输出轴78相作用，包括一与输出轴78作用的卡销82、一与卡销82相抵的弹性件84、以及一扣件86。

所述扣件86用于将自锁机构62定位在安装板51上，包括一基板88以及由所述基板88的边缘垂直向外延伸的若干倒钩90。如图9及图10所示，所述安装板51形成有扣孔510用于与倒钩90相钩扣。另外，所述安装板51上形成有凹槽，收容所述卡销82以及弹性件84。组装时，所述倒钩90钩扣于相对应的扣孔510内将自锁机构62定位于安装板51上，所述基板88将凹槽的开口端封闭，以避免卡销82及弹性件84脱落。

本实施例中，所述卡销82承载在基板88上，大致沿输出轴78的切向延伸。所述卡销82的一端作为定位端92，呈圆形；另一端为自由端94，位于弹性件84与输出轴78之间，其背对的两侧面96分别与输出轴78及弹性件84相抵顶。所述凹槽收容卡销82的定位端92的部分的形状、大小与定位端92相同，收容自由端94的部分相对自由端94具有更大的宽度，如此卡销82的自由端94能以所述定位端92为中心有一定角度的摆动空间。所述弹性件84大致与卡销82的自由端94呈垂直设置，也就是弹性件84的伸缩方向与卡销82相垂直，如此卡销82摆动时使所述弹性件84压缩或释放。较佳地，所述弹性件84为弹簧。

所述输出轴78的外圆周面与弹性件84在自由状态下之间的距离小于卡销82的自由端94的宽度，输出轴78的外圆周面对卡销82的侧面96形成径向向外的作用力，使弹性件84压缩，如此弹性件84对卡销82形成反向的弹性作用力，卡销82始终保持与输出轴78相抵顶。所述输出轴78的外圆周面上形成有切口79，当输出轴78转动至其切口79与卡销82的自由端94相对时，在弹性件84的弹性作用力下，卡销82的自由端94朝向输出轴78的切口79内摆动，切口79的两侧与自由端94的一侧面96以及一端面98相接触，如图10所示。由于卡销82向切口79内摆动，弹性件84向外释放恢复形变。

本实施例中，电机56驱动输出轴78以及凸轮68以图9中箭头所示的顺时针方向转动。由于图9及图10与图7的视角不同，图9及图10中，凸轮68在电机56的驱动下以箭头所示的顺时针方向转动。所述输出轴78在顺时针方向转动过程中，始终对卡销82的侧面96形成径向向外的作用力，由于卡销82沿切向设置且可以摆动，因此输出轴78的转动会驱使所述卡销82动作，不会造成卡死。若电机断电，当输出轴78转动至其切口79与卡销82相对时，输出轴78受到经牵引绳60传来的如弹簧61的复位力等外部反向作用力时，但卡销82可将输出轴78的位置锁定。

具体地，在割草机100未启动时，离合器50处于初始状态，如图2及图9所示，此时离合滑轮54位于第一位置，与传动带52不接触，传动带52处于松弛状态，离合器50的齿条70靠近卷轮72，齿条70上的凸柱80与凸轮68的近点相接触，牵引绳60向外释放有最大的长度，弹簧61处于自然状态。此时，输出轴78的切口79与卡销82的自由端94错开一定角度，卡销82的自由端94与输出轴78的外圆周面接触，弹性件84被压缩。

此时启动电机56，通过齿轮单元66的输出轴78带动凸轮68低速转动，凸柱80与凸轮68的接触点由近点向远点移动，凸柱80带动齿条70远离卷轮72，进而带动卷轮72顺时针转动，将牵引绳60逐渐卷绕在卷轮72上，拉伸弹簧61带动离合滑轮54向第二位置移动，抵顶传动带52使其张紧，将发动机的动力传递给刀头30，带动刀头30割草。凸柱80与凸轮68的远点接触时，如图10所示，输出轴78转动至其切口79与卡销82的自由端94相对应，在弹性件84的作用下卡销82的自由端94进入切口79内。

在割草作业中，电机56被断电，蜗杆64停止转动，不再带动凸轮68继续转动。而自锁机构62的卡销82卡入在输出轴78的切口79内，使得输出轴78的位置被锁定，因此关闭电机56后整个离合器50不再动作，牵引绳60始终卷绕在卷轮72上，将离合滑轮54保持在第二位置，使传动带52保持张紧，维持发动机与刀头30之间的动力传动，刀头30可以持续割草。电机56断电后，减速传动机构58的齿轮单元66自身具有锁定输出轴78的位置的特性。本发明实施例中设置自锁机构62可以在齿轮单元66的自锁力不够的情况下增强该锁定功能，提高离合器的可靠性。

