CN110754239A - 高枝锯 - Google Patents
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Abstract
一种高枝锯，包括电源组件(1)、伸缩组件(2)、锯头组件(3)，伸缩组件(2)包括相互套装且可相互限位的外管(24)和若干内管(26)，外管(24)的后端设有手柄(22)；锯头组件(3)包括驱动电机(32)、设置在电机输出端的锯片(35)，其技术要点是：最内侧的内管(26)中设有弹簧电线(25)，弹簧电线(25)贯穿手柄(22)，并通过航空插座(21)与电源组件(1)电性连接；驱动电机(32)通过万向连接组件(31)可调整地设置在伸缩组件(2)前端。其具有设计巧妙、结构紧凑、使用方便、适用范围广、安全可靠等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种园艺工具，具体说是一种高枝锯。
背景技术
现有的高枝锯主要包括电源、开关、电线、伸缩杆、驱动电机和锯片。锯片安装在电机轴上，电机安装在伸缩杆顶部，电线上安装开关，电线把直流电源再通过伸缩杆连接到驱动电机上，使用时一手握住伸缩杆，一手握住伸缩杆手柄，打开电源开关接通电源则锯片转动，锯片对准枝条进行锯断操作。但是现有的上述高枝锯在实际工作中存在如下问题：
1.不能锯断飘枝。飘枝指较细枝条靠近梢端的部分，锯片触及飘枝会跳动弹开，不易锯断。
2.不能从枝条单侧一次性锯断直径大于锯片与电机外壳半径之差而小于等于直径之差的较粗枝条。
3. 如图7所示，图中为采用现有高枝锯在理想状态下的切口，当需要切断直径较大的枝条时，由于电机51’的阻挡，使锯片52’无法完全切入枝条53中，在枝条前后进行反复切割，理想状态下（切口完全处于同一平面）最终形成如图中所示的切口54。由于枝条位置过高，在地面通过人工操作时，由于操作远端锯片难度极高、视线易受遮挡、距离较远无法通过肉眼观察切口等因素，几乎难以做到前后多次的切割位置始终位于同一平面上，导致现有高枝锯无法锯断粗枝条，限制了高枝锯的适用范围。
4.伸缩杆锁定通过在相邻管之间设置紧固件，实现外管施沿径向收缩，从而通过管之间摩擦力实现防转限位，但锁定效果较差。
5.伸缩杆内空间狭小、障碍较多很难实现电线在伸缩杆内长度调整与伸缩杆高度调整同步进行。
6.电源通用性差，大多需配备专用电源，造成电源闲置率很高，成本增高，甚至设备重量严重增加，不利操作。
7.锯片方向不易调整，不能很好适应各种角度枝条的锯断及减小枝条创面，不能发挥锯片锯断的最大潜能，不易实现锯片转动和操作者不在同一界面从而充分保障操作者安全。
8.锯片无保护罩或保护罩不易调整。
9.电源开关无保险容易误碰产生危险或保险结构较复杂。
10.不能有效的防止锯片反转，存在锯片意外飞出的危险。
11.缺少简单易维护的电机过流保护装置，存在电机过流烧毁的隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种高枝锯，从根本上解决了上述技术问题，其具有设计巧妙、结构紧凑、使用方便、适用范围广、安全可靠等优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该高枝锯，包括电源组件(1)、伸缩组件、锯头组件，伸缩组件包括相互套装且可相互限位的外管和若干内管，外管的后端设有手柄；锯头组件包括驱动电机、设置在电机输出端的锯片，其技术要点是：最内侧的内管中设有弹簧电线，弹簧电线贯穿手柄，并通过航空插座与电源组件电性连接；驱动电机通过万向连接组件可调整地设置在伸缩组件前端。
