CN1499924A - 可行走的土壤耕作器具,特别是割草机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤耕作用具，特别是割草机(1)，其可用发动机驱动或用手驱动。所述用具为操作者配备了转向轴(8)和转向架(7)或转向轮。所述转向装置使土壤耕作用具在借助转向轴(8)将扭矩传递到土壤耕作用具外壳(2)上时能够改变方向，然后所述扭矩用于改变前进的方向，向左或向右，而不需要使轮子转向。本发明一个优点是，当转向轴(8)以连续枢转方式布置在外壳(2)上时，操作者的位置与推进架等无关，其中土壤耕作用具必须借助所述推进架等机械引导。

Description

可行走的土壤耕作器具，特别是割草机

本发明涉及可行走的土壤耕作器具，特别是带有接收耕作元件的外壳并带有导向装置的割草机，其中导向装置可由操作者操纵并相对基本垂直于耕作平面的轴线枢转地布置在外壳上。

可行走的割草机通常具有一个作为导向机构的推进架，该推进架通过两个腿牢固地安置在外壳上。外壳通常具有四个轮子，在各种情况下，这些轮子成对布置在前后轮轴上。两个前轮也可以用单个中心前轮代替。这种割草机或者通过用发动机驱动后轮前进，或者由操作者通过推进架前进，所述固定在割草机壳体上的推进架还用于通过横向压力和/或通过将不可枢转的前轮从地面上抬起来使割草机转向。这种割草机或其它的土壤耕作用具具有这样的缺点，即只有当操作者位于割草机前面，或者在推进架以枢转方式定位情况下位于割草机后面时，才可能操纵和导向用具。

因此，已知这样一种带有可枢转导向架的割草机(DE-OS 2 448129)，其中导向架这样连接在可相对割草机外壳放置的一个环上，即其可围绕环的旋转轴枢转90°并且围绕其水平连接轴旋转180°角。这种设计允许使推进架定向在垂直于行进方向的方向上。但是，可取的从中间位置进行导向是不可能的。

因此，本发明的目的在于设计一种土壤耕作用具，特别是可以从所有位置进行导向和转向的上述类型割草机。

在上述类型土壤耕作用具情况下，该问题是这样解决的，即导向机构备有旋转转向装置，其在外壳上或外壳内的旋转运动可以转换成围绕垂直轴的扭矩。因此，至今只能通过从外部作用在外壳上的推进架使土壤耕作用具转向的可能性就改变成这样，即操作者施加在转向装置上的扭矩转换成施加在土壤耕作用具或割草机外壳上的扭矩。因此，导向机构可设计成围绕垂直于耕作平面的轴线自由移动，因此与已知构造的情况不同，导向机构不是直接用作施加转向力的杠杆。

根据本发明的另一种改进方案，转向装置可包括一个转向轴，转向轴带有面向操作者的转向轮或转向架。转向轴最好是可伸缩的轴，这样就可能在一定程度上允许从不同的距离导向耕作用具。

根据本发明的另一种改进方案，转向轴可相对耕作平面以预定角度定向，并且在外壳上可安装在一个轴承体上。该轴承体安装成可围绕外壳垂直轴线枢转。在已知的构造中，推进架所位于的可枢转环在各种情况下必须可牢固地锁止在移位90°的位置上，以允许借助推进架进行导向，与上述已知的构造情况不同，轴承体可以自由移动的方式定位，因为它不用作必须通过它传递扭矩的元件。因此，可相对割草机或类似物的外壳从不同的位置导向转向轴，这显著改善了耕作的可能性。

在本发明的一个改进方案中，转向轴可横穿轴承体并与外壳支撑表面上的至少一个偏置部分作用，该偏置部分位于至少与轴承体间隔开的耕作平面平行的方向上。这使得可以向土壤耕作用具外壳施加横向力或分力，由于力的作用点在外壳纵向上不同，所以这些力在外壳上产生了扭矩以进行导向。

根据本发明的另一个改进方案，支撑表面可以是牢固地保持在外壳中的轴承体导向外壳的一部分，该部分形成带有平行于土壤耕作用具行进方向的侧壁的轴，所述侧壁用作支撑表面。这种设计允许围绕垂直轴线枢轴转向轴，同时其偏置部分允许停止在不同的位置，其始终与轴侧壁接合并从而使得可以施加必要的转向力。

在一个相当简单的有利实施例中，转向轴的偏置部分可以构造成一个横向伸出的臂，其自由端备有一个在轴的两个侧壁上移动的滑块。这种设计保证在所有的转向轴枢转位置滑块都能在一个或另一个方向上向外壳施加横向力，该力与轴承体中转向轴的副轴承施加的相反力一起产生希望的转向扭矩。

