CN1269124A - 旋转式植物刈割机 - Google Patents

Abstract

植物刈割机,传动箱由制动装置转动接合在圆柱形机架上,转动传动轴在其内回转动,装在传动箱上的切割刀具转动轴有旋转刀片装置,切割刀具转动轴平行转动传动轴,转动件分别固定在转动传动轴和切割刀具转动传动轴上,切割刀具转动轴的转动件和转动传动轴的转动件由转动传动装置连接,使得切割刀具转动轴既自转又公转。切割刀具部件在其周边有多个刀刃,刀刃通过改变安装角度可转至切割的转动方向,旋转刀片装置和切割刀具转动轴由弹性构件在压力下接合。

Description

旋转式植物刈割机

本发明涉及用于刈除或切割草地、木材和竹材的旋转式刈割机，尤其是，本发明涉及的旋转式刈割机，其中的旋转刀片装置(转动片)通过共有的转动传动源，既自转又公转。

旋转式植物刈割机适宜通过旋转刀片装置来切割草地，旋转刀片装置分别具有许多切割刀具部件，这些部件在中心部分和外部之间产生不同的旋转速度，如果旋转刀片装置的转动半径范围较大，会在中心部分附近产生不均匀的切割。

通过减少旋转刀片装置的半径范围可使问题得以解决，但是这使操作难度加大，因为旋转刀片装置沿地面每个方向的移动不得不变小。

如果旋转刀片装置适宜既自转又公转，尽管旋转刀片装置的半径范围较小，也能以较少的移动切割较宽的范围。不过，这种转动机构需要两个传动源，即，自转的传动源和公转的传动源。

此外，在旋转刀片装置通过一个传动源既适宜自转又适宜公转的情况下，当对公转的阻力相对减小时，自转的速度相对也减小，就无法取得切割所需的自转力。这个问题必须解决。

另外一个问题，由于一个切割刀具部件只有一个刀刃，如果刀刃损坏，整个切割刀具部件不得不报废。

此外，在现有的旋转式刈草机或刈割机上，旋转刀片装置直接与转动轴配合，并在这两个构件之间插入一销子来连接它们。相应地，如果强阻力或载荷施加在旋转刀片装置上，销子会弯曲或者是转动轴或电机过载。

此外，在旋转刀片装置的转动轨迹外侧安装一个罩子，旋转式刈草机能阻止岩石或石块的四处散射，但是，安装罩子使刈草机沿地面移动的同时不能刈草，只有将刈草机放在地面之上或草地上方才能刈草。

本发明的目的

本发明的主要目的就是提供一种旋转式植物刈割机，它适宜通过共有的转动传动力，使多个叶片装置既自转又公转，由此能使刈除或切割的操作均匀，通过设备较小的运动跨越较大的范围。

本发明的第二目的是提供一种旋转式植物刈割机，其中的切割刀具部件具有许多刀刃，切割刀刃在使用中，通过改变旋转刀片装置的安装角度，可以更换新的切割刀刃。

本发明的第三个目的是提供一种有上文描述结构的旋转式植物刈割机，一旦转动装置受到强阻力，其中的旋转刀片装置的转动轴就空转。

本发明的第四个目的是提供一种旋转式植物刈割机，它具有旋转刀片装置公转轨迹外侧的防护罩，并且当植物刈割机水平移动时，能刈除或切割植物。

按本发明的旋转式植物刈割机可实现上述目的，其中，传动箱由制动装置可转动地与圆柱形机架接合，圆柱形机架内具有多个转动传动轴，多个切割刀具转动轴分别具有的旋转刀片装置连接在它的端部，切割刀具转动轴安装在传动箱上，其与转动传动轴平行。如皮带轮或齿轮之类的转动件分别具有预定的圆周比，例如转动传动轴和切割刀具转动轴的圆周比分别定为3∶1，切割刀具转动轴的转动件和转动传动轴的转动件由转动传动装置连接。

按本发明的旋转式植物刈割机可实现第二目的，其中，旋转刀片装置的切割刀具部件周边形成多个刀刃，各刀刃通过改变旋转刀片装置的安装角度而转向切割的转动方向。旋转刀片装置的切割刀具部件可以是平的，或者是锯齿形的凸凹刀片。

