CN112690083A - 自走式轻型滚刀剪草机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种自走式轻型滚刀剪草机，该剪草机包括电源模块和机架，机架上设有扶手和控制模块，机架的前端设有滚刀总成和行走机构；电源模块为剪草机提供电力；控制模块用于控制滚刀总成和行走机构的工作状态；行走机构包括至少一对行走轮，对称设置在机架的前端两侧，至少一对行走轮中包括至少一个单边轴轮毂电机；滚刀总成包括滚刀刀片和滚刀轴，滚刀刀片通过多个支撑板固定连接滚刀轴，滚刀轴至少一端设有外转子电机；外转子电机包括定子总成和外转子，定子总成通过连接件连接机架，外转子固定连接支撑板。本发明工作效率高，整机结构更加紧凑。

Description

自走式轻型滚刀剪草机
技术领域
本发明涉及剪草机技术领域，具体涉及一种自走式轻型滚刀剪草机。
背景技术
近些年，对于家庭庭园草坪修剪的要求越来越高，轻型滚刀剪草机越来越受到家庭用户的欢迎。但市场现有的轻型滚刀剪草机，其滚刀部分和行走部分共用一个电机驱动，因行走轮与滚刀通过内齿轮联动，滚刀转速受限，剪切频率较低，剪草效果差；并且现有的滚刀拆装不方便，后期的维护工作量大。
因此，本领域需要一种新的剪草机来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自走式轻型滚刀剪草机，滚刀和行走部分单独共控制，结构简单易于拆装维护，并且滚刀部分采用内置式外转子电机驱动，进而简化传动结构，提高工作效率，使整机结构更加紧凑。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种自走式轻型滚刀剪草机，所述剪草机包括电源模块和机架，所述机架上设有扶手和控制模块，所述机架的前端设有滚刀总成和行走机构；所述电源模块为所述剪草机提供电力；所述控制模块用于控制所述滚刀总成和行走机构的工作状态；所述行走机构包括至少一对行走轮，对称设置在所述机架的前端两侧，所述至少一对行走轮中包括至少一个单边轴轮毂电机；所述滚刀总成包括外转子电机、滚刀刀片和滚刀轴，所述滚刀刀片通过多个支撑板固定连接所述滚刀轴，所述滚刀轴至少一端设有所述外转子电机；所述外转子电机包括定子总成和外转子，所述定子总成通过连接件连接所述机架，所述外转子固定连接所述支撑板，其中，所述滚刀刀片为多个且呈螺旋状。
在一实施例中，所述连接件为电机轴，所述滚刀轴为空心筒状，所述电机轴穿设在所述滚刀轴内并使两端伸出；所述电机轴两端部均设有扁位并通过所述扁位固定连接所述机架。
在一实施例中，所述滚刀轴一端设有所述外转子电机，所述外转子电机置于一电机仓内，所述定子总成通过键周向限位于所述电机轴。
在一实施例中，所述电机仓与所述滚刀轴固位一体；所述电机仓具有朝向外侧的开口，所述外转子电机从所述开口安装于电机仓内。
在一实施例中，所述外转子电机外侧具有端盖，所述端盖与所述外转子电机的外转子一体成型，并与所述电机仓配合从而将所述外转子电机密封在电机仓内。
在一实施例中，所述端盖中心安装有第一轴承，所述电机轴连接并穿过所述第一轴承。
在一实施例中，所述滚刀轴远离所述电机仓的一端设有轴承组件，所述轴承组件包括轴承座和位于所述轴承座内的第二轴承，所述轴承座固定连接所述滚刀轴，所述电机轴连接并穿过所述第二轴承。
在一实施例中，所述控制模块包括电位器，行走电机控制器和滚刀电机控制器；所述电位器分别电连接所述行走电机控制器、滚刀电机控制器；所述行走电机控制器电连接所述至少一个单边轴轮毂电机；所述滚刀电机控制器电连接所述外转子电机。
