CN110636754A - 速度控制组件 - Google Patents

Abstract

一种割草机，包括：手柄组件；能够相对于手柄组件移动的握把；可操作以基于握把相对于手柄组件的位置产生输出信号的传感器；驱动组件；以及联接到传感器和驱动组件的控制器。控制器接收输出信号，并根据输出信号控制驱动组件。

Description

速度控制组件

相关申请的交叉引用

申请要求于2017年6月23日提交的共同待决的美国临时专利申请No.62/524,179的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及速度控制系统，并且更具体地，涉及用于草地割草机的速度控制系统。

发明内容

在一方面，本发明提供一种割草机，该割草机包括手柄组件；能够相对于手柄组件移动的握把；可操作以基于握把相对于手柄组件的位置产生输出信号的传感器；驱动组件；以及联接到传感器和驱动组件的控制器。控制器接收输出信号，并根据输出信号控制驱动组件。

在另一方面，本发明提供一种割草机，该割草机包括上臂；联接到上臂的横向构件；以及联接到横向构件和上臂的壳体。割草机还包括至少部分地接收在壳体内的握把。握把能够相对于壳体移动。偏置构件使握把偏置，并且该偏置构件至少部分地位于壳体内。传感器位于壳体内，并且传感器基于握把相对于壳体的位置产生控制信号。割草机还包括控制器，该控制器接收控制信号并基于该控制信号操作割草机。

在另一方面，本发明提供了一种割草机，该割草机包括：限定手柄枢轴的平台；驱动系统；联接到该平台并且能够绕手柄枢轴相对于平台旋转的手柄构件；联接到手柄构件的下臂；伸缩地联接到下臂的上臂；和速度控制组件。速度控制组件包括联接到上臂的壳体和至少部分地接收在壳体内并且能够相对于上臂移动的握把。速度控制组件还包括位于壳体内的传感器。传感器检测握把相对于上臂的位移并产生控制信号。控制器接收控制信号并基于该控制信号来操作驱动系统。

通过考虑以下详细描述和附图，本发明的其他特征和方面将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的包括速度控制组件的草地割草机的透视图。

图2是沿图1所示的线2-2截取的图1的草地割草机的局部剖视图。

图3是图1的草地割草机和速度控制组件的正视图。

图4A是沿图3所示的线4A-4A截取的速度控制组件的剖视图，示出了在第一位置的速度控制组件的握把。

图4B是沿图3所示的线4A-4A截取的速度控制组件的另一剖视图，示出了在第二位置的速度控制组件的握把。

图5是根据本发明的另一个实施例的速度控制组件的透视图。

图6是根据本发明的另一个实施例的速度控制组件的透视图。

图7是根据本发明的另一个实施例的速度控制组件的正视图。

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解，本发明的应用不限于在以下描述中阐述或在附图中示出的构造和部件的布置的细节。本发明能够具有其他实施例并且能够以各种方式被实践或执行。此外，应当理解，本文所使用的措词和术语是出于描述的目的，而不应被认为是限制性的。

具体实施方式

图1和图2示出了草地割草机10，其包括手柄组件14，该手柄组件枢转地联接到支撑驱动系统组件22(图2)的主体18。驱动系统22包括例如由接收在主体18内的电池组80供电的电动机24。电动机24驱动一组轮26，该组轮26支撑主体18以在表面上移动。在所示的实施例中，后轮26由驱动系统22驱动，但是替代的实施例包括前轮和后轮由驱动系统22驱动。传动装置联接到电动机24以减小来自电动机24的转速并将电动机扭矩传递到轮26。割草机10还包括切割元件28，切割元件28旋转地支撑在位于主体18下方的割草机平台20上。切割元件28最终由电动机24驱动。在替代实施例中，切割元件28可以由与驱动轮26的电动机分开的电动机驱动。如下文更详细地描述，割草机10还包括控制驱动系统22的操作的速度控制组件30。更具体地，速度控制组件30基于用户的步行速度(walking pace)来自动控制草地割草机10的地面行进速度。

