CN113767751A - 一种自行走割草设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自行走割草设备，包括壳体；切割装置；防护结构，设置在壳体内侧和切割装置外侧之间，所述切割装置与壳体之间设有第一弹性单元，当切割装置受到草的浮力时，压缩此第一弹性单元使切割装置上浮，减小自行走设备的阻力；所述防护结构包括：防护罩，位于防护结构最底部；浮动组件，防护罩与壳体通过浮动组件连接，防护罩通过浮动组件实现上下移动；当切割装置切割高度高于或等于第一高度时，所述防护罩下边缘保持第二高度位置不变；当切割装置下行至切割高度低于第一高度时，所述防护罩跟随切割装置同步向下移动。本发明一种自行走割草设备,在自行走割草设备遇到比较高且密度大的草时，切割装置可适应草的实际工况自动调节高度。

Description

一种自行走割草设备

技术领域

本发明公开了一种自行走割草设备。

背景技术

自行走割草设备如果在工作中遇到比较高且密度大的草时，阻力明显增加，机器驱动轮打滑，不仅丧失了自行走割草设备的有效割草性能，还会破坏草地。

另外，自行走割草设备器人的工作单元是高速旋转的刀盘，刀盘上设置有锋利的刀片。因此自行走割草设备上需要针对切割装置做好有效的防护结构，以阻止对使用者的伤害。

目前的防护结构多为降低外围壳体的高度，或者在主壳体上固定附加的防护结构。壳体高度的降低提高了安全性，却牺牲了自行走割草设备的性能。导致自行走割草设备如果在工作中遇到比较高且密度大的草时，阻力进一步增加，机器驱动轮打滑，不仅丧失了自行走割草设备的有效割草性能，还会破坏草地。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种自行走割草设备，在自行走割草设备遇到比较高且密度大的草时，切割装置可适应草的实际工况，自动调节高度。

另外，对防护结构也做了改进，当割草高度大于一定预设高度时，此防护结构离地距离不变，设置其离地高度小于规定高度。当割草高度调到预设高度以下时，此防护结构离地高度可随刀盘高度同时调节，保证防护罩低于割草高度10mm以上。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下的技术方案： 一种自行走割草设备，包括：

