CN108391501A - 一种坐骑式割草机割刀自动升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种坐骑式割草机割刀自动升降装置，升降装置设置在割草器外壳和割草器外壳上盖上，所述割草器外壳内设置有若干滚珠丝杠，滚珠丝杠套设有丝杠副，丝杠副和割草器外壳上盖固定，滚珠丝杠上端穿出割草器外壳上盖并套设同步带轮，同步带轮两侧套设有压缩弹簧，在割草机的下方设置有步进电机，步进电机连接有控制系统，发动机上连接有驱动轮，所述驱动轮和若干同步带轮外环绕同步带；在滚珠丝杠下通过联轴器转动连接有割刀组件。本装置对割刀轴无级调节的高度范围为5‑60mm，适用于对草坪修剪要求较高的场所，调节精度较高且能够提升工作效率，降低劳动强度。

Description

一种坐骑式割草机割刀自动升降装置

技术领域

本发明属于割草机的技术领域，特别是涉及一种用于ZTR割草机刀盘高度的调节装置。

背景技术

随着社会的进步和经济的发展，人们对生存环境的要求也越来越高，城市环境的保护得到越来越多的重视。我国草坪建设也得到了迅速的发展。草坪美化环境，固土护坡，净化空气多种功能已经成为人们的共识。目前对于大型的牧场或者高尔夫球场而言，所使用的割草机都已中小型为主，现以坐骑式零转弯半径(ZTR)割草机作为对象。

但这种刀盘高度调节装置存在一些不足:一是由于刀盘重达几十公斤，手动调节对体力要求高，尤其是对身体弱小的工作人员调节困难；二是调节时割草机必须停止行驶，车轮静止后刹车再一手扳动调节杆，另一只手拔插一字型限位销，不能在工作动态中进行调节，影响工作效率；第三是限位板上只有16个不同的限位孔，相对应的只有16种工作刀盘高度，不能任意高度调节。

申请号为CN201410508784.9的发明专利，割草机上装有脚踏板，通过棘轮与扇齿之间弹簧的预紧力来调节刀盘的高度，由液压助力缸和方向控制阀来提供动力。优点是刀盘调节的范围较高，改善整机通过性，适应凹凸不平草地及高杆杂草的修剪要求。缺点是调节的精度不高、高度不便于控制，在割草作业时脚踏板需一直保持一定的张紧力。

申请号为CN201220214053.X的实用新型专利，通过压缩左、右自锁型空气弹簧的压杆，实现了割草机的割草高度无级调节，克服了电机在工作过程中晃动的问题，无需任何专用工具，安全可靠。但其调节的高度范围较小，且割幅较小，效率较低。

申请号为CN200520125498.0的发明专利适合于坡度在300以下的山地和坡台，割草机可根据工作环境对割草盘的高度、割草倾角随意调整，且割草机机架与割草器可进行拆卸，通过配套相应的作业机具，可进行其他园艺工作。优点是该割草机机结构紧凑、重心低、重量轻、适应性强，应用较广泛。缺点是该割草机为手推式，工作速度较慢，且在较大的草地割草时其割幅过小，效率较低。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题及其不足，本发明提供了一种可对割刀进行自动地无级调节的装置，实现高效地割草作业，降低劳动强度。

为实现上述目的，本发明在不改变现有割草机外壳的基础上对割刀轴以及其他相应装置进行了改进。本发明采用如下的技术方案：

一种坐骑式割草机割刀自动升降装置，其包括同步带轮、同步带、滚珠丝杠、丝杠副和联轴器，其特征在于，若干个所述滚珠丝杠平行设置在割草机外壳内；

每个滚珠丝杠对应套设有一个与之螺纹配合的丝杠副，所述丝杠副不可转动的固定设置在割草机外壳上盖上；

所述滚珠丝杠的上端穿出割草器外壳上盖并套设有所述同步带轮，所述同步带轮两侧均套设有压缩弹簧，所述滚珠丝杠的下端采用所述联轴器连接割刀组件；

所述联轴器与所述割刀组件之间可转动且不可轴向移动；

若干个所述滚珠丝杠上的各个同步带轮之间采用所述同步带连接在一起同步转动，所述同步带轮由步进电机驱动；

所述步进电机驱动所述同步带轮转动时，所述滚珠丝杠的转动使得所述滚珠丝杠下端的联轴器升降，进而使得与联轴器有轴向约束的割刀组件升降；

所述割刀组件由其上的皮带轮驱动转动。

进一步，作为优选，所述联轴器的上端一体设置有联轴器端盖，所述滚珠丝杠的下端通过销轴与所述联轴器端盖固定连接，所述割刀组件的割刀轴的上端通过卡簧被约束于联轴器内，且所述联轴器与所述割刀轴之间设置有推力球轴承以便实现所述联轴器与所述割刀轴之间的相对转动。

