CN111757668A - 用于平整颗粒介质的辊组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于平整一大片颗粒介质（诸如高尔夫沙坑沙、雪、赛马道尘土或其它介质）的辊组件。组件具有一个或多个辊，所述辊具有纵向轴线。每个辊包括线，所述线从轴线间隔开以限定辊表面。当辊在颗粒介质上绕轴线旋转时，每个线是弹性地柔性的，以响应于颗粒介质上的接触力而向内变形，并且在从颗粒介质释放力期间恢复。轴在轭的臂之间沿辊组件的轴线延伸，并且手柄从所述轭延伸。当辊表面横穿介质时，介质中的至少一些被从辊向外抛掷，从而平整一大片介质。辊组件可以手动操作或可以被牵引在牵引装置后面。

Description

用于平整颗粒介质的辊组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年12月13日提交的名称为“ROLLER ASSEMBLY FOR SMOOTHING THESAND OF A GOLF COURSE BUNKER（用于平整高尔夫球场沙坑的沙子的辊组件）”的美国临时专利申请号62/598,297和于2018年1月8日提交的名称为“ROLLER ASSEMBLY FORSMOOTHING THE SAND OF A GOLF COURSE BUNKER（用于平整高尔夫球场沙坑的沙子的辊组件）”的美国临时专利申请号62/614,833的优先权，这两个申请的内容都通过引用并入本文。
技术领域
本发明大体上涉及用于平整一大片颗粒介质的工具，更具体地涉及用于平整沙（例如，在高尔夫沙坑中）、雪（例如，在滑雪斜坡上）、尘土（在赛马道处）或其它颗粒介质的工具。
背景技术
高尔夫球的规则禁止高尔夫球手更改高尔夫球在沙坑中的位置，不管位置的条件是自然现象（诸如风和雨）的结果还是人工现象（诸如早前将球击出沙坑外的高尔夫球手的脚或球棒）的结果。不管什么原因，沙的表面中的不规则都会使沙坑击球更困难。因此，有礼貌的球员离开沙坑时，方便地使用由球场管理人员放在沙坑附近的耙子，以为即将到来的球员平整沙。
沙坑中的沙可以是干的、松散的或压实的、细粒或粗粒的。已知的沙坑耙子具有杆和尖齿的种类，其中，刚性尖齿从刚性杆以相等的间隔和相等的深度向下延伸。可用的耙子可以在尖头（tine）向上或向下指向的情况下使用，以将沙分成垄和沟，这些垄和沟有希望被之后的水平杆弄平整。根据沙坑的变化地形、即时气候条件和沙的稠度，真正平整的结果很少会被实现，而且只有通过多次划动耙子来实现。并不罕见的是，其击球已经找到沙坑的高尔夫球手可能对延伸的礼貌不领情。
因此，本发明的目的是提供一种用于平整高尔夫沙坑中的沙的工具。本发明的目的还是提供一种为各种沙坑地形、气候条件和沙稠度提供一致的沙平整结果的工具。
本发明的另外的目的是提供一种用于平整雪（例如，在滑雪斜坡上）的工具。用于照料滑雪斜坡的典型设备包括在雪中产生垄的耕机（tiller），这些垄提供了被称为“灯芯绒”的效果。
本发明的另外的目的是提供一种用于平整尘土（例如，在赛马道上）的工具。
本发明的目的是提供一种比用传统设备更容易地平整颗粒介质的工具。
发明内容
根据本发明，提供了一种辊组件以用于平整一大片颗粒介质。线的阵列从纵向轴线间隔开以限定凸的辊表面。当线阵列绕轴线旋转并且辊表面在一大片颗粒介质上绕轴线转动时，每个线是弹性地柔性的，以响应于颗粒介质上的增加接触力而向内变形，并且在从颗粒介质释放接触力期间恢复。当辊表面横穿一大片颗粒介质时，颗粒介质中的至少一些被从辊组件的辊向外抛掷，从而平整这一大片颗粒介质。
在一个实施例中，每个线可以设置在源于纵向轴线的对应的径向平面和对应的径向平面中。在另一个实施例中，每个线可以在源于纵向轴线的对应的半径之间延伸，其中，每个线的对应的半径相对于纵向轴线处于不同的平面中。在径向平面实施例或对应的半径实施例中，凸的辊表面的外部部分的凸面（convexity）可以比凸的辊表面的内部分的凸面更拱起。
辊组件还可以具有两个衬套，线的阵列的每个端部各有一个衬套，其中，每个线的相对端固定到衬套中的对应的一个。例如，每个衬套可以与对应的环配合，以将对应的线夹紧在衬套与环之间的环状部（annulus）中。
在一个实施例中，轴沿辊组件的纵向轴线延伸，并且衬套可绕轴的纵向轴线旋转。轴在轭的臂之间延伸。在一个实施例中，细长手柄横向于轴从轭延伸。在单独的实施例中，衬套安装在轭的近端，而且不使用轴。
当辊在一大片颗粒介质上绕共同纵向轴线旋转时，每个线可以是弹性地柔性的，以响应于与颗粒介质的增加接触力而向内变形，并且在从颗粒介质释放接触力期间恢复。
