CN107801475A - 一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机及其使用方法，包括行走系统、打草系统和控制单元，所述行走系统和打草系统均与控制单元相连；其中，行走系统包括第一电机、从动轮以及主动轮；第一电机的输出轴与主动轮的转轴相连，从动轮中部开设有凹槽，能够卡在高速公路护栏外侧的边缘上；主动轮以护栏内侧凸起部分为轨道；所述打草系统包括I、II两个部分，I部分包括第一机壳，第一机壳内设置有第一电机和上刀具；第一电机的输出轴与上刀具的刀具轴连接；II部分包括第二机壳，第二机壳内设置有第二电机和下刀具，第二电机和下刀具相连。该打草机能够针对高速公路护栏下方的杂草和护栏外侧的枝叶进行清理，并且操作方便，自动化程度高，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种打草机，具体涉及一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机及其使用方法。
背景技术
随着中国高速公路的快速发展以及人们环保意识的日益提高，高速公路两边路牙上的杂草及护栏外面伸进来的枝叶需要及时清理,传统的人工修剪模式和绿化养护器械已不能满足人们的需求，急需一款方便、高效、自动化的环保机械来代替。目前市场上的草坪修剪器具主要有：(1)背负式割草机，一般构造与侧挂式割灌机相似，该设备可适应不同工作场合，割草效果取决于工作人员的操作熟练程度。但该设备需要工作人员背负使用，自动化程度低，人力消耗大。(2)手推式割草机，以手推式汽油机作为动力，由汽油机驱动齿轮和割草装置。行走机构采用手推车架。汽油机转到带动长轴，长轴转动传递到弧形齿轮，两个呈角度的弧形齿轮改变转动的方向，最后转动传递到割草装置，割草装置通过安装在轴上的个刀盘带动割刀旋转完成割草作业。(3)遥控割草机器人，日本、德国等国外产品占主导，操作人员通过操作手柄操控割草机工作，自动化程度高，节省人力，但是价格昂贵，工作场地要求平整宽阔，无法完成有限空间场合的割草工作。
发明内容
本发明为了弥补现有的技术缺陷，目的在于提供一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机及其使用方法，该打草机能够针对高速公路护栏下方的杂草和护栏外侧的枝叶进行清理，并且操作方便，自动化程度高，效率高。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机，包括行走系统、打草系统和控制单元，所述行走系统和打草系统均与控制单元相连；其中，行走系统包括第一电机、从动轮以及主动轮；第一电机的输出轴与主动轮的转轴相连，主动轮中部开设有凹槽，能够卡在高速公路护栏外侧的边缘上并进行滚动；从动轮以护栏内侧凸起部分为轨道进行滚动；所述打草系统包括I、II两个部分，I部分包括第一机壳，第一机壳内设置有第一电机和上刀具第一电机的输出轴与上刀具的刀具轴相连；II部分包括第二机壳，第二机壳内设置有第二电机和下刀具，第二电机的输出轴与下刀具的刀片轴相连。
本发明进一步的改进在于，第一电机的输出轴通过一对啮合在一起的锥齿轮与主动轮的转轴相连；第一电机的输出轴与上刀具的刀具轴通过第一联轴器连接；第二电机的输出轴与下刀具的刀片轴通过第二联轴器相连。
本发明进一步的改进在于，上刀具包括长度能够调节的刀具轴和设置在刀具轴上的刀具叶片；刀具轴通过一对圆锥滚子轴承固定。
本发明进一步的改进在于，上刀具的刀具轴包括相连接的第一刀具轴和第二刀具轴，第一刀具轴一端设置有刀具叶片，第一刀具轴的另一端设置有外螺纹，第二刀具轴的一端设置有内螺纹，第一刀具轴带有外螺纹的一端伸入第二刀具轴的带有内螺纹的一端内部，并且通过螺母进行固定。
本发明进一步的改进在于，螺母与第二刀具轴之间设置有弹性垫片。
本发明进一步的改进在于，下刀具的刀具轴通过止推轴承固定。
本发明进一步的改进在于，第一机壳与第二机壳垂直设置，第一机壳水平设置，第二机壳竖直设置，并且第二机壳设置在第一机壳下方。
本发明进一步的改进在于，从动轮通过从动轮机构设置在第二机壳上，从动轮机构包括从动轮支架和减震座，减震座内设置有弹簧，从动轮支架一端与弹簧接触，另一端伸出减震座，从动轮设置在从动轮支架一端。