按本发明的旋转式植物刈割机可实现第三个目的，其中，旋转刀片装置和转动轴由弹性构件在压力下接合。

按本发明的旋转式植物刈割机可实现第四个目的，其中，刈割机的侧罩上形成多个垂直的狭长切口。

图1是按本发明旋转式刈割机的结构示意图；

图2是显示本发明优选实施例的旋转式植物刈割机局部剖面侧视图；

图3是旋转式植物刈割机的底视图；

图4是传动箱的平面图；

图5是另一优选实施例的传动箱平面图，其中的主体机架和传动箱的圆柱形部分未描绘；

图6是旋转刀片装置的底视图；

图7是另一实施例的切割刀具件平面图；

图8是垂直剖面图，它描绘旋转刀片装置在压力下的啮合状态；

图9是立体图，显示侧罩的一实施例；

图10是另一实施例侧罩的立体图；和

图11是本发明另一实施例的旋转式植物刈割机立体图。

图1示意性地显示按本发明旋转式植物刈割机的基本结构，其中，由像电机3这样的转动传动装置带动转动传动轴4转动，其转动垂直于植物刈割机1的主体机架2。

传动箱5可旋转地与圆柱形部分2a连接，圆柱形部分2a与主体机架2为整体，两个切割刀具转动轴7各自具有的旋转刀片装置6固定在转动轴7端部，两个转动轴7相对传动箱5，平行于转动传动轴4转动。像皮带轮或齿轮这样的转动构件8固定在转动传动轴4的端部，如皮带轮或齿轮这样的转动构件9以同样的方式固定在各自的两个切割刀具转动轴7上。

转动传动轴4的转动构件8和切割刀具转动轴7的转动构件9以转动传动装置10的方式连接，转动传动装置10例如是皮带或传动链，使得切割刀具转动轴7通过转动传动轴4的转动力而转动。

在上文描述的结构中，当转动传动轴4由电机3转动时，切割刀具转动轴7以转动传动装置的方式进行自转。

另一方面，当切割刀具转动轴7的自转阻力或载荷比传动箱5的转动阻力或载荷大时，转动传动轴4的转动力使传动箱5转动，传动箱5以转动件8为中心绕其转动，由此安装在传动箱5上的切割刀具转动轴7相对于转动传动轴4以其为中心公转。

按本发明上文的描述，来自电机3的转动力根据切割刀具转动轴7的转动阻力和传动箱5的转动阻力，被分为切割刀具转动轴7的自转和公转。

例如，假定电机3的转数为1000rpm，转动传动轴的转动件8和以转动传动装置10方式连接切割刀具转动轴7的转动构件9之间的圆周比为3∶1，当传动箱5的转动阻力，即切割刀具转动轴7的公转载荷大，且公转值是零时，切割刀具转动轴7以3000rpm进行自转。

另一方面，当切割刀具转动轴7的自转载荷大，且自转值为零时，切割刀具转动轴7以1000rpm以转动传动轴4为中心围绕其公转，同时切割刀具转动轴7的传动箱的转动。

设置抑制传动箱5和切削刀具转动轴7二者或二者之一转动的制动装置11，以便控制切割刀具转动轴7自转和公转之间的分配比。在图1显示的实施例中，抑制传动箱5转动，即抑制切割刀具转动轴7公转的制动装置11，设置在传动箱5和主体机架之间。

图2显示按本发明旋转式植物刈割机的优选实施例。在植物刈割机1中，支承14具有销子孔12和13，它们位于主体机架2的上部，与机铲的臂或链条(以点划线显示)连接。

主体机架2整体具有下部的圆柱形部分2a，由电机3驱动的转动传动轴4配置在主体机架2中，与圆柱形部分2a的中心同心并向下延伸。像皮带轮或齿轮之类的转动构件8固定在转动传动轴4的端部。

此外，在图2显示的实施例中，使用液压马达3作为转动传动源，液压软管15和16与液压马达3连接。

传动箱5整体具有圆柱形部分5b，它在套的主体5a的上面，圆柱形部分5b通过与主体机架2的圆柱形部分2a转动连接而被支承。

如图2和图4的显示，沿箱主体5a的对角线之中心的左侧和右侧，两个切割刀具转动轴7和7可转动地绕该中心回转。像皮带轮或齿轮之类的转动构件9固定在每个切割刀具转动轴7的主体上，具有多个切割刀具部件17(在被描绘的实施例中是四个刀片)的旋转刀片装置6连接在切割刀具转动轴7的端部。