辊组件可以具有在共同纵向轴线上串联对准的两个或更多个辊，或者可以具有带有偏移纵向轴线的两个或更多个辊。每个辊是线的阵列，这些线从共同纵向轴线间隔开以限定凸的辊表面。当辊表面横穿一大片颗粒介质时，辊组件的辊的辊表面绕共同轴线旋转。通过线的弹簧状恢复来将颗粒介质中的至少一些从辊组件向外抛掷，从而平整颗粒介质，该弹簧状恢复来自压缩力的释放，该压缩力来自与颗粒介质的接触。线之外的弹簧状结构上的介质接触表面也是可能的。
在一个实施例中，每个阵列的每个线可以设置在源于共同纵向轴线的对应的径向平面中，并且每个阵列的径向平面可以绕共同纵向轴线以相等的角增量间隔开。在另一个实施例中，每个阵列的每个线可以在源于纵向轴线的对应的半径之间延伸，其中，每个线的对应的半径相对于纵向轴线处于不同的平面中。每个阵列的每个线的对应的半径可以绕纵向轴线以相等的角增量间隔开。在径向平面实施例或对应的半径实施例中，每个辊的凸的辊表面的外部部分的凸面可以比凸的辊表面的内部分的凸面更拱起。
辊中的每一个还可以具有两个衬套，每个辊的每个端部处各有一个衬套，每个线的相对端固定到衬套中的对应的一个。每个衬套可以与对应的环配合，以将对应的线夹紧在它们之间的对应的环状部中。
共同轴可以沿辊组件的共同纵向轴线延伸，并且每个辊的衬套可以绕轴的共同纵向轴线旋转。轴在轭的臂之间延伸，并且细长手柄横向于轴从轭延伸。
并列辊的线的端部部分可以以交替网状顺序重叠，使得辊绕共同纵向轴线一致地旋转，并且确保沿辊组件的整个长度平整一大片颗粒介质。
当辊组件在一大片颗粒介质上绕共同纵向轴线旋转时，每个辊的每个线可以是弹性地柔性的，以响应于与颗粒介质的增加接触力而向内变形，并且在从颗粒介质释放接触力期间恢复。
提供了一种辊组件以用于平整颗粒介质。辊组件包括至少一个辊，该至少一个辊具有第一端部、第二端部和纵向轴线。提供了围绕纵向轴线转动的多个介质接触表面，诸如多个线的外表面，其中，介质接触表面中的每一个的至少一部分可从第一位置向内移动到压缩位置，其中，压缩位置比第一位置更接近纵向轴线，压缩位置是由与颗粒介质接触所导致的力造成的。当介质接触表面中的一个处于压缩位置中时，介质接触表面以足够的力和速度返回到第一位置，以从至少一个辊向外抛掷颗粒介质中的至少一些。
多个线具有接近辊的第一端部的第一端部以及接近辊的第二端部的第二端部。第一衬套接近多个线的第一端部，并且第二衬套接近多个线的第二端部。衬套中的每一个都与对应的环配合，以将多个线夹紧在它们之间的环状部中。在一个实施例中，轴沿纵向轴线延伸。衬套可绕纵向轴线旋转。
辊组件可以具有轭，其中，轴在轭的臂之间延伸。可选地，没有轴可以提供。细长手柄在横向于纵向轴线或轴的方向上从轭延伸。
多个线中的每个线可以设置在源于纵向轴线的对应的径向平面中。多个线的对应的径向平面可以绕纵向轴线以相等的角增量间隔开。多个线中的每个线可以具有附连到第一衬套的第一径向部段、附连到第二衬套的第二径向部段以及位于第一径向部段与第二径向部段之间的纵向部分，其中，第一径向部段设置在源于纵向轴线的第一径向平面中，并且第二径向部段设置在源于纵向轴线的第二径向平面中。多个线中的线的第一径向部段和第二径向部段可以绕纵向轴线以相等的角增量间隔开。
当辊在一大片颗粒介质上绕纵向轴线旋转时，多个线中的每个线是弹性地柔性的，以响应于与颗粒介质的增加接触力而向内变形，并且在从颗粒介质释放接触力期间恢复。
在一个实施例中，向辊提供多个犁耕构件。提供犁耕构件以用于打散（break up）颗粒介质，并且提供辊以用于平整打散的颗粒介质。
在一个实施例中，多个介质接触表面限定第一端部、第二端部和中间点，其中，第一端部和第二端部比中间点更接近纵向轴线，以形成凸介质接触表面。
如上所述，辊组件可以安装在手柄上。替代地，辊或辊组件可以安装在可牵引组件（诸如拖拉机、雪地机或其它可牵引装置）上。相似地，犁耕构件可以安装在手柄上，或者替代地，犁耕构件安装在可牵引组件上。
附图说明
当阅读下面的详细描述和参照附图时，本发明的其它目的和优点将变得明显，在附图中：
图1是根据本发明的辊组件的六辊实施例的立体图；
图2是图1的实施例的辊端部的放大立体图；
图3A是图1的辊组件的一个辊的实施例的放大立体图；
图3B是图3A的辊的放大俯视图；
图4A是根据本发明的辊组件的一个辊的另一个实施例的放大立体图；
图4B是图4A的辊的放大俯视图；
图5A是根据本发明的辊组件的一个辊的另一个实施例的放大立体图；
图5B是图5A的辊的放大俯视图；
图6是根据本发明的辊组件的四辊实施例的辊端部的放大立体图；
图7是根据本发明的辊组件的并列辊的接口的放大的部分俯视图；
图8是沿图6的线8-8截取的横截面视图；
图9是沿图6的线9-9截取的通过位于横向于辊组件的纵向轴线的平面中的根据本发明的辊组件的轴承的横截面视图；
