CN202476097U - 无绳剪草机 - Google Patents

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J.D.玛莎尔
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Abstract

一种无绳剪草机，包括：由前轮和后轮支撑的底盘，该底盘具有上侧、下侧、前端和后端；可再充电的电池，其被支撑在所述底盘上；用于切割草的刀片，其位于底盘的下侧上；被联接到刀片的刀片电机；和被连接到后轮用于驱动所述后轮的驱动电机，该驱动电机位于剪草机的后部处的腔室中、邻近后轮，所述腔室中具有开口以允许空气流过。本实用新型提供的无绳剪草机具有更好的可操纵性。

Description

无绳剪草机
技术领域
本实用新型涉及一种草坪剪草机，更具体地说，涉及一种无绳电动草坪剪草机。
背景技术
由于对城市空气污染、气体发动机存在的问题和维修需要、以及其它因素的关注，电动草坪剪草机正在流行。此外，由于塞绳电动剪草机使用不便和操作限制，电池操作的无绳电动剪草机受到推荐。然而，如此处所描述的，这类电池操作的剪草机具有一些缺点。
这些缺点中的某些缺点可能与电池的功能有关，包括电池寿命和电池的存储和移动，包括将电池插入剪草机和从剪草机移除电池。
其它缺点与自动步进(self-drive)传动装置有关，这种传动装置采用带式张紧驱动系统，由此可将一组可变阶梯式滑轮上的张力配置为控制连续速度电机的驱动轴的速度。但这样的系统效率不高，因为自励(self-drive)电机必须以高速恒定地运转，由此恒定地抽取最大功率。此外，如所属领域公知的，在这样的滑动带系统中观测到效率损失。
根据与电池操作的剪草机有关的其它缺点，在高负荷割草(即，湿的、和/或厚的草)期间的一些场合中，刀片电机(一台或多台)的运转速度降低而自励电机的速度不变。在这种方式中，因为自励电机的速度未被调节成补偿刀片电机的降低的运行速度，切割性能下降。
与电池操作的剪草机有关的其它缺点包括棘手的覆盖模式(mulchingmode)切换过程和驾驶员反馈信息不足。例如，对于操作者而言，期望能方便地获得关于电池功率、剪草机刀片工作、自励电机运行的信息和/或其它信息，诸如与剪草机有关的运行故障。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种改进的无绳剪草机。
根据本实用新型的一方面，所提供的无绳剪草机包括：由前轮和后轮支撑的底盘，该底盘具有上侧、下侧、前端和后端；可再充电的电池，其被支撑在所述底盘上；用于切割草的刀片，其位于底盘的下侧上；被联接到刀片的刀片电机；和被连接到后轮用于驱动所述后轮的驱动电机，该驱动电机位于剪草机的后部处的腔室中、邻近后轮，所述腔室中具有开口以允许空气流过。
优选刀片电机被定位为大致在底盘中央，而空气通路通过所述腔室中的开口连接驱动电机和刀片电机。当刀片电机被作动时，其产生负空气压力区域、以便通过空气通路从所述腔室抽取空气。
可将电池定位在剪草机的上侧上、在刀片电机后面和驱动电机前面。底盘的上侧还可被具有匣部的护罩覆盖，电池可移除地被固定在匣部内。
根据另一方面，所提供的无绳剪草机包括：由前轮和后轮支撑的底盘，该底盘具有上侧、下侧、前端和后端；可再充电的电池，其被支撑在所述底盘上；被连接到后轮的驱动电机，用于驱动所述后轮以使剪草机运动；由使用者控制的速度杆，以设定剪草机的速度；和被连接到速度杆的控制电路，该速度杆控制从电池输送到驱动电机的电流量，控制电路监控驱动电机，且当被输送的电流超过第一预定电流持续第一预定时间段时切断对驱动电机的供电。
优选控制电路在被输送的电流超过第二预定电流持续第二预定时间段时切断对驱动电机的供电，其中，第二预定电流大于第一预定电流，而第二预定时间段比第一预定时间段短。
优选驱动电机通过至少一个齿轮机构被连接到后轮，该驱动电机具有6,000rpm到17,000rpm的转速，而齿轮机构具有在90∶1至130∶1的齿轮减速。齿轮机构可以具有三个独立的齿轮减速部，且至少一个是行星齿轮减速部，而另一个是蜗轮减速部。
优选本剪草机还包括刀片电机，其大致安装在底盘中央，刀片电机和驱动电机由可再充电的电池供电，刀片电机具有不同于驱动电机的独立控制器。