至今所述根据本发明的设计提供一种转向轴，其相对耕作平面以预定的固定角度定向。但是，还可以把横穿轴承体的转向轴安装在朝向操作者的轴承体侧面上，该侧面连接在转向轴的另一个部分上，这可通过例如万向接头实现。通过这种实施例，转向轴可围绕轴承体的垂直枢轴自由移动，但至少在某种程度上还可以相对土壤耕作平面枢转，这样就进一步扩展了导向和耕作可能性。从而，由操作者握着的转向轴可相对地面保持在高一点或低一点的位置。

根据另一个实施例，该实施例允许操纵转向轴时进行一定的高度改变，转向轴在面向外壳的一端备有锥齿轮，其与固定在外壳上的对应齿盘配合。而且在这种实施例的情况下，自然还可以围绕垂直轴线枢转，转向轴可在一定程度上抬高或降低，而不会失去导向功能。

在本发明的另一个改进方案中，转向轴是软轴，其可例如在围绕垂直轴线枢转的支撑体内被引导。根据本发明，土壤耕作用具适当地由发动机驱动的设计也是可以的，因为使土壤耕作用具转向的扭矩不是通过推进架或类似物的杠杆作用施加的。试验表明，通过根据本发明的新设计，可以获得完全令人满意的土壤耕作用具或割草机的导向-转向可能性。已经发现特别适当的是外壳备有前轮和后轮，所施加扭矩围绕的垂直轴线位于前轮和后轮之间，并且垂直轴线在外壳纵向上的间距小于前后轮轴之间间距的30％。

还可以在前轮布置中提供一个或两个小脚轮。但是，已经发现，如果轮的布置是不可转向的并且轮的接触表面相对横向位移具有有限的滑动阻力时，也存在良好的转向可能性。

用刚性轴或还包括用长度可锁止的可伸缩轴作为转向轴的实施例还允许操作者通过用手推动来使土壤耕作用具或割草机前进。

导向机构最终可以可拆卸方式安装在外壳上，以使结构更紧凑，便于运输和贮藏土壤耕作用具或割草机。

下面参考实施例和附图更详细地描述本发明，其中：

图1为根据本发明割草机的平面图，该割草机的外壳带有四个轮子。

图2为带有不同轮设计的图1实施例的变型。

图3为图1割草机的侧视图。

图4示意性地示出了转弯时的根据图1和3的割草机。

图5为与图1至4相比改变了的实施例中的根据本发明转向装置的示意性局部示图。

图6为割草机另一个实施例的透视图。

图7放大局部展示了沿转向轴应用区域的图6平面VII的剖面。

图8为图7中以局部剖面形式示出的导向外壳的平面图。

图9为根据图7和8的导向外壳透视侧视图。

图1和3中示出的割草机1具有外壳2，外壳能够在轮轴线或轮轴对准的两个后轮3和一个前轮4上行进，前轮可例如构造成可围绕垂直轴线自由枢转的小脚轮。在后轮轴线40和前轮4之间，发动机和刀片5位于割草机外壳2内。切割下来材料的收集器6位于割草机后端，朝向使用者。

使用者通过导向机构移动割草机，在所示实施例中，导向机构包括一个使用者侧的抓握架7和一个转向轴8，转向轴从抓握架延伸到割草机外壳2。转向轴8连接在割草机外壳2的转向机构9中并可围绕自身纵轴线10旋转。抓握架连接成与转向轴一起旋转。转向机构9是这样设计的，即转向轴8围绕其纵轴线10的转动与转向齿轮围绕转向机构9中基本垂直的枢转轴11相对割草机外壳的方向枢转是耦合的。所述耦合的结果是，操作者通过抓握架7施加的围绕转向机构9中转向轴8纵轴线10的扭矩转换成作用在割草机外壳2上的围绕垂直枢轴线11的扭矩。

通过这种布置，操作者可围绕垂直枢轴线11枢转转向轴8并可占据相对割草机纵轴线12偏移的横向位置；在不改变其自身位置的情况下，通过借助抓握架7向转向轴8施加扭矩就可使割草机外壳2相对所述转向轴围绕垂直枢轴线11枢转。在平面图中，枢轴线11有利地与后轴线或后轴40稍稍间隔开。枢轴线11与后轮3的共同后轴线40的水平间隔最好小于前轮4与后轴线40水平间隔的30％，特别是小于20％。在以这种方式施加扭矩时，割草机外壳2围绕枢轴线11相对操作者枢转，直到到达希望的方向。

当使用可枢转的小脚轮4作为前轮时，改变方向的阻力特别小，这同样也适用于使用一对小脚轮作为横向间隔开的前轮的情况。已经惊奇地发现，如图2中割草机前部中所示，在刚性轴14上转动的两个前轮4a也允许这种割草机外壳枢转，特别是这种刚性定向的轮4a稍稍造型或是完全平滑的并具有明确的弧形或拱形接触表面13。很明显可以具有带刚性轮轴的单个前轮。