图10是沿图6的线10-10截取的通过位于横向于辊组件的纵向轴线的平面中的根据本发明的辊组件的轴承的横截面视图；
图11是根据本发明的辊组件的并列辊的接口的放大的部分立体图；
图12是平整一大片颗粒介质的根据本发明的辊组件的端部立面图；
图13A是根据本发明的辊组件的单辊实施例的立体图；
图13B示出了图13A的辊的16线实施例；
图14是辊组件端部盖的立体图；
图15是图13的端部盖的立面图；
图16是看向安装在辊组件上的图13的端部盖的外部面的立体图；
图17是安装在辊组件上的图14的端部盖的内部面的放大立体图；
图18是图17的端部盖的内部面的立体图；
图19是安装在辊组件上的图17的端部盖的外部面的立体图；
图20是安装在辊组件上的图17的端部盖的内部面的立体图；
图21是线保持器的另一个实施例的立体图；
图22是用于接收在图21的线保持器上的毂盖的前立体图；
图23是图22的毂盖的后立体图；
图24是用于接收在图23的所述毂盖上的球轴承盖的立体图；
图25是具有用于打散堆积的颗粒介质的尖头的双级单辊实施例的立体图；
图26是具有用于打散堆积的颗粒介质的尖头的双级多辊组件的可牵引实施例的立体图。
虽然本发明将结合其优选实施例来进行描述，但是要理解，并不旨在将本发明限制于那些实施例或限制于附图中所图示的部件的构造或布置的细节。
具体实施方式
看向图1，用于平整一大片颗粒介质（诸如高尔夫沙坑（未示出）中的沙）的辊组件的实施例具有辊组件10，该辊组件10具有一个或多个辊12。在图1的实施例中，多个串联对准的辊12通过轭14连接到细长手柄16。如在图1的实施例中看到的，辊组件10具有六个辊12。然而，辊组件10的实施例可以具有一个辊12或任何数量的辊12。
如在图2中更好地看到的，图1的辊组件10实施例的多个串联对准的辊12合起来具有大体上圆柱形的轮廓，但是辊12中的每一个单独地显示相对于纵向轴线20的凸的辊表面18，辊12在该纵向轴线20上对齐。所图示的凸面是示例性的，并且可以更加明显。
转到图3A和图3B，示出了图1和图2中看到的每个辊12的实施例。辊12具有线22的阵列，这些线22从共同纵向轴线20间隔开以限定凸的辊表面24。在所示的实施例中，阵列的每个线22设置在源于共同纵向轴线20的对应的径向平面中。如图所示，径向平面和阵列的线22优选地绕共同纵向轴线20以相等的角增量间隔开。
继续看向图3A和图3B，辊12具有两个衬套26，辊12的每个端部处各有一个衬套26。每个线22的相对端部固定到衬套26中的对应的一个。每个衬套26与对应的环28配合，以将线22的端部夹紧在衬套26与环28之间的对应的环状部中。如辊组件10的图1至图3A的实施例中所示，对应的环28是单一管30的端部。衬套26中的每一个具有纵向同心开口32。
转到图1和图2，在辊组件10的共同纵向轴线20上对准的共同轴38延伸通过每个辊12的衬套26的同心开口32。轴38连接在轭14的臂40之间。手柄16在横向于轴38的方向上从轭14延伸并且延伸到管30。衬套26可绕轴38的共同纵向轴线20在轴38上旋转。优选地，并且如图所示，并列辊12的线22的端部部分42以重叠交替网状顺序来布置。
转到图3A和图3B，在提供重叠交替网状顺序的优选配置中，每个线22具有大体上径向的部分44，该大体上径向的部分44从其纵长凸部分46的端部朝纵向轴线20向内延伸。然而，如图3B中最好地看到的，优选的是，线22的每个径向部分44和凸部分46的接合点48处的角度使得线22的阵列在辊12的每个纵向端部上形成横向于纵向轴线20的齿轮（cogwheel）。当并列辊12在轴38上纵向严格对齐时，并列辊12的齿轮重叠并且接合，使得辊组件10的所有辊12绕共同纵向轴线20一致地旋转。
如本文所使用的，术语“线”包括金属、塑料和/或纤维材料的丝状物。优选的是，当辊组件10在一大片颗粒介质上绕共同纵向轴线20旋转时，每个辊12的每个线22的至少凸部分46可以是弹性地柔性的，以响应于与颗粒介质的增加接触力而向内变形，并且在从颗粒介质释放接触力期间恢复。
下文讨论的线20、320、420或本文所讨论的其它线实施例可以由各种材料和尺寸构成。在一个实施例中，线20、320、420的材料是AISI 302不锈钢、回火弹簧。这种材料具有在189 ksi到319 ksi的范围内的抗拉强度。也可以使用其它不锈钢合金，包括17-7 PH，其具有范围从235 ksi到335 ksi的抗拉强度。可以使用其它不锈钢合金，包括AISI 304和316。17-7优于302/304的优点是17-7可通过沉淀硬化进行热处理，以获得所需的强度和可成形性。