进一步，作为优选，所述割刀组件包括割刀轴轴套、割刀轴、法兰盘和刀片，所述法兰盘固定于割草器外壳上，所述法兰盘内采用深沟球轴承设置有割刀轴轴套，所述割刀轴轴套与所述皮带轮通过平键周向固定，所述割刀轴轴套内通过花键套设有所述割刀轴，所述刀片固定在所述割刀轴下端。

进一步，作为优选，所述法兰盘内设置有三个所述深沟球轴承，其中两个深沟球轴承同轴串联设置在所述法兰盘底端，且两个深沟球轴承之间采用轴承隔套隔开设置，另外一个深沟球轴承设置在法兰盘的上端，处于上端的深沟球轴承与处于下端的深沟球轴承之间采用轴承套筒隔开设置，所述法兰盘上设置有沿着径向伸入以便对所述轴承套筒进行紧固的紧固螺钉。

进一步，作为优选，所述割草器外壳通过四个连接板固定于割草机机架的下方。

进一步，作为优选，所述同步带轮为三个，且按“品”字型设置于割草器外壳中，三个皮带轮也按“品”字形设置于割草器外壳中。

进一步，作为优选，所述割草机外壳上盖上设有滑槽，所述滑槽内滑动设置有同步带张紧轮，滑槽两端设置有限位螺栓，所述割草机外壳上盖上还设置有用于改变同步带的方向的导向轮。

进一步，作为优选，各个皮带轮之间采用皮带连接，皮带与皮带轮之间设有两个固定的用于调节皮带方向的导向轮，所述割草器外壳上还设有一个安装于调节辐板上的皮带张紧轮，调节辐板安装于调节辐板座上，所述调节辐板座设置在所述割草器外壳，所述皮带由发动机提供动力。

进一步，作为优选，还包括控制系统，所述控制系统包括PLC控制器，PLC控制器连接有电机控制器，所述电机控制器和所述步进电机连接。

进一步，作为优选，还包括蓄电池，所述蓄电池与发动机连接，所述蓄电池为PLC控制器以及步进电机供电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的步进电机根据坐骑式割草机的发电机作为动力源，带动同步带的旋转可使割刀轴的升降，再结合减速机的高扭矩及自锁功能，实现割刀轴的高度固定。在进行高度调节时，无需中断作业，提高了割草效率，由于割刀轴是自动无级调节，提高了其精确性，并且降低了劳动强度，本发明适用于对草坪修剪要求较高的场所，调节精度较高且能够提升工作效率。

附图说明

图1为装配有本发明的割草机工作状态图。

图2为本发明同步带轮装配示意图。

图3为本发明皮带轮装配示意图。

图4为本发明的整体结构示意图。

图5为本发明升降结构剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种坐骑式割草机割刀自动升降装置，其可对割草机三个刀片518同时实现无级升降调节，由PLC指令进行控制，操作省力、舒适且割草机行进稳定，现以具体实例进行说明。

如图1-5所示，该自动升降装置包括同步带轮201、同步带203、滚珠丝杠206、丝杠副308和联轴器310，若干个所述滚珠丝杠206平行设置在割草机外壳102内，所述割草器外壳102通过其上的四个挂耳105以及四个连接板104固定于割草机机架103的下方；每个滚珠丝杠206对应套设有一个与之螺纹配合的丝杠副308，所述丝杠副308不可转动的固定设置在割草机外壳上盖205上；所述滚珠丝杠206的上端穿出割草器外壳上盖205并套设有所述同步带轮201，同步带轮201通过平键502与滚珠丝杠206固定，所述同步带轮201两侧均套设有压缩弹簧503。

同步带轮201与压缩弹簧503之间用垫片501间隔，此设计可有效解决在割刀轴升降过程中由于同步带203高度不可改变，而同步带轮201会随滚珠丝杠206升降的问题，两个压缩弹簧503可补偿同步带轮201的轴向间隙，使同步带轮201在滚珠丝杠206内进行微小的轴向移动，从而确保三个同步带轮201与同步带203始终处于同一高度。

所述滚珠丝杠206的下端采用所述联轴器310连接割刀组件；所述联轴器310与所述割刀组件之间可转动且不可轴向移动；若干个所述滚珠丝杠206上的各个同步带轮201之间采用所述同步带203连接在一起同步转动，所述同步带轮201由步进电机106驱动；所述步进电机106驱动所述同步带轮201转动时，所述滚珠丝杠206的转动使得所述滚珠丝杠下端的联轴器310升降，进而使得与联轴器310有轴向约束的割刀组件升降；所述割刀组件由其上的皮带轮301驱动转动。

