CN105993370A - 具有大刀片和齿轮减速的易推式割草机 - Google Patents

Abstract

一种具有大刀片和齿轮减速的易推式割草机。本发明是用于在割草机提供更大的刀片，而在同一时间使割草机到容易处理的系统。这同时保持切割刀片合法转速度来实现的。

Description

具有大刀片和齿轮减速的易推式割草机

版权声明

该专利的公开内容的一部分包含受版权保护的材料。版权拥有者不反对任何人复制如出现在专利和商标局专利文件或记录中一样的任何专利文件或专利公开内容，但是无论如何都保留全部版权权利。

技术领域

本发明涉及割草机，具体涉及一种具有齿轮减速发动机、较大刀片和易于处理配置的割草机。

背景技术

国内手推式割草机通常是发动机提供动力的割草机，其由2或4冲程发动机组成，该2或4冲程发动机在封装外壳中具有由发动机曲轴驱动的切割刀片。出于安全原因，在国内草坪修剪市场中，美国立法将切割刀片的尖端速度限制为最大19000英尺/分钟，其反过来又将发动机曲轴速度限制为3400rpm，最大可用合法刀片在该速度下为21英寸。可获得利用低得多的速度的一些较大的刀片。割草机上的马力是曲轴转速的直接函数，以使无论发动机多么强劲，可从具有21英寸的刀片的给定电机获得的功率也受限，并且数十年内，21英寸的割草机刀片一直是国内割草机上的最大可用切割刀片。

国内割草机的问题是，手操作割草机的能力是割草机的重量以及封装、电机和刀片的函数。典型地，电机是平衡死点，而轴在外壳的中部。对于典型的21英寸刀片，这对于普通用户而言具有良好的平衡和重量。然而，具有更高马力电机和更大刀片的更大商用割草机按比例较重，并且这使它对于许多较矮的家庭主人而言比具有21英寸刀片的电机更难以处理。商用推动式割草机(诸如例如，Esmark Metro 26英寸刀片推动式割草机)的发动机很高且重，并且难以操纵。另外，与国内割草机相比较，它们价格昂贵。由于像Esmark Metro 26之类的割草机已经面世数十年，所以重量还没有国内市售割草机的问题。

事实是，由于较大刀片的切割路径较大，所以刀片就越大，可以完成切割草坪就越快。所以，尽管每个原因都是切割刀片较大，但是至今没有人解决与较小刀片一样割草机易于手工处理的更大切割刀片的问题，却仍符合美国关于刀片尖端速度的联邦法规，并且成本有效地生产。一直存在长期需要一种用来制造具有可以很容易被处理并且廉价的大于21英寸的刀片的割草机的方式。

发明内容

本发明涉及这样的发现，如果割草机电机驱动轴通过转动附连到次级输出轴来齿轮减速，并且电机的重心被定位在刀片外壳的中心后面(例如，驱动轴直接被定位在输出轴和外壳背部后面)，则较大切割刀片可以与更大马力的电机一起利用。并且同时，重量偏移使得割草机更易于推动，共享共同油槽，减少割草机发动机的尺寸和重量，并且使得割草机比其它大刀片割草机更加便宜。

在一个实施例中，本发明涉及一种割草机，其具有带有背部和中心的刀片外壳、和曲轴箱中带有由发动机驱动的垂直转动曲轴的并且具有设置在曲轴箱中的单个油槽的发动机，包括：

a)垂直转动输出轴，其通过转动连接到以比垂直曲轴转动速度低的转动速度驱动输出轴的曲轴来驱动，其中，垂直输出轴被定位在刀片外壳的中心中并且驱动切割刀片，其中，转动连接和曲轴被定位在曲轴箱中并且与曲轴一起共用单个油槽；