线20、320、420横向于其轴线装载。它们沿其长度制造和组装有向外的或凸的弯曲部（即，弓形）。当被装载时，线20、320、420被压缩或推动成基本上直的配置，并且在施加较大的径向载荷时能够假设反向弯曲部。线20、320、420的横向压缩或偏转导致每个线的径向刚度等于：
Figure 158688DEST_PATH_IMAGE001
其中，ΔF是由一个线20、320、420所承受的总径向（横向）力，并且Δy是对应的最大横向偏转。单个线20、320、420的刚度值能够被示出为：
Figure 544670DEST_PATH_IMAGE002
其中，E是弹簧线20的弹性模量，I是线20的横截面面积的惯性矩（例如，针对直径为d的线的
Figure 527669DEST_PATH_IMAGE003
或针对方形d×d线的
Figure 890255DEST_PATH_IMAGE004
），并且L是其长度。A是比例常数，取决于线20的端部条件和横向载荷分布的形状。例如，如果端部被简单地支撑并且假设载荷沿线20的长度均匀分布，则A＝76.8。如果假设载荷为最大值在中心的正弦，则A＝π2。
线20、320、420的径向端部的长度以及它们从径向区段到横向区段的弯曲部也有助于整体线刚度，主要通过影响A的值。
刚度k的方程对于在不同长度上选择具有相同的刚度的线20、320、420是有用的。例如，如果圆线11具有直径d1（以及对应的惯性矩I1），在长度L1处具有良好的刚度特性，而且我们希望在长度L2处具有相同的刚度的线2，则我们希望：
Figure 439048DEST_PATH_IMAGE005
或
Figure 730352DEST_PATH_IMAGE006
例如，直径为0.072”的17”长线具有与直径为0.093”的24”线相同的刚度。
单独辊的整体向下刚度取决于每个线20、320、420的刚度以及围绕圆周的线20、320、420的数量。给定辊上的线20、320、420越多，其整体刚度就越大。
作为示例，直径d1为0.072"并且长度L1为17"并且惯性矩I1为1.319x10－6 英寸4的线20、320、420已被发现是有效的。下面，在表1中，是针对从6英寸到36英寸的不同长度L2的示例线直径d2。
表1
L<sub>2</sub> (in) I<sub>2</sub> (in<sup>4</sup>) d<sub>2</sub> (in)
6 5.80E-08 0.033
7 9.21E-08 0.037
8 1.37E-07 0.041
9 1.96E-07 0.045
10 2.69E-07 0.048
11 3.57E-07 0.052
12 4.64E-07 0.055
13 5.90E-07 0.059
14 7.37E-07 0.062
15 9.06E-07 0.066
16 1.10E-06 0.069
17 1.32E-06 0.072
18 1.57E-06 0.075
19 1.84E-06 0.078
20 2.15E-06 0.081
21 2.49E-06 0.084
22 2.86E-06 0.087
23 3.27E-06 0.090
24 3.71E-06 0.093
25 4.20E-06 0.096
26 4.72E-06 0.099
27 5.28E-06 0.102
28 5.89E-06 0.105
29 6.55E-06 0.107
30 7.25E-06 0.110
31 8.00E-06 0.113
32 8.80E-06 0.116
33 9.65E-06 0.118
34 1.06E-05 0.121
35 1.15E-05 0.124
36 1.25E-05 0.126
提供上表仅仅是为了示例的目的。其它直径也被认为是合适的，包括在所列直径的+/- 3%的直径。
转到图4A和图4B，示出了用于在辊组件10中使用的辊的另一个实施例，即，辊112，其在所有方面与图3A和图3B的辊12的实施例相同，除了衬套126不是单一管的一部分，而是彼此独立的，即，衬套126位于管部段130中。
转到到图5A和图5B，示出了用于在辊组件10中使用的辊的又一个实施例，即，辊212，其中，阵列的每个线222在对应的半径223之间延伸，这些对应的半径223源于纵向轴线220，但是相对于纵向轴线220位于不同的径向平面中。因此，线222的凸部分246不平行于纵向轴线220。优选地，阵列的线222绕纵向轴线220以相等的角增量间隔开，使得虽然线222的凸部分246与纵向轴线220不平行，但是它们彼此平行。
如图5A和图5B中所示，辊212具有如图4A和图4B的实施例中的独立衬套226，但是衬套226也可以是关于图3A和图3B描述的单一类型。