进一步的，万向连接组件包括连接总成、连接器、L形件，连接总成的其中一个端面与伸缩组件的中轴垂直，连接总成的另一个端面与连接器的一端铰接，连接器的另一端与L形件的一个端面铰接，L形件的另一个端面与驱动电机铰接。
进一步的，连接器与L形件或连接总成之间，L形件与驱动电机之间设有齿状结构。
进一步的，锯头组件还包括固定在伸缩组件前端的金属钩或单钩锯。
进一步的，外管和内管上设有三角形导向槽。利用压力和定位销原理设计的铝管锁紧器实现伸缩与固定。
进一步的，锯头组件还包括导向器以及与锯片同轴设置的保护罩，导向器包括弧形的设有导向器定位孔的导向器主体，弧形主体上设有与用于限位锯片的导向夹槽，弧形主体一侧设有定位柱；保护罩包括与锯片同心设置的扇形保护罩主体，保护罩主体上设有与导向器定位孔相配合的保护罩定位孔、与电机定位孔相配合的导向槽。
进一步的，导向器主体的弧形端与锯片之间的夹角为锐角。
进一步的，滑动开关上设有开关保险，开关保险(231)包括弹簧片、设置在弹簧片一端上的开关柄，开关柄的相对侧设有嵌入滑动开关凹槽内的凸起。
本发明的有益效果：
1. 为解决现有高枝锯无法锯断飘枝的问题，本发明采用了导向组件。
2.为解决现有高枝锯不能从更粗枝条单侧一次性锯断的问题，本发明采用了万向连接组件。
3.为解决现有高枝锯无法锯断直径大于锯片与电机直径之差的更粗枝条的问题，本发明通过杠杆原理，用金属钩在远离树干和锯口处拉拽枝条。单钩锯条与锯片结合使用，手动与电动结合，可解决比金属钩与锯片结合使用能解决的还要粗的枝条锯割。导向器、金属钩、单钩锯条采用便于拆装的结构，随用随装，既可解决不同条件枝条锯割问题，又可实现高枝锯轻量化。通过独特的锯片安装结构和安装工具，使锯头在驱动电机轴向方向最短化，适应更为复杂的工况。
4.为解决伸缩杆锁定依靠摩擦力，锁定强度差的问题。伸缩组件的内、外管沿长度方向上有高于管壁的三角形导向槽，相邻的铝管通过该结构相互咬合防止相对转动。锁紧器的尖头螺栓既对相邻内管的压力作用使得内管外管不晃动，又可在相邻铝管之间起到定位销的作用使伸缩杆伸缩锁定强度更大，锁紧器和相邻铝管的防转结构设计可使伸缩杆内部形成平滑无障碍的中空结构。
5.为解决伸缩杆内空间狭小，难以实现电线在伸缩杆内长度调整与伸缩杆高度调整同步进行的问题，将管内的电线设置成弹簧电线，可实现电线的伸缩和收纳。调整伸缩杆高度时，实现电线能同步无障碍调整，而无需担心电线打结卡滞。管状结构上部平面中心设置直径与弹簧电线外径相同的圆孔以供弹簧电线从孔内引出，管状结构上部平面边缘设置有垂直其上的夹扣的夹片，夹片圆形齿状结构中心设置垂直夹片的螺栓，螺栓朝向并平行于管状结构上部平面的中心孔，夹片后部是平行于伸缩杆中心延长线的防脱器。
6.为解决现有高枝锯电源通用性差的问题，本发明采用了PWM调速器，可使高枝锯广泛使用现有的两轮、三轮电动车和卡车等不同电压的机载直流电源，提高其电源使用率，而无需专用电源，从而降低使用高枝锯的电源使用成本。并且，电路元件及导线置于伸缩杆内，使伸缩杆结构紧凑、外观简洁。PWM调速器电源输出端连接的航空插头和手柄底部的航空插座把电源部分和伸缩杆部分方便快捷的连接和分开。
