CN109640622A - 手扶式工作机器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种工作机器，例如割草机(100)，其包括驱动马达(102)、轮子(110)和置于所述驱动马达和所述轮子之间的离合器组件(104)，所述离合器组件能够在连接配置和分离配置之间移动，在所述连接配置中，所述离合器组件与所述驱动马达的输出连接，用于将动力从所述驱动马达传递到所述轮子，在所述分离配置中，所述离合器组件与所述驱动马达的输出分离，还包括控制组件，所述控制组件能操作为同时启动所述驱动马达和将所述离合器组件从所述分离配置移动到所述连接配置。

Description

手扶式工作机器
本发明涉及一种手扶式(walk behind)工作机器，例如割草机。
在现有的手扶式工作机器(例如割草机)中提供自推进功能通常是昂贵且复杂的，因为需要从主马达向实用部件(例如切割刀片)传输动力的复杂的传动机构以及需要将主马达输出的驱动扭矩分配到运动部件(如驱动轮)的复杂的传动装置。此外，由于传动和传输装置的阻力，手动移动的手扶式工作机器需要使用者付出很多努力。
因此，本发明的一个目的是提供一种手扶式工作机器，其中减轻了上述缺点或者至少为行业和公众提供了有用的替代方案。
根据本发明的第一方面，提供一种手扶式工作机器，包括驱动马达，至少一个轮子，以及离合器组件，所述离合器组件置于所述驱动马达和所述轮子之间，其中所述离合器组件能够在连接配置和分离配置之间移动，在所述连接配置中，所述离合器组件与所述驱动马达的输出连接，以将动力从所述驱动马达传递到所述至少一个轮子，并且在所述分离配置中，所述离合器组件与所述驱动马达的所述输出分开，其特征在于，还包括控制组件，所述控制组件可操作为同时启动所述驱动马达和将所述离合器组件从所述分离配置移动到所述连接配置。
根据本发明的第二方面，提供一种手扶式工作机器，包括驱动马达，至少一个轮子，齿轮，所述齿轮与所述至少一个轮子可操作地相关联用于驱动所述至少一个轮子，以及，离合器组件，所述离合器组件置于所述驱动马达和所述齿轮之间，其特征在于，所述离合器组件包括具有第一斜面的第一构件和具有第二斜面的第二构件，其中所述第一构件与连接所述驱动马达的输出的轴接合并能够绕所述轴旋转，其中所述第二构件能够在分离位置和连接位置之间移动，在所述分离位置，所述第二构件与所述齿轮分离，在所述连接位置，所述第二构件与所述齿轮连接，以将动力从所述驱动马达传递到所述至少一个轮子，并且其中当所述第一构件围绕所述轴在第一旋转方向上旋转时，所述第一构件适于将所述第二构件从所述分离位置移动到所述连接位置。
现在将参考附图仅通过示例的方式描述根据本发明的实施方式的割草机，其中：
图1是根据本发明的第一实施方式的割草机的局部剖视图；
图2是图1所示的割草机的离合器组件和马达处于第一配置的透视图；
图3是图2所示的离合器组件的局部剖视图；
图4是图2所示的离合器组件和马达处于第二配置的透视图；
图5是图4所示的离合器组件的局部剖视图；
图6是根据本发明的第二实施方式的割草机的离合器组件的透视图，其中所述离合器组件处于分离配置。
图1中示出了根据本发明第一实施方式的割草机(作为一种手扶式工作机器)的局部剖视图，并且通常表示为100。割草机100包括驱动马达102，其具有离合器组件104，驱动马达102和离合器组件104形成紧凑型齿轮箱马达组件105。齿轮箱马达组件105的输出与齿轮(pinion)106固定接合，以围绕纵向轴线RR同时旋转运动(见图2-5)。齿轮106的外齿轮齿107与割草机100的后轮110的内齿轮齿108啮合。离合器组件104置于驱动马达102和后轮110之间。通过这种布置，当离合器组件104与驱动马达102连接，并且当驱动马达102启动时，驱动马达102将驱动齿轮106转动，从而驱动后轮110转动以移动割草机100。紧凑型齿轮箱马达组件105(包括驱动马达102和离合器组件104)直接安装到与后轮110连接的轴上。
割草机100具有用于驱动实用部件，例如切割刀片(未示出)的第二马达(未示出)。驱动马达102和第二马达的操作可以独立地控制。
图2和图3示出了紧凑型齿轮箱马达组件105(包括驱动马达102和离合器组件104)，其中离合器组件104处于分离配置，在该配置中，离合器组件104不与驱动马达102连接。
紧凑型齿轮箱马达组件105还包括拉线112，拉线112在纵向端部与滑动构件114连接，并且在相对的纵向端部具有操作杆(未示出)，该操作杆可由用户手动操作以选择性地拉动或释放拉线112，以使得拉线112沿其长度移动。滑动构件114的纵向端部与拉线112连接，并且滑动构件114的相对的纵向端部与离合器弹簧116连接，离合器弹簧116又连接到环形齿轮锁定构件118。环形齿轮锁定构件118还连接到预张紧的复位弹簧120。