现在看向图6，辊组件的另一个实施例，即，辊组件310，具有四个辊312。四个辊312包括两个中间辊313，这两个中间辊313与关于图3A和图3B描述的辊12相同。四个辊312还包括具有外部部分350的两个外部辊315，该外部部分350具有比其内部分352的凸面更拱起的凸面，并且朝向纵向轴线320弯曲，使得其端部固定到其相应的衬套326，如图所示被夹紧在衬套326与其相应的环328之间的环状部中。
在任何多辊实施例中，如图6中看到的端部辊315能够与图3A和图3B、图4A和图4B或图5A和图5B中看到的中间辊313结合使用。辊312具有线322的阵列，这些线从共同纵向轴线320间隔开以限定凸的辊表面324。在所示的实施例中，阵列的每个线322设置在源于共同纵向轴线320的对应的径向平面中。辊组件310具有衬套326，即，辊312的每个端部处各有一个衬套326。线322的相对端部固定到衬套326中的对应的一个。每个衬套326与对应的环325配合，以将线322的端部夹紧在衬套326与环328之间的对应的环状部中。衬套326安装在轴338上。
对于单辊实施例，能够使用图3A和图3B中看到的辊12、图4A和图4B的辊112或图5A和图5B的辊212中的任何一个，或者能够使用在辊的两个端部上具有图6中看到的外部部分350的单辊。
图7至图11图示了衬套26、环28和管30以及在横向于那些实施例的纵向轴线120的多个平面中的辊组件的各种多辊实施例的相对端部的重叠交替网状顺序的线22的环状连接。
转到图12，通过应用于六辊组件10的示例性解释，将理解辊组件10、310的各种实施例的操作。六辊组件10包括六个辊12。六个辊12包括根据图4A和图4B的四个中间辊12和两个端部辊15，这两个端部辊可以有与辊12或根据图6的端部辊15相似的结构，其中，并列辊12-12或12-315处于其重叠交替网状顺序中以用于绕辊组件10的共同纵向轴线20同时旋转。
仍然参照图12，使用手柄16，用户能够推动、拉动或交替地推动和拉动一大片颗粒介质S（诸如沙、雪、尘土），施加适度的向下压力以使辊12和辊15在一大片颗粒介质上绕共同纵向轴线20一致地旋转。各种辊12和辊15的线22的凸的辊表面18绕共同纵向轴线20的旋转将颗粒介质中的一些向辊组件10的辊12和辊15外部抛掷。除了提供辊12和辊15的同时旋转，重叠交替网状顺序还确保颗粒介质S跨越辊12和辊15的串联布置的长度的分布。此外，端部辊15的外部部分的更拱起的凸面提供了滚动的颗粒介质S的更平整的过渡，其中，颗粒介质S与辊组件10的路径相邻。当形成辊表面的线22在一大片颗粒介质S上绕纵向轴线20旋转时，颗粒介质S中的至少一些被从辊组件10向外抛掷。抛掷的颗粒介质S似乎形成颗粒介质S的云C，该云C具有在从纵向轴线20径向向外的方向上减少的密度并且具有从辊组件10的在前方向到在后方向增加的密度和距离。
转到图13A至图13B，示出了单辊实施例，即，辊组件410。辊组件410包括单个辊412。辊412具有线422的阵列，这些线从共同纵向轴线420间隔开以限定凸的辊表面424。图13A中示出了二十四个线422。图13B中示出了十六个线。具有数量更多或更少的线的其它实施例也是可能的。在所示的实施例中，阵列的每个线422设置在源于共同纵向轴线420的对应的径向平面中。如图所示，径向平面和阵列的线422优选地绕共同纵向轴线420以相等的角增量间隔开。辊组件410具有两个衬套426，辊组件410的每个端部处各有一个衬套426。每个线422的相对端部固定到衬套426中的对应的一个。每个衬套426与对应的环428配合，以将线422的端部夹紧在衬套426与环428之间的对应的环状部中。对应的环428可以是单一管430的端部。衬套426中的每一个具有纵向同心开口。每个线422具有大体上径向的部分444，该大体上径向的部分444从其纵长凸部分446朝向纵向轴线420向内延伸。
如果当辊组件10、310、410在一大片颗粒介质S上绕共同纵向轴线20、320、420旋转时线422的凸部分446是弹性地柔性的，以响应于与颗粒介质S的增加的接触力而向内变形，并且在从颗粒介质S释放接触力期间恢复，则释放的能量似乎增强了辊组件10的有效性。