在一实施例中，所述外转子电机的最小工作速度为Vamin，最大工作速度为Vamax；所述单边轴轮毂电机的最小工作速度为Vbmin，最大工作速度为Vbmax；其中，Vamin/Vbmin＝K，Vamax/K＜Vbmax；所述控制单元配置为：在启动剪草机后，通过调节所述电位器，所述外转子电机的工作速度Va，可由Vamin调整至Vamax，并且在此过程中，所述单边轴轮毂电机的速度Vb，满足Va/Vb＝K；在所述外转子电机的工作速度到达Vamax后，继续调节所述电位器，所述外转子电机的工作速度可保持Vamax，而所述单边轴轮毂电机的速度Vb，可由Vamax/K调节至Vbmax。
在一实施例中，所述滚刀总成后侧设有草袋；和/或，所述机架前端还设有滚轮总成，所述滚轮总成位于所述滚刀总成的前侧或者后侧。
本发明的优点在于：
本发明提供的自走式轻型滚刀剪草机，滚刀和行走部分，采用独立电机驱动，省去了二者之间的传动结构，结构简单易于拆装维护。并且，滚刀部分采用内置式外转子电机驱动，进而简化传动结构，提高工作效率，使整机结构更加紧凑。
进一步地，本发明提供的自走式轻型滚刀剪草机，在速度控制上，行走速度和滚刀转速前期保持比例关系，进而保证恒定的剪切频率，如此既能保证剪切效果，又不会产生功率损失。
附图说明
图1是本发明一种自走式轻型滚刀剪草机的立体结构示意图；
图2是本发明一种自走式轻型滚刀剪草机的俯视结构示意图；
图3是本发明一种滚刀总成结构示意图；
图4是本发明一种滚刀转速和行走速度控制关系坐标图；
图5是本发明另一种自走式轻型滚刀剪草机的立体结构示意图。
具体实施方式
参阅附图1和图2，图1和图2示例性示出了自走式轻型滚刀剪草机10的主要结构。本实施例提供的自走式轻型滚刀剪草机10主要包括电源模块20和机架30，机架30上设有扶手31和控制模块32，机架30的前端设有滚刀总成40和行走机构50。电源模块20为剪草机10提供电力。
行走机构50包括至少一对行走轮51，对称设置在机架30的前端两侧，该至少一对行走轮51中包括至少一个单边轴轮毂电机。本实施例中，行走机构50包括一对行走轮51，其对称设置在机架30的前端两侧。更为具体地，两个行走轮51还位于滚刀总成40的两侧且裸露在机架30外面。该两个行走轮51可以都安装有单边轴轮毂电机，即双轮驱动。也可以是两个行走轮51中其中一个安装有单边轴轮毂电机，即单轮驱动。需要说明的是，行走轮51的数量可以是一对，也可以是两对，或者更多对，这里不作限制。
参阅附图3，图3示例性示出了滚刀总成的主要结构。如图3所示，滚刀总成40包括外转子电机41、滚刀刀片42和滚刀轴43。滚刀刀片42为多个且呈螺旋状，滚刀刀片42通过多个支撑板44固定连接滚刀轴43。滚刀轴43至少一端设有外转子电机41，即滚刀轴43两端均可以设置外转子电机41，也可以仅一端设置外转子电机41。外转子电机41包括定子总成45和外转子46，定子总成45通过连接件47连接机架30，外转子46固定连接支撑板44。
本实施例中，滚刀刀片42、滚刀轴43以及支撑板44是通过焊接方式固定连接。连接件47为电机轴70，滚刀轴43为空心筒状，电机轴70穿设在滚刀轴43内并使两端伸出。电机轴70两端部均设有扁位并通过扁位固定连接机架30。滚刀轴43的一端设有外转子电机41，外转子电机41置于一电机仓48内，定子总成45通过键60周向限位于电机轴70。电机仓48与滚刀轴43固位一体；电机仓48具有朝向外侧的开口，外转子电机41从开口安装于电机仓48内。外转子46固定连接位于电机仓48上的支撑板44，进而与滚刀刀片42和滚刀轴43固定连接。更为具体地，外转子46通过固定螺栓65与靠近滚刀刀片42端部的支撑板44固定连接。即，外转子46通过固定螺栓65与位于电机仓48上的支撑板44固定连接。需要说明的是，外转子46还可以是直接固定连接滚刀轴43或滚刀刀片42进而固定连接支撑板44。