根据又一方面，所提供的无绳剪草机包括：由前轮和后轮支撑的底盘，该底盘具有上侧、下侧、前端和后端；可再充电的电池，其被支撑在所述底盘上；驱动电机，其被连接到后轮用于驱动所述后轮以使所述剪草机运动；被联接到刀片的刀片电机；被固定到所述底盘的后端的手柄，该手柄具有刀片把手和驱动把手，刀片把手用于控制供给刀片电机的电力，驱动把手用于控制供给所述驱动电机的电力，致使独立地控制供给刀片电机和驱动电机的电力。
本无绳剪草机还可包括控制电路，其监控驱动电机并在被输送的电流超过第一预定电流持续第一预定时间段时切断对驱动电机的供电。该控制电路也可在被输送的电流超过第二预定电流持续第二预定时间段时切断对驱动电机的供电，其中，第二预定电流大于第一预定电流，而第二预定时间段比第一预定时间段短。
本无绳剪草机也可包括保险钥匙(safety key)，该保险钥匙被电联接到刀片电机和驱动电机两者，使得当存在保险钥匙时，能够将来自电池的电力输送到刀片电机和驱动电机两者，而没有提供电力时，没有电力能够被输送到刀片电机和驱动电机。
优选驱动电机通过至少一个齿轮机构被连接到后轮，驱动电机具有6,000rpm到17,000rpm的转速，而齿轮机构具有90∶1至130∶1的齿轮减速。
根据再一方面，所提供的无绳剪草机包括：由前轮和后轮支撑的底盘，该底盘具有上侧、下侧、前端和后端，下侧限定切割腔室和排放通道，该排放通道从切割腔室向后延伸到所述剪草机的后部；可再充电的电池，其被支撑在所述底盘上；用于切割草的刀片，其被布置在切割腔室内；和覆盖门，其被定为在所述排放通道中，并可在开启和关闭位置之间运动，覆盖门围绕竖直轴旋转，该竖直轴被连接到使用者控制的旋钮，该旋钮位于底盘的上侧。
优选排放通道限定位于底盘后端处的草出口孔，而覆盖门被定位在草出口孔内，当覆盖门从关闭位置运动到开启位置时其向外摆动，使得在覆盖门后面的排放通道中的任何碎片被清理到草出口孔中并从排放通道移除。
此外，本剪草机还可包括后部排放门，其与底盘的后端隔开，以形成排放腔而引导碎片向下。
本实用新型提供的无绳剪草机具有更好的可操纵性。
从本部分提供的描述，本实用新型在更多方面的实用性是显而易见的。应理解的是，这些描述和具体实例仅用于说明目的，而不是对本实用新型范围的限制。
附图说明
本说明书中描述的附图仅用于说明目的，而不是以任何方式限制本实用新型的范围。
图1是根据本实用新型教导构造的一示例性电池供电的剪草机的示意性框图；
图2是根据本实用新型教导构造的一示例性电池供电的草坪剪草机的透视图；
图3是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机处于第一配置的局部透视图；
图4是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的局部透视图；
图5是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机处于第二配置的局部透视图；
图6是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的透视图，图中电池从匣部移除；
图7是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的局部俯视图，图中电池被移除以示出匣部；
图8是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的电池透视图；
图9是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的电池的另一透视图；
图10是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的电池的仰视图；
图11是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的电池的局部透视图，图中电池壳体的一部分被移除以示出装于其中的一系列单元；
图12是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的控制的局部透视图；
图13是对应于图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的保险钥匙的透视图；
图14是图13所示保险钥匙的局部截面图；
图15是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的电池的局部透视图，其具有示例性充电电缆；