现在看向图14至图24，在辊组件实施例10、310、410中的任何一个中并且特别是在单辊实施例410中，通过使用端部盖500，能够消除或避免阵列的线20、320、420的径向部分44、344、444将在操作期间变形的可能性，在辊组件10、310、410中的每个端部处各有一个端部盖500。如在图14至图17中最好地看到的，端部盖500的一个实施例是圆盘502，该圆盘具有中心孔504和相对于圆盘502的内部面以钝角从圆盘502的外边缘向外延伸的多个径向齿506。如在图16中最好地看到的，圆盘502的直径大于衬套21的外直径，使得突出齿500在阵列的相继的线22、322、422的径向部分44之间延伸。齿506的数量和宽度使得一个齿506在阵列的每一个角增量处突出到每个空间中，并且紧靠其相应的相继一对线22、322、422的径向部分44、433、444接合。继续看向图16，每个端部盖500可以与线26的阵列的径向部分44、344、444接合地固定，例如，通过螺接在轴上的螺母508和对抗其相应的衬套538的偏压夹紧端部盖500。如图所示，轴538超过每个螺母508延伸到相应的外螺母510。螺母508与螺母510之间的轴延伸部分512能够安装在轭14的相应的臂（例如40）上。
在单辊实施例400中，具有直径为1.5”的圆盘502和长度为3/8”的齿的1/8”不锈钢的端部盖500与辊410一起令人满意地运行，该辊410约17英寸宽，具有外直径为3/4”的衬套426。
替代地，如图18至图20中看到的，示出了端部盖的另一个实施例，例如端部盖600。端部盖600是圆盘602，该圆盘具有中心孔604和从圆盘602的外边缘向外延伸的多个L形齿606。L形齿606的数量和宽度使得一个齿606在线的阵列的每个角增量处突出到每个空间中，并且紧靠其相应的相继一对线20的径向部分44、344、444接合。在这个实施例中，线22、322、422的径向部分46、346、446可以具有弯曲部分，该弯曲部分之后是延伸到衬套26、326、426中的直的部分。
在另一个实施例中，端部盖组件可以由可模制材料模制，诸如聚碳酸酯或另一合适的材料。现在参照图21至图24，示出了毂盖700，该毂盖限定了从毂盖700的外边缘向外延伸的多个延伸齿706。延伸齿706的数量和宽度在线的阵列的每个角增量处突出到每个空间中，并且紧靠其相应的相继一对线22、322、422的径向部分44、344、444接合。毂盖700与线保持器720配合，并且可以用接收在螺钉孔721中的多个螺钉固定到该线保持器。线保持器720限定了终止于线孔724的多个线接收槽722，以用于接收相应的线22的端部。线保持器720可以接收在管20的端部上。毂盖700可以容纳球轴承盖740，以用于隐藏螺钉孔721。
现在参照图25，示出了单辊实施例410的实施例的变型，即，双级辊组件810。双级辊组件810包括具有与图25的辊412相似的构造的辊812。辊812被支撑在轭14的臂之间。犁耕构件（诸如尖头870）附连到横杆。多个向下延伸的尖头870对于打散可以凝结或以其它方式结合在一起的颗粒介质是有用的。通过提供双作用辊组件810，用户能够用犁耕构件来打散颗粒介质，然后以上述方式用辊812来平整打散的颗粒介质。虽然将尖头870示出为示例犁耕构件，但是犁耕构件的其它配置是可能的，包括向下延伸的齿、锯齿形边缘或其它器具。
已经关于手动操作的辊组件的各种实施例在上面描述了本发明。然而，考虑的是，具有相当大的结构的辊组件能够被车辆牵引，以例如用于在平整滑雪斜坡、赛马道或颗粒介质的其它示例中使用。
例如，参照图26，示出了可牵引组件910的立体图。可牵引组件910包括辊912的阵列，该阵列包括辊913、914和915。辊913、914和915与上述辊相似。然而，对于大规模使用，例如，对于上述滑雪斜坡和赛马道应用，辊913、914和915可以具有大大增加的直径，其被牵引在拖拉机、雪地机或其它牵引装置后面。在一个实施例中，可牵引组件910还包括犁耕构件区段960，该犁耕构件区段960提供用于支撑犁耕构件（诸如尖头970）的平台。与上述尖头870相似，提供了较大的可牵引组件安装的犁耕构件以在颗粒介质遇到辊913、914和915之前打散颗粒介质以进行平整。虽然示出了示例可牵引组件910具有三个辊913、914和915，但是应当理解，可以使用任何数量的辊，包括单个辊或六个辊或更多。
虽然本文示出和讨论了单独的实施例，但是应当理解，特定实施例的零件可以与本文所讨论的其它实施例结合。例如，在申请人的六辊实施例中示出和讨论的元件可以部署在申请人的四辊实施例或单辊实施例中。相似地，申请人的双级零件可以与毂、辊类型、辊的数量、管或无管、或本文所公开的其它零件的任何组合一起使用。
虽然本文已经描述了特定实施例，但是要认识到，本发明并不限于此，并且在本发明的范围内，可以对其进行许多修改和添加。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，所附从属权利要求的特征能够与独立权利要求的特征进行各种组合。