当离合器组件104处于分离配置时，如图2和3所示，拉线112处于释放位置，拉线112被复位弹簧120偏置。滑动构件114相对于微动开关122处于非操作位置，微动开关122与驱动马达102可操作地相关联。当滑动构件114处于非操作位置时，驱动马达102停止(即未启动)。另外，当离合器组件104处于分离配置时，环形齿轮锁定构件118不与环形齿轮126的棘爪124连接(环形齿轮126与驱动马达102的输出轴连接)，使得齿轮106(以及因此后轮110)可相对于驱动马达102的输出轴自由旋转。然后，使用者可以拉动或推动割草机100，而不涉及驱动马达102的任何齿轮和传动机构。
当拉线112沿图2和图3中箭头A所示的方向，即远离齿轮106，并且克服复位弹簧120的预张紧力被拉动，滑动构件114被拉动以沿箭头A所示的相同方向移动到图4和图5所示的位置，以作用在微动开关122上以完成电路，从而启动驱动马达102。这样，离合器弹簧116被拉伸，并且还抵抗并克服复位弹簧120的预张紧力将环形齿轮锁定构件118拉动到图4和图5所示的位置。在该位置，环形齿轮锁定构件118容纳在与驱动马达102的输出轴连接的环形齿轮126的棘爪124内，使得环形齿轮锁定构件118和环形齿轮126接合以绕轴线R-R同时旋转运动，因此离合器组件104处于连接配置。驱动马达102的操作引起环形齿轮126的旋转，继而引起环形齿轮锁定构件118的旋转并因此引起齿轮106的旋转。因此，后轮110由驱动马达102驱动。因此可以看出，当处于连接配置时，离合器组件104将动力从驱动马达102传递到后轮110。
当使用者释放拉线112时，拉线112在离合器弹簧116的作用下返回到如图2和3所示的位置，滑动构件114同时沿箭头B所示的方向(与图2和图3中的箭头A所示的方向相反)移动返回到图2和图3所示的非操作位置，从而断开电路，切断微动开关122，并且停用驱动马达102。紧凑型齿轮箱马达组件105由此返回到如图2和3所示的配置，并且离合器组件104返回到分离配置。由于复位弹簧116的预张紧力，离合器组件104朝向分离配置偏置。
可以看出，通过沿其长度选择性地拉动和释放拉线112来控制离合器组件104与齿轮106的连接和离合器组件104与齿轮106的分离。更具体地，通过拉动拉线112以沿着其长度沿图2和图3中的箭头A所示的方向移动它，可以同时激活驱动马达102并将离合器组件104从分离配置移动到连接配置；并且通过释放拉线112以允许其沿图4和5中箭头B所示的方向沿其长度方向移动，可以同时停用驱动马达102并使离合器组件104从连接配置移动到分离配置。虽然到目前为止在上下文中讨论了滑动构件114可由拉线112致动以在其操作位置和操作位置之间移动，但是可以设想拉线112(其用作致动器)可以由其他合适的机械和/或电动致动器替换，例如螺线管。
图6示出了根据本发明第二实施方式的适用于割草机(作为一种手扶式工作机器)的紧凑型齿轮箱马达组件205和齿轮206。紧凑型齿轮箱马达组件205包括驱动马达202和离合器组件204。齿轮箱马达组件205的输出与齿轮206固定接合，以同时围绕纵向轴线TT旋转运动。齿轮206的外齿轮齿207与割草机的后轮(未示出)的内齿轮齿啮合。通过这种布置，当离合器组件204与齿轮206连接时，并且当驱动马达202被启动时，驱动马达202将驱动齿轮206旋转，从而驱动后轮旋转以移动割草机。紧凑型齿轮箱马达组件205(即带有离合器组件204的驱动马达202)直接安装在与后轮连接的轴上。离合器组件204置于驱动马达202和后轮之间。
在紧凑型齿轮箱马达组件205的远离驱动马达202的远端附近是可旋转盘208，其具有背向驱动马达202的斜面210。可旋转盘208与轴212接合，轴212与驱动马达202的输出连接并从其接收动力。当驱动马达202启动时，可旋转盘208可绕轴212旋转。然而，可旋转盘208不能相对于轴212轴向移动。
滑动盘214被接收在轴212上，用于相对于轴212并沿着轴212的长度滑动。然而，滑动盘214不与轴212接合以同时旋转运动。滑动盘214具有两个相对的主表面。在滑动盘214的面向可旋转盘208的第一主表面上是斜面216，斜面216相对于可旋转盘208的斜面210互补地成形。多个齿218从滑动盘214的第二主表面延伸，所述第二主表面朝向齿轮206并且背向可旋转盘208，并因此与滑动盘214的第一主表面相对。齿轮206与盘220固定接合以同时旋转运动。盘220具有多个齿219，齿219远离齿轮206并因此朝向滑动盘214的齿218延伸。齿218与滑动盘214固定接合，并且齿219与盘220固定接合。齿218、219的尺寸和构造设计成彼此接合(啮合)，以便围绕轴212(和轴线T-T)同时旋转。