壳体；

切割装置，设置在所述壳体内；

防护结构，设置在壳体内侧和切割装置外侧之间，

所述切割装置与壳体之间设有第一弹性单元，当切割装置受到草的浮力时，压缩此第一弹性单元使切割装置上浮，减小自行走割草设备的阻力；

所述防护结构包括：

防护罩，位于防护结构最底部；

浮动组件，防护罩与壳体通过浮动组件连接，防护罩通过浮动组件实现上下移动；

当切割装置切割高度高于或等于第一高度时，所述防护罩下边缘保持第二高度位置不变；

当切割装置下行至切割高度低于第一高度时，所述防护罩跟随切割装置同步向下移动。

还包括：

高度限位调节结构，装配在所述壳体上，所述切割装置装配在所述高度限位调节结构上，切割装置与高度限位调节结构之间设置所述第一弹性单元；

限位结构，位于所述高度限位调节结构和切割装置之间，用于对所述切割装置的最低割草高度进行限位。

所述壳体内设有副腔体；

所述高度限位调节结构为一开口向下设置的外轮座，所述外轮座安装在所述副腔体内；

所述切割装置的上部设有内轮座；

所述限位结构包括：

旋钮，设置在所述壳体中且位于所述副腔体的上部，所述副腔体的顶部设有中心孔，旋钮的底部设有传力轴，所述传力轴穿过所述中心孔与所述外轮座固定连接；

所述外轮座的内周面上设有第一限位凸起；

所述内轮座的外周面上设有第二限位凸起，

所述第一弹性单元位于所述内轮座和所述外轮座之间；

在所述第一弹性单元的弹力以及切割装置的重力作用下，所述第二限位凸起被紧紧压到外轮座上的所述第一限位凸起上，从而限定切割装置的最低高度；

当切割装置受到草的浮力时，切割装置通过所述内轮座压缩所述第一弹性单元使切割装置上浮。

所述外轮座轴向位置固定，可绕自身中心轴转动，

所述第一限位凸起和第二限位凸起为螺旋式凸起。

所述壳体包括上壳体与下壳体，下壳体向上凸起设有安装座，所述安装座内开设有供所述切割装置上的电机筒安装的安装孔。

所述上壳体向下凸起设有上副腔体隔离壁，所述安装座包括下副腔体隔离壁，所述上副腔体隔离壁和下副腔体隔离壁对接形成所述副腔体。

所述旋钮设置在所述上壳体上且位于所述上副腔体隔离壁的上方，所述中心孔开设在所述上副腔体隔离壁上。

所述浮动组件包括：

浮动支架，设置在所述防护罩上部，并与所述防护罩之间固定连接；

固定支架，与所述壳体固定连接；

第二弹性单元，设置在所述浮动支架与所述固定支架之间；

当切割装置切割高度高于第一高度时，在所述弹性单元的弹力作用下，与所述浮动支架固定连接的防护罩能够在第二高度上，围设在切割装置周围并覆盖住切割装置上刀片所有的运动轨迹；

当所述切割装置相对所述外围机壳向下移动时，所述切割装置能够碰触到所述浮动支架并克服所述第二弹性单元的弹力，带动所述浮动支架和所述防护罩一起同步向下移动。

在切割装置切割高度处于最低位置时，第一弹性单元弹力大于第二弹性单元弹力；第一弹性单元最大弹力不超过整机排除切割单元的重量。

所述第一高度高于第二高度，第二高度不小于38mm，第一高度与第二高度差值不小于5mm。

所述壳体上位于电机套筒的周围设有环形空腔；

所述固定支架的一侧与所述环形空腔内壁固定连接，固定支架的底部设有下限位部；

所述浮动支架的底部与所述防护罩固定连接，浮动支架的上端伸进所述环形空腔内并与所述环形空腔的外壁滑动连接，浮动支架的顶部设有上限位部；

所述弹性单元设置在所述环形空腔内且位于所述下限位部和所述上限位部之间。

所述切割装置中位于刀盘的上方固定连接有一向机壳方向延伸的盘形抵触件，所述盘形抵触件能够随所述刀盘同步移动；

所述防护罩上设有一向切割装置方向延伸的环形限位件；

当所述切割装置相对所述外围机壳向下移动时，所述盘形抵触件能够与防护罩上的所述环形限位件相接触，进而克服所述第二弹性单元的弹力，带动所述防护罩一起同步向下移动。

还包括轴承，设置在所述浮动支架的上限位部与所述弹性单元之间，使所述防护罩可相对所述机壳绕防护罩中心轴自由旋转。

有益效果：

第一．本发明一种自行走割草设备，在遇到阻力比较大的草地区域时，切割装置可以被动抬高，以减小阻力，提高自行走割草设备的通过性能。

第二．所述限位结构为螺旋式凸起，当需要对所述切割装置的切割高度进行主动调整时，本发明可以通过所述旋钮带动所述外轮座旋转一定角度，进而通过所述螺旋式凸起带动所述内轮座以及整个且各装置向上移动。

第三．本发明上的安全防护结构包括浮动支架、固定支架以及设置在浮动支架和固定支架之间的弹性单元，浮动支架底部固定安装有防护罩，当割草高度大于等于预设的割草高度时，防护罩离地距离不变；当割草高度小于预设的割草高度时，所述切割装置能够碰触到所述浮动支架并克服所述弹性单元的弹力，带动所述浮动支架和所述防护罩一起同步向下移动，在整个切割装置上下移动过程中始终保证处于防护罩覆盖范围内，提升安全性。同时，由于切割装置可以调节的高度空间较大，其最高高度可以达到60mm，采用本申请的设计，当切割装置升高的高度较高时，防护罩可以保持在一定高度，不再跟随切割装置上升，当有物体误入自行走割草设备底部时，防护罩可以阻挡物体进入到切割装置的工作区域。