b)发动机，其被定位在刀片外壳上使得发动机的重心被定位在刀片外壳的中心和背部之间；和

c)切割刀片，其由垂直输出轴转动驱动。

附图说明

图1a和图1b是现有技术的割草机和本发明的割草机的侧剖视图。

图2是本发明的驱动轴和输出驱动的分解图。

图3是附连到切割刀片的驱动轴和输出轴的剖视图。

具体实施方式

尽管本发明能够容许许多不同形式的实施例，但是在附图中进行了示出，并且在本文中以详细具体实施例进行描述，应当理解，这些实施例的本公开内容被认为是原理的示例并非旨在将本发明限制为所示出和描述的具体实施例。在下文描述中，相同的附图标记用来描述附图的几个视图中相同、相似或相应的部件。该具体实施方式定义本文中所使用的术语的含义并且具体描述了实施例以便本领域技术人员实践本发明。

定义

术语“约”和“基本上”的意思是±10％。

如本文中所使用的术语“一”或“一个”被定义为一个或一个以上。如本文中所使用的术语“多个”被定义为两个或两个以上。如本文中所使用的术语“另一个”被定义为至少第二个或更多。如本文中所使用的术语“包括”和/或“具有”被定义为包括(即，开放式语言)。尽管不一定是直接，并且不一定是机械，但是如本文中所使用的术语“耦合”被定义为连接。

术语“包括”不旨在将本发明限制为使用这样的包括语言只要求保护本发明。使用术语包括的任何发明可以使用“由…组成(consisting)”或“由…组成(consisting of)”权利要求语言被分离成一项或多项权利要求并且是如此意图。

贯穿本文件中对“一个实施例”、“某些实施例”和“实施例”或类似术语的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特点被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，这类短语在贯穿本说明书的各处的出现不一定全部是指同一实施例。更进一步地，特定特征、结构或特点可以在一个或多个实施例中不加限制地以任何合适的方式进行组合。

如本文中所使用的术语“或”将被解释为包含性或意味着任何一个或任何组合。因此，“A、B或C”意味着以下内容中的任何一个：“A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或动作的组合以某种方式固有地相互排斥时，该定义的例外才会发生。

附图中精选的附图出于说明本发明的某些方便实施例的目的，并且不被认为是对其的限制。操作的现在分词前的术语“器件”指示对于其存在一个或多个实施例的所需功能，即，用于实现所需功能的一种或多种方法、设备或装置，并且指示本领域技术人员可以鉴于本文中公开内容从这些或它们的等同物中进行选择并且使用术语“意味着”不旨在是限制性的。

如本文中所使用的“割草机”是本文中图1a和图1b中示出的类型的直接驱动、离合器或无离合器型割草机，其包括用于推动和/或操纵割草机的手柄、轮子、切割刀片和电机。它们包括通过使用驱动垂直驱动轴(例如，垂直向下旋转的驱动轴)的汽油提供动力的2或4冲程电机(或类似等同电机)旋转的水平转动刀片，该垂直驱动轴旋转垂直输出轴，该垂直输出轴反过来叉水平旋转切割刀片。垂直曲轴被定位在包含单个油槽中的曲轴箱中。

切割刀片被收纳在“刀片外壳”中，其还被称为刀台外壳。刀片外壳包含水平转动切割刀片、以及必要时的电机的驱动系统。它通常被成形为不比切割刀片的尺寸大很多，以允许刀片“刚好”适配在刀片外壳中。刀片外壳具有中心，其是无论机动轴如何旋转切割刀片，刀片的中心被安装的地方。在本发明中，如图1a和图1b所示，输出轴旋转切割刀片并且输出轴被定位在外壳的中心。当推动或操纵割草机时，刀片外壳还具有面向用户的后部、或外壳的最背部。典型地，现有技术的割草机是平衡的，使得为了防止倾翻，电机和台外壳的所有重量的平衡点在台外壳的中心上。在本发明中，电机的平衡在台外壳的中心点后面并且在台外壳的背部的前面。在一个实施例中，重心在外壳的中心的正背部，从而加权中心后面的割草机的重心。已经确定，尽管这从如在先前割草机所进行的均衡状态改变割草机的平衡，但是当较重的更强劲的发动机与更大刀片一起使用时，得到了更易于推动的割草机。如本文中所使用的，切割刀片在一个实施例中大于21英寸，并且在一个实施例中是26英寸或更长。

