CN105981530B - 割草机及其离合器 - Google Patents

Abstract

一种割草机，包括发动机、刀头、及离合器，所述离合器包括电机、齿轮箱、牵引机构、离合滑轮、及皮带，所述牵引机构包括随齿轮箱的输出轴同步转动的驱动臂、可转动地连接于所述输出轴上的活动臂、以及连接所述活动臂与离合滑轮的牵引绳，所述驱动臂在其转动方向上的后侧形成有驱动块，所述驱动块推动所述活动臂随驱动臂同向转动但阻碍活动臂相对驱动块反向转动，所述驱动臂转动角度小于180度时驱动块推动活动臂转动拉紧牵引绳，带动离合滑轮由第一位置移动至第二位置与皮带抵顶使皮带张紧，驱动臂转动角度超过180度之后牵引绳拉动所述驱动臂转完一整圈，放松牵引绳，离合滑轮由第二位置向第一位置复位与皮带分离，皮带松弛，操作简单省力，且更加美观。

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，通过皮带传动驱动刀头，所述离合器动作使其皮带张紧或松弛，在皮带张紧时发动机带动刀头转动进行割草，在皮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、与电机的转轴连接的齿轮箱、与齿轮箱的输出轴连接的牵引机构、与牵引机构连接的离合滑轮、以及皮带，所述牵引机构包括连接于输出轴上随输出轴同步转动的驱动臂、可转动地连接于所述输出轴上的活动臂、以及连接所述活动臂与离合滑轮的牵引绳，所述驱动臂在其转动方向上的后侧形成有驱动块，所述驱动块推动所述活动臂随驱动臂同向转动但阻碍活动臂相对驱动块反向转动，所述驱动臂转动角度小于180度时驱动块推动活动臂转动拉紧牵引绳，带动离合滑轮由第一位置移动至第二位置与皮带抵紧，驱动臂转动角度超过180度之后牵引绳拉动所述驱动臂转完一整圈，放松牵引绳，离合滑轮由第二位置向第一位置复位，与皮带分离，所述离合滑轮由第二位置向第一位置复位的耗时小于其由第一位置移动至第二位置的耗时。

一种割草机，包括发动机、刀头、以及离合器，所述发动机的输出轴上固定连接一驱动滑轮，所述刀头通过一中心轴固定连接于一从动滑轮上，所述离合器包括电机、与电机的转轴连接的齿轮箱、与齿轮箱的输出轴连接的牵引机构、与牵引机构连接的离合滑轮、以及皮带，所述皮带装设在驱动滑轮与从动滑轮上，所述牵引机构包括连接于输出轴上随输出轴同步转动的驱动臂、可转动地连接于所述输出轴上的活动臂、以及连接所述活动臂与离合滑轮的牵引绳，所述驱动臂在其转动方向上的后侧形成有驱动块，所述驱动块推动所述活动臂随驱动臂同向转动但阻碍活动臂相对驱动块反向转动，所述驱动臂转动角度小于180度时驱动块推动活动臂转动拉紧牵引绳，带动离合滑轮由第一位置移动至第二位置与皮带抵顶使皮带张紧，发动机带动刀头转动，驱动臂转动角度超过180度之后牵引绳拉动所述驱动臂转完一整圈，放松牵引绳，离合滑轮由第二位置向第一位置复位，与皮带分离，皮带松弛，发动机不能带动刀头所述离合滑轮由第二位置向第一位置复位的耗时小于其由第一位置移动至第二位置的耗时。

本发明割草机的离合器，以电机作为动力源，带动离合器的离合滑轮移动使皮带张紧或松弛，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立体图。

图4为图3所示离合器的俯视图。

图5为离合器在分离状态下的元件关系图。

图6为离合器在结合状态下的元件关系图。

图7-8为离合器由结合状态到分离状态的做动过程示意图。

图9为离合器的牵引机构与齿轮箱的输出轴的组合剖视图。

图10为牵引机构的横向剖视图。

图11与图3类似，但去除离合器的分离机构的盖子以显示其内部机构。

图12为图11的侧视图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明一较佳实施例的割草机100包括发动机10、由发动机10驱动的刀头30、以及离合器50。