因此，明显的是，根据本发明，提供了一种完全满足上述目的、目标和优点的用于平整颗粒介质（诸如高尔夫球场沙坑的沙）的辊组件。虽然本发明已经结合其具体实施例（包括那些实施例的零件的可互换性）进行了描述，但是明显的是，许多替代方案、修改和变型对本领域技术人员并且根据前面的描述将是明显的。因此，旨在将所有这些替代方案、修改和变型包含在所附权利要求的精神内。
因此，本发明很适合于执行上述目的和实现上述目标和优点以及其中固有的目标和优点。虽然为了本公开的目的已经描述了当前优选的实施例，但是对于本领域的普通技术人员而言，许多变更和修改将是明显的。这些变更和修改包含在由权利要求所限定的本发明的精神内。

Claims (39)

1.一种用于平整一大片颗粒介质的辊组件，所述辊组件包括：
至少一个辊，所述至少一个辊具有第一端部、第二端部和纵向轴线；
多个介质接触表面，所述多个介质接触表面围绕所述纵向轴线转动，其中，所述介质接触表面中的每一个的至少一部分可从第一位置向内移动到压缩位置，其中，所述压缩位置比所述第一位置更接近所述纵向轴线，所述压缩位置是由与所述颗粒介质接触所导致的力造成的；
其中，当所述介质接触表面中的一个处于所述压缩位置中时，所述介质接触表面以足够的力和速度返回到所述第一位置，以从所述至少一个辊向外抛掷所述颗粒介质中的至少一些。
2.根据权利要求1所述的辊组件，其中：
所述介质接触表面包括多个线，所述多个线具有接近所述辊的所述第一端部的第一端部以及接近所述辊的所述第二端部的第二端部。
3.根据权利要求2所述的辊组件，还包括：
接近所述多个线的所述第一端部的第一衬套；
接近所述多个线的所述第二端部的第二衬套。
4.根据权利要求3所述的辊组件，其中：
所述衬套中的每一个与对应的环配合，以将所述多个线夹紧在它们之间的环状部中。
5.根据权利要求3所述的辊组件，还包括：
沿所述纵向轴线延伸的轴，所述衬套可绕所述纵向轴线旋转。
6.根据权利要求5所述的辊组件，还包括：
轭；
在所述轭的臂之间延伸的所述轴；以及
细长手柄，所述细长手柄在横向于所述轴的方向上从所述轭延伸。
7.根据权利要求2所述的辊组件，其中：
所述多个线中的每个线设置在源于所述纵向轴线的对应的径向平面中。
8.根据权利要求7所述的辊组件，其中：
所述多个线的所述对应的径向平面绕所述纵向轴线以相等的角增量间隔开。
9.根据权利要求2所述的辊组件，其中：
所述多个线中的每个线具有附连到第一衬套的第一径向部段、附连到第二衬套的第二径向部段以及位于所述第一径向部段与所述第二径向部段之间的纵向部分；
其中，所述第一径向部段设置在源于所述纵向轴线的第一径向平面中，并且所述第二径向部段设置在源于所述纵向轴线的第二径向平面中。
10.根据权利要求9所述的辊组件，其中：
所述多个线中的所述线的所述第一径向部段和所述第二径向部段绕所述纵向轴线以相等的角增量间隔开。
11.根据权利要求2所述的辊组件，其中：
当所述辊在所述一大片颗粒介质上绕所述纵向轴线旋转时，所述多个线中的每个线是弹性地柔性的，以响应于与所述颗粒介质的增加接触力而向内变形，并且在从所述颗粒介质释放接触力期间恢复。
12.根据权利要求1所述的辊组件，所述辊组件还包括：
与所述辊相邻的多个犁耕构件；
其中，提供所述犁耕构件以用于打散所述颗粒介质，并且提供所述辊以用于平整所述打散的颗粒介质。
13.根据权利要求1所述的辊组件，其中：
所述多个介质接触表面限定第一端部、第二端部和中间点，其中，所述第一端部和所述第二端部比所述中间点更接近所述纵向轴线，以形成凸介质接触表面。
14.根据权利要求1所述的辊组件，其中：
所述辊安装在可牵引组件上。
15.根据权利要求12所述的辊组件，其中：
所述犁耕构件安装在可牵引组件上。
16.一种用于平整一大片颗粒介质的辊组件，所述辊组件包括：
至少一个辊，所述至少一个辊具有第一端部、第二端部和纵向轴线，所述辊具有围绕所述纵向轴线转动的多个介质接触表面；
与所述至少一个辊相邻的多个犁耕构件，所述犁耕构件用于打散所述颗粒介质；
用于平整打散的所述颗粒介质的所述辊；
用于将所述颗粒介质中的至少一些从所述辊向外抛掷的所述多个介质接触表面。
17.根据权利要求16所述的辊组件，其中：
所述犁耕构件是多个尖头。
18.根据权利要求16所述的辊组件，其中：
所述多个介质接触表面的至少一部分可从第一位置向内移动到压缩位置，其中，所述压缩位置比所述第一位置更接近所述纵向轴线，所述压缩位置是由与所述颗粒介质接触所导致的力造成的；
其中，当所述多个介质接触表面中的一个处于所述压缩位置中时，所述介质接触表面以足够的力和速度返回到所述第一位置，以从所述辊向外抛掷所述颗粒介质中的至少一些。
19.根据权利要求16所述的辊组件，其中：
所述多个介质接触表面由多个线构成，所述多个线具有接近所述辊的所述第一端部的第一端部，并且具有接近所述辊的所述第二端部的第二端部。