第四．在整个切割装置和防护罩运动过程中，采用本发明安全防护结构可以始终保证防护罩低于割草高度一定高度，而且由于防护罩本身直径要大于切割装置工作半径，也可以防止儿童不小心将手臂升入自行走割草设备底部时，弯曲的手指触碰到切割装置，避免对儿童造成伤害。

第五．本发明所公开的防护结构，其可以作为一个整体模块独立进行部装和与自行走割草设备设备进行组合，可以适配不同型号的自行走割草设备，具有较好的适用性。同时，独立模块化的结构可以较好的降低装配难度和零部件管理难度。

附图说明

图1是本发明自行走割草设备整体结构爆炸图；

图2是本发明自行走割草设备整体结构剖面图；

图3是本发明高度限位调节结构与整机装配关系剖面图；

图4是本发明防护结构与下壳装配剖面图；

图5是本发明防护结构爆炸图；

图6是本发明割草高度大于45mm时防护结构装配剖面图；

图7是本发明割草高度小于45mm时防护结构装配剖面图。

附图标记为：1、壳体；101、上壳体；102、下壳体；2、高度限位调节结构；201、第一限位凸起；3、第一弹性单元；4、切割装置；401、内轮座；4011、第二限位凸起；

300、防护结构；301、浮动支架；302、轴承；303、固定支架；304、第二弹性单元；305、防护罩；306、轴承内圈支架。

具体实施方式

下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本发明一种自行走割草设备，包括：

壳体1；

切割装置4，设置在所述壳体1内；

防护结构300，设置在壳体1内侧和切割装置4外侧之间，

所述切割装置4与壳体1之间设有第一弹性单元3，当切割装置4受到草的浮力时，压缩此第一弹性单元3使切割装置4上浮，减小自行走割草设备的阻力；

所述防护结构300包括：

防护罩305，位于防护结构最底部；

浮动组件，防护罩305与壳体1通过浮动组件连接，防护罩305通过浮动组件实现上下移动；

当切割装置4切割高度高于或等于第一高度时，所述防护罩305下边缘保持第二高度位置不变；

当切割装置4下行至切割高度低于第一高度时，所述防护罩305跟随切割装置同步向下移动。

在工作过程中，当切割装置切割高度高于或等于预设的第一高度时，防护罩下边缘保持第二高度位置不变；当切割装置下行至切割高度低于预设的第一高度时，防护罩可以跟随切割装置同步向下移动。在整个运动过程中，防护罩始终覆盖切割装置，起到较好的保护作用。

在实际使用过程中，第一高度高于第二高度，第二高度不小于38mm，第一高度与第二高度差值不小于5mm。本实施例1中，第一高度设置为45mm，第二高度设置为35mm，第一高度与第二高度差值10mm。

实施例2

如图2所示为本发明自行走割草设备整体结构剖面图，实施例2与实施例1的区别在于，还包括：高度限位调节结构，装配在所述壳体上，所述切割装置4装配在所述高度限位调节结构2上，切割装置4与高度限位调节结构2之间设置所述第一弹性单元3；

限位结构，位于所述高度限位调节结构2和切割装置4之间，用于对所述切割装置的最低割草高度进行限位。

如图3所示为高度限位调节结构与整机装配关系剖面图，实施例2中，所述壳体内设有副腔体；

所述高度限位调节结构2为一开口向下设置的外轮座，所述外轮座安装在所述副腔体内；外轮座在上下方向的平移自由度被上壳体101和下壳体102限定，不可以动，仅可绕其中心轴旋转，来调节限定切割装置的最低位置。

