CN106184100B - 一种用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置，涉及翻滚保护装置的技术领域。本发明的步进电机与减速机连接，减速机固定在支撑板上并且其输出轴与连接块连接，连接块焊接在上保护杠右端，从而可使步进电机带动上保护杠折叠，支撑板焊接在下保护杠上。当坐骑式割草机在正常环境下作业时，上保护杠为竖直状态。电控柜安装在座椅的后方驾驶员容易触到的位置。当在树下作业时，驾驶员按下“正转/反转”按钮，上保护杠折叠90°，接近感应器检测到后，上保护杠停止转动并靠在橡胶垫上。离开树下后，驾驶员再次按下“正转/反转”按钮，上保护杠直立，它不但保护了驾驶员的安全，同时节约了时间，降低了劳动强度，又提高了工作效率。

Description

一种用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置

技术领域

本发明涉及一种割草机，更具体地说，是涉及一种用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置的技术领域。

背景技术

目前坐骑式割草机的使用越来越普遍，尤其是大型田园，高尔夫球场等场地。但是由于坐骑式割草机经常在斜坡上及树下作业，经常发生车辆翻滚现象，造成人员的伤亡。为了保护驾驶人员的安全，很多国家都作出规定，要增设车辆翻滚保护装置。该装置在车辆翻滚时不但可以吸收撞击力，还可以为驾驶员提供一个安全生存空间，极大的减少了人员伤亡。

现在生产的坐骑式割草机大部分都安装了翻滚保护装置(Roll Over ProtectiveStructure，简称ROPS)，但是，基本都是固定式的。随着驾驶员在不同场地的使用，逐渐发现该装置有很多不便之处。原因是当坐骑式割草机在树下或者低空间的场合工作时，车辆无法顺利通过，ROPS反而比较碍事，需要拆除该装置后才可以继续工作，因此ROPS不能起到安全保护的作用。

目前市场上的手动折叠的ROPS，它由两部分组成，下半部分固定在车辆尾部，上半部分由销轴与下半部分连接。当坐骑式割草机在正常情况下工作时，上半部分为竖直状态，由固定销固定；当在树下工作时，驾驶员取下固定销，旋转ROPS为水平状态，再插上固定销，继续工作。其缺点是手动折叠比较费时，而且在拆卸固定销时比较费力，还要借助其他工具，影响工作效率。

申请号为CN200580018743.0的发明专利，它是涉及一种在工作车辆中设置有ROPS强度的遮蓬安装结构，其主要是安装在车辆车体重量相对轻的紧凑的工作车辆的尾部。优点是该结构不但实现了ROPS保护人身安全的功能，还可以遮挡阳光及高空落物对人体造成的伤害，且结构简单紧凑。缺点是该机构只合适于安装在车体重量轻且紧凑的车辆上，应用范围较小。此外该机构为固定安装，拆装麻烦，未能实现自动折叠，降低了工作效率。

申请号为CN201310075794.3的发明专利，它具体涉及一种全地形车翻滚保护装置，其主要将两个呈倒U型的侧架及连杆焊接在一起并竖直安装在车辆的货架杆上，防止全地形车翻车时发生90度以上的翻滚，并可保护车辆及驾驶员的安全。优点是结构简单、安装方便。缺点是此结构安装在货架杆上，影响了货架的使用，且货架在面对翻车这种高强度碰撞的情况下，很容易损坏，可靠性较低。

发明内容

本发明目的是为了克服上述现有技术存在的问题和不足，提供一种结构简单，价格低廉，可靠性高，性能更加稳定，操作更加方便的用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置，位于坐骑式割草机的尾部设置电控柜，所述电控柜与固定在车架上的电控柜支架固定连接，所述电控柜支架的两端分别竖直固定连接左下保护杠、右下保护杠的一端，左下保护杠的另一端连接左支撑板，右下保护杠的另一端连接右支撑板，左支撑板、右支撑板分别与U形上保护杠的两端连接；

所述左支撑板上设置转动销、左限位块；右支撑板上设置右限位块，右支撑板上固定连接减速机，减速机上连接步进电机，减速机通过转动轴与焊接在U形上保护杠的右端内侧的连接块连接；