20.根据权利要求19所述的辊组件，还包括：
接近所述多个线的所述第一端部的第一衬套；
接近所述多个线的所述第二端部的第二衬套；
沿所述纵向轴线延伸的轴，所述衬套可绕所述纵向轴线旋转。
21.根据权利要求20所述的辊组件，还包括：
轭，所述轭限定第一臂和第二臂；
在所述轭的臂之间延伸的所述轴；以及
从所述轭延伸的细长手柄。
22.根据权利要求19所述的辊组件，其中：
所述多个线中的每个线设置在源于所述纵向轴线的对应的径向平面中。
23.根据权利要求19所述的辊组件，其中：
第一衬套接近所述多个线的所述第一端部；
第二衬套接近所述多个线的所述第二端部；
所述多个线中的每个线具有附连到所述第一衬套的第一径向部段、附连到所述第二衬套的第二径向部段以及位于所述第一径向部段与所述第二径向部段之间的纵向部分；
其中，所述第一径向部段设置在源于所述纵向轴线的第一径向平面中，并且所述第二径向部段设置在源于所述纵向轴线的第二径向平面中。
24.根据权利要求19所述的辊组件，其中：
当所述辊在所述一大片颗粒介质上绕所述纵向轴线旋转时，所述多个线中的每个线是弹性地柔性的，以响应于与所述颗粒介质的增加接触力而向内变形，并且在从所述颗粒介质释放接触力期间恢复。
25.根据权利要求18所述的辊组件，其中，所述辊，其中：
所述多个介质接触表面限定第一端部、第二端部和中间点，其中，所述第一端部和所述第二端部比所述中间点更接近所述纵向轴线，以形成凸介质接触表面。
26.根据权利要求16所述的辊组件，其中：
所述辊安装在可牵引组件上。
27.根据权利要求16所述的辊组件，其中：
所述犁耕构件安装在可牵引组件上。
28.一种用于平整一大片颗粒介质的辊组件，所述辊组件包括：
至少一个辊，所述至少一个辊具有第一端部、第二端部和纵向轴线，所述辊具有围绕所述纵向轴线转动的多个介质接触表面，所述介质接触表面限定第一端部、第二端部和中间点，其中，所述第一端部和所述第二端部比所述中间点更接近所述纵向轴线，以形成凸介质接触表面；
用于将所述颗粒介质中的至少一些从所述辊向外抛掷的所述多个介质接触表面。
29.根据权利要求28所述的辊组件，其中：
所述介质接触表面的接近所述介质接触表面的所述第一端部和所述第二端部的凸面比接近所述凸介质接触表面的所述中间点的凸面更拱起。
30.根据权利要求28所述的辊组件，其中：
所述接触表面的至少一部分可从第一位置向内移动到压缩位置，其中，所述压缩位置比所述第一位置更接近所述纵向轴线，所述压缩位置是由与所述颗粒介质接触所导致的力造成的；
其中，当所述多个介质接触表面中的一个处于所述压缩位置中时，所述介质接触表面以足够的力和速度返回到所述第一位置，以从所述辊向外抛掷所述颗粒介质中的至少一些。
31.根据权利要求28所述的辊组件，还包括：
与所述辊相邻的多个犁耕构件；
其中，提供所述犁耕构件以用于打散所述颗粒介质，并且提供所述辊以用于平整所述打散的颗粒介质。
32.根据权利要求28所述的辊组件，其中：
所述介质接触表面由多个线构成，所述多个线具有接近所述辊的所述第一端部的第一端部以及接近所述辊的所述第二端部的第二端部。
33.根据权利要求32所述的辊组件，还包括：
接近所述多个线的所述第一端部的第一衬套；
接近所述多个线的所述第二端部的第二衬套；
沿所述纵向轴线延伸的轴，所述衬套可绕所述纵向轴线旋转。
34.根据权利要求33所述的辊组件，还包括：
轭，所述轭限定第一臂和第二臂；
在所述轭的臂之间延伸的所述轴；以及
从所述轭延伸的细长手柄。
35.根据权利要求32所述的辊组件，其中：
所述多个线中的每个线设置在源于所述纵向轴线的对应的径向平面中。
36.根据权利要求32所述的辊组件，还包括：
接近所述多个线的所述第一端部的第一衬套；
接近所述多个线的所述第二端部的第二衬套；
所述多个线中的每个线具有附连到所述第一衬套的第一径向部段、附连到所述第二衬套的第二径向部段以及位于所述第一径向部段与所述第二径向部段之间的纵向部分；
其中，所述第一径向部段设置在源于所述纵向轴线的第一径向平面中，并且所述第二径向部段设置在源于所述纵向轴线的第二径向平面中。
37.根据权利要求32所述的辊组件，其中：
当所述辊在所述一大片颗粒介质上绕所述纵向轴线旋转时，所述多个线中的每个线是弹性地柔性的，以响应于与所述颗粒介质的增加接触力而向内变形，并且在从所述颗粒介质释放接触力期间恢复。
38.根据权利要求24所述的辊组件，其中：
所述辊安装在可牵引组件上。
39.根据权利要求31所述的辊组件，其中：
所述犁耕构件安装在可牵引组件上。
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