CN111263580B - 用于为灌溉机提供驱动轴制动的系统 - Google Patents

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Abstract

用于为灌溉机提供驱动轴制动的系统和方法包括用于在灌溉机的操作期间提供驱动轴制动的系统，其中，灌溉机包括具有驱动马达和驱动轴的驱动系统。该系统优选地包括：被附接到驱动轴的凸轮；具有第一固定点的延伸臂；具有第二固定点的固定臂；以及被附接在第一固定点和第二固定点之间的弹簧。该系统优选地还包括被固定到延伸臂的随动机构，该随动机构响应于由弹簧通过延伸臂施加给随动件的力而向驱动轴施加持续的摩擦压力。根据另外的优选实施方式，当驱动马达没有主动对驱动轴施加旋转力时，本发明起到将驱动轴保持在适当的位置的作用。

Description

用于为灌溉机提供驱动轴制动的系统
相关申请
本申请要求于2017年8月21日提交的美国临时申请No.62/548,294 的优先权。
技术领域
本发明总体上涉及一种改进的灌溉机设计，并且特别是涉及用于为灌溉机提供驱动轴制动的改进的系统和方法。
背景技术
现代田地灌溉机是驱动系统和洒水系统的组合。通常，这些系统取决于它们被设计成要执行的行进类型被分成两种类型：中心枢转式和/或直线式。
不管是中心枢转式还是直线式，普通灌溉机通常来说包括架空式洒水灌溉系统，该系统由若干段(通常是电镀的(galvanized，镀锌的)钢或铝) 管组成，这些管连接在一起并由安装在轮式塔上的桁架支撑，其中，洒水器沿轮式塔的长度定位。这些机器以圆形图案(如果是中心枢转式)或线状移动，并从外部源(即井或水管线)被供给水。
如今，大多数灌溉系统由安装在一个或多个驱动塔内的电动马达驱动。对于这些灌溉系统中的大多数灌溉系统来说，地势需要是相当平坦的。然而，最近，这些系统变得更加坚固并且越来越多地用于地势起伏的乡下。这一优势致使一些区域的灌溉面积和用水增加。但是，在这些环境中，灌溉系统具有当在倾斜的表面上停止或放慢速度时“滑行”或滑动的增加的趋势。这通过机械设备的大跨度导致不想要的且不受控制的移动。此外，这导致灌溉跨度的耗费时间的不对准。
各种制动方法已经应用于灌溉机械设备。例如，美国专利No.7,073,638 教导了一种农业灌溉系统，该农业灌溉系统包括在驱动齿轮马达和分频器齿轮箱之间的滚珠坡道(ballramp)制动器设置。类似地，美国专利No. 8,215,471教导了一种用作致动驱动器中的转矩阻挡器的机械制动器，其包括被布置在输入驱动轴上的轴向换挡机构。另外，美国专利No.3,957,144 教导了一种用于机械致动器的连续辊式制动器，其具有接合在周缘凹槽中的球元件。尽管有帮助，但是现有技术系统都没有教导或暗示下述灌溉系统制动机构，所述灌溉系统制动机构在灌溉系统关掉之后或处于闲置状态时防止灌溉系统滑行。
基于前述内容，本发明提供了用于为灌溉机提供驱动轴制动的系统和方法。本发明通过实现这一关键目标克服了现有技术的不足。
发明内容
为了使现有技术中发现的限制最小化，并且使在阅读说明书时将明显的其他限制最小化，本发明的优选实施方式提供了用于为灌溉机提供驱动轴制动的系统和方法。
根据示例性优选实施方式，本发明包括用于在灌溉机操作期间提供驱动轴制动的系统，其中，灌溉机包括具有驱动马达和驱动轴的驱动系统。根据优选实施方式，根据本发明的系统优选地包括：附接到驱动轴的凸轮；具有第一固定点的延伸臂；具有第二固定点的固定臂；以及附接在第一固定点和第二固定点之间的弹簧。根据另外的优选实施方式，本发明的系统优选地还包括被固定到延伸臂的随动(follower，从动)机构，该随动机构响应于由弹簧通过延伸臂施加给随动件的力而向驱动轴施加持续的摩擦压力。根据另外的优选实施方式，当驱动马达没有主动地对驱动轴施加旋转力时，根据本发明的示例性系统起到将驱动轴保持在适当的位置的作用。
本发明的这些和其他优点和特征被具体地描述，以使本发明对本领域普通技术人员来说是可理解的。
附图说明
附图中的元件不一定按比例绘制，以便提高其清晰度并改进对这些各种元件和本发明的实施方式的理解。此外，为了提供对本发明的各种实施方式的清晰视图，未描绘对本领域技术人员来说众所周知且容易理解的元件，因此，为了清楚和简洁起见，对附图在形式上进行了概括。应当理解，本发明的范围意图仅由所附权利要求限制。
图1示出了根据本发明的第一优选实施方式的带式制动系统的立体图。
图2示出了用于与图1所示的第一优选实施方式一起使用的示例性带式制动器的立体图。
图3示出了用于与图1所示的第一优选实施方式一起使用的示例性轮毂的立体图。
图4示出了根据本发明的另外的优选实施方式的弹簧加载的凸轮辊式制动器的立体图。
图5示出了图4所示的弹簧加载的凸轮辊式制动器的内部视图。
图6示出了根据本发明的另外的优选实施方式的替代性弹簧加载的凸轮辊式制动器的立体图。