本发明进一步的改进在于，所述控制单元包括移动客户端、云端服务器、控制芯片、GPRS系统、嵌入式二维码模块、显示屏；控制芯片内部设置有软件模块，所述控制芯片用于控制打草机行走系统和打草系统完成相应指令动作；所述GPRS系统用于数据通信，完成控制芯片与云端服务器间的信息通讯；所述嵌入式二维码模块与软件模块相连接，移动客户端通过扫描机器显示屏上的二维码进入打草机的云端服务器，从而将指令信息提供给控制芯片；所述显示屏与嵌入式二维码模块及控制芯片相连，显示机器的二维码与实时工作状态、数据。
一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1.调节刀具：工作人员将上刀具的第一刀具轴拧入带有管螺纹的第二刀具轴19内，并调整好长度，将螺母拧紧确定第一刀具轴的伸出长度；
步骤2.放置机器：工作人员将打草机放置在护栏上，并将从动轮和主动轮分别压在轨道上；
步骤3.启动系统：打开打草机屏幕开关，屏幕上显示打草机各项状态数据和二维码；
步骤4.进入系统：工作人员通过移动客户端上的APP扫描二维码并输入登录信息进入机器云端服务器；
步骤5.下达工作指令：工作人员通过移动客户端上的APP读取机器的状态数据，如果所有状态正常，则通过APP下达工作指令，机器开始工作；
步骤6.完成工作：机器完成工作后，工作人员可通过APP下达返程指令，机器接收指令后第一电机和第二电机反转，回到初始位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过设置行走系统和打草系统，从动轮中部开设有凹槽，能够卡在高速公路护栏外侧的边缘上；主动轮以护栏内侧凸起部分为轨道；由于打草机的自重，从动轮可紧紧卡在护栏外侧边缘上不偏移，主动轮能够紧压在护栏内侧的凸起部分不发生偏移，从而实现打草机的行走。以高速公路护栏为轨道，安装、拆卸省时省力；本发明在节省人力满足自动化的同时，兼顾了弥补大型自动化打草设备的空间局限性问题。
进一步的，从动轮支架与减震座形成滑动副，滑动副中加入弹簧，从而当从动轮和主动轮遇到轨道凹凸不平时可以缓震防止打草机偏离轨道。
进一步的，从动轮的转轴通过一对圆锥滚子轴承固定，防止从动轮自重和锥齿轮啮合产生的轴向力影响传动。
进一步的，从动轮通过从动轮机构设置在第二机壳上，当机器遇到凹凸不平的轨道时可保证机器平稳行走不掉落。
进一步的，自行式打草机中下刀具采用伸缩可调式连接，从而满足不同的工作环境。
本发明的悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机是一种基于物联网的打草机，在使用时，工作人员通过手机APP即可操控机器工作与停止，并且APP中可实时显示机器的工作状态和数据，使用非常方便。
附图说明
图1为本发明的打草机工作示意图；
图2为本发明的打草机整体结构示意图；
图3为打草机的I部分内部结构示意图；
图4为打草机的II部分内部结构示意图
图5为上刀具的结构示意图
图6为从动轮结构示意图
图中，1-上刀具；2-第一机壳；3-第一联轴器；4-第一电机；5-第一电机底座；6-主动轮；7-圆锥滚子轴承；8-锥齿轮；9-第二电机；10-第二电机底座；11-第二联轴器；12-第二机壳；13-止推轴承；14-下刀具；15-刀具叶片；16-第一刀具轴；17-螺母；18-弹性垫片；19-第二刀具轴；20-从动轮；21-从动轮支架；22-减震座；23-弹簧；24-护栏。25-控制单元。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做更进一步的解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
如图1、图2所示，一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机包括：行走系统、打草系统和控制单元。行走系统和打草系统均与控制单元相连。
所述行走系统包括第一电机4、从动轮20以及主动轮6。第一电机4的输出轴与主动轮6的转轴通过一对锥齿轮啮合传动，给主动轮6提供动力，主动轮6随着打草机行走而滚动。从动轮20中部开设有凹槽，可卡在高速公路护栏24外侧的边缘上，以护栏24边缘为轨道进行滚动，主动轮6可压在护栏24下部滚动，以护栏24内侧凸起部分为轨道进行滚动，由于打草机的自重，从动轮20可紧紧卡在护栏外侧边缘上不偏移，主动轮6能够紧压在护栏内侧的凸起部分不发生偏移，从而实现打草机的行走。具体的，打草机以护栏24外侧边缘和内侧凸起部分为轨道，由于机器自重，从动轮20和主动轮6分别与护栏24上的轨道相互压紧，实现打草机行走。