所述离合器50包括电机51、齿轮箱53、牵引机构55、离合滑轮57、以及皮带20。所述发动机10通过皮带20带动刀头30转动，所述刀头30可以是单个或多个。本实施例中，所述发动机10的输出轴12上固定连接一驱动滑轮14，所述刀头30为2个，每一刀头30固定连接于一从动滑轮32的中心轴34上，所述皮带20装设在驱动滑轮14与从动滑轮32上。较佳的，所述电机51为永磁直流电机，所述齿轮箱53与电机51的转轴52相啮合，对电机51的转动进行减速。所述齿轮箱53具有一向外伸出的输出轴54，所述牵引机构55连接于所述输出轴54上并随之转动，带动离合滑轮57在第一位置与第二位置之间移动，使皮带20松弛或张紧。

较佳地，所述电机51的输入控制端与一控制器(图未示)连接，在所述割草机100的机身上设有与控制器连接的操作面板11(见图1)，用户通过操作面板11上的按键输入指令，控制器根据用户输入的指令控制电机51等的启停。所述离合滑轮57固定连接于一杠杆40的端部，所述杠杆40与牵引机构55连接。离合器50处于分离状态时，如图2中虚线所示，离合滑轮57位于第一位置，与皮带20分离，皮带20处于松弛状态，发动机10不能带动刀头30转动。离合器50处于结合状态时，如图2中实线所示，牵引机构55拉动离合滑轮57至第二位置，与皮带20抵顶使其张紧，发动机10的转动通过皮带20传给刀头30，驱动刀头30转动。

请同时参阅图4，所述牵引机构55包括与齿轮箱53连接的驱动臂62、可相对驱动臂62转动的活动臂64、以及连接活动臂64与离合滑轮57的牵引绳66。

所述驱动臂62套设输出轴54上随输出轴54同步转动，所述活动臂64叠设于所述驱动臂62上，活动臂64的一端可转动地套接于输出轴54上，所述牵引绳66连接活动臂64的另一端与杠杆40。所述活动臂64以输出轴54为中心转动时拉紧或放松所述牵引绳66，带动离合滑轮57由第一位置移动至第二位置或由第二位置向第一位置移动复位。本实施例中，所述驱动臂62上形成有驱动块63驱动活动臂64随驱动臂62转动。较佳地，所述驱动块63位于驱动臂62转动方向上的后侧，驱动臂62随输出轴54转动时，推动活动臂64同向转动。本实施例以驱动臂62顺时针方向为例，如图4所示，驱动臂62的驱动块63位于活动臂64的逆时针方向的一侧，驱动臂62在其顺时针方向的一侧与活动臂64没有任何限位，因此驱动臂62可推动活动臂64沿顺时针方向转动，但不能带动活动臂64沿逆时针方向转动。另外，活动臂64可沿顺时针方向相对驱动臂62转动与驱动臂62分离，但在驱动块63的阻挡下不能相对驱动臂62反向逆时针转动。

在割草机100未启动时，如图2中虚线所示，离合器50处于分离状态，离合滑轮57位于第一位置，与皮带20分离，皮带20处于松弛状态。此时如图5所示，离合器50的牵引机构55的活动臂64向外伸出最大长度，牵引绳66的两端之间具有最小路程，牵引绳66处于相对松弛状态。所述驱动臂62与活动臂64相叠，驱动臂62上的驱动块63抵靠活动臂64相应的侧面。需要进行割草作业时，按下操作面板11上的按键启动电机51，通过齿轮箱53减速后带动驱动臂62以相对较小的速度顺时针方向转动，驱动臂62上的驱动块63推动活动臂64随之同步顺时针方向转动。随着活动臂64的转动，活动臂64伸出的长度逐渐减小，拉紧所述牵引绳66，带动所述离合滑轮57向第二位置移动。

当所述驱动臂62与活动臂64转过一略小于180°的预定角度(如170°)时，离合滑轮57被拉动至第二位置与皮带20抵顶，使皮带20张紧，如图2中实线所示。此时，离合器50到达结合状态，电机51停止转动，驱动臂62不再动作，如图6所示，由于活动臂64转过的角度小于180°，活动臂64与牵引绳66的连接点略低于输出轴54的轴心，拉紧的牵引绳66对活动臂64的作用力与活动臂64的转动方向相反，使活动臂64有一逆时针反向转动的趋势，但由于驱动臂62上的驱动块63对活动臂64的逆时针转动形成阻挡，活动臂64维持不动，将离合滑轮57保持在第二位置使皮带20张紧，此时启动发动机10即可通过皮带20带动刀头30进行割草作业。