如图2和图5所示，对于联轴器的一种较佳实施例，所述联轴器310的上端一体设置有联轴器端盖309，所述滚珠丝杠206的下端通过销轴504与所述联轴器端盖309固定连接，所述割刀组件的割刀轴509的上端通过卡簧506被约束于联轴器310内，且所述联轴器310与所述割刀轴509之间设置有推力球轴承505以便实现所述联轴器310与所述割刀轴509之间的相对转动。

在本实施例中，如图5所示，升降结构通过法兰盘514与螺栓510的连接固定于割草器外壳102上，在法兰盘514的底端含两个同轴装配且串联的深沟球轴承515，并通过轴承隔套516间隔开，在法兰盘514上端也设有一个深沟球轴承，上下端的轴承通过轴承套筒512隔开，内置于法兰盘514中的紧固螺钉513可对轴承套筒512进行紧固。滚珠丝杠206通过尾端带有开口销约束的长销轴504固定在联轴器端盖309上，而联轴器端盖309依靠螺钉与联轴器310进行紧固，联轴器310内设置的推力球轴承505可用于割刀轴509的高速旋转，并且可承受割一定的轴向载荷。割刀轴509的上端通过卡簧506被约束于联轴器310内，下端伴有花键槽并与相应地割刀轴轴套511相配合连接，割刀轴轴套511与皮带轮301通过平键508周向固定，刀片518通过刀片碟簧519与六角头螺栓517固定在割刀轴的下端。

作为较佳的一种布置方式，如图2所示，所述同步带轮201为三个，且按“品”字型设置于割草器外壳102中，三个皮带轮301也按“品”字形设置于割草器外壳102中。

为了对同步带进行涨紧，保证同步带的驱动可靠性，如图2，所述割草机外壳上盖205上设有滑槽208，所述滑槽208内滑动设置有同步带张紧轮202，滑槽208两端设置有限位螺栓，所述割草机外壳上盖205上还设置有用于改变同步带203的方向的导向轮204。

如图3，各个皮带轮301之间采用皮带304连接，皮带304与皮带轮301之间设有两个固定的用于调节皮带方向的导向轮302，所述割草器外壳102上还设有一个安装于调节辐板306上的皮带张紧轮303，调节辐板306安装于调节辐板座305上，所述调节辐板座305设置在所述割草器外壳102，所述皮带304由发动机101提供动力。

此外，如图1，本发明还包括控制系统，所述控制系统包括PLC控制器108，PLC控制器108连接有电机控制器107，所述电机控制器107和所述步进电机106连接。电机控制器107和PLC控制器108设置在机架103上的竖直架110的控制箱111内，该控制箱111内还设置有蓄电池109，所述蓄电池109与发动机101连接，所述蓄电池为PLC控制器108以及步进电机106供电。

本发明的割刀轴升降与旋转的具体过程为：割草机的内置蓄电池109为PLC108控制器与步进电机106供电，由PLC108发送升降指令给电机控制器107驱动步进电机106的旋转，并由此带动同步带轮201的运转。由于滚珠丝杠206与同步带203为周向固定，且滚珠丝杠副308与割草器外壳上盖205紧固且不可旋转，所以滚珠丝杠206的旋转运动将转变为与之联接的联轴器310的轴向运动。联轴器310又使与之有轴向约束的割刀轴509升降，最终刀片518随割刀轴509上下运动。在割草作业时，由发动机101提供动力给皮带304，带动皮带轮301的旋转。割刀轴轴套511与皮带轮301通过平键508周向固定，且与割刀轴509进行花键连接，花键连接可用于轴向运动且适合高速旋转，所以皮带轮旋转通过割刀轴轴套511传递给割刀轴509，从而实现割刀无级调节的高效割草作业。

本装置对割刀轴无级调节的高度范围为5-60mm，适用于对草坪修剪要求较高的场所，调节精度较高且能够提升工作效率，降低劳动强度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种坐骑式割草机割刀自动升降装置，其包括同步带轮(201)、同步带(203)、滚珠丝杠(206)、丝杠副(308)和联轴器(310)，其特征在于，若干个所述滚珠丝杠(206)设置在割草机外壳(102)内，并且所述滚珠丝杠(206)的轴线垂直于割草机外壳上盖(205)；