参见图2和图3，所述打草系统包括I、II两个部分，I部分主要负责清理护栏外侧的枝叶，II部分主要负责清理护栏下面路牙上生长出来的杂草。I部分包括第一机壳2，第一机壳内设置有第一电机底座5、第一电机4、上刀具1以及第一联轴器3。第一电机4的输出轴与上刀具1的刀具轴通过第一联轴器3连接，从而给上刀具1提供动力进行工作。第一电机4设置在第一电机底座5上。
如图3所示，第一电机4在给上刀具1提供动力工作的同时也第二电机9通过锥齿轮8传动给从动轮20提供行走动力。上刀具1的刀具轴通过一对圆锥滚子轴承7固定，防止锥齿轮啮合产生的轴向力影响传动。从动轮20的转轴通过一对圆锥滚子轴承7固定，防止从动轮自重和锥齿轮啮合产生的轴向力影响传动。
如图5所示，上刀具1包括长度能够调节的刀具轴和设置在刀具轴上的刀具叶片；刀具轴主要由两部分组成，分别为相连接的第一刀具轴16和第二刀具轴19，第一刀具轴16一端设置有刀具叶片15，第一刀具轴16的另一端设置有外螺纹，第二刀具轴19的一端设置有内螺纹，第一刀具轴16带有外螺纹的一端伸入第二刀具轴19的带有内螺纹的一端内部，并且通过螺母17进行固定，螺母17与第二刀具轴19之间设置有弹性垫片18；具体的，第一刀具轴16与第二刀具轴19通过螺纹连接，可调节刀具轴的长度，再通过螺母压紧可固定长度。
参见图4，II部分包括第二机壳12，第二机壳12内设置有第二电机底座10、第二电机9、下刀具14以及第二联轴器11，第二电机9设置在第二电机底座10上，第二电机9的输出轴与下刀具14的刀片轴通过第二联轴器11相连接，由此第二电机9给下刀具14提供动力进行割草工作。下刀具14的刀具轴通过止推轴承13固定，防止刀具自重产生的轴向力影响传动。
如图6所示，第一机壳2与第二机壳12垂直设置，第一机壳2水平设置，第二机壳12竖直设置，并且第二机壳12设置在第一机壳下方。从动轮20通过从动轮机构设置在第二机壳12上，从动轮机构包括从动轮支架21和减震座22，减震座22内设置有弹簧23，从动轮支架21一端与弹簧23接触，另一端伸出减震座22，从动轮20设置在从动轮支架21一端，从动轮支架21与减震座22形成滑动副，滑动副中加入弹簧23，从而当从动轮20和主动轮6遇到轨道凹凸不平时可以缓震防止打草机偏离轨道。
工作时两个电机同时提供动力，上刀具1和下刀具14同时工作，完成割草任务。
所述控制单元25包括移动客户端、云端服务器、控制芯片、GPRS系统、软件模块、嵌入式二维码模块、显示屏和电池；控制芯片内部设置有软件模块。所述控制芯片用于控制打草机行走系统和打草系统各个功能机构完成相应指令动作；所述GPRS系统用于数据通信，完成控制芯片与云端服务器间的信息通讯；所述软件模块运行在控制芯片中，通过硬件实现相应功能；所述嵌入式二维码模块与软件模块相连接，移动客户端通过扫描机器显示屏上的二维码进入机器云端服务器，从而将指令信息提供给控制芯片；所述显示屏与嵌入式二维码模块及控制芯片相连，显示机器的二维码与实时工作状态、数据等。控制芯片、GPRS系统、软件模块、嵌入式二维码模块以及显示屏均与电池相连。
移动客户端通过GPRS系统与云端服务器相连，云端服务器与控制芯片相连，控制芯片与嵌入式二维码模块，嵌入式二维码模块与显示屏相连。
控制系统采用本领域技术人员公知的技术可以实现控制。
一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机的使用方法，包括如下步骤：
步骤1:调节刀具：工作人员将上刀具1的第一刀具轴16拧入带有管螺纹的第二刀具轴19内，并调整好长度，将螺母拧紧确定第一刀具轴16的伸出长度；
步骤2.放置机器：工作人员将打草机放置在护栏上，并将从动轮20和主动轮6分别压在轨道上；
步骤3.启动系统：打开打草机屏幕开关，屏幕上显示打草机各项状态数据和二维码；
步骤4.进入系统：工作人员通过移动客户端上的APP扫描二维码并输入登录信息进入机器云端服务器；
步骤5.下达工作指令：工作人员通过移动客户端上的APP读取机器的状态数据，如果所有状态正常，则通过APP下达工作指令，机器开始工作；
步骤6.完成工作：机器完成工作后，工作人员可通过APP下达返程指令，机器接收指令后第一电机和第二电机反转，回到初始位置。
以上所描述的仅为对本发明的精神所作的实施例，在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机，包括行走系统、打草系统和控制单元，所述行走系统和打草系统均与控制单元相连；其中，行走系统包括第一电机(4)、从动轮(20)以及主动轮(6)；第一电机(4)的输出轴与主动轮(6)的转轴相连，主动轮(6)中部开设有凹槽，能够卡在高速公路护栏(24)外侧的边缘上并进行滚动；从动轮(20)以护栏(24)内侧凸起部分为轨道进行滚动；所述打草系统包括I、II两个部分，I部分包括第一机壳(2)，第一机壳(2)内设置有第一电机(4)和上刀具(1)第一电机(4)的输出轴与上刀具(1)的刀具轴相连；II部分包括第二机壳(12)，第二机壳(12)内设置有第二电机(9)和下刀具(14)，第二电机(9)的输出轴与下刀具(14)的刀片轴相连。
