CN106068727A - 割草机及其电机桥转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种割草机及其电机桥转向装置，包括：刹车手把、拉线和驱动后轮，还包括电机桥和轮刹毂，控制刹车手把可以控制轮刹毂锁住电机桥，进而使左右驱动后轮形成差速，完成转向动作，割草机中包括有上述的电机桥转向装置。通过上述方式，本发明割草机及其电机桥转向装置操作者只需要轻抓刹车把手，轮刹毂刹住单边轮胎，使两边轮胎形成差速，从而实现转向功能，解放了操作者的双手，使草坪割草机不出现跑偏的现象，操作者也省时省力，极大地减少了长期人为推动草坪机转向带来的身体疲劳。

Description

割草机及其电机桥转向装置

技术领域

本发明涉及园林工具技术领域，特别是涉及一种割草机及其电机桥转向装置。

背景技术

草坪割草机是一种用于机械化修剪草坪机的专用设备。草坪割草机割草时，难免会碰到花草树木等障碍物等一些必须绕开的地方，这就需要我们经常进行减速转向或者倒退的动作。

目前市面上通常有两种不同原理的草坪割草机构可实现转向等功能，一是通过皮带将动力由汽油机传输到齿轮箱，再通过带轮张紧结构来控制两边轮胎的动力输出，以实现刹车及转向；另一种是通过皮带将动力由汽油机传输到液压泵，再通过控制液压泵流向液压马达的流量来控制两后轮的刹车及转向。

此两种机构都是以汽油机为动力源，然而汽油机的缺点突出，对环境的污染较大。

现有的电动草坪机采用绿色能源，污染小，但是其仅有前进或倒退的功能，无法实现电动转向，需要人为的推动机器进行转向动作。对于一款150kg重的草坪割草机来说，这显然非常费劲，操作者无法长时间进行割草作业。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种割草机及其电机桥转向装置，操作者只需要轻抓刹车把手，轮刹毂刹住单边轮胎，使两边轮胎形成差速，从而实现转向功能，解放了操作者的双手。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电机桥转向装置，包括：刹车手把、拉线和驱动后轮，还包括电机桥和轮刹毂，控制刹车手把可以控制轮刹毂锁住电机桥，进而使驱动后轮形成差速，完成转向动作。

在本发明一个较佳实施例中，还具有一后机架，电机桥与后机架紧固连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述刹车手把和拉线固定在一扶手组合上，再通过拉线整体与电机桥进行连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述扶手组合还与后机架紧固连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述刹车手把通过拉线连接至电机桥，电机桥的两边安装有轮刹毂，驱动后轮固定在轮刹毂上。

在本发明一个较佳实施例中，所述驱动后轮套在电机桥的两边并与电机桥紧固连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述电机桥与驱动后轮连接后一起与后机架进行连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述电机桥上还有刹车摆臂，刹车摆臂的其中一端与轮刹毂连接，刹车手把通过拉线分别与电机桥上相应的刹车摆臂连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述刹车手把通过拉线将拉力传递至电机桥上的刹车摆臂，撑开轮刹毂里的刹车带，控制两边驱动后轮减速或停止转动，形成差速。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种割草机，包括：

机架系统，机架系统上具有行走系统和割草系统，

操作系统，装配在机架系统上实现对行走系统和割草系统的操纵，

电器控制系统，在操作系统的操纵下控制行走系统和割草系统的动作，

行走系统在电器控制系统的控制下实现割草机整机的前进、后退或转向，割草系统在电器控制系统的控制下实现割草机整机的割草动作，行走系统包括如权利要求1~9所述的电机桥转向装置。

本发明的有益效果是：本发明割草机及其电机桥转向装置，操作者只需要轻抓刹车把手，轮刹毂刹住单边轮胎，使两边轮胎形成差速，从而实现转向功能，解放了操作者的双手，采用电池包作为动力源，取代了原有汽油机的皮带传动动力系统，震动小，噪音小，无污染，使用以及维护成本低，操作比较舒适。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明随进式割草机一较佳实施例的结构示意图；

图2是本发明随进式割草机的爆炸图；

图3是本发明随进式割草机中割台的结构示意图；

图4是本发明随进式割草机中控制开关的结构示意图；

图5是本发明随进式割草机中电机桥转向装置一较佳实施例的结构示意图；

图6是本发明随进式割草机中电机桥转向装置的爆炸图；

图7是本发明割草机的控制流程图；

附图中各部件的标记如下：100、操作系统，101、刹车手把，102、操作扶手，103、拉线，200、行走系统，201、前轮，202、电机驱动桥，203、驱动后轮，204、轮刹毂，205、弹垫，206、弹垫，207、螺母，208、弹垫，209、垫片，210、支撑板，211、刹车摆臂，212、带帽螺母，300、前机架，400、后机架，500、割草系统，501、割台，502、排草罩，503、台壳，504、无刷电机，507、螺栓，509、螺栓，510、扭簧，511、螺母，513、螺栓，514、碟簧，515、割刀刀片，516、刀座，517、螺栓，518、弹垫，519、垫圈，600、调高系统，700、电器控制系统，701、行走速度旋钮开关，702、割刀快慢档开关，703、割刀开关，704、钥匙启动开关，705、小时表，706、在位开关，707、刹车开关。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图7，本发明实施例包括：