图16是图12所示的示例性控制组件的局部透视图，其具有示例性充电电缆；
图17是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的控制组件的另一局部透视图；
图18是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机处于覆盖配置的局部平面图；
图19是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机处于排放配置的局部俯视图；
图20是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的驱动机构的局部透视图；
图21是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的局部透视后视图，其示出了覆盖门；
图22是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的另一局部透视后视图，其示出覆盖门；
图23是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的另一局部透视图；
图24是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的覆盖门旋转机构的局部透视图；
图25是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的覆盖门旋转机构的局部透视图；
图26是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的另一局部透视后视图；
图27是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的又一局部透视后视图；
图28是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的局部透视图，图中底盘的一部分被移除；
图29是通过图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的底盘截取的局部截面图；
图30是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机的旋钮组件的局部透视图；
图31是图2所示的示例性电池供电的草坪剪草机处于存放配置的侧视图。
具体实施方式
初始参考图1，其示意性地示出了一示例性电池供电的草坪剪草机10(以下称为剪草机)。剪草机10包括电池12、用于传动刀片(一个或多个)16的切割机构14、用于驱动轮30的驱动机构18、控制电路20和用户接口22。电池12向切割机构14和驱动机构18供电，在图示的示例性实施例中，它们分别是刀片电机54和驱动电机56。由电池12输送到驱动机构18的电力值由控制电路20确定，所述控制电路由用户接口22操纵。
下面将参考图2和28描述示例性电池供电的草坪剪草机10。剪草机10包括底盘50，底盘设有用于剪草机10的各种构件，包括刀片电机54和驱动电机56的安装结构，而且通常用于形成刀片(一个或多个)16的壳体，所述刀片被联接到刀片电机54。护罩13被安置在底盘50上方以保护剪草机10的内部构件。
参考图6和7，护罩13限定接纳电池12的匣部51。电池12具有与匣部51的形状相应的形状，致使电池12能合适地装入匣部51。
附加参考图7，匣部51包括具有多个壁715的基部719，所述壁被布置为大致垂直于基部719。电池12的形状与匣部51的形状互补，因此可以沿单一方位将电池12插入匣部内。匣部51可以限定一道或多道凹槽712A-D(图7)和一个或多个凸起714A-C，所述凹槽对应于电池12上的一个或多个凸起752A-D(图9-10)，所述凸起对应于由电池12限定的一道或多道凹槽754A-C。以这种方式，电池12可以只在凸起(一个或多个)752A-D、714A-C和凹槽(一道或多道)754A-C、712A-D恰当地对齐时被插入匣部51内。此外，凸起(一个或多个)752A-D、714A-C和凹槽(一道或多道)754A-C、712A-D可以有助于将电池12引导到匣部51内的正确位置。此外，匣部51的壁715可以有斜度以有助于将电池12引导到匣部51内的正确位置。