7.为解决现有高枝锯锯片方向不易调整的问题，本发明采用了可多角度调整的万向连接组件，从而实现锯片角度变化，使驱动电机与伸缩组件之间形成夹角，进而适应千变万化的枝条状态，可使锯片所在平面与操作者错位，作业过程更安全可靠，同时万向连接组件可使锯片平面垂直于枝条，进而提高锯片可锯割枝条的直径，减少枝条锯割创面。
8.为解决现有高枝锯保护罩不易调整的问题，本发明设置了可方便调整角度的保护罩装置。
9.为解决手柄开关易误触产生危险的问题，在手柄上设置开关保险。
10.为解决现有高枝锯锯片反转产生瞬时扭力，易导致锯片飞出的问题，在手柄内设置的二极管。
11.为解决现有高枝锯存在电机过流烧毁隐患的问题，本发明采用了可复位过流保护器，与保险管保险丝等相比优点在于免于拆卸可反复使用。
附图说明
图1为发明的分解结构示意图（螺钉、螺母、卡簧、垫片等常见零件略）。
图1-1为本发明附件的结构示意图。
图1-2为本发明其中一种导向器引导件的结构示意图。
图1-3为本发明其中一种驱动电机的结构示意图。
图2为本发明的俯视结构示意图。
图2-1为图2中A部分的局部放大结构示意图。
图2-2为图2中B部分的局部放大结构示意图。
图3为本发明的侧视结构示意图。
图3-1为图3中C部分的剖视结构示意图。
图3-2为图3中D部分的局部放大剖视结构示意图。
图4为发明其中一种使用状态的结构示意图。
图4-1为图4的局部放大结构示意图。
图5为本发明单杆、三节杆示意图。
图6为本发明铝管防转结构示意图。
图7为现有技术高枝锯的切割方式参考图。
图7a为本发明的切割方式参考图。
图8为本发明导向槽与锯片之间夹角的示意图。
图9为本发明的电气控制原理示意图。
具体实施方式
以下结合图1~9，通过具体实施例详细说明本发明的具体结构。
该高枝锯包括电源组件1、伸缩组件2以及锯头组件3。
电源组件
电源组件1主要设置在伸缩组件2的后部，其主要包括设置在手柄22末端的与弹簧电线25电性连接的航空插座21、与航空插座21配合的航空插头15、与航空插头15电性连接的PWM调速器13、与PWM调速器13电性连接的输入插头11。
手柄22内设置一个二极管，二极管负极一端通过导线连接在手柄内底部的航空插座正极接线端上，二极管正极一端通过导线连接在靠近二极管一端的滑动开关输入端上，滑动开关输出端连接弹簧电线正极，通过二极管的单向导电功能，保证驱动电机不会反转发生危险。
电源通过输入插头11接入PWM调速器13的输入端，PWM调速器13输出端连接可复位过流保护器，再连接所需长度的电线，再连接航空插头15，插入手柄尾部的航空插座21，连接手柄22内的二极管，再从手柄22内部连接手柄上的位于手柄22内部的输入端上，滑动开关23的输出端连接位于伸缩杆内部的弹簧电线25，弹簧电线25通过内管顶端后连接对插公插头，对插公插头插入对插母插头，接着连接驱动电机。
其中PWM调速器13上还设有过流保护器14、调速开关12。PWM调速器13内含的可复位过流保护器可保护驱动电机免于长时间过流工作而烧毁，可方便电路断后连通，与保险管保险丝等相比优点在于免于拆卸可反复使用。
采用PWM调速器13利用脉宽调制（PWM）原理,可在不同电压电源下调整调速开关，改变调速器输出占空比从而改变驱动电机转速，使之转速保持在所需定值范围内。可适配直流电源，并具有广泛适配性，可广泛利用两轮、三轮电动车等的现有电源而无需配备专用电源，从而降低高枝锯机器成本和使用成本。
伸缩组件