实施例一

一种电机桥转向装置，包括：左右刹车手把101、拉线113、电机驱动桥202、轮刹毂204和左右驱动后轮203。

在电机驱动桥202上具有一后机架400，整个装置的电机驱动桥202和轮刹毂204固定在后机架400上，驱动后轮203固定在轮刹毂204上。

左右刹车手把通过拉线连接至电机驱动桥202，电机驱动桥202的两边安装有轮刹毂204，左右驱动后轮203固定在轮刹毂204上。

通过控制左右刹车手把101可以控制轮刹毂204锁住电机驱动桥202，进而使左右驱动后轮203形成差速，完成转向动作。

电机驱动桥202与后机架400之间采用弹垫和螺栓紧固连接。

驱动后轮203套在电机驱动桥202的两边，通过带帽螺母212将驱动后轮203和电机驱动桥202紧固连接。

左右刹车手把101和拉线103固定在一操作扶手101上，并用拉线103与电机驱动桥202进行连接。

操作扶手101还与后机架400之间通过螺栓、螺母进行紧固连接。

电机驱动桥202与左右驱动后轮203连接后，再用垫片209、弹垫208和螺母207将支撑板210与后机架400进行连接，起到加强支撑作用。

电机驱动桥202上还有刹车摆臂211，刹车摆臂211的其中一端与轮刹毂204连接，左右刹车手把101通过拉线103分别与电机驱动桥202上相应的刹车摆臂211连接。

当手握刹车手把101时，拉线103与电机驱动桥202连接的刹车摆臂211进行旋转，从而控制轮刹毂204锁住电机驱动桥202，使驱动后轮203无法转动。

刹车手把101通过拉线103将拉力传递至电机驱动桥202上的刹车摆臂211，撑开轮刹毂204里的刹车带，控制两边驱动后轮203减速或停止转动，形成差速。

整个装置由轮刹毂204控制驱动后轮203的旋停，当行走在不平坦的草坪时，草坪机容易会出现跑偏的情况，为了保证割草方向不改变，通过控制左右刹车手把101，来控制左右驱动后轮203的转速，使草坪机不出现跑偏的情况。

上述电机桥转向装置的工作原理是：

操作者在割草行走过程中，当需要往某一方向转向时，只需要轻轻握住所需转向那边的刹车手把101，通过刹车手把101、拉线103把拉力传递到电机驱动桥202上的刹车摆臂211，撑开轮刹毂204里的刹车带，使相应单边的驱动后轮203减速或停止转动，从而两边驱动后轮203出现了差速，割草机就会绕着驱动后轮203转动慢的一边进行转向动作。

实施例二

一种割草机，包括机架系统、行走系统200、割草系统500、操作系统100、电器控制系统700和调高系统600。

机架系统包括装配在一起的前机架300和后机架400，行走系统200、割草系统500、操作系统100和电器控制系统700均装配在机架系统上。

操作系统100与后机架400连接，行走系统200装配在后机架400上，割草系统500装配在前机架300上，调高系统600将割草系统500与前机架300进行连接。

行走系统200包括有行走电机213，割草系统500包括有割刀电机504，行走电机213和割刀电机504均为直流无刷电机，并安装在后机架400上。

行走系统200用于实现割草机的前进、后退或转向功能，行走系统200还包括前轮201和驱动后轮203。

前轮201装配在前机架300上，前轮201为可旋转设置，前轮201为万向轮，这样整个割草机可以接近原地转弯，实现了割草机的转弯功能。

驱动后轮203上装配有单独的可控制行走方向及转向的电机驱动桥202，电机驱动桥202与行走电机213驱动连接。

电机驱动桥202的输出轴法兰上带有轮刹毂204，带有驱动后轮203和轮刹毂204的电机驱动桥202整体装配在后机架400上。

电机驱动桥202通过螺栓206和弹垫505紧固在后机架400上，单独的轮刹控制系统实现了两个后轮可以独立的行走或者停顿。

割草系统500还包括割台501以及与割台501连接的排草罩502，排草罩502锁紧固定在割台501上。

排草罩502的上部和下部分别采用一块折弯的压板进行固定，使草通常地排向地面。优选地，排草罩502通过螺栓507、螺栓509、螺母511和扭簧510固定连接在割台501上。