继续参考图1和图2，手柄组件14枢转地联接到主体18，使得手柄组件14可以在相对于主体18的离散位置之间旋转。手柄组件14包括一对下臂35和一对上臂32。一对上臂32包括可操作以沿第一纵轴433平移的第一上臂33和可操作以沿第二纵轴434平移的第二上臂34。在所示的实施例中，第一纵轴433平行于第二纵轴434。手柄组件14还包括横向构件62，该横向构件62在第一上臂33和第二上臂34之间横向地延伸，以特别是提供对于手柄组件14的侧向支撑。在所示实施例中，横向构件62在第一上臂33的上端33a处与上臂32成一体，并与第二上臂34的上端34a成一体。特别地，在第一上臂33和横向构件62的连接处形成第一拐角63，并且在第二上臂34和横向构件62的连接处形成第二拐角64。在其他实施例中，横向构件62可移除地联接到一对上臂32。该对上臂32通过第一调节连接器44和第二调节连接器由一对下臂35伸缩地接收。换句话说，用户可以经由连接器44、45调节上臂32远离下臂35延伸的距离。

一对下臂35包括第一下臂36和第二下臂37。第一下臂36联接到第一偏移臂手柄构件39，并且第二下臂37联接到第二偏移臂手柄构件40。第一偏移臂39绕第一手柄枢轴441枢转地联接到割草机平台20的第一支架41。同样，第二偏移臂40绕第二手柄枢轴442枢转地联接到割草机平台20的第二支架42。手柄组件14还包括锁定机构38，该锁定机构38联接到一对下臂35，以将手柄组件14可释放地保持在相对于主体18的各个枢转位置。换句话说，锁定机构38可操作以相对于主体18将手柄组件14固定在各个位置(例如，存储位置、竖直位置、小角度位置、大角度位置等)。

参考图3，速度控制组件30包括具有握持部50和一对握把腿54的U形握把46，一对握把腿54包括第一握把腿55和第二握把腿56。握持部50大致平行于横向构件62定向，并且握持部50延伸横向构件62的整个宽度。第一握把腿55可滑动地联接到第一上臂33，并且第二握把腿56可滑动地联接到第二上臂34。这样，握把46可相对于手柄组件14移动。提钩(bail)控制器57也位于握把46上。

继续参考图2-3，速度控制组件30还包括第一壳体60和第二壳体61。第一壳体60和第二壳体61均形成为蛤壳形壳体，其部分地包围握把46和手柄组件14，并且两个壳体60、61均联接到横向构件62。特别地，第一握把腿55部分地被第一壳体60接收，并且第二握把腿56部分地被第二壳体61接收。第一壳体60联接到手柄组件14的第一拐角63，并且第二壳体61联接到手柄组件14的第二拐角64。换句话说，U形握把46部分地被接收在第一壳体60和第二壳体61内。

参考图4A，握把46的腿54伸缩地联接到上臂32。具体地，第一握把腿55接收在第一壳体60的中空部分58内，使得握把46可相对于第一上臂33沿第一纵轴433线性位移(例如，可滑动)。以类似的方式，第二握把腿56接收在第二壳体61的中空部分内，使得握把46可相对于第二上臂34沿第二纵轴434线性位移。特别地，杆59从第一握把46延伸到第一上臂33。在替代实施例中，上臂32被接收在相应的握把腿54的中空部分内(或者反之亦然)，而握把46保持可相对于一对上臂32线性位移。

图4A和4B示出了第一壳体60、握把46和横向构件62的剖面。握把46至少部分地接收在第一壳体60内并且联接到传感器66。偏置构件84位于第一壳体60内，并沿第一纵轴433偏置握把46。具体地，偏置构件84位于握把46和手柄组件14之间。在所示的实施例中，偏置构件84为线性弹簧元件。特别地，偏置构件84作用在握把46和上臂32上，以将握把46从横向构件62推向延伸的第一位置(图4A)。类似地，握把46可克服偏置构件84的偏置而朝着横向构件62移动到压缩的第二位置(图4B)。

