CN111432625B - 低冲击草皮轮 - Google Patents

Abstract

一种低冲击草皮轮，具有包括内表面和外表面的轮辋，从轮辋的外表面径向向外延伸的多个钉，其中，多个钉将轮辋保持在草皮区域上方，以及轮毂。一种草皮轮，包括具有内表面和外表面的轮辋，多个从轮辋外表面径向向外延伸的钉，其中，所述钉包括杆、套环和凸耳，其中所述凸耳包括有限的表面积以提供触地胎面，以及轮毂。

Description

低冲击草皮轮

相关申请的交叉引用

本申请要求编号62/591,277的美国临时申请的优先权，该编号在2017年提交，其全部内容在此引入作为参考。

技术领域

本公开的技术总体上涉及一种用于割草机的轮，以及用于具有轮的其它室外设备的轮。本发明公开的技术涉及一种低冲击的草皮轮(turf wheel)，以显著地减少割草机在草皮上频繁行进的不利影响，并提供对堆积的抑制。

背景技术

在割草的草皮区域的轮痕和车辙是不美观且不希望的。在操作期间，割草机轮在承载割草机的全部重量的情况下朝向下面的土壤向下挤压草叶。被挤压的草叶不能足够快地恢复到它们的直立姿态以被割草机刀片切割，从而导致不均匀的切割。当未切割的草条随后弹起时，草皮可以呈现条纹状外观。当草在潮湿或湿润时被切割时，这是一个特别常见的问题。

许多机器人割草机以随机模式操作，花费比在人控制的割草机的情况下明显更多的时间在草坪上行进。机器人式割草机在草坪的一些相同区域上行进许多次，并且割草机的与草皮接触的任何特征都可能产生可观察到的磨损，并且在许多情况下，对草皮产生可观察到的损坏。此外，由于电池作业的限制，机器人割草机切割系统通常不会移动与常规割草机一样多的空气。在没有空气运动的情况下，已经被割草机轮向下推动或放置的草不会被向上吸入割草机切割系统。

由于机器人割草机可以在没有人为监督的情况下长时间操作，因此存在这些产品遇到障碍物和/或困难地形的许多情况。在这种情况下，传统的机器人割草机轮子不能为割草机提供足够的牵引力以使其自身免于受困。因此，操作者需要在割草机的操作过程中定位割草机，并手动地释放割草机。

此外，为了保持大的区域，许多机器人割草机必须在所有天气条件(即，下雨或日照)下操作。当在潮湿条件下割草时，传统的行走轮倾向于以围绕圆周的连续材料带的形式收集切割的草。已知这些切割的草的带或块随着时间的推移会形成相当大的体积，并且会不利地影响割草机的性能，和/或会与轮分离，在草坪表面上留下令人讨厌的材料块。

发明内容

下文一般性描述的公开技术提供了一种低冲击的草皮轮，其提供了对积聚的抑制。根据本发明的一个方面，公开了一种低冲击的草皮轮。所述低冲击草皮轮包括具有内表面和外表面的轮辋；多个钉，所述多个钉从所述轮辋的所述外表面径向向外延伸，其中所述多个钉将所述轮辋保持在草皮区域上方；以及轮毂。

在一些实施方式中，多个钉提供包括多个桩钉和胎面空隙的触地胎面。在一些实施例中，触地胎面包括小于轮辋外表面的表面积的约50％的表面积。在一些实施例中，触地胎面包括占轮辋的外表面的表面积的大约30％至35％之间的表面积。在一些实施例中，触地胎面包括占轮辋的外表面的表面积的大约10％至50％之间的表面积。

在一些实施例中，多个钉围绕轮辋的外表面均匀地分布。在一些实施例中，轮毂包括中心毂、分支网状物和多个孔。

在所公开技术的又一方面，公开了一种草皮轮。所述草皮轮包括具有内表面和外表面的轮辋；多个钉，所述多个钉从所述轮辋的所述外表面径向向外延伸，其中所述钉包括杆、套环和凸耳，其中所述凸耳包括有限表面区域(limited surface area)以提供触地胎面；以及轮毂。