割台台壳503上有两台直流无刷电机，分别为行走电机213和割刀电机504，割刀电机504的输出轴上依次安装刀座516和割刀刀片515。

割刀电机504由螺栓517、弹垫518、垫圈519紧固在台壳503上，依次安装刀座516、割刀刀片515、碟簧514以及螺栓513。

割草系统500上还装配有一调高系统600，用于控制草坪的修剪高度，调高系统600将割台501与前机架300装配在一起。

操作系统100用于控制割草机的行走和转向，操作系统100包括操作扶手102、连接操作扶手102上的刹车手把101和拉线103，操作扶手102整体装配在后机架400上。

操作系统100包括操作扶手102、安装在操作扶手102上的刹车手把101和拉线103，操作系统100通过拉线103连接至行走系统200。

操作扶手102通过螺栓安装在后机架400上，操作扶手102的高度可调节，操作者可以根据自己的操作习惯，调节扶手的位置。

操作扶手102通过两个螺栓安装在后机架400上，其中一个螺栓孔是长腰孔，可调节操作扶手102的三个高度位置，适合不同身高的客户操作，安装时以圆孔为转轴点，调节客户需要的高度后，锁紧腰孔的螺栓。

另外，操作扶手102上装配操作手把101，可以轻松实现转向功能，容易上手，极大的改善了操作者的工作环境。

割草系统500上还装配有一调高系统600，用于控制草坪的修剪高度，调高系统600将割台501与前机架300装配在一起。

调高系统600上配置有手动调高机构，采用了较为传统的依靠人力扳动连杆机构调高的方式，从1.5寸到4.5寸一共有13个档位，可以修剪出客户满意的草坪高度。

电器控制系统700包括作为动力源的电池包、装配在操作扶手上的控制开关以及控制器。

电器控制系统700分别与操作系统100、行走系统200和割草系统500控制连接，电器控制系统700是主体零部件，其他的零部件都是要装配到主体上。

在机架系统中部安装有6KHW的电池包，电池包上安装有电池包保护罩，电池包保护罩上安装有转舌锁，客户如果有需要打开电池包护罩，必须先打开转舌锁。

行走电机和割刀电机分别配备有一相应的控制器。

可调节扶手上有行走控制开关，行走控制开关与控制器电性连接，发出信号给控制器，控制行走电机转动，驱动后轮的前进或后退。

可调节扶手上有割刀控制开关，割刀控制开关与控制器电性连接，发出信号给控制器，控制割刀电机转动，带动割刀旋转，实现割草功能。

控制开关还包括设于操作系统100机壳表面的行走速度旋钮开关701、割刀快慢档开关702、割刀开关703、钥匙启动开关704、在位开关706和刹车开关707，操作系统100机壳表面还设有小时表705。

其中，割刀快慢档开关702可以根据客户不同的使用要求定制两种转速。

本实施例中割草机的动力源是80V，6KWH的电池包，取代了原有汽油机的皮带传动动力系统，割草机的所有运动部件均有控制器控制，电池包有BMS电池管理系统，行走电机和割刀电机均配有控制器，确保各运动部件的正常运行。