当完成割草作业时，如图2及图10所示，再次启动电机56驱动凸轮68继续转动直至转完一整圈，凸轮68与凸柱80的接触点由远点向近点移动，齿条70朝向卷轮72反向移动，带动卷轮72逆时针转动，向外释放牵引绳60。离合滑轮54由第二位置向第一位置复位，与传动带52分离，断开发动机与刀头30之间的动力传动。在此过程中，输出轴78的切口79完全转过卡销82的自由端94所在的位置，并与之错开一定角度，整个离合器50回到初始状态。

本发明割草机100以电机56作为动力源，驱动离合器50动作使其卷轮72在顺时针、逆时针两个方向的转动，将牵引绳60卷起或释放，带动离合滑轮54使与传动带52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，通过自锁机构62的卡销82与输出轴78上的切口79相作用，利用输出轴78不同方向转动时对卡销82的作用力的不同，保证减速传动机构58不会反向运转，避免在电机56关闭后或受到外力时离合器50的状态发生变化，造成传动不稳定，甚至发动机空转，影响机器的使用以及能源的浪费。

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。例如，在更多实施例中，也可以其他非减速的传动机构替代减速传动机构。

Claims (13)

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，所述传动机构驱动所述输出机构在传动状态和非传动状态之间切换，其特征在于：还包括与所述传动机构作用的自锁机构，所述输出机构处于传动状态时所述自锁机构将所述输出机构的状态锁定。

2.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述输出机构处于传动状态时所述电机被断电。

3.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述传动机构受到所述电机的驱动力时与自锁机构的径向侧面接触，自锁机构对传动机构形成径向的作用力使传动机构，所述传动机构受到所述输出机构传来的外部反向作用力时与自锁机构的周向端面作用，自锁机构对传动机构形成切向的作用力使传动机构卡死不能转动。

4.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述自锁机构包括一卡销，所述卡销的一端为定位端，另一端为自由端，所述自由端与传动机构抵顶，所述传动机构形成有切口，所述输出机构被切换至传动状态时，卡销进入所述切口；所述输出机构被切换至非传动状态时，卡销被推出所述切口。

5.如权利要求4所述的离合器，其特征在于，所述自锁机构还包括一弹簧，所述卡销的自由端夹置于弹簧与传动机构之间，卡销离开切口时压缩弹簧，卡销进入切口时弹簧恢复形变。

6.如权利要求4所述的离合器，其特征在于，所述离合器的壳体上形成有凹槽收容所述卡销，所述凹槽收容定位端的部分外形、大小与定位端相同，收容自由端的部分的宽度大于自由端。

7.如权利要求5所述的离合器，其特征在于，所述自锁机构还包括一扣件，所述卡销承载于扣件上，所述扣件向外延伸有扣钩，所述离合器的壳体上形成有扣孔，所述扣钩钩扣于扣孔内将所述自锁机构固定。

8.如权利要求2所述的离合器，其特征在于，所述传动机构包括齿轮单元，所述输出机构处于传动状态时所述齿轮单元产生增强所述自锁机构锁定功能的自锁力。

9.如权利要求1-7中任意一项所述的离合器，其特征在于，所述传动机构包括与电机连接的齿轮单元，所述齿轮单元具有一输出轴，所述输出轴上设切口，所述自锁机构与输出轴上的切口相作用使输出轴仅能沿一固定方向转动。

10.如权利要求1-7任意一项所述的离合器，其特征在于，所述传动机构包括凸轮和随凸轮运动的推杆，所述推杆自与凸轮的近点接触移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，此时所述推杆自与凸轮的远点接触移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。

11.如权利要求10所述的离合器，其特征在于，所述传动机构还包括与输出机构啮合的齿条，所述推杆随凸轮运动时带动齿条来回移动。

12.如权利要求10所述的离合器，其特征在于，所述输出机构包括卷轮及牵引绳，所述传动机构驱动所述齿条来回移动使卷轮顺时针或逆时针方向转动，从而使牵引绳卷绕在卷轮上或从卷轮向外释放。

13.一种割草机，包括发动机、刀头、以及如权利要求1-12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。