2.根据权利要求1所述的一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机，其特征在于，第一电机(4)的输出轴通过一对啮合在一起的锥齿轮与主动轮(6)的转轴相连；第一电机(4)的输出轴与上刀具(1)的刀具轴通过第一联轴器(3)连接；第二电机(9)的输出轴与下刀具(14)的刀片轴通过第二联轴器(11)相连。
3.根据权利要求1所述的一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机，其特征在于，上刀具(1)包括长度能够调节的刀具轴和设置在刀具轴上的刀具叶片；刀具轴通过一对圆锥滚子轴承(7)固定。
4.根据权利要求3所述的一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机，其特征在于，上刀具(1)的刀具轴包括相连接的第一刀具轴(16)和第二刀具轴(19)，第一刀具轴(16)一端设置有刀具叶片(15)，第一刀具轴(16)的另一端设置有外螺纹，第二刀具轴(19)的一端设置有内螺纹，第一刀具轴(16)带有外螺纹的一端伸入第二刀具轴(19)的带有内螺纹的一端内部，并且通过螺母(17)进行固定。
5.根据权利要求4所述的一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机，其特征在于，螺母(17)与第二刀具轴(19)之间设置有弹性垫片(18)。
6.根据权利要求1所述的一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机，其特征在于，下刀具(14)的刀具轴通过止推轴承(13)固定。
7.根据权利要求1所述的一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机，其特征在于，第一机壳(2)与第二机壳(12)垂直设置，第一机壳(2)水平设置，第二机壳(12)竖直设置，并且第二机壳(12)设置在第一机壳下方。
8.根据权利要求1所述的一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机，其特征在于，从动轮(20)通过从动轮机构设置在第二机壳(12)上，从动轮机构包括从动轮支架(21)和减震座(22)，减震座(22)内设置有弹簧(23)，从动轮支架(21)一端与弹簧(23)接触，另一端伸出减震座(22)，从动轮(20)设置在从动轮支架(21)一端。
9.根据权利要求1所述的一种悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机，其特征在于，所述控制单元包括移动客户端、云端服务器、控制芯片、GPRS系统、嵌入式二维码模块、显示屏；控制芯片内部设置有软件模块，所述控制芯片用于控制打草机行走系统和打草系统完成相应指令动作；所述GPRS系统用于数据通信，完成控制芯片与云端服务器间的信息通讯；所述嵌入式二维码模块与软件模块相连接，移动客户端通过扫描机器显示屏上的二维码进入打草机的云端服务器，从而将指令信息提供给控制芯片；所述显示屏与嵌入式二维码模块及控制芯片相连，显示机器的二维码与实时工作状态、数据。
10.一种基于权利要求3所述的悬挂于高速公路护栏上的自行式打草机的使用方法，包括如下步骤：
步骤1.调节刀具：工作人员将上刀具(1)的第一刀具轴(16)拧入带有管螺纹的第二刀具轴19内，并调整好长度，将螺母拧紧确定第一刀具轴(16)的伸出长度；
步骤2.放置机器：工作人员将打草机放置在护栏上，并将从动轮(20)和主动轮(6)分别压在轨道上；
步骤3.启动系统：打开打草机屏幕开关，屏幕上显示打草机各项状态数据和二维码；
步骤4.进入系统：工作人员通过移动客户端上的APP扫描二维码并输入登录信息进入机器云端服务器；
步骤5.下达工作指令：工作人员通过移动客户端上的APP读取机器的状态数据，如果所有状态正常，则通过APP下达工作指令，机器开始工作；
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