图1用连续线示出了转向轴8的起始位置，并用虚线示出了对应转向轴围绕其转向轴线的两个相反转动D1，D2的转向轴两个横向枢转方向8’，8”。

图4示出了这样的情况，即割草机外壳在弯曲路线上被引导，操作者的位置相对纵轴线12横向偏移，其结果是，例如在灌木丛15下面或某些其它难以接近的地方可容易地使用割草机。

根据图5的变型，转向机构9包括锥轮齿传动，其中锥齿轮16可与转向轴一起围绕其纵轴线旋转，齿轮辋或部分齿轮辋17位于割草机外壳2一侧。转向机构的另一种变型可具有万向接头，特别是具有角位移的传递扭矩的偏置万向接头，球端接头或某些其它接头。在锥齿轮传动16，17变型的情况下，图3侧视图中所示的转向轴8纵轴线10的倾角通过相对垂直枢轴线1是固定的，或者仅能进行有限的改变，而在带有万向接头的转向机构变型情况下，所述角可在较大但仍然是有限的范围上改变。

对于所示实施例来说，共同的是使用者在抓握架上施加的扭矩的扭矩轴线10与作用在割草机外壳上的扭矩的扭矩轴线11不一致。

推进架布置的长度最好是能任意调整的，如关于图6所述，这可特别有利地通过将转向轴8构造成可伸缩管来实现。

图6所示割草机具有可行走的外壳20，外壳在各种情况下带有前轮41和后轮40，与图1和3的实施例类似，备有发动机和刀片壳体部分50。除了提供接近驱动发动机可能性的板盖21外，外壳20在其顶面上备有图6中可见的供导向壳体23用的盖22，导向壳体23用于转向轴80，转向轴80包括两个套在一起的导向件80a和80b。在导向件80b上有一个转向轮，操作者以与图1和3实施例类似的方式通过该转向轮向割草机外壳20施加转向扭矩。

导向壳体23固定位于外壳20内部，如图7至9所示，其包括牢固地插入在外壳20内的壳体部分并且其中保持了基本圆柱形的轴承体以围绕轴线25旋转，这是因为它插入在导向壳体23的相应圆柱形导向器23a内并用凸缘24a保持在导向壳体的相应环形凹槽23a内。在该实施例中，轴承体24相对平面29倾斜的圆柱形导向器26，转向轴80的圆柱形端部插入在该导向器中。在该实施例中，转向轴部分8 0a不是由连续的整体轴部分组成的，而是由端块80c和连接板27组成，其中所述端块在导向器26中与转向轴线10同轴延伸，所述连接板连接成与所述轴端80c一起旋转，并且轴部分80a借助系紧螺栓28以可拆卸方式插入在连接板中，但与轴线10对齐。轴部分80b可移动地保持在轴部分80a内，所以转向轮70是以可拆卸方式布置的，这样割草机不会体积过大，不会占据太大的运输或贮藏空间。

臂30以垂直于轴线10的凸出螺栓形式插入在轴端80c的自由端内，臂在其自由端备有以可在臂上旋转的方式保持的滑块31。所述滑块31与轴33的侧向表面32和32’接合，轴33整体安装在导向壳体23上并且其平行的侧壁32，32’延伸超过一定的高度，该高度足够大以保证滑块31在转向柱80在轴33内的所有枢转位置的接合和滑块在轴3 3内相应的位移运动。

如图6至9中所示，在转向轮70上施加扭矩会在轴80中产生扭矩。然后转向轴80的端块80c试图使臂30向一个或另一个方向枢转。但是，臂30的滑块31在轴33的侧向表面32，32’上以牢固接合的方式被引导，因此例如在施加顺时针扭矩(图8)时，滑块31压在侧壁32’上并从而在导向壳体23上施加沿箭头34方向的横向力，由于导向壳体23牢固地位于外壳20内，所以横向力也作用在外壳上。通过转向轴部分80c在箭头34方向上施加所述力导致的相反力支撑在轴承体24上，轴承体以与根据箭头34的力相反的方向压在其导向壳体23上，并从而以箭头35的方向向导向壳体和外壳20施力。以箭头34和35作用的两个力从而在外壳20上产生箭头36方向的扭矩，该扭矩围绕垂直轴线11作用，并且可按照如关于图1至3实施例所述的方式用于导向割草机。

很容易明白，转向轴80相对耕作表面在行进方向即在纵轴线12或图6部分VII方向上倾斜一定角度的定向不是问题。如图1中也示出的，在耕作过程中，转向轴80可向所述纵轴线12倾斜并也可相对其枢转。这仅使滑动31在轴33内产生位移，但不影响转向过程的作用方式。