图7示出了图5所示的弹簧加载的凸轮辊式制动器的内部视图。
具体实施方式
在针对本发明的许多实施方式和应用所进行的以下讨论中，参考了形成本发明的一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出了可以实践本发明的具体实施方式。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施方式并且可以做出改变。
下面描述了各种发明特征，它们可以彼此独立地使用或与其他特征组合使用。然而，任何单个发明特征都不能解决以上讨论的问题中的任何问题或者仅解决以上讨论的问题之一。此外，上面讨论的问题中的一个或多个问题可能无法被下面描述特征中的任何特征完全解决。
现在参考图1，现在将讨论根据本发明的第一优选实施方式的第一示例性制动系统10。如图1所示，第一示例性制动系统10优选地被附接并固定至轮式塔的结构构件12。优选地，所选择的结构构件12平行于轮式塔驱动轴25延伸。
还如图1所示，本发明的优选系统优选地包括轮毂凸缘22，轮毂凸缘优选地附接到驱动轴25。根据优选实施方式，轮毂凸缘22可以优选地被焊接到驱动轴25。根据替代性优选实施方式，轮毂凸缘22可以替代性地以各种其他方式被固定到驱动轴25。例如，参考图3，示例性轮毂凸缘22被示出为包括若干安装孔23，这些安装孔可以与安装板和螺栓一起使用以将轮毂凸缘22固定到驱动轴25。
还如图1所示，第一示例性制动系统10还可以包括延伸臂18，延伸臂包括优选地从延伸臂18的表面侧向延伸的固定点11、13。根据另外的优选实施方式，本发明的示例性制动系统10优选地还可以包括带式制动器20，带式制动器连接在固定点11、13之间并且围绕轮毂凸缘22的周缘延伸。根据另外的优选实施方式，延伸臂18优选地通过半式(half，对开、对半) 夹具14、15被固定到结构构件12，半式夹具可以优选地通过固定螺栓17 等进行连接。在操作中，带式制动器20优选地可以被张紧，使得持续的摩擦力被施加至凸缘轮毂22。这样，持续的制动可以优选地被施加至驱动轴 25。根据替代性优选实施方式，带式制动器能够通过弹簧和螺栓组合进行调节。
图2示出了用于与图1所示的第一优选实施方式一起使用的示例性带式制动器20的立体图。如图2所示，带式制动器20可以优选地由抗摩擦材料诸如碳制动材料等的带构成。还如图2所示，本发明的示例性制动带20还可以包括用于连接至固定点11、13的附接点21。
现在参考图4至图5，现在将讨论根据本发明的替代性优选实施方式的示例性弹簧加载的凸轮辊式制动器35。如图4所示，本发明的示例性弹簧加载的凸轮辊式制动器35优选地包括被固定至驱动轴30的凸轮32。还如图4所示，弹簧加载的凸轮辊式制动器35优选地还包括随动机构40，随动机构使用半式夹具38和固定螺栓36被附接到固定管34。如图5所示，随动件40优选地向前突出并且通过弹簧机构42被保持与凸轮32接触。这样，示例性弹簧加载的凸轮辊式制动器35优选地通过被施加给随动件40的弹簧压力向驱动轴30施加持续的摩擦压力。因此，当驱动马达没有主动施加旋转力时，驱动轴30可以被保持在适当的位置。
现在参考图6至图7，现在将讨论根据本发明的另外的优选实施方式的替代性弹簧加载的凸轮辊式制动组件45。如图6至图7所示，本发明的替代性弹簧加载的凸轮辊式制动组件45优选地包括被附接到驱动轴57的凸轮47。还如图所示，制动组件45优选地还包括延伸臂49和固定臂53，延伸臂和固定臂都通过半式夹具52和固定螺栓44被固定到固定管43。仍如图所示，制动组件45优选地还包括被附接在延伸臂49(在第一固定点59 处)和固定臂53(在第二固定点61处)之间的弹簧51。还如图所示，延伸臂49优选地还包括随动件55。
在操作中，图6至图7所示的随动件55优选地通过弹簧51被保持与凸轮47接触。这样，示例性的替代性弹簧加载的凸轮辊式制动组件45优选地通过由弹簧51经由延伸臂49施加给随动件55的力向驱动轴57施加持续的摩擦压力，延伸臂优选地通过可枢转的连接器46被可旋转地连接。因此，即使在驱动马达没有主动施加旋转力的情况下，驱动轴57也可以被保持在适当的位置。
出于例示和描述的目的，已经给出了本发明的优选实施方式的前述描述。其不意图是详尽的或者将本发明限制于所公开的确切形式。根据以上教导，许多修改和变型是可能的。意图是，本发明的范围不由该详细描述限制，而是由所附权利要求和权利要求的等同物限制。尽管上述实施方式包括在提交时发明人已知的本发明的优选实施方式和最佳模式，但是上述实施方式仅作为例示性实施例被给出。将容易地理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以与本说明书中公开的具体实施方式有许多偏差。因此，本发明的范围将由所述权利要求书确定，而不是限于上面具体描述的实施方式。