电池12的位置使得剪草机10良好平衡和稳定。电池12(和匣部51)被定位在底盘50的纵向中心702的后部，因此使用者可以更加方便地操纵剪草机10。这种定位使大部分重量接近剪草机的后部，这可向后部驱动轮(一个或多个)30提供增加的牵引力，还有助于使前轮倾斜或提升离开地面，以便操纵性更好。此外，可将电池12和匣部51定位在底盘50的宽度的大致中心，以增加稳定性和防止侧翻。
刀片电机54(和刀片16的旋转轴线)被布置为沿底盘50的纵向中心702(图18和19)。可将电池12/匣部51的中心706定位在纵向中心702的后面接近纵向中心702和后部轮轴轴线708之间的距离L1的至少百分之五十。也就是说，在纵向中心702和后部轮轴轴线708之间的距离L1是电池12/匣部51的中心706之间的距离L2的至少两倍。仅作为举例，距离L1可以是380毫米，而距离L2可以是160毫米，因此距离L1是距离L2的2.375倍。
为了进一步增加剪草机10的稳定性和防止其侧翻，可以增加匣部51的深度。增加匣部51的深度可减小安装有电池12的剪草机10的总体高度。此外，电池12可以包括剪草机10的总体重量的大部分。由此，增加匣部51的深度还可使剪草机10的重心降低。
参考图3-6，闩锁组件720被联接到护罩13。尽管闩锁组件720是偏心型(over-center)闩锁，也可以用其他闩锁配置取代，诸如滑动闩锁或旋转闩锁。闩锁组件720包括闩锁722和杆724。在第一配置中，闩锁722接合形成在电池12上的闩锁制动件755，以便将电池12固定在匣部51内，如图3所示。使杆724旋转，如图4所示，以便闩锁724与闩锁制动件755脱离接合。在图5所示的第二配置中，闩锁722被完全开启且与电池12完全脱离接合，因此电池12可以从匣部51自由移除。如在下面更充分地描述的，可以沿图6所示箭头的方向运动电池12而使电池12从匣部51移除。
闩锁组件720还可包括偏压部件，例如，将闩锁组件720偏压到第二配置中的弹簧。将闩锁722从与闩锁制动件755的接合中释放时，偏压部件可以将闩锁722自动地运动到图5所示的全开位置。以这种方式，使用者可以用一只手方便地将闩锁组件720从第一配置(图3)运动到第二配置(图5)。为了将电池12固定在匣部51内，使用者可以在旋转杆724的同时将闩锁722手动地与闩锁制动件755接合。随后，将杆724运动到锁定位置，而闩锁722与闩锁制动件755接合(图3)。
参考图2、7和10，为使电池12与剪草机10的其它构件电联接，在匣部51内可设置剪草机连接器716。剪草机连接器716可以包括从匣部51延伸的一个或多个凸起717。所述一个或多个凸起717被配置为与在凹凸式连接器配置中的第一电池连接器756的相应的凹槽(一道或多道)757配合。凸起(一个或多个)717和凹槽(一道或多道)757可以起引导特征部的作用，这些引导特征部有助于将电池12定位在匣部51内。剪草机连接器716和/或第一电池连接器756可以自动对准以保证在剪草机10和电池12之间的正确连接。在一些实施例中，闩锁组件720用于使剪草机连接器716与第一电池连接器756完全固定和联接。电池12可以包括第二电池连接器758(图8和15)，例如，用于与充电电缆780连接(图15)。第二电池连接器758(图8)位于电池12的一部分上，当电池12处于第一配置，即被固定在匣部51内时，使用者不能接近电池，因此剪草机10操作时，电池12不能通过第二电池连接器758充电。以这种方式，第一电池连接器756用于向剪草机10供电且也为电池12充电，而第二电池连接器758仅用于为电池12充电(经由充电电缆780)。参考图15，可将充电电缆780构造为在单一方位上与第二电池连接器758接合。剪草机连接器716、第一电池连接器756和第二电池连接器758的任何一个或全部可以是一种或多种安德森(Anderson)型电连接器，以保证正确的电连接。
将电池12固定在匣部51内时，充电电缆780被连接到与用户接口22相关联的电连接器部分732，如在下面更充分地描述的。用户接口22被电联接到剪草机连接器716，致使当与剪草机连接器716联接时，电池12可以被供电。