这里轮41以及作为选择轮30的接触表面具有最小的滑动阻力仍然是适当的。但是，已经发现这不是绝对必要的，并且借助转向轮70施加的扭矩足以使割草机进行希望的转弯。

还可以使用软轴替代转向轴80，该转向轴80具有横切其纵轴线10的刚性构造，通过软轴可将希望的扭矩传递到外壳20。还可以不为转向轴80提供作为偏置部分的伸出的臂30，作为替代，为其在外壳20内配备至少一个偏置部分，该偏置部分以与所示实施例类似的方式在一个方向上向外壳20施加横向力，并且在所述外壳的纵向上，即在纵轴线12的方向上，以相对其移动的方式产生方向相反的反力，该反力再次用于产生作用在外壳20上的希望的扭矩。

使土壤耕作用具转向的新方法从而允许相对用具连续改变操作者位置，而不会影响所述用具的转向性。

Claims (19)

1.可行走的土壤耕作用具，特别是割草机，具有一个用于接收耕作元件(5，50)的外壳(2，20)，并且带有一个导向机构，该导向机构可由操作者操纵并相对基本垂直于耕作平面(25)的轴线(11，25)可枢转地位于外壳(2，20)上，其特征在于，导向机构备有一个可旋转的转向装置(7，8；70，80)，其在外壳(2，20)上或外壳(2，20)内的旋转运动可转换成围绕垂直轴线(11，25)的扭矩(36)。

2.根据权利要求1中所述的土壤耕作用具，其特征在于，转向装置包括一个带有面向操作者的转向轮(7，70)或转向架的转向轴(8，80)。

3.根据权利要求2中所述的土壤耕作用具，其特征在于，转向轴(8，80)是可伸缩的轴。

4.根据权利要求2或3中所述的土壤耕作用具，其特征在于，转向轴(80)相对耕作平面或与耕作平面平行的平面(25)以预定角度(β)定向，并且在外壳(20)上安装在一个轴承体(24)上，轴承体安装在外壳(20)内可围绕垂直轴线(25)枢转。

5.根据权利要求4中所述的土壤耕作用具，其特征在于，转向轴(80)横穿轴承体(24)并与外壳(20)支撑表面(32)上的至少一个偏置部分作用，该偏置部分至少在平行于耕作平面的方向上与轴承体(24)有距离(a)。

6.根据权利要求5中所述的土壤耕作用具，其特征在于，支撑表面(32)是以固定方式保持在外壳(20)内的轴承体(24)的导向壳体(23)的一部分并形成带有侧壁(32，32’)的井筒(33)，所述侧壁与土壤耕作用具行进方向(12)平行并用作支撑表面。

7.根据权利要求6中所述的土壤耕作用具，其特征在于，转向轴(80)的偏置部分是横向伸出的臂(30)，该臂在其自由端备有一个在井筒(33)的两个侧壁(32，32’)上移动的滑块(31)。

8.根据权利要求7中所述的土壤耕作用具，其特征在于，滑块(31)旋转对称。

9.根据权利要求7中所述的土壤耕作用具，其特征在于，滑块(31)可旋转地安装在臂(30)上。

10.根据权利要求5中所述的土壤耕作用具，其特征在于，转向轴(8，80)以铰接方式安装在面向操作者的轴承体侧面上。

11.根据权利要求10中所述的土壤耕作用具，其特征在于，设有万向接头作为接头。

12.根据权利要求2中所述的土壤耕作用具，其特征在于，在面向外壳(2)的端部，转向轴(8)备有锥齿轮(16)，其与固定在外壳(2)上的对应齿盘(17)配合。

13.根据权利要求2中所述的土壤耕作用具，其特征在于，转向轴是软轴。

14.根据权利要求13中所述的土壤耕作用具，其特征在于，软轴在可围绕垂直轴线(11)枢转的支撑体内移动。

15.根据权利要求1中所述的土壤耕作用具，其特征在于，外壳(2，20)备有前后轮(3，4；30，41)，并且垂直轴线(11，25)位于前后轮之间。

16.根据权利要求15中所述的土壤耕作用具，其特征在于，垂直轴线(11，25)在外壳(2，20)纵向上的间隔小于前后轮轴之间间隔的30％。

17.根据权利要求16中所述的土壤耕作用具，其特征在于，前轮布置具有一个或两个小脚轮。

18.根据权利要求16中所述的土壤耕作用具，其特征在于，轮布置是不可转向的并且轮(4a)的接触表面(13)对横向移动具有很小的滑动阻力。

19.根据权利要求1中所述的土壤耕作用具，其特征在于，导向机构(8，80)可拆卸地安装在外壳(2，20)上。

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