所述左下保护杠上靠近左支撑板的一端设置左橡胶支架，右下保护杠上靠近右支撑板的一端设置右橡胶垫支架；左橡胶支架上固定左橡胶垫，右橡胶支架上固定右橡胶垫；

所述右橡胶垫支架及支撑板上分别通过第一螺母、第二螺母固定连接第一接近感应器、第二接近感应器；

所述电控柜与安装在座椅下的车架上的蓄电池连接，蓄电池与发动机连接。

比较好的是，本发明的电控柜内设置PLC，PLC上分别连接第一升压器、第二升压器、步进电机驱动器，电控柜的外壳上设置有与PLC连接的红色的急停开关、绿色的正转/反转按钮、黑色的电源旋钮开关。

比较好的是，本发明的减速机为具有自锁功能的蜗轮蜗杆型。

比较好的是，本发明的转动轴的一端与减速机之间键连接，转动轴另一端的扁圆轴与连接块内的扁圆孔过盈配合连接，并且连接块焊接在U形上保护杠的一端。

比较好的是，本发明的第一接近感应器和第二接近感应器分别安装在U形上保护杠转动角度为0°和90°时的位置，感应距离均为2mm±15％，通过第一螺母和第二螺母调整接近感应器的伸出距离。

比较好的是，本发明的PLC所需电源电压为直流24V。

比较好的是，本发明的第二升压器将12V电压升至24V，为PLC提供电源；第一升压器将12V电压升至48V，为步进电机提供电源。

比较好的是，本发明的蓄电池为坐骑式割草机本身自带，提供12V直流电源，经升压器变压后为本装置提供电源。

本发明的步进电机与减速机连接，减速机固定在右支撑板上并且通过转动轴与连接块连接，连接块焊接在U形上保护杠一端，从而可使步进电机带动U形上保护杠转动，支撑板焊接在下保护杠上。当坐骑式割草机在正常环境下作业时，U形上保护杠为竖直状态，此时步进电机与减速机为自锁状态。两个限位块分别固定在两个支撑板上，用来支撑U形上保护杠，并可保护接近感应器，防止感应器失灵时U形上保护杠越位转动而撞坏接近感应器。当在树下作业时，驾驶员按下“正转/反转”按钮，U形上保护杠折叠90°，接近感应器检测到后，停止转动并靠在橡胶垫上。当遇到紧急情况时，驾驶员可以按下急停开关，U形上保护杠会在任意角度下停止并锁死。本发明还包括控制系统，它由步进电机控制器、接近感应器和若干开关组成。上述开关中包括电源旋钮开关、正转/反转按钮开关和急停按钮。U形上保护杠可以正反转，当按下急停按钮时，该装置可在任意角度停止转动，并锁死。

本发明的有益效果是：步进电机依靠坐骑式割草机的自发电作为动力电源，结合减速机的高扭矩及自锁功能，实现U形上保护杠的折叠及固定。由PLC、接近感应器、步进电机驱动器及三个开关组成的控制系统，稳定性比较强，实现了ROPS的自动折叠。此发明设计结构简单，价格低廉，但可靠性更强，性能更加稳定，且操作更加的方便。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1中A的局部放大示意图。

图3为本发明连接块部位的剖视图。

图4为本发明U形上保护杠的两端与支撑板连接处的剖视图。

图5为图1中B的局部放大示意图。

图6为本发明转动销部位的剖视图。

图7为本发明U形上保护杠在不同工位时的示意图。

图8为本发明电控柜的内部示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，为本发明的一种用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置，位于坐骑式割草机的尾部设置电控柜7，所述电控柜7与固定在车架上的电控柜支架8固定连接，所述电控柜支架8的两端分别竖直固定连接左下保护杠22、右下保护杠6的一端，左下保护杠22的另一端连接左支撑板19，右下保护杠6的另一端连接右支撑板13，左支撑板19、右支撑板13分别与U形上保护杠1的两端连接；

左支撑板19上设置转动销20、左限位块21；右支撑板13上设置右限位块9，右支撑板13上固定连接减速机10，减速机10上连接步进电机12，减速机10通过转动轴14与焊接在U形上保护杠1的右端内侧的连接块11连接；

左下保护杠22上靠近左支撑板19的一端设置左橡胶支架18，右下保护杠6上靠近右支撑板13的一端设置右橡胶垫支架5；左橡胶支架18上固定左橡胶垫17，右橡胶支架5上固定右橡胶垫4；