液压马达3的转动传动轴4在箱主体5a中延伸，它与传动箱5的圆柱形部分5b同心，转动构件8固定的位置与套主体5a的切割刀具转动轴7的转动构件9对应。

如图1和图4显示，像皮带或齿轮之类的转动传动装置10放置在转动传动轴4的转动件8的传动侧与切割刀具转动轴7的转动构件9的传动侧之间，因此转动传动轴4的转动力通过转动构件8和9传递到切割刀具转动轴7。

在所描绘的实施例中，使用齿轮作为转动构件8和9，使用同步皮带作为转动传动装置10，但是转动传动机构不仅不受这些限制，而且转动构件8和9可直接啮合或以其他齿轮的方式啮合。

如图4所示，转动传动装置10通过张紧装置18给予张紧。在该实施例的张紧装置18中，回转张紧臂19绕张紧皮带轮20转动，调节螺钉22与带螺纹的圆柱体21螺纹连接，螺纹孔21配置在张紧臂18的端部，调节螺钉22的顶端伸出在传动箱主体5a的外面。因此，通过调节螺钉22来转动张紧臂19，调节张紧皮带轮20对皮带的压力。

在所描绘的实施例中，两套张紧装置18配置在左右对称于转动传动装置10外侧的位置。

在按本发明的植物刈割机中，按上文描述的结构，液压马达3的转动力经转动传动轴4、转动构件8、转动传动装置10、转动构件9和切割刀具转动轴7传递到旋转刀片装置6，由此植物主要经旋转刀片装置6的自转而被切割。同样，经调节旋转刀片装置6的自转阻力，和调节整体传动箱5的转动对旋转刀片装置6的公转阻力，整体的传动箱5转动，由此改变旋转刀片装置6的位置。图3显示这种关系，其中，R₁表示旋转刀片装置6的自转轨迹，R₂表示旋转刀片装置6的公转轨迹。

另外，由于刈割机1切断植物主要是通过旋转刀片装置6的自转，有必要提供一限制切割刀具转动轴7公转数的控制装置，以便保证刈除或切割植物所必需的自转动力。

为此，在本发明的植物刈割机1中，环形制动装置11与主体机架2的圆柱形部分2a的外圆周滑动接触，它整体配置在传动箱5的圆柱形部分5b的上部，使得传动箱5的转动，即切割刀具转动刀片7的公转受到制动装置11和主体机架2的圆柱形部分2a之间摩擦阻力的抑制。然后，显示在图4的制动装置11具有右和左二等分的制动闸瓦23，闸瓦23各被半环形板加固，制动闸瓦23和23的端部由像螺栓和螺母之类的夹紧构件24夹紧，因此能够通过调节夹紧力控制制动力。

图5显示传动箱5的转动制动装置的另一实施例，其中，主体机架2的圆柱形部分2a和传动箱5的圆柱形部分5b未示出。

在图4显示的实施例的转动制动装置中，由于制动闸瓦23的夹紧力被设定预定的值，可能会有某种缺陷，即由于传动箱5的转动惯性或制动闸瓦23的损耗，不能获得所需的制动力。

为克服此问题，显示于图5的制动装置适宜利用传动箱5的转动离心力，因为制动力的增加与传动箱5的转动速度成比例，所需切割刀具转动轴7的自转转数可自动保持。该结构将在下文作出说明。

在显示于图5的制动装置11的对开的制动闸瓦23中，在一端的固定侧面托架23a固定在传动箱5上表面的连接构件24a上，同时在另一端的可移动侧面托架23b可滑动地啮合在套5另一端的连接构件24b的长槽24中。具有这种结构，当制动闸瓦23另一端上的托架23b在长槽25中产生滑动接触以便拉紧制动闸瓦23时，制动闸瓦23与主体机架2的圆柱形部分2a是压力接触(参照图4)。

此外，离心力控制臂26沿制动闸瓦23延伸，它在制动闸瓦23的端部附近，在传动箱5的上表面可转动地以转轴27为中心绕其转动。

离心力控制臂26具有离心配重28，它整体配置在控制臂26的端部，铰链杆29与制动闸瓦23的可移动侧面托架23b连接，在转轴27的外侧上的后端回转。

当传动箱5的转动速度增加时，离心配重28因离心力沿箭头A的方向摆动，迫使离心控制臂26的后端沿箭头B的方向向后。这使托架闸瓦23的可移动侧面托架23b以铰链杆29的方式滑移到长槽25之内，因此制动闸瓦23沿箭头C的方向被拉紧。于是，制动闸瓦23与主体机架2的圆柱形部分2a压力接触，而传动箱5的转动，即切割刀具转动轴7的公转受到摩擦力的抑制。因为制动力从传动箱5的转动离心力获得，与传动箱5的转动力成比例的制动力自动产生。