所述切割装置4的上部设有内轮座401；

如图4为切割装置4与高度限位调节结构装配关系剖面图，所述限位结构包括：

旋钮，设置在所述壳体中且位于所述副腔体的上部，所述副腔体的顶部设有中心孔，旋钮的底部设有传力轴，所述传力轴穿过所述中心孔与所述外轮座固定连接；

所述外轮座的内周面上设有第一限位凸起；

所述内轮座的外周面上设有第二限位凸起，

所述第一弹性单元3位于所述内轮座401和所述外轮座之间；

在所述第一弹性单元3的弹力以及切割装置4的重力作用下，所述第二限位凸起被紧紧压到外轮座上的所述第一限位凸起上，从而限定切割装置4的最低高度；

当切割装置受到草的浮力或者接触到地面障碍物时，切割装置克服所述内轮座压缩所述第一弹性单元的弹力，切割装置上浮。

当需要对所述切割装置的切割高度进行主动调整时，本发明可以通过所述旋钮带动所述外轮座旋转一定角度，进而通过所述螺旋式凸起带动所述内轮座向上移动。

第一弹性单元最大弹力不超过整机排除切割单元后的重量，保证自行走割草设备运行时，切割装置接触到密集的草或者地面障碍物时，可以顺利上浮，提升通过性，避免对地面物体和切割装置自身造成损伤。

作为本发明实施例2的一个优选实施例，所述第一限位凸起和第二限位凸起为螺旋式凸起。

图5为本发明实施例1中，刀盘受到浮力时切割装置与高度限位调节结构位置关系剖面图，当自行走割草设备遇到高而且密的草地区域时，草对切割装置4产生向上的浮力，切割装置4压缩第一弹性单元3，使整个切割装置4抬高，减小草对自行走割草设备的阻力。

当自行走割草设备通过高而且密的草地区域后，切割装置的高度回复到之前高度。自行走割草设备多次通过此高而且密的草地区域后，最终草的高度会被切割到设定的高度。

如图4所示为本发明防护结构与下壳装配剖面图，防护结构3直接装配到下壳体102上，固定支架303与下壳体102之间设置第二弹性单元304。

如图5为防护结构爆炸图，包含浮动支架301；轴承302；固定支架303；第二弹性单元304；防护罩305；轴承内圈支架306。

图6为割草高度大于45mm时防护结构装配剖面图，轴承302外圈过盈装配到浮动支架301上，轴承302内圈过盈装配到轴承内圈支架306上。整个防护结构通过固定支架303固定于下壳201上，中间设置有第二弹簧单元304。

防护罩305通过螺钉固定于浮动支架301上，可以自由旋转。此时割草高度大于45mm，切割装置4没有接触防护罩305，整个防护结构在弹簧作用下，紧贴下壳201，防护结构离地距离是不变的。

图7是割草高度小于45mm时防护结构装配剖面图，此时割草高度小于45mm，切割装置4已接触到防护罩305。由图可知，切割装置4包括有动力元件和设置在动力元件输出端的切割零件，切割零件可以是刀片，刀盘等，具体到本实施例中，动力元件为电机，切割零件是刀盘，电机输出端设置有不跟随电机转动的接触零件。

高度调低时，切割装置4上的接触零件压到防护罩305上，驱动防护结构同步调低；具体的：所述切割装置中位于刀盘的上方固定连接有一向机壳方向延伸的盘形抵触件，所述盘形抵触件能够随所述刀盘同步移动；

进一步的，作为实施例1和实施例2的优选，所述防护罩上设有一向切割装置方向延伸的环形限位件；

当所述切割装置相对所述外围机壳向下移动时，所述盘形抵触件能够与防护罩上的所述环形限位件相接触，进而克服所述第二弹性单元304的弹力，带动所述防护罩一起同步向下移动。