右橡胶垫支架5及支撑板13上分别通过第一螺母3、第二螺母16固定连接第一接近感应器2、第二接近感应器15；

所述电控柜7与安装在座椅下的车架上的蓄电池24连接，蓄电池24与发动机23连接。

如图8所示，本发明的电控柜7内设置PLC26，PLC26上分别连接第一升压器27、第二升压器28、步进电机驱动器25，电控柜7的外壳上设置有与PLC26连接的红色的急停开关29、绿色的正转/反转按钮30、黑色的电源旋钮开关31。

本发明的减速机10为具有自锁功能的蜗轮蜗杆型。

如图4所示，本发明转动轴14的一端与减速机10之间键连接，转动轴14另一端的扁圆轴与连接块11内的扁圆孔过盈配合连接，并且连接块11焊接在U形上保护杠1的一端。

如图2所示，本发明的第一接近感应器2和第二接近感应器15分别安装在U形上保护杠转动角度为0°和90°时的位置，感应距离均为2mm±15％，通过第一螺母3和第二螺母16调整接近感应器的伸出距离。

本发明的PLC26所需电源电压为直流24V，属于三菱FX系列。

本发明的第二升压器28将12V电压升至24V，为PLC26提供电源；第一升压器27将12V电压升至48V，为步进电机12提供电源。两个升压器的使用避免了增加其他电压的蓄电池。

本发明的蓄电池24为坐骑式割草机本身自带，提供12V直流电源，经升压器变压后为本装置提供电源。

本发明的电控柜7安装在上述电控柜支架上。蓄电池24为坐骑式割草机本身自带，提供12V直流电源，固定在坐骑式割草机座椅下部，其通过电线连接为该发明装置提供电源。在启动发动机23期间、它为启动系统、点火系统、电子燃油喷射系统供电。在发动机23正常工作时，蓄电池将发动机发出的多余的电能存储起来，以至于可以带动该发明装置的正常运转。

本发明整体结构示意图中A的局部放大示意图如图2，连接块部位剖视图如图3所示，右橡胶垫支架5由两个螺丝固定在右下保护杠6上，右橡胶垫4有一个螺丝固定在右橡胶垫支架5上。第一接近感应器2由第一螺母3固定在右橡胶垫4上，其可以通过调整螺母3来调整接近感应器2的上下高度。步进电机12与减速机10由螺栓连接，减速机由4个螺栓固定在右支撑板13上，转动轴14一端通过键与减速机10连接，另一端的扁圆轴与连接块11内的扁圆孔过盈配合连接，且连接块焊接在U形上保护杠1的一端，从而可使步进电机带动U形上保护杠转动，右支撑板13焊接在下保护杠顶端。当坐骑式割草机在正常环境下作业时，U形上保护杠为竖直状态，此时步进电机与减速机为自锁状态，用来保护驾驶员的安全。安装有该装置的坐骑式割草机在坡道上坡作业发生向后翻滚时,U形上保护杠1的锁定依靠步进电机及减速机的自锁，以及限位块给予的支撑力。当在坡道下坡作业发生向前翻滚时,U形上保护杠1的锁定依靠步进电机及减速机的自锁。当坐骑式割草机坡道作业发生侧翻时，U形上保护杠1的锁定依靠步进电机及减速机的自锁，及转动轴14与转动销20对自由度的限制所给予的力。限位块9为星形把手螺丝，其旋拧在右支撑板13的螺纹孔上，通过旋拧该星形把手螺丝可以抵住U形上保护杠给予其支撑力，并可保护第二接近感应器15，防止接近感应器失灵时U形上保护杠越位转动而撞坏接近感应器15。当在树下作业时，驾驶员按下“正转/反转”按钮17，U形上保护杠折叠90°，第二接近感应器2检测到后，U形上保护杠停止转动并靠在右橡胶垫4上。

本发明带自动折叠式ROPS的坐骑式割草机的U形上保护杠的两端与支撑板连接处的剖视图如图4所示，U形上保护杠1右端通过转动轴14，连接块11与右支撑板13连接，减速机10通过转动轴14传递扭矩给予U形上保护杠1，实现其自动折叠。U形上保护杠1左端通过转动销20与左支撑板19连接。

本发明整体结构示意图中B的局部放大示意图如图5所示，转动销部位剖视图如图6所示，转动销13穿过左下保护杠14与U形上保护杠1上的孔将其连接在一起，并由螺母固定。

本发明带自动折叠式ROPS的坐骑式割草机的U形上保护杠在不同工位时的示意图如图7所示，在工况一时，U形上保护杠1为直立状态，第一接近感应器15为点亮状态，第二接近感应器2为熄灭状态。在工况二时，U形上保护杠1为90°折叠状态，第一接近感应器15为点亮状态，第二接近感应器2为熄灭状态。状态三是在U形上保护杠折叠过程中按下“急停开关”29后的任意状态，并可锁死。