优选地，弹簧30将离心力控制臂26弹性偏压到内侧的挡块31，弹簧30的配置为的是制动器22的制动力能够通过改变弹簧压力来调节。

制动装置相对于传动箱5来说，优选地左右对称配置。这可形成良好的平衡和高度可靠的制动作用。

如上文的描述，按本发明的植物刈割机1，因为旋转刀片装置6通过共有的电机3经自转来切割植物，同时相对转动传动轴4作公转位移，所以在刈除或切割操作期间，刈割机的移动量可以减少。

由于配置限制旋转刀片装置6公转的制动装置11，可以避免装置6缺少自转力的问题。尤其是，在利用传动箱5的转动力提供制动的情况下，由于制动力的增大与传动箱5的转动速度成比例，旋转刀片装置6的自转总是能够受到自动控制，达到所需要的转数。

如图6显示，旋转刀片装置6含有多个切割刀具部件33，它们可拆卸地径向围绕底座构件32连接，底座构件32连接在切割刀具转动轴7上。在所描绘的实施例中，四个切割刀具部件33安装在底座构件32上，其刀刃沿转动方向向下倾斜。

优选地，各切割刀具部件33具有多个刀刃34，刀刃34在周边上取不同的方向，从而通过改变对底座32的安装角度，可使得各刀刃34能转至转动方向。

在所描绘的实施例中，切割刀具部件33的周边含有三个弧形刀刃34(a)、34(b)和34(c)，不过刀刃的数量可以是两个或三个或更多。优选的方式是如图所示，相邻刀刃34之间形成锐角。

如上文所述，在每个切割刀具部件33中，能够这样使用每个刀刃，即通过改变安装在底座构件32上的角度，碎裂或损坏的刀刃可替换为其他新的切割刀刃。于是，切割刀具部件33得到有效的利用，使用周期延长，此外，根据工作的目的，各刀刃34的结构也可以改变和选择。

除此之外，通过在相邻刀刃之间的尖端形成锐角，也可切割坚硬的草地或树木。

旋转刀片装置6通常这样构成，即其重力中心位于几何图形的中心，不过旋转刀片装置6的重力中心也可位于偏心的位置。当重力中心是位于偏心位置时，由于旋转刀片装置6的转动，强大的惯性能使切割力增加。

切割刀具部件33的刀刃34可以是如图6所示的平刀片，但是当它作为木材或竹材的切割刀片使用时，也可形成凸凹的刀刃，如像图7所示的锯齿刃。此外，刀刃34(a)，34(b)，34(c)可以有变化的形状，以便刀刃适宜于各种植物。

通过固定切割刀具转动轴7上的底座构件32的固定部分38，并在两个构件之间插入一销子，可直接连接旋转刀片装置6。优选地，切割刀具转动轴7和旋转刀片装置6的底座构件32以这样的预定弹性力压力连接，使得它们能按图8所示整体地转动。特别地，如图8所示，止动构件35固定在切割刀具转动轴7上，配有螺栓37或诸如此类零件的法兰构件36以弹簧40的方式连接在切割刀具转动轴7的顶端。

旋转刀片装置6的底座构件32在其中心部位具有固定部分38，它固定在切割刀具转动轴7上，切割刀具转动轴7以无油衬套的方式插入固定部分38中，然后法兰构件36被夹紧并连接在切割刀具转动轴7的顶端。

在法兰构件36中，弹簧40和压力接收板41固定在凹槽39中，凹槽39形成在压力接触侧，由此，旋转刀片装置6以弹性受推的状态连接在切割刀具转动轴7的止动构件35和法兰构件36之间。因此，当过量的阻力施加在旋转刀片装置6上时，切割刀具转动轴7的转动是空转，另一方面，当阻力减小时，切割刀具转动轴7和旋转刀片装置6再次在压力下啮合并整体地转动。一树脂耐磨件或摩擦构件优选地用于切割刀具转动轴7和转动刀片6之间的压力接触表面。