图12和16示出了示例性用户接口22的一部分。用户接口22包括电连接器部分732，该部分具有三个电连接器734A-C。电连接器734A-C可以是任何类型的电连接器，诸如Anderson型电连接器。电连接器734A和734B用于与充电电缆780连接、以便为剪草机10充电。电连接器734A和734C用于与保险钥匙740连接(图13-14)，下面将进一步讨论。为了制止不正确的连接，可将电连接器734A-C布置为使得充电电缆780可以沿单一方位与电连接器部分732接合，即，与电连接器734A和734B连接。
在图13和14中，保险钥匙740包括两个电连接器742A和742B。电连接器742A和742B被配置为与用户接口22的电连接器734A和734C配合。仅作为示例，当保险钥匙740与电连接器部分732配合时，电连接器742A和742B可以通过跨接线744联接到电联接的电连接器734A和734C。保险钥匙740包括使用钥匙的部分746，该部分的形状与用户接口22的使用钥匙的部分736的形状相应和互补。可以对称地构造和布置使用钥匙的部分736、746及电连接器742A、742B、734A和734C，使得保险钥匙740可以在任意两个方位与电连接器部分734正确配合，即，742A与734A及742B与734C或742A与734C及742B与734A。保险钥匙740操作为当与电连接器部分732配合时，使电池12与刀片和驱动电机54、56连接。当保险钥匙从电连接器部分732移除时，电连接器734A和734C脱离联接且来自电池12的电力不能被传送到刀片和/或驱动电机54，56的任一个。
具体参考图8-11来描述示例性电池12。电池12包括三个单元770A-C，它们可以串联连接并被布置在壳体760内。然而，应理解，电池可以包括任何数量的单元，这都落入本实用新型的范围内。壳体760包括第一部分762，其与第二部分764配合。第一电池连接器756被布置在第二部分764上，第二电池连接器758被布置在第一部分762上。
电池12还包括第一手柄766A和第二手柄766B。使用者可以利用第一和第二手柄766A-B将电池12插入匣部51或从匣部移除。在一非限制性示例中，第一和第二手柄766A-B与壳体760的第一部分762一体地形成。第一手柄766A被布置在壳体760的第一侧767上，而第二手柄766B被布置在壳体760的第二侧769上，第二侧与第一侧相对、以便处置电池12时支持使用者使用两只手。
参考图7、8和10，可如下所述地将电池12插入匣部51内。使用者将电池12定位在匣部51内。仅作为举例，使用者可以抓住第一和第二手柄766A-B以便提起电池12并将电池12定位在匣部51内。电池12被正确定位和完全插入匣部51内，使得第一电池连接器756与剪草机连接器716接合和配合。如上所述，电池12和/或匣部51的各特征部有助于电池12的正确定位和插入(凸起752A-D、714A-C、717、凹槽(一道或多道)754A-C、712A-D、757等)。
一旦电池12被完全插入匣部51内且第一电池连接器756与剪草机连接器716接合和配合，使用者可使闩锁722与电池12接合，例如，闩锁制动件755。随后使用者可旋转杆724以锁定闩锁722并将电池12完全固定在匣部51内。
如下所述，可将电池12从完全固定在匣部51内的状态移除。使用者可旋转杆724以将闩锁722从与电池12的接合中解除锁定。在某些实施例中，在解除锁定时闩锁722可以自动地与电池12脱离接合。可替换地，使用者可以手动地使闩锁722与电池12脱离接合。然后使用者抓住电池(诸如，第一和第二手柄766A-B)以便将电池12从匣部51移除。在不同实施例中，当电池12从匣部51移除时，剪草机连接器716自动地与第一电池连接器756脱离接合。
图17中示出了用户接口22的另一视图。用户接口22被固定到手柄组件100。手柄组件100可以包括手柄架103，该手柄架通常成角度地从剪草机底盘50延伸到手柄抓握部105。手柄组件100可以包括第一或刀片把手101和第二或驱动把手102。刀片把手101可以与控制电缆104A协同作用以选择性地从电池12向刀片电机54供电而驱动刀片16。驱动把手102可以与控制电缆104B协同作用以与驱动电机56通讯。在一个示例中，刀片把手101可以围绕轴线101A朝向手柄抓握部105旋转。驱动把手102可以围绕轴线102A朝向手柄抓握部105旋转。