通过这种布置，滑动盘214可在连接位置和分离位置之间移动，在所述连接位置，滑动盘214的齿218与盘220的齿219接合(啮合)，以允许可旋转盘208、滑动盘214和齿轮206同时围绕轴线T-T旋转，所述轴线T-T平行于轴212(使得来自驱动马达202的动力可传递到齿轮206和与其连接的轮子)，在所述分离位置，滑动盘214的齿218离开盘220的齿219(并因此与其脱离)，从而允许轮子自由地并且独立于轴212旋转。至少一个弹簧(并且优选多个弹簧)(未示出)位于滑动盘214的第二主表面和盘220之间并与之接合，以使滑动盘214朝向分离位置偏置并远离与齿轮206固定接合的盘220。当滑动盘214处于连接位置时，离合器组件204处于连接配置；并且当滑动盘214处于分离配置时，离合器组件204处于分离配置。当滑动盘214处于分离位置时，滑动盘214最靠近可旋转盘208；并且当滑动盘处于连接位置时，滑动盘214离可旋转盘208最远。
可以看出，在可旋转盘208的斜面210的端部设置有突起210a，突起210a指向，接触并作用在滑动盘214上，并且在滑动盘214的斜面216的端部设置有突起216a，突起216a指向，接触并作用在可旋转盘208上。更具体地，在滑动盘214在连接位置和分离位置之间移动期间，突起210a在斜面216上相对于斜面216滑动，突起216a在斜坡表面210上相对于斜面210滑动。斜面210、216彼此面对并且彼此互补地成形和配置，例如，倾斜的方向相同，长度相同。
图6示出处于分离配置的离合器组件204和处于分离位置的滑动盘214，其中驱动马达202未被启动并且滑动盘214与齿轮206分离。滑动盘214的齿218离开盘220的齿219，因此盘220和齿轮206可相对于轴212自由旋转。因此，使用者可以拉动或推动安装有紧凑型齿轮箱马达组件205的割草机，不涉及驱动马达202的任何齿轮和传动机构。
当驱动马达202被启动时，驱动马达202驱动轴212沿顺时针方向旋转(从驱动马达202的端部看，如图6所示的方向C)，从而引起可旋转盘208在相同的旋转方向上旋转。在可旋转盘208沿该旋转方向旋转期间，可旋转盘208的突起210a在滑动盘214的斜面216上相对于斜面216滑动；并且滑动盘214的突起216a也在可旋转盘208的斜面214上相对于斜面214滑动。通过这种布置，突起210a推动滑动盘214沿平行于轴212的路径轴向移动，特别是沿轴212移动，远离可旋转盘208并朝向盘220，并抵抗置于滑动盘214和盘220之间的弹簧的偏置力，直到离合器机构204到达连接配置，在该连接配置中，滑动盘214的齿218可释放地与盘220的齿219接合(啮合)。
当离合器机构204处于连接配置时，可旋转盘208的斜面210的突起210a邻接并作用在滑动盘214的斜面216的突起216a上，并且滑动盘214的齿218与盘220的齿219啮合，使得可旋转盘208、轴212、滑动盘214、盘220和齿轮206全部彼此连接，以便绕轴线T-T(其平行于轴212)同时沿顺时针方向旋转。因此，来自驱动马达202的动力经由离合器组件204传递到齿轮206，以驱动与齿轮206连接的轮子。
在驱动马达202停用时，例如，当用户关闭电源时，位于滑动盘214和盘220之间的弹簧推动滑动盘214沿轴212远离盘220并朝向可旋转盘208移动，直至滑动盘214处于分离位置，在该位置，滑动盘214的齿218与盘220的齿219分离。在滑动盘214朝向可旋转盘208移动期间，滑动盘214的突起216a在可旋转盘208的斜面210上相对于斜面210a滑动，并且可旋转盘208的突起210a也在滑动盘214的斜面216上相对于斜面216滑动，从而使可旋转盘208围绕轴212沿逆时针方向旋转(从驱动马达202的端部看，如图6所示的C方向)，直到可旋转盘208返回到图6所示的位置。滑动盘214因此返回至分离位置，离合器组件204也返回至分离配置。
还应该理解的是，为了清楚起见，在单独的实施方案的上下文中描述的本发明的某些特征可以在单个实施方案中组合提供。相反，本发明的各种为了简洁起见而在单个实施方式中描述的特征也可以单独提供或以任何适当的子组合提供。

Claims (15)

1.一种手扶式工作机器(100)，包括：
驱动马达(102)，
至少一个轮子(110)，以及
离合器组件(104)，所述离合器组件(104)置于所述驱动马达和所述轮子之间，