另外电器控制配有多功能仪表可以指示各种系统参数，诸如电池电量状态，运行时间和故障报错，给操作者带来了极大的方便。

控制开关还包括设于操作系统机壳表面的行走速度旋钮开关、割刀快慢档开关、钥匙启动开关、在位开关和刹车开关。

割草机的控制过程为：

电器控制系统接收控制命令信号，判断割草机整机的工作状态，并通过操纵相应的控制开关实现整机各个模式的控制。

割草机整机的控制模式包括整车上电控制模式、整车断电控制模式、割刀启动控制模式、割刀停止控制模式、整车行驶控制模式和整车执行刹车并驻车控制模式。

整车上电控制模式包括如下步骤：

a、割刀开关703压下（割刀开关703压下时，割刀为关闭状态）；

b、闭合刹车开关707（刹车开关707原始状态为常开，刹住时为闭合）；

c、在位开关706（前进-后退-空档开关）处于空档位置；

d、开启钥匙启动开关704，此时继电器可以吸合上电。

整车断电控制模式包括如下步骤：

仅钥匙启动开关704关闭即可断电，操作者松开在位开关706时：

a、主继电接触器延时5s后需自动断开（若预充电路中有其它的继电器，则也必须延时断电）；

b、操作者松开在位开关706（需设置延时程序，1s内迅速压下，割刀可再次启动，超过1s后必须重新满足“割刀启动条件”割刀才能启动）；

c、操作者松开在位开关706（需设置延时程序，1s内迅速压下，可继续行驶，超过1s后必须重新满足“整车行驶条件”油门踏板才能重新起作用）。

割刀启动控制模式包括如下步骤：（按顺序满足）

一、整车上电；

二、操作者压下在位开关706；

c、满足a、b条件后，拉起割刀开关703，割刀可以启动。

割刀停止控制模式包括如下步骤：（任意条件满足）：

一、关闭钥匙启动开关；

二、操作者松开在位开关706（需设置延时程序，1s内迅速压下，割刀可再次启动，超过1s后必须重新满足“割刀启动条件”割刀才能启动）；

三、压下（关闭）割刀开关703。

割刀停止时间：5S内必须完全停止。

整车行驶控制模式包括如下步骤：

a、整车上电；

b、操作者压下在位开关706；

c、满足a、b条件后，松开刹车手把锁扣进行前进或后退。

整车执行刹车并驻车控制模式包括如下步骤：

整车行驶控制：

前进速度0~5Km/h，后退速度0~3Km/h，最大爬坡能力30%（16.7°）。

整车执行刹车并驻车控制：

a、关闭钥匙启动开关704，电磁刹车断电失效制动实现驻车；

b、操作者松开在位开关706（需设置延时程序，1s内迅速压下，可继续行驶，超过1s后必须重新满足“整车行驶条件”油门踏板才能重新起作用）；

c、操作者握住刹车手把，并将其置于锁死位置。

刹车控制：

a、在10°斜坡上，下坡行驶到最大速度时，握住刹车手把，车辆需执行刹车程序，要求在1m（最多2m）内完全停止；

b、握住刹车手把101时，刹车开关707为闭合状态，要求控制器能够控制电磁刹车断电失效制动实现刹车和驻车，电磁刹车靠机械摩擦制动（类似于鼓刹），能够瞬间抱死电机。

本发明割草机及其电机桥转向装置的有益效果是：

以锂电池为动力源，同时采用一种转向操作结构，操作者只需要轻抓刹车把手，轮刹毂刹住单边轮胎，使两边轮胎形成差速，从而实现转向功能，解放了操作者的双手，使草坪割草机不出现跑偏的现象，操作者也省时省力，极大地减少了长期人为推动草坪机转向带来的身体疲劳；

震动小，噪音小，无污染，使用以及维护成本低，操作比较舒适；

采用电池包作为动力源，取代了原有汽油机的皮带传动动力系统，机器的所有运动部件均有控制器控制，电池包有BMS电池管理系统，行走电机和割刀电机均配有控制器，确保各运动部件的正常运行；

电器控制配有多功能仪表可以指示各种系统参数，诸如电池电量状态，运行时间和故障报错，给操作者带来了极大的方便；

在提高控制精准性，单轮扭力、抓地力的同时，降低单位体积重量和维修费用、采用电力驱动绿色环保，实现真正意义上的绿色环保产品。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电机桥转向装置，包括：刹车手把、拉线和驱动后轮，其特征在于，还包括电机桥和轮刹毂，控制刹车手把可以控制轮刹毂锁住电机桥，进而使驱动后轮形成差速，完成转向动作。

2.根据权利要求1所述的电机桥转向装置，其特征在于，还具有一后机架，电机桥与后机架紧固连接。

3.根据权利要求2所述的电机桥转向装置，其特征在于，所述刹车手把和拉线固定在一扶手组合上，再通过拉线整体与电机桥进行连接。

4.根据权利要求3所述的电机桥转向装置，其特征在于，所述扶手组合还与后机架紧固连接。

5.根据权利要求3所述的电机桥转向装置，其特征在于，所述刹车手把通过拉线连接至电机桥，电机桥的两边安装有轮刹毂，驱动后轮固定在轮刹毂上。

6.根据权利要求5所述的电机桥转向装置，其特征在于，所述驱动后轮套在电机桥的两边并与电机桥紧固连接。

7.根据权利要求5所述的电机桥转向装置，其特征在于，所述电机桥与驱动后轮连接后一起与后机架进行连接。

8.根据权利要求5所述的电机桥转向装置，其特征在于，所述电机桥上还有刹车摆臂，刹车摆臂的其中一端与轮刹毂连接，刹车手把通过拉线分别与电机桥上相应的刹车摆臂连接。

9.根据权利要求8所述的电机桥转向装置，其特征在于，所述刹车手把通过拉线将拉力传递至电机桥上的刹车摆臂，撑开轮刹毂里的刹车带，控制两边驱动后轮减速或停止转动，形成差速。

10.一种割草机，包括：

机架系统，机架系统上具有行走系统和割草系统，

操作系统，装配在机架系统上实现对行走系统和割草系统的操纵，

电器控制系统，在操作系统的操纵下控制行走系统和割草系统的动作，

其特征在于，行走系统在电器控制系统的控制下实现割草机整机的前进、后退或转向，割草系统在电器控制系统的控制下实现割草机整机的割草动作，行走系统包括如权利要求1~9所述的电机桥转向装置。