作动刀片把手101以便在切割断电(OFF)模式和切割通电(ON)模式之间切换剪草机10。在切割断电模式中，刀片把手101使电池12与刀片电机54断开电连接，因而不驱动刀片16。在切割通电模式中，刀片把手101使电池12电连接到刀片电机54，因而可以驱动刀片16。类似地，作动驱动把手102以便在自激励断电(OFF)模式和自激励通电(ON)模式之间切换剪草机10。在自激励断电模式中，驱动把手102使电池12与驱动电机56断开电连接，因而不推进剪草机10。在自激励通电模式中，驱动把手102使电池12电连接到驱动电机56，因而推进剪草机10，例如，通过驱动轮(一个或多个)30。
为了制止刀片16意外动作，用户接口22还可以包括保险锁锁定机构107，该机构可防止电池12与刀片电机54联接。因此，为了促动刀片电机54，使用者可按压锁定机构107并朝手柄抓握部105拉动刀片把手101(即，在图17中逆时针旋转剪草机刀片把手手柄101)，以起动刀片电机54。以这种方式，使用者必须完成两个独立的步骤来作动刀片把手101和起动刀片16的旋转。一种示例性锁定机构107披露于美国专利No.7,762,049中，该专利的内容作为参考被全部并入本申请中。
为了起动驱动机构18，使用者可以朝手柄抓握部105推动驱动把手102(即，在图17中顺时针旋转驱动把手102)。剪草机10的驱动速度可以通过使用户接口22上的速度控制杆108运动来调节。速度控制杆108被联接到控制电路20，该控制电路控制从电池12到驱动电机56的电力传送。速度控制杆108的调节改变提供到驱动电机56的电压，由此改变剪草机10的速度。可替换地，驱动剪草机10的速度可以基于驱动把手102的位置进行调节，致使当驱动把手102顺时针旋转时，其逐渐使驱动机构18(和草坪剪草机10作为整体)变快。可以改变电压，例如，通过被调制的电压信号或通过调节被传送到驱动机构18的电压值改变脉冲宽度的频宽比。
参考图18-25，底盘50的底部限定切割腔室120，刀片16被布置在该切割腔室中。切割腔室120可以具有环形的形状。底盘50，与排放板121组合，限定排放通道122。排放通道122从切割腔室120延伸到排放口123。在剪草机10运行期间，排放通道122为草和/或其它废物提供离开切割腔室120的出口，例如，被排放或通过收集袋80收集。覆盖门124可以被联接到底盘50和被布置在切割腔室120和排放通道122之间。覆盖门124可以成形为与切割腔室120的环形互补的形状。覆盖门124可在排放位置(图19)和覆盖位置(图18)之间运动。在排放位置中，覆盖门124未堵住排放通道122，以使切割腔室120向排放口123开放。例如，在排放配置中覆盖门124可处于与排放通道122相切的位置(如图19所示，在图19中排放板121未示出)。在覆盖位置中，覆盖门124堵住排放通道122。
覆盖门124可以在排放和覆盖位置之间旋转。参考图23-25，覆盖门旋转机构130可以与覆盖门124联接、以使覆盖门124在排放和覆盖位置之间旋转。覆盖门旋转机构130可以包括旋钮131，该旋钮被联接到覆盖门124，使覆盖门124与旋钮131一起旋转。如图24-25中实例示出的那样，旋钮131通过竖直的轴133联接到覆盖门124，所述轴延伸通过隔离件134。隔离件134被联接到底盘50并被配置为在相对于底盘50的合适位置支撑旋钮131。
排放板121和底盘50协同作用以限定排放通道122中的草出口孔125(图22)。草出口孔125为剪下的草和其他废物提供出口，以便离开排放通道122。例如，在覆盖门124从覆盖位置(图20)转到排放位置(图19)的过程中，覆盖门124可以将任何剪下的草/废物从排放通道122/排放板121清理出草出口孔125。
覆盖门旋转机构130还可包括锁定机构132，该锁定机构将旋钮131和覆盖门124固定在特定位置，诸如排放配置和覆盖配置。在图示的示例中，锁定机构132包括压缩弹簧135、销136和一个或多个由隔离件134限定的制动部，诸如第一和第二制动部137A、137B。销136被固定地联接到旋钮131并可与其一起旋转，且被布置在由隔离件134限定的孔138内。销136可在孔138内运动并与第一和第二制动部137A、137B相互作用以提供用于覆盖门124的锁定位置。压缩弹簧135被布置在隔离件134和旋钮131之间，其作用为将旋钮131偏压到由制动部137A、137B限定的位置中。为了旋转覆盖门124，使用者可以推动旋钮131以压缩压缩弹簧135和将销136从其中一个制动位置释放。旋钮131可以随后被自由地旋转到另一位置。