伸缩组件2包括相互套装且可相互限位的外管24和若干内管26，外管24和若干内管26，外管24后端设有手柄22，外管和内管的材质优选铝合金。最内侧的内管26中设有弹簧电线25，并通过航空插座21与电源组件1电性连接。外管24前端设置锁紧器安装孔241，内管26上沿长度方向设置若干伸缩定位孔261，安装孔241的孔径刚好与定位螺栓（附图未标记）外螺纹相配合，且安装孔241的孔径大于伸缩定位孔261，使得定位螺栓无法旋进伸缩定位孔261。外管24前端套装有锁紧器27，锁紧器27上的通孔与外管24的锁紧器安装孔241相对应。外管24与各内管26的外壁上均设有向外凸起的三角形导向槽，外管与相邻内管之间通过该导向槽嵌合限位，并防止相对转动。最内侧的内管26前端设置锯头组件3。
定位螺栓位于旋出位时，定位螺栓前端从旋进伸缩定位孔261脱离，内管和外管解锁，通过相邻管之间的间隙可实现伸长或收缩动作，相邻管之间的管径刚好相互配合，从而避免了由于空隙引起的晃动，锁紧器的定位螺栓既对相邻内管的压力作用使得内管外管不晃动，又可在相邻铝管之间起到定位销的作用使伸缩杆伸缩锁定强度更大；定位螺栓位于旋进位时，当伸缩至所需长度时，定位螺栓前端旋进伸缩定位孔261，内管和外管相互锁紧。锁紧器和相邻铝管的防转结构设计可使伸缩杆内部形成平滑无障碍的中空结构，调整伸缩杆高度时铝管内弹簧电线25能同步无障碍调整。弹簧电线25的螺旋外径≦伸缩杆最内侧内管的内径，所有铝管下端内侧都进行倒角加工。
如图2-2所示，滑动开关上设有开关保险，开关保险包括弹簧片（附图未标记）和开关柄231a，开关柄对应的弹簧片底部设有限位凸起，开关保险铰接在滑动开关一端231b。使用时，抓持开关柄231a并向上抬起，拨动开关柄231a使弹簧片旋转，弹簧片通过底部的凸起结构限位在滑动开关上，从而实现锁定，避免因误碰使滑动开关手柄接通电源引起锯片转动而发生的危险。
锯头组件
锯头组件3包括驱动电机32、设置在电机输出端的锯片35、与锯片35同轴设置的保护罩33；驱动电机32通过万向连接组件31可调整的设置在伸缩组件2前端。
如图7所示，万向连接组件31包括连接总成311、连接器312、L形件313。其中，连接总成311固定在最内侧的内管前端，连接器312一端铰接在连接总成311上，并可绕第一转轴X1旋转；连接器312的另一端与L形件313的一个端面铰接，在该铰接处提供了与第一转轴X1相垂直的第二转轴X2；L形件313的另一个端面上与驱动电机32铰接，该铰接处提供了第三转轴X3。各铰接处的对应面上沿周向设有相互啮合的齿状结构，从而在旋紧相应的固定螺栓时，锁定相应转轴的转角，实现解锁与锁定。
如图7所示，通过万向连接组件31，可使锯头组件沿第一转轴X1旋转，在切割直径较粗的枝条53时，通过该转轴使锯片54与伸缩杆2之间形成“钩形”结构，将枝条53置于该“钩形”结构内，仅需在地面前后移动，即可实现树枝的环切，且切口始终位于同一平面，并最终形成图中所示的切口54。并且由于切口位于上部，在用力牵拉该枝条时，阻力更小，更易折断。另外，通过第二转轴X2和第三转轴X3可调整锯片的切割方向，从而提高适用范围。以上，通过上述结构，可将锯片35置于由第一至第三转轴形成的坐标系内，达到万向调节的目的。
此外，在电机轴的另一端沿轴直径方向设有一字槽323，通过第二扳手44配合拆卸锯片54，第二扳手44前端变径为略小于电机轴，第二扳手44沿直径方向加工一字槽，使用时把第二扳手44插入电机轴，并使第二扳手44上的金属片插入电机轴上的一字槽323内，即可带动一字槽323旋转，并起到加固作用，防止一字槽323变形，第一扳手43配合第二扳手44则可顺利完成锯片54拆装，达到缩短锯头长度的目的，更能适应复杂的枝条锯断工况。