在一些实施例中，所述杆从所述轮辋垂直地延伸。在一些实施例中，套环构成从杆垂直向外延伸的悬伸部。在一些实施例中，悬伸部防止草皮材料在杆上或周围堆积。在一些实施例中，多个钉将轮辋保持在草皮区域上方。在一些实施例中，触地胎面占轮辋外表面的总表面积的约10％至50％之间。在一些实施例中，轮毂进一步包括中心毂、分支网状物和多个孔。

在所公开技术的又一方面，公开了一种草皮轮。所述草皮轮包括具有内表面和外表面的轮辋；多个钉，所述多个钉从所述轮辋的所述外表面径向向外延伸，其中，所述多个钉将所述轮辋保持在草皮区域上方并且提供地面接触胎面；非连续胎面，所述非连续胎面包括所述触地胎面和胎面空隙；以及轮毂。

在一些实施例中，触地胎面占轮辋的外表面的表面积的大约30％，并且胎面空隙占轮辋的外表面的表面积的大约70％。在一些实施例中，所述钉还包括杆、套环和凸耳，其中所述凸耳包括有限表面区域，所述有限表面区域用于接合草皮区域。在一些实施例中，所述草皮轮还包括约1:3的接触表面比，其中所述接触表面比是所述触地胎面与所述轮辋的所述外表面的所述表面积的比值。

在一些实施例中，轮毂包括中心部分和分支网状物。在一些实施例中，分支网状物从中心毂径向向外延伸并且固定到轮辋。在一些实施例中，分支网状物包括由多个孔分开的网状结构。在一些实施例中，网状结构防止草皮材料在中心毂中或周围堆积。

在所公开技术的又一方面，公开了一种草皮轮。所述草皮轮包括具有内表面和外表面的轮辋；多个钉，所述多个钉从所述轮辋的所述外表面径向向外延伸，其中，所述多个钉各自包括杆和凸耳，其中，所述多个钉将所述轮辋保持在草皮区域上方并且提供触地胎面；非连续胎面，所述非连续胎面包括所述触地胎面和胎面空隙；以及轮毂。

在一些实施例中，所述杆的形状基本上为矩形。在一些实施例中，杆还包括杆表面。在一些实施例中，凸耳还包括凸耳面。在一些实施例中，凸耳面为T形。

附图说明

在现在将通过示例的方式参考附图描述的实施例中具体地示出了所公开的技术的这些和其他特征以及优点，在附图中：

图1是所公开的技术的说明性实施例的部分旋转视图；

图2是所公开的技术的说明性实施例的示意图；

图3是所公开的技术的说明性实施例的部分旋转视图；

图4A-4B分别是所公开技术的说明性实施例的正视图和侧视图；

图5A-5D是所公开技术的说明性实施例的正视图；以及

图6是所公开技术的说明性实施例的侧视图。

应当注意，所有附图都是示意性的，并且未按比例绘制。为了附图的清楚和方便，这些图的各部分的相对尺寸和比例已经被放大或缩小地示出。相同的参考数字通常用于表示不同实施例中的相应或类似特征。因此，附图和说明书应被认为是说明性的而非限制性的。

具体实施方式

以下术语在整个说明书中使用，其定义在本文中提供以帮助理解本主题公开的各个方面。

如本文所使用的，术语"低冲击草皮轮"、"草皮轮"和"轮"可互换使用，并且指的是在大多数任何自动割草机上的轮。

如本文所用，术语"机器人割草机"、"机器人割草机"和"割草机"可互换使用，并且是指几乎任何自动割草机。

如本文所用，术语"草皮"、"草皮材料"和"材料"可互换使用，并且是指几乎任何类型的草或草皮、草或草皮剪取物、湿草或草皮、叶子、小植物或树枝、泥土和/或泥土。

如本文所用，术语"草皮区域"是指多种类型和种类的草，例如用于草坪、运动场和/或其它土壤、景观或地形上的那些草。

下文一般性描述的公开技术提供了一种低冲击的草皮轮100。对于现有产品，与所公开的技术相反，割草机轮留下的履带通常在割草时段之后的一个小时或更长时间内可见。由于许多机器人割草机以随机模式割草，所以这些随机方向上的轨迹对于用户来说可能是令人讨厌的。当土壤非常湿时，这种影响变得更糟，因为由轮子铺设的草皮变成被泥浆覆盖，使得轨道痕迹更加明显。