为了驱动比割草机上的标准21英寸刀片大的刀片，割草机电机由连接到曲轴的转动传动装置驱动的向下设置的转动输出轴驱动。如本文中所使用的，“转动连接”可以通过任何机械器件完成，诸如通过转动齿轮、行星传动装置、定时链、同步带等。实际上，这种连接做出模拟或实际上从一个齿轮尺寸进行到另一个的连接。输出轴(顺时针或逆时针)的转动引导由所做出的转动连接来确定。当利用齿轮时，这可以通过各套啮合传动装置齿完成，每个传动装置齿在相应的转动轴上转动。所选的传动装置的尺寸使得曲轴以比曲轴转动速度低的转动速度驱动输出轴。因此，尽管在典型的21英寸刀片的割草机中，驱动轴以3400rpm转动，在一个实施例中，曲轴以3600rpm转动(递送更多的功率)，并且传动装置使得输出轴以2800rpm转动，从而驱动其尖端以1900ft/min转动的26英寸刀片；其它连接鉴于转动连接在本领域的技术范围内，输出轴和曲轴所有都被定位在曲轴箱中，因此，共用单个油槽，而非其它大型刀片割草机的多个油槽。这允许降低发动机的总体尺寸、发动机的重量以及本发明的部件的数目，从而降低了生产成本，提供给大型刀片割草机更好的平衡，并且通常改善大型刀片割草机(大于21英寸的刀片)的性能。

在安装输出轴中，尽管来自驱动轴的转动连接驱动输出轴，但是在一个实施例中存在置于电机本体或其它外壳上的顶部止挡件以阻止输出轴从重力移动更低。类似止挡件可以用来防止输出轴向上移动。如上文所指出的，输出轴在刀片外壳的中心并且驱动轴在其后面，在一个实施例中，其正后面。外壳可以制成更高，并且还可以被底切以便为驱动轴和输出轴之间的传动装置腾出空间。

现在参照附图，图1a和图1b是出于比较目的现有技术的割草机(图1a)和本发明的割草机(图1b)的侧剖视图。在图1a中，标准割草机1a被示为具有电机2，该电机2具有驱动使刀片外壳4的中部的电机的重量居中的刀片外壳4的中部5的刀片8的驱动轴3。还示出了割草机的其它部件，轮子6、手柄7和外壳10的后部。

在图1b中，存在本发明割草机1b的驱动轴和输出驱动的剖视图。电机12具有经由齿轮19驱动输出轴18的驱动轴13。在该实施例中，输出轴18在外壳14的中部15的中心，而驱动轴13被定位在输出轴18和外壳10的后部之间。这把外壳14的重量偏移到外壳14的中部15后面。外壳14的凸起区域14a用于容纳传动装置19。

图2是本发明的驱动轴和输出驱动的分解图。为了方便起见，它还水平地进行了示出，但在实践中输出轴和曲轴两者彼此平行并且垂直于割草机本体的水平面。

电机的主曲轴21具有电机连接20，并且外置花键22。曲轴21还适配有凸轮轴齿轮23，间隔件24后面是适配在外花键齿轮22上的并且通过间隔件24与凸轮轴齿轮23分离的内花键曲轴驱动齿轮25。驱动齿轮25是配合于输出轴36并且驱动它的齿轮。止推垫圈43和止动环44被示出，并且用来返回组件；如上文所解释的，两者之间的传动装置使得输出轴36以比曲轴21低的转速进行驱动。曲轴21在孔42处适配到底盖40中。