当割草作业完成后，再次启动电机51驱动所述驱动臂62沿顺时针方向转动继续转动，直至所述驱动臂62转过360°(即一整圈后)离合器50回到图5的初始分离状态。在离合器50由结合状态回到分离状态的过程中，首先如图7所示，在驱动臂62继续转过一小的角度(如20°)后，驱动臂62总的转动角度超过半圈(即大于180°)后，活动臂64与牵引绳66的连接点高于输出轴54的轴心，此时牵引绳66扔处于拉紧状态，拉紧的牵引绳66对活动臂64的作用力与活动臂64的转动方向相应，由于驱动臂62对活动臂64的顺时针方向转动没有阻碍，活动臂64在牵引绳66的张力的拉动下以一远大于所述活动臂64的转速的速度快速顺时针方向转动，转过一整圈复位回到图5状态。

在所述活动臂64复位时，牵引绳66放松，对离合滑轮57的拉动作用消失，离合滑轮57由第二位置向第一位置移动复位，皮带20松弛，发动机10与刀头30之间不再传动。在活动臂64快速转动复位的过程中，由于其速度远大于驱动臂62，如图8所示，活动臂64与驱动臂62分离，在活动臂64复位后驱动臂62需要继续转动一定时间才能转完一整圈，离合器50回到初始状态。

由上述内容可知，本发明割草机100以电机作为动力源，带动离合器50的离合滑轮57移动，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100外观更加美观。另外，本发明割草机100的离合器50通过驱动臂62上的驱动块63配合活动臂64，在转动时带动牵引绳66拉紧或放松，进而带动离合滑轮57移动，结构简单紧凑。再另外，仅在活动臂64的转动方向上的后侧形成驱动块63，活动臂64可相对驱动臂62同向转动而不能反向转动，离合器50由分离状态至结合状态时，驱动块63驱动活动臂64同步转动带动离合滑轮57移动；由结合状态至分离状态时，牵引绳66的张力带动活动臂64与驱动臂62分离，快速转动复位，因此离合滑轮57由第二位置向第一位置复位可以有更快的做动速度，也就是说离合器50由结合状态回到分离状态的耗时非常短。

较佳地，所述驱动臂62还可沿输出轴54的轴向相对活动臂64移动以使两者在轴向上分开或相叠，避免在一些意外情况下活动臂64不能与驱动臂62分离快速复位。

如图9与10所示，本实施例中，所述驱动臂62可滑动地枢接于所述输出轴54上可相对输出轴54沿其轴向移动，但在周向上不能相对输出轴54转动；所述活动臂64可转动枢接于所述输出轴54上，但在轴向上不能相对输出轴54移动。由此，所述活动臂64与驱动臂62即可相对转动，也可在轴向上相对移动。当所述驱动臂62沿轴向下移时，驱动臂62与活动臂64分离，驱动臂62上移复位时与所述活动臂64相叠。

相应地，所述输出轴54形成与所述驱动臂62、活动臂64分别相枢接的第一连接部56、以及第二连接部58。所述第二连接部58的直径小于第一连接部56的直径，输出轴54在第一、第二连接部56、58的结合处形成一台阶59。所述活动臂64套设于第二连接部58上并位于所述台阶59上，所述台阶59对活动臂64在轴向上形成限位，使所述活动臂64在轴向上不能下移。较佳地，所述输出轴54的末端还螺接有一螺母90，限制活动臂64使其不能沿轴向上移。

本实施例中，所述活动臂64在其与输出轴54连接的一端形成有轴孔，所述轴孔内固定嵌设一耐磨的轴套69。所述轴套69的内径小于所述第一连接部56的直径，轴套69装设于所述台阶59上并环套第二连接部58，将所述活动臂64可转动地连接于输出轴54上。在其它实施例中，所述活动臂64也可形成一孔径略小于第一连接部56的直径的轴孔，直接套在所述第二连接部58上与台阶59在轴向上抵靠定位，省略所述轴套69。