参考图3、图4A和图4B，速度控制组件30还包括位于第一壳体60内的感测装置(例如，传感器66)。传感器66例如由邻近握把46的腿54中的一个的横向构件62支撑。传感器66检测和/或测量握把46相对于横向构件62(和上臂32)的位移。在所示的实施例中，传感器66是光学编码器阵列。在替代实施例中，感测装置66是接近传感器、线性电位计、旋转电位计、磁换能器、霍尔效应传感器、光伏传感器、电容传感器、数字位置编码器、换能器或其他类似的传感器。在另外的替代实施例中，传感器66可以是电开关，其响应于握把46相对于横向构件62移动到预定位置而打开和关闭。用于测量握把46相对于横向构件62和主体18的位移的任何合适的感测装置均被认为是本发明的一部分。例如，感测装置可以检测用户在握把46上的力，这关于图7更详细地进行描述。

参考图2，传感器66与具有存储器74和处理器78的控制器70(例如，驱动系统控制器、电动机控制器等)电连接。具体地，传感器66产生由控制器70接收的电输出信号(即，控制信号)。来自传感器66的输出信号基于速度控制组件30的位置。更具体地，输出信号基于握把46相对于手柄组件14的位置。控制器70的存储器74存储软件，该软件说明由从传感器66接收的输出信号确定的用于驱动系统22的操作参数。特别地，控制器70的处理器78基于来自传感器66的控制输出信号来执行该软件以控制驱动系统22的功能(例如，驱动系统22驱动轮26的速度和/或方向)。换句话说，控制器70接收来自传感器66的输出信号，并根据该输出信号控制驱动系统组件22的速度。在一个示例中，驱动系统控制器70将测量控制信号随时间的变化作为输入，以改变驱动系统22驱动轮26的速度和/或方向。来自传感器66的输出信号随握把46相对于横向构件62的移动而变化。换句话说，传感器66产生与握把46相对于横向构件62或手柄组件14的其他合适部分的位移的大小成比例的控制输出信号(例如，模拟信号或数字信号)。替代地，当感测装置是电开关时，包含该开关的电路可以打开或关闭，从而启用或停用电动机24。

传感器66位于第一壳体60内，在偏置构件84下方。传感器66的第一部分66a相对于手柄组件14固定，并且传感器66的第二部分66b联接到第一握把腿。换句话说，第二部分66b固定于在第一握把腿55内形成的凹部88内，并且当握把46沿第一纵轴433平移时，第二部分66b可与握把46一起移动。这样，第二部分66b可相对于传感器66的第一部分66a移动。

参考图4A，握把46处于第一位置。即，弹簧元件84未被压缩，并且感测装置66不被致动。在第一位置，突片66b位于感测装置66的一端，并且割草机10被控制为不具有地面速度。参考图4B，握把46处于第二位置，该第二位置对应于最大地面速度操作。即，弹簧元件84被完全压缩并且感测装置66被完全致动。在第二位置，割草机10被控制为具有最大地面速度，并且突片66b处于完整的致动距离D1，其指示弹簧元件84的最大压缩。