如上所述，借助处于排放位置的覆盖门124，在剪草机10运行期间剪下的草和其它废物将行进通过排放通道122并排出排放口123。废物或者可以被收集在收集袋80中或者排放出去。
为了允许剪下的草/废物从后部排放同时防止剪下的草打到剪草机10的使用者，排放门127可以被联接到底盘50。图26示出附连到剪草机10的后部的排放门127，以使剪下的草/废物从排放通道122向下偏转。排放门127可以是U形或其他构造，使得排放门127限定排放腔128以为剪下物的通道提供必要的空间。排放门127可以包括成角度部分127A，该部分引导剪下的草/废物流排出排放腔128的底部。为了收集剪下的草/废物，如所属领域已知的，可将收集袋80联接到底盘50，例如，通过提升排放门127，如在图21和23所示的。
剪草机10包括刀片电机54和驱动电机56，刀片电机用于驱动刀片16，驱动电机用于迫使驱动轮(一个或多个)30运动以便于推进剪草机10。刀片电机和驱动电机54、56可以独立操作。即，刀片16可以由刀片电机54提供动力而驱动电机56不推进剪草机10，以及可以向驱动电机56供电以推进剪草机10而刀片电机54不驱动刀片16。
驱动电机56可以通过至少一个齿轮机构被联接到驱动轮(一个或多个)30。然而，图20所示的此示例性齿轮机构是多级齿轮减速机构，其具有行星齿轮组件57、自动步进传动装置58、驱动轴齿轮59A、和齿轮31。行星齿轮组件57和自动步进传动装置58将驱动电机56的旋转输出转换为被联接到驱动轮(一个或多个)30的驱动轴59的旋转输出。自动步进传动装置58是蜗轮，其在自动步进操作期间使驱动电机56(通过行星齿轮组件57)接合到驱动轮(一个或多个)30，同时允许驱动电机56未被供电时自由旋转。驱动轴59通过驱动轴齿轮59A被联接到驱动轮(一个或多个)30，所述驱动轴齿轮与齿轮31相互作用。
齿轮机构从驱动电机56向驱动轮30提供齿轮减速，以将驱动电机56的每分钟转数(rpm)转换为电机的驱动速度(驱动轮30的rpm)。例如，驱动电机56可以在每分钟6,000转至17,000转之间运行，而齿轮机构可以具有90∶1至130∶1的齿轮减速。行星齿轮组件57提供来自驱动电机56的第一齿轮减速(行星齿轮减速)，而自动步进传动装置58提供第二齿轮减速(蜗轮减速)。此外，驱动轴齿轮59A和齿轮31的齿数比可以提供第三减速。仅作为示例，第一齿轮减速可以是3.67∶1，第二齿轮减速可以是9∶1和第三齿轮减速可以是3.25∶1，以提供从驱动电机56到轮子(一个或多个)的总齿轮减速107.3∶1。在该示例中，如果驱动电机56以每分钟10,000转运行，而驱动轮(一个或多个)30的直径为9英寸，则剪草机10的最大驱动速度大约为每小时2.5英里。
在剪草机10运行期间，刀片电机54和驱动电机56产生热量并且可能需要冷却。例如，如图28和29所示，具有第一端54A和第二端54B的刀片电机54被联接到底盘50，所述第一端被布置在由底盘50限定的腔室90内，所述第二端被联接到切割腔室120内的刀片16。刀片电机54被配置为由气流冷却，该气流从冷却腔室90进入第一端54A并从第二端54B离开进入切割腔室120中。空气可以进入腔室90，例如，通过由底盘50限定的一个或多个窗口92，以向外部空气提供通风孔，下面将更充分地描述。以这种方式，刀片电机54被配置为将来自腔室90的空气送到切割腔室120，以便冷却刀片电机54。
驱动电机56被布置为邻近由底盘50限定的第二腔室91中的后轮。由于它处于电池后面，第二腔室91的受限空间难于冷却驱动电机56。因此，第二腔室91可包括一个或多个窗口92，所述窗口允许第二腔室91中的空气流入连接到第一腔室90的空气通道。空气通道由底盘50和护罩13限定(图28中未示出)并位于图28中的电池的侧面。
第一腔室90中的空气随后通过刀片电机54排到外部环境。此外，刀片电机54的运行在第一腔室90中将产生相对于第二腔室91的负压和产生来自第二腔室91的空气流，以有助于冷却驱动电机56。
在一些实施例中，可将控制电路20配置为保护剪草机10避免承受电过载条件，诸如短路。根据过载条件的检测，控制电路20可以使电池12与驱动电机56断开电连接。过载条件可以包括供给驱动电机56的电流超过阈值。可替换地或除电流超过阈值之外，过载条件还可以包括电流超过阈值持续预定的时间段。在一些实施例中，过载条件可以包括电流超过第二阈值持续第二预定时间段，在这种情况下第二阈值大于第一阈值及第二预定时间段比第一预定时间段短。仅作为示例，过载条件可以限定为这种条件，即输送到驱动电机56的电流大于10安培但小于15安培、持续时间为5秒或更长，或者大于15安培、持续时间为1秒或更长。尽管上面仅限于描述驱动电机56的过载条件，但可以意识到，刀片电机54的过载条件也落入本实用新型的范围内。