附件
附件4包括导向器34、金属钩41、单钩锯条42、第一扳手43、第二扳手44。为保证高枝锯的轻量化，附件4在不使用时通常无需挂载。连接总成与L形件的结构相似，为方便金属钩41或单钩锯条42的固定，而设置了防脱器311a，防脱器可采用具孔的半封闭中空柱状结构，装配金属钩41或单钩锯条42时，将其末端插入该柱状结构内，旋紧螺钉即可。
当需要锯断飘枝时，在锯头组件的保护罩上安装导向器34，导向器34包括弧形的导向器主体，弧形主体一侧设有定位柱342。保护罩33包括与锯片35同心设置的扇形保护罩主体，保护罩33的导向槽332、电机定位孔321以及导向器34的定位柱342配合，保护罩定位孔331与导向器定位孔341配合，通过螺栓贯穿保护罩定位孔331与导向器定位孔341，最终将驱动电机32、保护罩33、导向器34完全固定。然后将锯片35配合在驱动电机的联轴器上（联轴器（图中未示出）固定在驱动电机输出轴上），通过压片351限位（可采用现有的角磨机压片），最终实现锯头组件锯片部分的安装。保护罩33下部圆孔套入驱动电机32前部轴承套外并推入贴紧驱动电机32前端面，推入波形垫片压住保护罩33、卡簧压紧前两者并卡进卡簧槽，保护罩33在一定转力下可旋转位置。
卡簧槽位置须满足波形垫片压在保护罩上保护罩最外边缘沿轴向可摆动幅度不超过导向器上导向槽宽度的一半，此结构可使保护罩可在一定力度内与电机保持相对位置不变，也可使保护罩在一定力度之上垂直轴向旋转变换位置以适应不同工况下的保护罩位置需要。此结构保护罩可根据工况方便快捷调整，安全更有保障。
如图8所示，导向器34与锯片35之间的夹角为锐角，该夹角具体是指：导向器34与锯片35相接触的干涉点所在锯片35圆周的切线与导向槽332之间的夹角（即图8中的ａ角）。且由于锯片旋转方向与导向器尾部延伸方向相反，锯片转动中自动会将飘枝边锯割边推向锯片与导向器之间的锐角顶点，这样飘枝在锯割时不会摆动弹开，而是被顺利锯断。
如图3-1所示，对于金属钩41和单钩锯42的固定结构，连接总成311一侧设有防脱器311a，防脱器底部封闭，并设有气孔。使用时，将金属钩41或单钩锯42末端插入防脱器311a中，然后通过尖头螺栓（附图未标记）将其锁紧。其中，金属钩41为末端设置与尖头螺栓配合的环形槽，从而在使用时可任意改变其方向，更方便使用；单钩锯42末端则为圆形顶丝坑，单钩锯42需要通过切向力工作，因此在使用时应避免发生旋转。
如图7所示，在需要锯断粗枝条时，通过万向连接组件31将锯头组件3调整为“钩形”结构，环切之后树枝53仍有部分未被锯断，此时可将单钩锯42在切口出继续沿切口54锯割，锯割一定深度后将枝条拉断。对于直径小于图7中的枝条时，由于枝条53连接部分较少，根据杠杆原理，用较小的拉力即可直接换用金属钩41将枝条53拉断。
如果使用单钩锯42人工锯割工作量较多时，可拔开驱动电机电源对插，在连接总成处拧开螺母卸掉万向连接组件和锯头部分。单钩锯42也可使用在锯片不能顺利锯割的特殊枝条位置。
附图标记说明：
1电源组件
11输入插头
12调速开关
13PWM调速器
14过流保护器
15航空插头
2伸缩组件
21航空插座
22手柄
23滑动开关
231开关保险
231a开关柄