所述驱动臂62对应设有供所述输出轴54穿过的穿孔，所述穿孔的直径与输出轴54的第一连接部56的直径相当。本实施例中，所述驱动臂62于所述穿孔的边缘沿径向向内凸出形成有凸块620，所述第一连接部56的外壁面对应所述凸块620内凹形成有凹槽560，所述凸块620卡设于所述凹槽560内，避免驱动臂62相对输出轴54转动。较佳地，所述凸块620与凹槽560均为多个，沿周向均匀分布，每一凸块620对应地收容于一凹槽560内。更佳地，所述凹槽560沿输出轴54的轴向延伸一定长度，当所述驱动臂62相对输出轴54沿其轴向移动时，所述凸块620沿所述凹槽560滑动，对驱动臂62的轴向移动形成导引。在一些实施例中，也可在驱动臂62上形成凹槽，对应地输出轴54形成凸块与凹槽配合，在周向上限位并在轴向上导引驱动臂62的移动。

较佳地，所述输出轴54上还套设有一弹簧70，所述弹簧70的一端与驱动臂62抵顶，另一端与一固定件，如齿轮箱53的箱体等相抵顶或固定连接。所述弹簧70在预紧力和/或驱动臂62本身的重力作用下有一定程度的压缩，对驱动臂62有一相对较轻的向上的作用力使所述驱动臂62与活动臂64相叠，驱动臂62上的驱动块63能推动所述活动臂64。当所述驱动臂62在外力的作用下向下移动时，弹簧70变形进一步压缩产生一相对较大弹性回复力，在外力撤销后，弹簧70恢复形变推动所述驱动臂62向上移动复位与所述活动臂64相叠。较佳地，所述驱动臂62由其穿孔的边缘沿轴向向下延伸形成一环绕所述输出轴54的套筒68，所述套筒68的末端的端面与所述弹簧70相抵顶。

较佳地，如图3所示，所述离合器50还包括驱动所述驱动臂62沿轴向移动的分离机构80。所述分离机构80设置于齿轮箱53与牵引机构55之间，齿轮箱53的输出轴54穿过所述分离机构80后与牵引机构55枢接。请同时参阅图11及图12，所述分离机构80包括一与所述驱动臂62连接的支架81、以及一与支架81作用的操作杆82。

所述支架81连接于所述套筒68上，包括环套所述套筒68的圆环83、以及由所述圆环83的两侧对称地沿径向向外延伸的一对臂部85。较佳地，每一臂部85的末端可转动地连接有一滚轮87，用于与所述操作杆82作用。本实施例中，所述套筒68的末端螺接有螺母92，所述支架81的圆环83叠置于所述螺母92上以在轴向上定位。在其它实施例中，所述支架81也可通过其它方式连接于所述套筒68上，如紧配合、凹凸卡扣配合等，也可直接螺接于所述套筒68上。在另外一些实施例中，所述支架81可以与所述套筒68一体而成，如由所述套筒68的末端一体向外延伸形成臂部85等。

所述操作杆82可以相对所述支架81横向移动以靠近或远离支架81，可以是手动操作也可以是由电机等驱动。所述操作杆82与所述支架81的臂部85大致相垂直，操作杆82朝向支架81的内端对应两臂部85分别延伸形成一做动臂84，每一做动臂84于其朝臂部85的末端形成有一斜面86。沿朝向支架81的方向，所述斜面86倾斜向上延伸，也就是斜面86的高度逐渐增大。

较佳地，所述操作杆82架设于一固定架88上，操作杆82远离所述支架81的外端穿过所述固定架88后向外伸出，便于操作。所述电机51、齿轮箱53位于固定架88下侧，所述牵引机构55、分离机构80位于固定架88的上侧，所述齿轮箱53与分离机构80可以通过螺钉等固定件连接在固定架88上。所述操作杆82的外端上套设有另一弹簧72驱动操作杆82复位。相应地，所述操作杆82上螺接有螺母94，所述弹簧72夹置于螺母94与固定架88之间。

所述操作杆82在外力的驱动下朝向支架81移动时，斜面86与臂部85上的滚轮87相触碰，随着斜面86的持续移动，斜面86对臂部85形成向下的作用力，驱动支架81带动所述驱动臂62向下移动与活动臂64分离。操作杆82朝向支架81移动的过程中，操作杆上的弹簧72被压缩。另外，操作杆82移动带动驱动臂62下移时，驱动臂62下方的弹簧70被压缩。当作用于操作杆82上的外力消失时，弹簧72的弹性回复力推动操作杆82复位，与支架81分离，在此过程中斜面86对支架81的作用力逐渐减小，弹簧70恢复形变，推动所述驱动臂62上移复位。从而，当本发明的离合器50的活动臂64不能与驱动臂62分离而快速转动复位时，可以启动所述分离机构80使驱动臂62在轴向上与活动臂64分开，从而对活动臂64的转动不会形成阻碍。