其中，所述离合器组件能够在连接配置和分离配置之间移动，在所述连接配置中，所述离合器组件与所述驱动马达的输出连接，以将动力从所述驱动马达传递到所述至少一个轮子，并且在所述分离配置中，所述离合器组件与所述驱动马达的所述输出分开，
其特征在于，还包括控制组件，所述控制组件能操作为同时启动所述驱动马达和将所述离合器组件从所述分离配置移动到所述连接配置。
2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述控制组件包括机械的或电动的致动器(112)，所述致动器(112)能操作为使致动构件(114)沿第一方向移动以作用在开关(122)上，以启动所述驱动马达。
3.根据权利要求2所述的机器，其特征在于，所述致动构件能够沿与所述第一方向相反的第二方向移动，以作用在所述开关上，以使所述驱动马达停用。
4.根据权利要求2或3所述的机器，其特征在于，所述机械的或电动的致动器是拉线或螺线管。
5.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述离合器组件安装到与所述至少一个轮子连接的轴上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述离合器组件包括锁定构件(118)，当所述离合器组件处于所述连接配置时，所述锁定构件(118)与环形齿轮(126)接合，所述环形齿轮与所述驱动马达的输出连接，由此允许所述锁定构件和所述环形齿轮同时旋转运动。
7.根据权利要求6所述的机器，其特征在于，当所述离合器组件处于所述连接配置时，所述锁定构件的至少一部分容纳在所述环形齿轮的棘爪(124)内。
8.一种手扶式工作机器，包括：
驱动马达(202)，
至少一个轮子，
齿轮(206)，所述齿轮(206)与所述至少一个轮子可操作地相关联用于驱动所述至少一个轮子，以及
离合器组件(204)，所述离合器组件(204)置于所述驱动马达和所述齿轮之间，
其特征在于，所述离合器组件包括：
具有第一斜面(210)的第一构件(208)，和
具有第二斜面(216)的第二构件(214)，
其中，所述第一构件与连接所述驱动马达的输出的轴(212)接合并能够绕所述轴(212)旋转，
其中，所述第二构件能够在分离位置和连接位置之间移动，在所述分离位置，所述第二构件与所述齿轮分离，在所述连接位置，所述第二构件与所述齿轮连接以将动力从所述驱动马达传递到所述至少一个轮子，并且
其中，当所述第一构件围绕所述轴在第一旋转方向上旋转时，所述第一构件适于将所述第二构件从所述分离位置移动到所述连接位置。
9.根据权利要求8所述的机器，其特征在于，当所述第一构件在所述第一旋转方向上绕所述轴旋转时，所述第一构件的第一滑动部分(210a)在所述第二构件的所述第二斜面上并相对于所述第二斜面滑动，以将所述第二构件从所述分离位置移动到所述连接位置。
10.根据权利要求8或9所述的机器，其特征在于，当所述第二构件从所述连接位置移动到所述分离位置时，所述第二构件的第二滑动部分(216a)在所述第一构件的所述第一斜面上并相对于所述第一斜面滑动，以使所述轴沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的机器，其特征在于，所述第二构件能够在所述分离位置和所述连接位置之间沿基本平行于所述轴的路径轴向移动。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的机器，其特征在于，当所述第二构件处于所述连接位置时，所述第二构件与所述齿轮啮合，以允许所述第一构件、所述第二构件和所述齿轮在所述第一旋转方向上围绕所述轴同时旋转。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的机器，其特征在于，当所述第二构件处于所述分离位置时，所述至少一个轮子相对所述轴能自由旋转。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的机器，其特征在于，所述第二构件具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面，其中所述第二斜面在所述第一主表面上，并且其中至少第一接合构件(218)从所述第二主表面延伸。
15.根据权利要求14所述的机器，其特征在于，所述齿轮与至少一个第二接合构件(219)固定接合，其中，当所述第二构件处于所述连接位置时，所述第一接合构件与所述第二接合构件可释放地接合，以使所述第二构件与所述齿轮接合以便同时旋转。
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