因此，本文公开的低冲击草皮轮100显著地减少了机器人割草机在草皮上频繁行进的不利影响。本文所述的特征减少了对非常高交通量的区域(在线(on-wire)和充电站前面)的长期损害，并且还减少了伴随现有产品上使用的常规轮的短期美观效果。

参照图1，示出了低冲击的草皮轮100。低冲击草皮轮100包括具有内表面3和外表面4的轮辋2、多个钉6和轮毂8，多个钉6从轮辋2的外表面4径向向外延伸，低冲击草皮轮100被构造并且可操作的允许草皮穿过多个钉6，但是当割草机在地面上滚动而不将草皮抵靠地面压平、压缩或压实时，将轮辋2保持在草皮区域上方。

低冲击草皮轮100可以是整体形成的单件式构件。应该理解，低冲击草皮轮100可以由几乎任何材料形成，只要该材料足够坚硬以便为机器人割草机提供支撑，同时还基本上是轻质的。在一些实施例中，低冲击草皮轮100被制成一体件。在其它实施例中，轮辋2与轮毂8分开形成，其中轮辋2和轮毂8彼此附接或固定地附接以形成草皮轮100。

轮辋2基本上是圆形的，具有内表面3和外表面4，轮辋2具有直径和圆周，其中外表面4围绕轮辋圆周周向地延伸。多个钉6位于轮辋2的外表面4上，在一些实施例中，多个钉6均匀地分布在轮辋2的外表面4上。

如图2所示，多个钉6用于将轮辋2的外表面4保持在草皮10的区域上方，将轮辋的外表面保持在草皮的区域上方应当理解为多个钉6将轮辋2的外表面4支撑在草皮上方的位置，从而其不会压缩草皮的区域，或者外表面4不会与地面直接接触。多个钉6允许草皮抵靠外表面4刷起并且穿过多个钉6，但是将轮辋2的外表面4保持在草皮上方，而不会使草皮的区域抵靠地面变平、压缩或压实，或者损坏单独的草茎或草皮的区域。这使得轮对草茎和/或草皮区域的影响最小化(即，防止压碎、变平、断裂等)，这防止损坏并最终防止或减少指示在操作期间引起的机器人割草机的行进路径的未切割草的轮痕和条带。

应该理解，多个钉6可以由与构成轮辋2的材料相同或不同的材料形成。还应该理解，钉6的尺寸和数量是轮辋2直径、被支撑的物体(例如，机器人割草机)的质量、以及低冲击草皮轮100将工作的草皮区域组成的函数。

参照图1-2，钉6包括位于钉6的远端的杆16、套环18和凸耳20，由于杆16、套环18和凸耳20的组合，多个钉6在许多不利条件下提供了较好的牵引力，牵引力由从轮辋2的外表面4径向向外延伸的多个钉6提供。

在柔软或松散的草皮的情况下，多个钉6可以穿透草皮10的区域，因此接合更多的钉6以进一步增加牵引力。由于钉6彼此偏移，钉6的开放间隔允许物体例如岩石或树枝的更深接合，从而允许多个钉6"爬"过位于草皮区域内的大物体。

杆16从轮辋2的外表面4垂直延伸，在一些实施例中，杆16基本上为矩形形状，其中杆16的长度大于其宽度。应当理解，杆16可以形成为足以将轮辋2保持在草皮10的区域上方并且还以对草皮的最小干扰或损坏以进入草皮的任何形状。