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 (10)

1.一种离合器，包括电机、与电机的转轴连接的齿轮箱、与齿轮箱的输出轴连接的牵引机构、以及与牵引机构连接的离合滑轮、以及皮带，其特征在于：所述牵引机构包括连接于输出轴上随输出轴同步转动的驱动臂、可转动地连接于所述输出轴上的活动臂、以及连接所述活动臂与离合滑轮的牵引绳，所述驱动臂在其转动方向上的后侧形成有驱动块，所述驱动块推动所述活动臂随驱动臂同向转动但阻碍活动臂相对驱动块反向转动，所述驱动臂转动角度小于180度时驱动块推动活动臂转动拉紧牵引绳，带动离合滑轮由第一位置移动至第二位置与皮带抵紧，驱动臂转动角度超过180度之后牵引绳拉动所述活动臂转完一整圈，放松牵引绳，离合滑轮由第二位置向第一位置复位与皮带分离，所述离合滑轮由第二位置向第一位置复位的耗时小于其由第一位置移动至第二位置的耗时。

2.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述驱动臂可滑动地枢接于所述输出轴上，所述驱动臂与输出轴，其中之一形成有凸块，其中之另一形成有收容所述凸块的凹槽，所述凹槽与凸块配合限制驱动臂相对输出轴在周向的转动。

3.如权利要求2所述的离合器，其特征在于，所述输出轴形成有台阶，所述活动臂设置于所述台阶上，台阶对活动臂在轴向上形成限位使所述活动臂在轴向上固定。

4.如权利要求2所述的离合器，其特征在于，所述输出轴上还套设有一弹簧，所述弹簧的一端固定，另一端与所述驱动臂抵顶，所述驱动臂在外力作用下沿轴向滑动远离所述活动臂时弹簧被压缩，驱动臂上的外力消除后被压缩的弹簧恢复形变驱使所述驱动臂朝向活动臂移动复位。

5.如权利要求4所述的离合器，其特征在于，还包括一驱动所述驱动臂沿轴向移动的分离机构。

6.如权利要求5所述的离合器，其特征在于，所述分离机构包括一连接于所述驱动臂上的支架以及一可相对支架移动的操作杆，所述操作杆形成有朝向所述支架的做动臂，所述做动臂的末端形成一朝向支架的斜面，所述斜面的高度沿朝向支架的方向逐渐增大，操作杆相对支架移动时所述斜面与支架作用带动所述驱动臂在轴向上移动，做动臂朝向支架方向移动时，所述斜面使支架及与支架连接的驱动臂移动与活动臂分离并压缩弹簧，做动臂远离支架方向移动时弹簧驱动所述驱动臂复位。

7.如权利要求6所述的离合器，其特征在于，所述操作杆上套设有弹簧，操作杆在外力驱动下朝向支架方向移动时，操作杆上的弹簧压缩，操作杆上的外力消除后操作杆上的弹簧驱使操作杆复位，远离支架。

8.如权利要求6所述的离合器，其特征在于，所述驱动臂沿轴向向外延伸形成一环套所述输出轴的套筒，所述支架包括一套接于套筒的末端的圆环以及由所述圆环向外延伸的臂部，所述臂部上可转动地连接一滚轮，所述做动臂的斜面与所述滚轮作用驱动支架沿轴向移动。

9.如权利要求5-8任一项所述的离合器，其特征在于，所述分离机构位于齿轮箱与牵引机构之间，齿轮箱的输出轴穿过分离机构后与牵引机构枢接。

10.一种割草机，包括发动机以及刀头，所述发动机的输出轴上固定连接一驱动滑轮，所述刀头通过一中心轴固定连接于一从动滑轮上，其特征在于：还包括一如权利要求1-9中任意一项所述的离合器，所述离合器的皮带装设在驱动滑轮与从动滑轮上，离合滑轮在第二位置时使皮带张紧，发动机带动刀头转动，离合滑轮在第一位置时，皮带松弛，发动机不能带动刀头。

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