231b铰接处
24外管
241锁紧器安装孔
25弹簧电线
26内管
261伸缩定位孔
27锁紧器
3锯头组件
31万向连接组件
311连接总成
311a防脱器
312连接器
313L形件
32驱动电机
321电机定位孔
322联轴器
323一字槽
324电机公母插头
33保护罩
331保护罩定位孔
332导向槽
34导向器
341导向器定位孔
342定位柱
343导向夹槽
35锯片
351压片
4附件
41金属钩
42单钩锯
43第一扳手
44第二扳手
51本发明高枝锯的驱动电机
51’现有高枝锯的驱动电机
52本发明高枝锯的锯片
52’现有高枝锯锯片
53被切割树枝
54切口
X1第一转轴
X2第二转轴
X3第三转轴
Claims (9)
1.一种高枝锯，包括电源组件(1)、伸缩组件(2)、锯头组件(3)，伸缩组件(2)包括相互套装且可相互限位的外管(24)和若干内管(26)，外管(24)的后端设有手柄(22)；锯头组件(3)包括驱动电机(32)、设置在电机输出端的锯片(35)，其特征在于：最内侧的内管(26)中设有弹簧电线(25)，弹簧电线(25)贯穿手柄(22)，并通过航空插座(21)与电源组件(1)电性连接；驱动电机(32)通过万向连接组件(31)可调整地设置在伸缩组件(2)前端。
2.根据权利要求1所述的高枝锯，其特征在于：万向连接组件(31)包括连接总成(311)、连接器(312)、L形件(313)，连接总成(311)的其中一个端面与伸缩组件(2)的中轴垂直，连接总成(311)的另一个端面与连接器(312)的一端铰接，连接器(312)的另一端与L形件(313)的一个端面铰接，L形件(313)的另一个端面与驱动电机(32)铰接。
3.根据权利要求2所述的高枝锯，其特征在于：连接器(312)与L形件(313)或连接总成(311)之间，L形件(313)与驱动电机(32)之间设有齿状结构。
4.根据权力要求1所述的高枝锯，其特征在于：外管（24）前端设有锁紧器安装孔（241），内管（26）上沿长度方向设有若干伸缩定位孔（261），定位螺栓贯穿锁紧器安装孔（241）并锁紧在伸缩定位孔（261）上。
5.根据权利要求1所述的高枝锯，其特征在于：外管(24)和内管(26)上设有三角形导向槽。
6.根据权利要求1所述的高枝锯，其特征在于：滑动开关(23)上设有开关保险(231)，开关保险(231)包括弹簧片、设置在弹簧片一端上的开关柄（231a），开关柄（231a）的相对侧设有嵌入滑动开关（23）凹槽内的凸起。
7.根据权利要求1所述的高枝锯，其特征在于：锯头组件(3)还包括导向器（34）以及与锯片(35)同轴设置的保护罩(33)，导向器(34)包括弧形的设有导向器定位孔（341）的导向器主体，弧形主体上设有与用于限位锯片(35)的导向夹槽(343)，弧形主体一侧设有定位柱(342)；保护罩(33)包括与锯片(35)同心设置的扇形保护罩主体，保护罩主体上设有与导向器定位孔（341）相配合的保护罩定位孔(331)、与电机定位孔(321）相配合的导向槽（332）。
8.根据权利要求7所述的高枝锯，其特征在于：导向器主体的弧形端与锯片之间的夹角为锐角。
9.根据权利要求1至8任一项所述的高枝锯，其特征在于：锯头组件还包括固定在伸缩组件(2)前端的金属钩(41)或单钩锯(43)。
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