高度调高时，防护罩305在弹簧弹力下，防护罩同步调高。如此，可保证防护罩比切割装置离地距离低10mm以上。

由于本结构中存在多个相互作用的弹力单元，为了保证本装置能够顺利实现相关功能，第一弹力单元和第二弹力单元之间的弹力需要满足相关的条件。在切割装置上行过程当中，第一弹性单元的弹力增大，第二切割单元的弹性减小，当在切割装置切割高度处于最低位置时，第一弹性单元弹力大于第二弹性单元弹力，可以防止在进行切割装置切割高度调节时，切割盘接触到防护罩后，切割装置在第二弹力单元弹力作用下克服第一弹力单元弹力被顶起的情况发生。具体的，由于切割装置、防护罩等零件自身具有重量，因此，可以降低第一弹性单元弹力的需求，当在切割装置切割高度处于最低位置时，第一弹性单元弹力与切割装置、防护罩等可以作用在第二弹性单元上并施加向下重力的零件重量之和大于第二弹性单元弹力即可。

同时，为了保证整个装置在运行过程中的平稳，可以进一步要求第二弹性单元弹性系数小于第一弹性单元。在上述条件下，整个装置运行过程中，第一弹性单元具有更多的弹性势能，能保证切割装置在高度调节过程中的稳定性和切割稳定性。第一弹性单元过低的弹性系数，可能导致在机器运行过程中，切割装置高度频繁变化，影响草地切割质量。

本结构中，整个轴承零件被包覆在浮动支架和内圈支架内，对轴承具有较好的保护性，同时弹簧挤压内圈支架对轴承提供支撑力，轴承受力更加平稳，防护罩在转动过程中更加顺滑。

当切割装置切割高度降低时，切割装置上的接触零件与防护罩内圈接触，防护罩如图4所示，防护罩顶部内圈向中间延伸，防护罩下部为罩体结构，防护罩通过顶部与浮动支架连接。切割装置下行到一定高度时，接触零件接触到防护罩内圈，推行防护罩下行。

进一步的，由于防护罩本身可以转动，为了避免接触零件接触到防护罩后影响防护罩转动，接触零件可以是通过转动连接方式固定在电机输出端上，或者接触零件与防护罩通过点接触或者线接触的方式进行接触。

以点接触为例，接触零件上设置有若干均匀分布的球状凸起，球状凸起与防护罩内圈接触；

以线接触为例，接触零件上设置有若干圆柱凸起，圆柱凸起圆弧面与防护罩内圈接触。

点接触和线接触的方式，均可以减小接触面积，降低防护罩转动的阻力。

Claims (13)