在操作中，握把46在延伸的第一位置(图4A)和压缩的第二位置之间移动，在延伸的第一位置中控制信号不致动驱动系统22来驱动轮26，在压缩的第二位置中控制信号致动驱动系统22来驱动轮26。由驱动系统22驱动轮26的速度由握把46相对于手柄组件14(例如，横向构件62)的压缩来确定。换句话说，草地割草机10的地面行进速度由在用户步行时用户推动握把46而产生的压缩量确定。更具体地，握把46在第一位置之间移动，在该第一位置中，握把46定位在从握持部50到横向构件62测量的第一长度L1处。在所示的实施例中，第一长度L1与驱动系统22的停用(即，零地面行进速度)一致。当握把46移动到第二位置时，握把46设置在从握持部50到横向构件62测量的第二长度L2处。传感器66检测握把46的位移并产生输出控制信号，该输出控制信号最终致动驱动系统22以与用户的步行速度相匹配的速度驱动轮26。完整的致动距离D1被限定为第一长度L1和第二长度L2之差。在第一位置和第二位置之间，驱动系统22可以以可变速度驱动轮26，该可变速度与握把46已经移位的致动距离D1的百分比成比例。例如，如果握把46在第一位置和第二位置之间移动一半，则驱动系统22以预定速度的一半驱动轮26。

响应于握把46相对于手柄组件14移动，输出电信号由突片66b相对于传感器66的第一部分66a移动产生。换句话说，传感器66测量握把46抵靠弹簧元件84的位移，以便判定用户的期望速度。来自传感器66的输出信号被驱动系统控制器70接收和处理，并且控制器70驱动电动机24以对应的速度驱动轮26。用户施加在握把46上的力的增加导致握把46进一步压缩弹簧84并且使突片66b相对于第一部分66a进一步移动。这种平移的增加将改变来自传感器66的输出信号，以请求增加对电动机24的功率并且请求割草机10具有更大的速度。

参考图5，根据本发明的另一个实施例的速度控制组件130联接到对应的手柄组件114。速度控制组件130和手柄组件114与图1-3中所示的速度控制组件30和手柄组件14相似，并且共同的元件将具有相同的附图标记加上“100”。如图5所示，速度控制组件130还包括支撑构件182，该支撑构件182在握把146和横向构件162之间延伸，并且可与握把146一起相对于横向构件162移动。在该实施例中，感测装置166A可以被中心支撑在横向构件162上，以由支撑构件182致动。在这种配置中，感测装置166A可以是“柱塞式”传感器，其在支撑构件182沿着第一纵轴433和第二纵轴434相对于横向构件162位移时(即，当握把146在致动之后位移时)被致动。替代地，如上所述并如图3所示，感测装置166B可以是“滑动式”传感器，其被支撑在横向构件162的端部之一处，并且通过连接到臂132的横向构件162和握把146之间的相对移动而被致动。

图6示出了根据本发明的又一个实施例的速度控制组件230，其联接了对应的手柄组件214。速度控制组件230和手柄组件214与图1-3或图5所示速度控制组件30、130和手柄组件14、114相似，并且共同的元件将具有与图1-3所示的实施例相同的附图标记加上“200”。速度控制组件230包括枢转地联接到手柄组件214的横向构件262和/或臂234的握把246。通过从图6的参考系绕第一握把枢轴455和第二握把枢轴456沿顺时针方向将握把246从第一位置(以阴影线示出)枢转到第二位置(示出为无阴影线)来致动感测装置266。换句话说，感测装置266检测握把246的枢转旋转量。类似于上述速度控制组件30，握把246被偏置构件(例如，扭力弹簧)朝向第一位置偏置。在另外的替代实施例中，感测装置266是扭矩传感器，以测量用户施加在握把246上的扭矩量。

图7示出了根据本发明的另一实施例的速度控制组件330，该速度控制组件330联接到对应的手柄组件314。速度控制组件330和手柄组件314与图1-3、图5或图6所示的速度控制组件30、130、230和手柄组件14、114、214相似，并且共同的元件将具有与图1-3所示的实施例相同的附图标记加上“300”。速度控制组件330包括联接到手柄组件314的一对上臂332的握把346。在该实施例中，握把346仅可少量地相对于手柄组件314的上臂332移动。感测装置366是压力或力敏感装置(即，力传感器)，其检测用户沿手柄组件314的方向(例如，图7中向下)施加到握把346的力F。