如图1所示，在植物刈割机1中，侧罩43安装在主体机架2上，它遮盖旋转刀片装置6的公转轨迹外侧。因此，在侧罩43以封闭板构成的情况下，刈割机1被机铲臂提起，而放低刈割机1，使之放在植物之上，植物则逐渐被切割成碎片。在这种情况下，由于旋转刀片装置6的切割刀具部件33沿转动方向向下倾斜，有一上升的气流产生在主体机架2中，该上升气流垂直于草地或木材，并吹动切割的碎片向上。这能防止植物的缠结，以便改善刈除或切割操作的效率。此外，由于植物被切割成碎片，可便利于随后的处理工作，对准备绿肥也是有利的。

但是，在侧罩是由闭合板制造的情况下，当刈割机1沿地面横向移动时不可能切割植物。为克服此问题，如图10所示的一组垂直狭长切口44可形成在侧罩43的下部。

狭长切口44的横向宽度尺寸这样确定，即它能阻止像岩石或石块之类危险物质的散射，植物也能通过切口44进入。此外，狭长切口44可配置在罩43的整个周边，但是优选的是在侧罩43的部分上配置，以便减少土壤或砂子的散射。

在图11显示的刈割机1中，侧罩43的下部被去掉，而一对对置的滑板45安装在主体机架2的外面。滑板45的下端伸出在旋转刀片装置6之下。因此，植物刈割机1在切割时平滑移动，同时通过机铲臂沿箭头方向移动刈割机1。此外，由于刈割机横向移动，而滑板45接触地面，就不需要由机铲臂调节刈割机的高度，以便利于操作。

Claims (10)

1.植物刈割机包括具有整体向下伸出的圆柱形部分的主体机架，与圆柱形部分同心并相对主体机架的转动的传动轴，其与上述圆柱形部分同轴并由如电机的转动传动装置转动，传动箱可转动地与主体机架的圆柱形部分接合，切割刀具转动轴在主体机架中平行于转动传动轴枢轴转动，旋转刀片装置具有的切割刀具部件安装在底座构件上，并与切割刀具转动轴的端部连接，转动传动装置设置在主体机架的转动传动轴和传动箱的切割刀具转动轴之间，以便将转动传动轴的转动力传递至旋转刀片装置。

2.按权利要求1的植物刈割机，其特征在于，制动装置设置在主体机架的圆柱形部分和传动箱之间，以便抑制传动箱的转动。

3.按权利要求2的植物刈割机，其特征在于，用于传动箱转动的制动装置包括设置制动闸瓦，以使得其与主体机架的圆柱形部分的圆周表面压力接触和离开该圆周表面，离心力控制臂可摆动地相对传动箱的上表面转动，并在一端有离心配重，在有关离心力控制臂有带制动闸瓦23的连接构件，摆动中心的另一端，弹簧30将离心力控制臂向传动箱的中心弹性偏压，其中，通过转动套的转动的离心力使离心力控制臂摆动，制动闸瓦与主体机架的圆柱形部分的圆周表面产生压力接触。

4.按权利要求1、2或3的植物刈割机，其特征在于，旋转刀片装置6具有底座构件和切割刀具部件，切割刀具部件可拆卸地设置在底座构件上，每个切割刀具部件具有多个取不同方向的刀刃，它们形成在切割刀具部件的周边，从而通过改变切割刀具部件在底座构件上的安装角度，每个刀刃可转至转动方向。

5.按权利要求4的植物刈割机，其特征在于，切割刀具部件的刀刃构成锯齿形的凸凹刃。

6.按权利要求4的植物刈割机，其特征在于，相邻的刀刃之间形成锐角的顶尖。

7.按任一权利要求1至6的植物刈割机，其特征在于，旋转刀片装置的重力中心位于旋转刀片装置的偏心位置。

8.按任一权利要求1至7的植物刈割机，其特征在于，切割刀具转动轴7和旋转刀片装置以预定的弹性推动力在压力下连接，以使得它们能整体地转动。

9.按任一权利要求1至8的植物刈割机，其特征在于，侧罩遮盖旋转刀片装置公转轨迹的外侧，它安装在主体机架上，梳齿部分包括一组垂直狭长的切口，该组切口设置在侧罩下部的全部或部分周边上。

10.按任一权利要求1至7的植物刈割机，其特征在于，一对滑板位于旋转刀片装置公转轨迹的外侧，它们相互对置地设置在主体机架上。

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