本发明带自动折叠式ROPS的坐骑式割草机的电控柜内部示意图如图8所示，在电控柜7的两侧开有两个圆孔，用来电线的穿过。内部安装有步进电机驱动器(25)、PLC26、第一升压器27、第二升压器28。并且在电控柜的上部安装有三个开关，他们分别是急停开关29、正转/反转按钮30、电源旋钮开关31。其中第一升压器27为12V升48V，为步进电机驱动器提供电源，第二升压器28为12V升24V为PLC提供电源。12V电源经由电线从坐骑式割草机上的蓄电池24输送至该电控柜内。在坐骑式割草机开始工作前，首先打开电源旋钮开关31，使该装置处于通电状态。正转/反转按钮22用来切换U形上保护杠的转动方向，且在转动的过程中，每按下一次，随即转换。在遇到紧急情况，或者要求U形上保护杠1在转动过程中停止，按下急停开关29即可。

本发明的“左”“右”是从割草机的尾部来定义的，只是为了技术方案的描述，不对技术方案本身产生限定作用。

Claims (8)

1.一种用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置，其特征在于：位于坐骑式割草机的尾部设置电控柜(7)，所述电控柜(7)与固定在车架上的电控柜支架(8)固定连接，所述电控柜支架(8)的两端分别竖直固定连接左下保护杠(22)、右下保护杠(6)的一端，左下保护杠(22)的另一端连接左支撑板(19)，右下保护杠(6)的另一端连接右支撑板(13)，左支撑板(19)、右支撑板(13)分别与U形上保护杠(1)的两端连接；

所述左支撑板(19)上设置转动销(20)、左限位块(21)；右支撑板(13)上设置右限位块(9)，右支撑板(13)上固定连接减速机(10)，减速机(10)上连接步进电机(12)，减速机(10)通过转动轴(14)与焊接在U形上保护杠(1)的右端内侧的连接块(11)连接；

所述左下保护杠(22)上靠近左支撑板(19)的一端设置左橡胶支架(18)，右下保护杠(6)上靠近右支撑板(13)的一端设置右橡胶支架(5)；左橡胶支架(18)上固定左橡胶垫(17)，右橡胶支架(5)上固定右橡胶垫(4)；

所述右橡胶支架(5)及右支撑板(13)上分别通过第一螺母(3)、第二螺母(16)固定连接第一接近感应器(2)、第二接近感应器(15)；

所述电控柜(7)与安装在座椅下的车架上的蓄电池(24)连接，蓄电池(24)与发动机(23)连接。

2.根据权利要求1所述的用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置，其特征在于：所述电控柜(7)内设置PLC(26)，PLC(26)上分别连接第一升压器(27)、第二升压器(28)、步进电机驱动器(25)，电控柜(7)的外壳上设置有与PLC(26)连接的红色的急停开关(29)、绿色的正转/反转按钮(30)、黑色的电源旋钮开关(31)。

3.根据权利要求1所述的用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置，其特征在于：所述减速机(10)为具有自锁功能的蜗轮蜗杆型。

4.根据权利要求1所述的用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置，其特征在于：所述转动轴(14)的一端与减速机(10)之间键连接，转动轴(14)另一端的扁圆轴与连接块(11)内的扁圆孔过盈配合连接，并且连接块(11)焊接在U形上保护杠(1)的一端。

5.根据权利要求1所述的用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置，其特征在于：所述第一接近感应器(2)和第二接近感应器(15)分别安装在U形上保护杠转动角度为0°和90°时的位置，感应距离均为2mm±15％，通过第一螺母(3)和第二螺母(16)调整接近感应器的伸出距离。

6.根据权利要求2所述的用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置，其特征在于：所述PLC(26)所需电源电压为直流24V。

7.根据权利要求2所述的用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置，其特征在于：所述第二升压器(28)将12V电压升至24V，为PLC(26)提供电源；第一升压器(27)将12V电压升至48V，为步进电机(12)提供电源。

8.根据权利要求1所述的用于坐骑式割草机的自动折叠式翻滚保护装置，其特征在于：所述蓄电池(24)为坐骑式割草机本身自带，提供12V直流电源，经升压器变压后为本装置提供电源。