外转子电机41外侧具有端盖49，端盖49与外转子电机41的外转子46一体成型，并与电机仓48配合从而将外转子电机41密封在电机仓48内。端盖49中心安装有第一轴承61，电机轴70连接并穿过第一轴承61。滚刀轴43远离电机仓48的一端设有轴承组件，轴承组件包括轴承座63和位于轴承座63内的第二轴承64，轴承座63固定连接滚刀轴43，电机轴70连接并穿过第二轴承64。
为了保证外转子电机41的装配精度，外转子46及其一体成型的端盖49与电机仓48形状配合，而另一端的轴承座与滚刀轴43形状配合，以保证整体结构的同心。于使用中，定子总成45通过键60固定于电机轴70上，并保持静止。而外转子46通过固定螺栓65与支撑板44固定连接，从而实现外转子46驱动滚刀旋转。如此，采用外转子电机内置直驱方式，无相关传动机构效率损失，大大提高了滚刀的工作效率。同时也大大降低了整机的噪音，使结构更加精简紧凑。
控制模块32用于控制滚刀总成40和行走机构50的工作状态。具体地，控制模块32包括电位器33，行走电机控制器34和滚刀电机控制器35。电位器33分别电连接行走电机控制器34、滚刀电机控制器35。行走电机控制器34电连接该至少一个单边轴轮毂电机，即行走电机控制器34需要电连接每个单边轴轮毂电机。单边轴轮毂电机的单边轴作为其定子的一部分，固定在机架30上。滚刀电机控制器35电连接该外转子电机41。
为了实现行走速度和滚刀剪切速度的关联配合，以保证恒定的剪切频率。本实施例中，滚刀转速和行走速度同时通过一个电位器33控制，即行走电机控制器34和滚刀电机控制器35，二者是通过一个电位器33进行控制，进而控制剪草机10的行走速度和滚刀剪切速度。
参阅附图4，图4示例性示出了滚刀转速和行走速度控制关系坐标图。如图所示，外转子电机41的最小工作速度为Vamin，最大工作速度为Vamax。外转子电机41在启动后，外转子电机41的工作速度由0到Vamin的时间很短，可以忽略不计。单边轴轮毂电机的最小工作速度为Vbmin，最大工作速度为Vbmax。单边轴轮毂电机在启动后，单边轴轮毂电机由0到Vbmin的时间很短，可以忽略不计。其中，Vamin/Vbmin＝K，Vamax/K＜Vbmax。图4中区间范围Ⅰ为外转子电机41和单边轴轮毂电机的启动阶段。
该控制单元配置为：在启动剪草机后，通过调节电位器33，即在区间范围Ⅱ内，行走速度和滚刀转速可同时加快，外转子电机41的工作速度Va，可由Vamin调整至Vamax；并且在此过程中，单边轴轮毂电机的速度Vb，满足Va/Vb＝K，Vamax/K＝Vb2，K值不变，Va和Vb保持线性比例关系，该区间范围Ⅱ为剪草机的有效工作区间。在外转子电机41的工作速度到达Vamax后，继续调节电位器33，即在区间范围Ш内，外转子电机41的工作速度可保持Vamax，而单边轴轮毂电机的速度Vb，可由Vamax/K调节至Vbmax。Vbmax大于最大的工作行走速度，区间范围Ш内通常适用于剪草机的转场状态。如此，保证剪切机具有恒定的剪切频率，既能保证剪切效果，又不会产生功率损失。
本实施例中，电源模块20电连接控制模块32、单边轴轮毂电机和外转子电机41，并为其提供电力，电源模块20与行走电机控制器34和滚刀电机控制器35集成在一起，安装在机架30上且位于滚刀总成40的上方。滚刀总成40后侧设有草袋。在机架30的前端且位于滚刀总成40的后侧设有辊轮总成80。在机架30上还设有控制剪切机的开关单元36，该开关单元36与电位器33集成在一起，并安装在机架30上。在开关单元36的两侧还设有安全手柄66以及扶手31。