输出轴36由轴承螺栓30组成，其穿过轴承盖31，最终拧入发动机的底盖40中。对齐套管32用来支撑并且对齐上部球与输出轴36和底盖40。在两个点处支撑输出轴36，即，上部输出轴承33(球或轴颈轴承等)是适配在轴承盖31中的第一支撑部件。内花键输出轴齿轮34与曲轴驱动齿轮25配合用于以适当的转速驱动输出轴36。较低的输出轴轴承35(再次，提供第二支撑的球或轴颈轴承等)被适配在输出齿轮轴34下面。输出轴36适配有被设计成接受内花键输出轴齿轮34的外花键36b。输出轴36还具有台阶36a，其防止输出轴36掉落底盖40的底部。

最后，油封37允许输出轴36与底盖40配合到主曲轴孔41中。然后，未示出的切割刀片被适配到输出轴36的端部36c上。

在图3中，我们看到连接到通过齿轮25和34连接的输出轴36并且驱动切割刀片50的所组装的曲轴21。在该实施例中，如图1b所示，曲轴21被定位在输出轴36后面，其中，曲轴21在刀片外壳的中部和刀片外壳的后部之间。把电机的重心放在刀片外壳的中心后面而不是在外壳的中心上允许较矮的人处理更大的刀片，例如，26英寸的刀片，而没有通过将重心放在外壳中心中所产生的重量问题。

本发明所属的本领域技术人员能够作出导致采用本发明的原理的其它实施例的修改，而不偏离其精神或特点，特别是在考虑到上述教导时。因此，所描述的实施例在所有方面都应被认为仅是说明性的，而不是限制性的，并且本发明的范围因此由所附权利要求而不是由前面的描述或附图指示。因此，尽管本发明已经参照特定实施例进行描述，但是对于本领域技术人员而言，显而易见的是，结构、顺序、材料等的修改仍落入如申请人要求保护的本发明的范围之内。

Claims (12)

1.一种具有带有背部和中心的刀片外壳、和曲轴箱中带有由发动机驱动的垂直转动曲轴的并且具有设置在所述曲轴箱中的单个油槽的发动机的割草机，其包括：

a)垂直转动输出轴，其通过转动连接到以比所述垂直曲轴转动速度低的转动速度驱动所述输出轴的曲轴来驱动，其中，所述垂直输出轴被定位在所述刀片外壳的所述中心中并且驱动切割刀片，其中，所述转动连接和曲轴被定位在所述曲轴箱中并且与所述曲轴一起共用所述单个油槽；

b)发动机，其被定位在所述刀片外壳上使得所述发动机的重心被定位在所述刀片外壳的所述中心和背部之间；和

c)切割刀片，其由所述垂直输出轴转动驱动。

2.根据权利要求1所述的割草机，其中，所述电机是内燃电机。

3.根据权利要求1所述的割草机，其中，所述外壳被底切以产生用来定位所述转动连接的空间。

4.根据权利要求1所述的割草机，其中，所述刀片约为26英寸或更大。

5.根据权利要求4所述的割草机，其中，所述垂直曲轴以约3600rpm转动，并且所述输出轴以约2800rpm转动。

6.根据权利要求1所述的割草机，其中，所述切割刀片的尖端以19,000ft./min的速度转动。

7.根据权利要求1所述的割草机，其中，所述垂直输出轴在抵靠在所述发动机的底盖上以将所述垂直输出轴保持在适当位置的所述垂直输出轴的顶部上具有台阶。

8.根据权利要求1所述的割草机，其中，所述垂直驱动轴被定位在所述垂直输出轴和所述刀片外壳的所述后部之间。

9.根据权利要求8所述的割草机，其中，所述垂直驱动轴被直接定位在所述垂直输出轴和所述刀片外壳的所述后部之间的所述垂直输出轴后面。

10.根据权利要求1所述的割草机，其具有向下设置的垂直输出轴。

11.根据权利要求1所述的割草机，其在所述曲轴和输出轴之间具有转动齿轮连接。

12.根据权利要求1所述的割草机，其具有大于21英寸的切割刀片。