每个滚珠丝杠(206)对应套设有一个与之螺纹配合的丝杠副(308)，所述丝杠副(308)不可转动的固定设置在割草机外壳上盖(205)上；

所述滚珠丝杠(206)的上端穿出割草器外壳上盖(205)并套设有所述同步带轮(201)，所述同步带轮(201)两侧均套设有压缩弹簧(503)，所述滚珠丝杠(206)的下端采用所述联轴器(310)连接割刀组件；

所述联轴器(310)与所述割刀组件之间可转动且不可轴向移动；

若干个所述滚珠丝杠(206)上的各个同步带轮(201)之间采用所述同步带(203)连接在一起同步转动，所述同步带轮(201)由步进电机(106)驱动；

所述步进电机(106)驱动所述同步带轮(201)转动时，所述滚珠丝杠(206)的转动使得所述滚珠丝杠下端的联轴器(310)升降，进而使得与联轴器(310)有轴向约束的割刀组件升降；

所述割刀组件由其上的皮带轮(301)驱动转动。

2.根据权利要求1所述的一种坐骑式割草机割刀自动升降装置，其特征在于：所述联轴器(310)的上端一体设置有联轴器端盖(309)，所述滚珠丝杠(206)的下端通过销轴(504)与所述联轴器端盖(309)固定连接，所述割刀组件的割刀轴(509)的上端通过卡簧(506)被约束于联轴器(310)内，且所述联轴器(310)与所述割刀轴(509)之间设置有推力球轴承(505)以便实现所述联轴器(310)与所述割刀轴(509)之间的相对转动。

3.根据权利要求1所述的一种坐骑式割草机割刀自动升降装置，其特征在于：所述割刀组件包括割刀轴轴套(511)、割刀轴(509)、法兰盘(514)和刀片(518)，所述法兰盘(514)固定于割草器外壳(102)上，所述法兰盘(514)内采用深沟球轴承(515)设置有割刀轴轴套(511)，所述割刀轴轴套(511)与所述皮带轮(301)通过平键(508)周向固定，所述割刀轴轴套(511)内通过花键套设有所述割刀轴(509)，所述刀片(518)固定在所述割刀轴(509)下端。

4.根据权利要求3所述的一种坐骑式割草机割刀自动升降装置，其特征在于：所述法兰盘(514)内设置有三个所述深沟球轴承(515)，其中两个深沟球轴承(515)同轴串联设置在所述法兰盘(514)底端，且两个深沟球轴承(515)之间采用轴承隔套(516)隔开设置，另外一个深沟球轴承(515)设置在法兰盘(514)的上端，处于上端的深沟球轴承(515)与处于下端的深沟球轴承(515)之间采用轴承套筒(512)隔开设置，所述法兰盘(514)上设置有沿着径向伸入以便对所述轴承套筒(512)进行紧固的紧固螺钉(513)。

5.根据权利要求1所述的一种坐骑式割草机割刀自动升降装置，其特征在于：所述割草器外壳(102)通过四个连接板(104)固定于割草机机架(103)的下方。

6.根据权利要求1所述的一种坐骑式割草机割刀自动升降装置，其特征在于：所述同步带轮(201)为三个，且按“品”字型设置于割草器外壳(102)中，三个皮带轮(301)也按“品”字形设置于割草器外壳(102)中。

7.根据权利要求1所述的一种坐骑式割草机割刀自动升降装置，其特征在于：所述割草机外壳上盖(205)上设有滑槽(208)，所述滑槽(208)内滑动设置有同步带张紧轮(202)，滑槽(208)两端设置有限位螺栓，所述割草机外壳上盖(205)上还设置有用于改变同步带(203)的方向的导向轮(204)。

8.根据权利要求1所述的一种坐骑式割草机割刀自动升降装置，其特征在于：各个皮带轮(301)之间采用皮带(304)连接，皮带(304)与皮带轮(301)之间设有两个固定的用于调节皮带方向的导向轮(302)，所述割草器外壳(102)上还设有一个安装于调节辐板(306)上的皮带张紧轮(303)，调节辐板(306)安装于调节辐板座(305)上，所述调节辐板座(305)设置在所述割草器外壳(102)，所述皮带(304)由发动机(101)提供动力。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种坐骑式割草机割刀自动升降装置，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括PLC控制器(108)，PLC控制器(108)连接有电机控制器(107)，所述电机控制器(107)和所述步进电机(106)连接。

10.根据权利要求9所述的一种坐骑式割草机割刀自动升降装置，其特征在于：还包括蓄电池(109)，所述蓄电池(109)与发动机(101)连接，所述蓄电池为PLC控制器(108)以及步进电机(106)供电。