尽管已经参考某些优选实施例详细描述了本发明，但是在所描述的本发明的一个或多个独立方面的范围和精神内，存在各种变化和修改。

Claims (20)

1.一种割草机，包括：

手柄组件；

能够相对于所述手柄组件移动的握把；

传感器，所述传感器可操作以基于所述握把相对于所述手柄组件的位置产生输出信号；

驱动组件；和

控制器，所述控制器联接到所述传感器和所述驱动组件；

其中，所述控制器接收所述输出信号，并根据所述输出信号控制所述驱动组件。

2.根据权利要求1所述的割草机，还包括联接到所述手柄组件的壳体，其中，所述握把至少部分地接收在所述壳体内。

3.根据权利要求2所述的割草机，其中，所述传感器位于所述壳体内。

4.根据权利要求1所述的割草机，其中，来自所述传感器的所述输出信号基于所述握把相对于所述手柄组件的位移。

5.根据权利要求2所述的割草机，其中，所述壳体联接到所述手柄组件的拐角。

6.根据权利要求1所述的割草机，其中，所述传感器是换能器。

7.根据权利要求1所述的割草机，还包括联接到所述驱动组件的轮，并且其中，所述控制器根据所述输出信号控制所述轮的速度。

8.根据权利要求1所述的割草机，其中，所述驱动组件包括电动机。

9.根据权利要求1所述的割草机，其中，所述传感器的第一部分联接到所述手柄，并且当所述握把相对于所述手柄组件移动时，所述传感器的第一部分与所述握把一起移动；并且其中，所述传感器的第二部分相对于所述手柄组件固定。

10.根据权利要求1所述的割草机，其中，所述握把沿着所述手柄组件的纵轴平移。

11.根据权利要求1所述的割草机，还包括位于所述握把和所述手柄组件之间的偏置构件。

12.根据权利要求1所述的割草机，还包括旋转地支撑在割草机平台上的切割元件。

13.一种割草机，包括：

上臂；

联接到所述上臂的横向构件；

联接到所述横向构件和所述上臂的壳体；

至少部分地接收在所述壳体内的握把，其中，所述握把能够相对于所述壳体移动；

使所述握把偏置的偏置构件，所述偏置构件至少部分地位于所述壳体内；

位于所述壳体内的传感器，其中，所述传感器基于所述握把相对于所述壳体的位置产生控制信号；和

控制器，所述控制器接收所述控制信号并基于所述控制信号来操作所述割草机。

14.根据权利要求13所述的割草机，其中，所述传感器是光学编码器阵列。

15.根据权利要求13所述的割草机，其中，所述传感器是力传感器，所述力传感器可操作以测量用户施加到所述握把的力的量。

16.根据权利要求13所述的割草机，还包括下臂，所述下臂枢转地联接到附接到所述割草机的平台的支架，并且其中，所述下臂的上端伸缩地接收所述上臂的下端。

17.根据权利要求13所述的割草机，其中，所述握把沿着由所述上臂限定的纵轴平移。

18.根据权利要求13所述的割草机，其中，所述握把枢转地联接到所述上臂。

19.一种割草机，包括：

限定手柄枢轴的平台；

驱动系统；

手柄构件，所述手柄构件联接到所述平台并且能够绕所述手柄枢轴相对于所述平台旋转；

联接到所述手柄构件的下臂；

伸缩地联接到所述下臂的上臂；和

速度控制组件，包括：

联接到所述上臂的壳体；

至少部分地接收在所述壳体内并且能够相对于所述上臂移动的握把；

位于所述壳体内的传感器，所述传感器检测所述握把相对于所述上臂的位移并产生控制信号，以及

控制器，所述控制器接收所述控制信号并基于所述控制信号来操作所述驱动系统。

20.根据权利要求19所述的割草机，其中，所述上臂限定纵轴，并且所述握把沿着所述纵轴平移。