套环18从杆16垂直向外延伸，从而形成悬伸部22，套环18防止草皮材料缓慢地在杆16的侧面上堆积，通过防止或最小化草皮材料堆积在杆16上或周围，防止草皮材料堆积在轮辋2上或阻碍轮辋2，进一步防止草皮轮100被草皮材料冲击。

凸耳20与套环18邻接地接合，在一些实施例中，凸耳20基本上是梯形形状。应该理解，凸耳20可以是允许草皮区域穿透以提供高抓地能力的任何形状。还应当理解，凸耳20可以由与构成杆16的材料相同或不同的材料形成。

如图2所示，凸耳20还包括有限表面区域，其凸耳面24直接接触草皮10的区域，凸耳20提供不连续的胎面，其最小化车轮对草叶的冲击，从而减少或防止对草皮的损坏。结合起来，凸耳20减少了割草机在草皮上移动时被压缩的草叶的数量，从而减少了轮痕和未被切割的草的条带。应当理解，凸耳面24可包括正方形、圆形、三角形、矩形或几乎任何其它形状的正截面。

参照图1、3和4A，示出了轮毂8。在一些实施例中，轮毂8包括中心部分26、分支网状物28和多个孔30，中心部分26用于将草皮轮100安装到机器人割草机。例如，中心部分26被构造成用于接收轮毂8并将其操作性地连接到驱动轴、驱动机构(例如，诸如齿轮马达的运动驱动器)、轮轴等(前面列出的部件未在图中示出)。在其它实施例中，轮毂8可以仅包括中心部分26。

如图4A所示，分支网状物28从中心部分26径向向外延伸，并被固定到轮辋2上，在一些实施例中，分支网状物28包括网状结构。在一些实施例中，分支网状物28包括多个孔30。

草皮轮100的分支网状物28进一步降低了材料成本，并提供了重量轻的割草机轮。

参考图4A-B和5A-D，草皮轮100提供触地胎面32(如图4A中虚线所示)。触地胎面32包括由接触地面的凸耳面24提供的表面积的组合。提供凸耳20和凸耳面24的多个钉6彼此偏移，但均匀地分布在外表面4周围，如图4A-4B所示。在一些实施例中，多个钉6包括第一钉系列12和第二钉系列14，在一些实施例中，第一钉系列12和第二钉系列14彼此偏移，以提供地面接触胎面32。

触地胎面32还提供了不连续的胎面表面，其防止草皮或切割的草在轮辋2的外表面4处结合在一起，并形成连续的材料带。这允许低冲击草皮轮100在一系列条件下一致地运行，提供堆积的抑制并减少使用者所需的维护，并且消除草皮区域中不美观的草皮材料块。

在一些实施例中，草皮轮100包括大约1:3的接触表面比。应当理解，接触表面比提供了触地胎面32(即，由凸耳面24的组合提供的有限的接触地面的表面面积)与外表面4的总表面面积的比值。

触地胎面32围绕轮辋2的外表面4周向延伸，因为触地胎面32包括多个彼此间隔开的钉6，所以多个钉6被空间或胎面空隙34分开，如图4B所示。应当理解，胎面空隙34可以包括任何合适尺寸和/或形状的开放区域，并且以大多数任何合适的布置和/或构造。

在一些实施例中，触地胎面32占轮辋2的外表面4的总表面积的约30％，胎面空隙34占轮辋2的外表面4的总表面积的约70％，在一些实施例中，触地胎面32占轮辋2的外表面4的总表面积的约10％至50％，在一个实施例中，可以基于割草机的重量和/或质量以及预期或实际的草皮条件来建立适当的接触表面比。

转到图5A-5D，示出了所公开技术的示例实施例的正视图。包括胎面凸耳20以及在一些实施例中的套环18的触地胎面32提供了不连续的胎面表面。在一些实施例中，触地胎面32占轮辋的外表面4的总表面积的大约10％至50％之间。在一个实施例中，触地胎面32占轮辋的外表面4的总表面积的大约10％到40％之间。在一个实施例中，触地胎面32占轮辋2的外表面4的总表面积的大约30％-35％。