1.一种自行走割草设备，包括：

壳体；

切割装置，设置在所述壳体内；

防护结构，设置在壳体内侧和切割装置外侧之间，其特征在于，

所述切割装置与壳体之间设有第一弹性单元，当切割装置受到草的浮力时，压缩此第一弹性单元使切割装置上浮，减小自行走割草设备的阻力；

所述防护结构包括：

防护罩，位于防护结构最底部；

浮动组件，防护罩与壳体通过浮动组件连接，防护罩通过浮动组件实现上下移动；

当切割装置切割高度高于或等于第一高度时，所述防护罩下边缘保持第二高度位置不变；

当切割装置下行至切割高度低于第一高度时，所述防护罩跟随切割装置同步向下移动。

2.根据权利要求1所述的自行走割草设备，其特征在于，还包括：

高度限位调节结构，装配在所述壳体上，所述切割装置（4）装配在所述高度限位调节结构（2）上，切割装置（4）与高度限位调节结构（2）之间设置所述第一弹性单元（3）；

限位结构，位于所述高度限位调节结构（2）和切割装置（4）之间，用于对所述切割装置的最低割草高度进行限位。

3.根据权利要求2所述的自行走割草设备，其特征在于，

所述壳体内设有副腔体；

所述高度限位调节结构（2）为一开口向下设置的外轮座，所述外轮座安装在所述副腔体内；

所述切割装置（4）的上部设有内轮座；

所述限位结构包括：

旋钮，设置在所述壳体中且位于所述副腔体的上部，所述副腔体的顶部设有中心孔，旋钮的底部设有传力轴，所述传力轴穿过所述中心孔与所述外轮座固定连接；

所述外轮座的内周面上设有第一限位凸起；

所述内轮座的外周面上设有第二限位凸起，

所述第一弹性单元位于所述内轮座和所述外轮座之间；

在所述第一弹性单元的弹力以及切割装置（4）的重力作用下，所述第二限位凸起被紧紧压到外轮座上的所述第一限位凸起上，从而限定切割装置（4）的最低高度；

当切割装置受到草的浮力时，切割装置通过所述内轮座压缩所述第一弹性单元使切割装置上浮。

4.根据权利要求3所述的自行走割草设备，其特征在于，

所述外轮座轴向位置固定，可绕自身中心轴转动，

所述第一限位凸起和第二限位凸起为螺旋式凸起。

5.根据权利要求4所述的自行走割草设备，其特征在于，

所述壳体包括上壳体与下壳体，下壳体向上凸起设有安装座，所述安装座内开设有供所述切割装置上的电机筒安装的安装孔。

6.根据权利要求5所述的自行走割草设备，其特征在于，

所述上壳体向下凸起设有上副腔体隔离壁，所述安装座包括下副腔体隔离壁，所述上副腔体隔离壁和下副腔体隔离壁对接形成所述副腔体。

7.根据权利要求6所述的自行走割草设备，其特征在于，所述旋钮设置在所述上壳体上且位于所述上副腔体隔离壁的上方，所述中心孔开设在所述上副腔体隔离壁上。

8.根据权利要求1所述的自行走割草设备，其特征在于，

所述浮动组件包括：

浮动支架，设置在所述防护罩上部，并与所述防护罩之间固定连接；

固定支架，与所述壳体固定连接；

第二弹性单元，设置在所述浮动支架与所述固定支架之间；

当切割装置切割高度高于第一高度时，在所述弹性单元的弹力作用下，与所述浮动支架固定连接的防护罩能够在第二高度上，围设在切割装置周围并覆盖住切割装置上刀片所有的运动轨迹；

当所述切割装置相对外围机壳向下移动时，所述切割装置能够碰触到所述浮动支架并克服所述第二弹性单元的弹力，带动所述浮动支架和所述防护罩一起同步向下移动。

9.根据权利要求8所述的自行走割草设备，其特征在于，在切割装置切割高度处于最低位置时，第一弹性单元弹力大于第二弹性单元弹力；第一弹性单元最大弹力不超过整机排除切割单元的重量。

10.根据权利要求1或8所述的自行走割草设备，其特征在于，所述第一高度高于第二高度，第二高度不小于38mm，第一高度与第二高度差值不小于5mm。

11.根据权利要求10所述的自行走割草设备，其特征在于，

所述壳体上位于电机套筒的周围设有环形空腔；

所述固定支架的一侧与所述环形空腔内壁固定连接，固定支架的底部设有下限位部；

所述浮动支架的底部与所述防护罩固定连接，浮动支架的上端伸进所述环形空腔内并与所述环形空腔的外壁滑动连接，浮动支架的顶部设有上限位部；

所述弹性单元设置在所述环形空腔内且位于所述下限位部和所述上限位部之间。

12.根据权利要求10所述的自行走割草设备，其特征在于，

所述切割装置中位于刀盘的上方固定连接有一向机壳方向延伸的盘形抵触件，所述盘形抵触件能够随所述刀盘同步移动；

所述防护罩上设有一向切割装置方向延伸的环形限位件；

当所述切割装置相对所述外围机壳向下移动时，所述盘形抵触件能够与防护罩上的所述环形限位件相接触，进而克服所述第二弹性单元的弹力，带动所述防护罩一起同步向下移动。

13.根据权利要求11所述的自行走割草设备，其特征在于，

还包括轴承，设置在所述浮动支架的上限位部与所述弹性单元之间，使所述防护罩可相对所述机壳绕防护罩中心轴自由旋转。

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