参阅附图5，图5示例性示出了另一实施例的自走式轻型滚刀剪草机主要结构。如图5所示，本实施例与上述实施例基本相同，主要区别在于：其两个行走轮51位于滚刀总成40的后侧且被机架30半包围。辊轮总成80位于滚刀总成40的前侧。如此，更有利于剪草机贴边剪草，并可使集草箱前置。
以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自走式轻型滚刀剪草机，其特征在于，所述剪草机包括电源模块和机架，所述机架上设有扶手和控制模块，所述机架的前端设有滚刀总成和行走机构；
所述电源模块为所述剪草机提供电力；
所述控制模块用于控制所述滚刀总成和行走机构的工作状态；
所述行走机构包括至少一对行走轮，对称设置在所述机架的前端两侧，所述至少一对行走轮中包括至少一个单边轴轮毂电机；
所述滚刀总成包括外转子电机、滚刀刀片和滚刀轴，所述滚刀刀片通过多个支撑板固定连接所述滚刀轴，所述滚刀轴至少一端设有所述外转子电机；所述外转子电机包括定子总成和外转子，所述定子总成通过连接件连接所述机架，所述外转子固定连接所述支撑板，其中，所述滚刀刀片为多个且呈螺旋状。
2.如权利要求1所述的自走式轻型滚刀剪草机，其特征在于，所述连接件为电机轴，所述滚刀轴为空心筒状，所述电机轴穿设在所述滚刀轴内并使两端伸出；所述电机轴两端部均设有扁位并通过所述扁位固定连接所述机架。
3.如权利要求2所述的自走式轻型滚刀剪草机，其特征在于，所述滚刀轴一端设有所述外转子电机，所述外转子电机置于一电机仓内，所述定子总成通过键周向限位于所述电机轴。
4.如权利要求3所述的自走式轻型滚刀剪草机，其特征在于，所述电机仓与所述滚刀轴固位一体；所述电机仓具有朝向外侧的开口，所述外转子电机从所述开口安装于电机仓内。
5.如权利要求4所述的自走式轻型滚刀剪草机，其特征在于，所述外转子电机外侧具有端盖，所述端盖与所述外转子电机的外转子一体成型，并与所述电机仓配合从而将所述外转子电机密封在电机仓内。
6.如权利要求5所述的自走式轻型滚刀剪草机，其特征在于，所述端盖中心安装有第一轴承，所述电机轴连接并穿过所述第一轴承。
7.如权利要求6所述的自走式轻型滚刀剪草机，其特征在于，所述滚刀轴远离所述电机仓的一端设有轴承组件，所述轴承组件包括轴承座和位于所述轴承座内的第二轴承，所述轴承座固定连接所述滚刀轴，所述电机轴连接并穿过所述第二轴承。
8.如权利要求1所述的自走式轻型滚刀剪草机，其特征在于，所述控制模块包括电位器，行走电机控制器和滚刀电机控制器；所述电位器分别电连接所述行走电机控制器、滚刀电机控制器；所述行走电机控制器电连接所述至少一个单边轴轮毂电机；所述滚刀电机控制器电连接所述外转子电机。
9.如权利要求8所述的自走式轻型滚刀剪草机，其特征在于，
所述外转子电机的最小工作速度为Vamin，最大工作速度为Vamax；
所述单边轴轮毂电机的最小工作速度为Vbmin，最大工作速度为Vbmax；
其中，Vamin/Vbmin＝K，Vamax/K＜Vbmax；
所述控制单元配置为：
在启动剪草机后，通过调节所述电位器，所述外转子电机的工作速度Va，可由Vamin调整至Vamax，并且在此过程中，所述单边轴轮毂电机的速度Vb，满足Va/Vb＝K；在所述外转子电机的工作速度到达Vamax后，继续调节所述电位器，所述外转子电机的工作速度可保持Vamax，而所述单边轴轮毂电机的速度Vb，可由Vamax/K调节至Vbmax。
10.如权利要求1至9中任一项所述的自走式轻型滚刀剪草机，其特征在于，所述滚刀总成后侧设有草袋；和/或，
所述机架前端还设有滚轮总成，所述滚轮总成位于所述滚刀总成的前侧或者后侧。
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