参照图6，在一个可选实施例中，示出了一个草皮轮200，其中相同的部件具有与图1-5中相同的附图标记加上100。低冲击草皮轮200包括轮辋102(图中未示出)，其具有内表面103(图中未示出)、外表面104和多个钉106，其中多个钉106从外表面104径向向外延伸。

如图6所示，钉106包括杆116和凸耳120，其中凸耳120包括凸耳面124。杆116和凸耳120的结构提供了增加的表面积，以便防止草皮轮200在穿越地面/地形时陷入潮湿、湿润或泥泞的土壤中，并且仍然提供优良的牵引。

杆116从外表面104垂直延伸。在一些实施例中，杆116基本上是矩形形状，其中杆116的长度大于其宽度。如图6所示，杆116还包括杆表面117，其中凸耳120从杆表面117径向向外延伸。在潮湿、湿润或泥泞的土壤条件下，凸耳120可穿透或陷入地面/地形中，并为了牵引目的而机械地接合它。在这种不利条件下，杆表面117为草皮轮200提供足够的支撑，以便将外表面104保持在草皮区域上方，而不会下沉、不会在潮湿的、湿润的或泥泞的土壤内变得粘滞或固定，或者防止牵引力或效率的降低。杆表面117可支撑割草机的质量而不会陷入土壤中。

在一些实施例中，凸耳120为T形。T形凸耳包括横向肋以增加切向上的牵引力。然而，应该理解，凸耳120可以是提供增加的牵引力以允许草皮轮200通过潮湿的、湿润的或泥泞的土壤/地形的几乎任何形状。

参照图6，触地胎面132包括多个胎面凸耳120和凸耳面124，从而提供了不连续的胎面表面。在一些实施例中，触地胎面132占轮辋的外表面104的总表面积的大约30％至50％之间。在一些实施例中，触地胎面132占轮辋的外表面104的总表面积的大约30％至35％之间，在其它实施例中，占轮辋的外表面104的总表面积的大约35％至45％之间，并且在其它实施例中，占轮辋的外表面104的总表面积的大约45％至50％之间。

虽然已经描述了所公开的技术的实施例，但是应当理解，本公开不限于此，并且可以在不脱离所公开的技术的情况下进行修改。所公开的技术的范围由所附权利要求限定，并且在权利要求的含义内的所有装置、过程和方法，无论是字面上还是通过等效物，均应包含在其中。

Claims (9)

1.一种草皮轮，包括：

轮辋，所述轮辋具有内表面和外表面；

多个钉，所述多个钉从所述轮辋的所述外表面径向向外延伸，其中，所述多个钉各自包括杆和凸耳，所述杆具有杆表面，其中，所述多个钉将所述轮辋保持在草皮区域上方并且提供触地胎面；

非连续胎面，所述非连续胎面包括所述触地胎面和胎面空隙；以及

轮毂；

其中，所述凸耳从所述杆表面径向向外延伸，并且所述凸耳还包括T形凸耳面。

2.根据权利要求1所述的草皮轮，其中，所述杆的形状基本上为矩形。

3.根据权利要求1所述的草皮轮，其中，所述杆的长度大于所述杆的宽度。

4.根据权利要求1所述的草皮轮，其中所述T形凸耳面包括横向肋。

5.根据权利要求1所述的草皮轮，其中，所述触地胎面包括占小于所述轮辋的所述外表面大约50%的表面积。

6.根据权利要求1所述的草皮轮，还包括大约1:3的接触表面比，其中所述接触表面比是所述触地胎面与所述轮辋的外表面的表面积的比值。

7.根据权利要求1所述的草皮轮，其中，所述轮毂包括中心部分和分支网状物。

8.根据权利要求7所述的草皮轮，其中，所述分支网状物从所述中心部分径向向外延伸并且固定到所述轮辋。

9.根据权利要求1所述的草皮轮，其中，所述多个钉围绕所述轮辋的所述外表面均匀地分布。

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