Claims (11)

1.一种用于在灌溉机的操作期间提供驱动轴制动的系统，其中，所述灌溉机包括驱动塔结构，所述驱动塔结构具有支撑驱动塔的驱动塔管；其中，所述灌溉机还包括具有驱动马达和驱动轴的驱动系统；其中，所述系统包括：
凸轮，其中，所述凸轮被附接到所述驱动轴；
延伸臂，其中，所述延伸臂具有第一固定点；此外，其中，所述延伸臂被可旋转地安装到所述驱动塔管；
固定臂，其中，所述固定臂具有第二固定点；此外，其中，所述固定臂被不动地固定到所述驱动塔管；
弹簧，其中，所述弹簧被附接在所述第一固定点和所述第二固定点之间；以及
随动机构，其中，所述随动机构被固定到所述延伸臂；此外，其中，所述随动机构响应于由所述弹簧通过所述延伸臂施加给所述随动机构的力而向所述驱动轴施加摩擦压力；其中，当所述驱动马达没有主动施加旋转力时，由所述驱动轴施加的所述摩擦压力足以将所述驱动轴保持在适当的位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述凸轮是径向凸轮。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述凸轮选自包括下述的凸轮的组：柱形凸轮和共轭凸轮。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述随动机构包括辊式随动件。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述随动机构选自包括下述的随动机构的组：平面式随动件、球面式随动件和刀刃式随动件。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述随动件是串联式随动件。
7.根据权利要求4所述的系统，其中，所述随动件是偏移式随动件。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述随动件是平移式随动件。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述随动件是枢转式随动件。
10.根据权利要求6所述的系统，其中，所述随动件具有的压力角为零。
11.根据权利要求6所述的系统，其中，所述延伸臂和所述固定臂通过半式夹具固定机构被固定到所述驱动塔管。
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