除过载保护外，可将控制电路20配置为向驱动电机56提供软起动，以便减小或消除剪草机10在自激励运行开始时的突然运动(或“跳动”)。在一些实施例中，作动驱动把手102时，控制电路20逐渐增加供给驱动电机56的电压直到达到期望的运行电压，例如，由速度控制杆108的位置确定的操作电压。仅作为示例，控制电路20可以在预定时间段、如1-3秒内增加供给驱动电机56的电压。
在一些实施例中，手柄组件100能够相对于底盘50旋转，以便于将手柄组件100“折叠”在底盘50上，以减小用于存放的剪草机10的尺寸。例如且参考图23、30和31，可以利用固定地联接到底盘50的两个手柄板200使手柄组件100与底盘50联接。手柄架103可以通过如螺母和螺栓之类的固定件201可旋转地被联接到手柄板200。与固定件201偏离的旋钮组件210可以与由手柄板200限定的一个或多个开口202A-C相互作用，以制止手柄组件100旋转。利用开口202A和202B将手柄组件100锁定在合适的位置，以便剪草机10运行。开口202A和202B每一个对应于手柄组件100的不同位置，这些位置可以基于使用者喜好来选择。开口202C对应于存放位置，在该存放位置手柄组件100被折叠在底盘50上方。手柄组件100的存放位置(图31)允许剪草机10竖直存放，例如，将手柄板200的接触部分205停靠在存放表面上。
具体参考图30，示例性旋钮组件210包括可抓住的旋钮212，该旋钮通过销216与延伸栓214联接，所述销被插入由可抓住的旋钮212限定的开口218中。可将延伸栓214例如，通过弹簧偏压到延伸或锁定的位置，在该位置旋钮接触表面213接触手柄架103而延伸栓214被延伸到，例如，开口202A-C中。为了从开口202A、202B或202C释放延伸栓214，使用者可以拉动可抓住的旋钮212。此外，可抓住的旋钮212的旋转可以使旋钮组件210运动到延伸栓214缩回的被释放位置，使得延伸栓214不与开口(一个或多个)202A-C相互作用，而手柄组件可以被自由转动。仅作为示例，可抓住的旋钮212可以限定孔215，所述孔与形成在手柄架103上的凸起106相互作用。孔215的形状可以与凸起106的形状互补，以便在可抓住的旋钮212旋转时确保旋钮组件处于释放位置和制止可抓住的旋钮212在锁定位置旋转。
尽管已在说明书中并参考附图所示的各实施例对本实用新型进行了描述，所属领域技术人员可以理解，在不超出权利要求限定和公开的范围的前提下可以对其中的元件进行各种改变及等同替换。此外，显然也可考虑对各实施例之间的特征、元件和/或功能进行混合和匹配，因此如果合适的话，所属领域技术人员可以将本申请中披露的一个实施例中的特征、元件和/或功能并入另外的实施例中，除非与上述情况不同。此外，在不超出本实用新型的主要范围的前提下，可以根据本实用新型的教导进行许多改型以适用于具体情形或材料。由此，本实用新型不限于由附图示出的和说明书中描述的具体实施例，这些具体实施例只是当前实现本实用新型的最佳模式，本实用新型应包括落入前面描述的和所附权利要求请求保护的范围内的任何实施例。
相关申请的交叉引用
本申请是于2010年7月19日提交的No.12/838,898的美国申请的部分继续申请，所述在先申请是于2010年5月11日提交的美国外观设计申请No.29/361,418的部分继续申请和于2009年4月20日提交的No.12/426,499的美国申请的部分继续申请，其要求享有于2008年4月25提交的美国临时申请No.61/048,002的优先权。上述各申请的全部内容通过引用被全部并入本申请中。

Claims (18)

1.一种无绳剪草机，其特征在于，包括：
由前轮和后轮支撑的底盘，该底盘具有上侧、下侧、前端和后端；
可再充电的电池，其被支撑在所述底盘上；
用于切割草的刀片，其位于底盘的下侧上；
被联接到刀片的刀片电机；和
被连接到后轮用于驱动所述后轮的驱动电机，该驱动电机位于剪草机的后部处的腔室中、邻近后轮，所述腔室中具有开口以允许空气流过。
2.如权利要求1所述的无绳剪草机，其特征在于，所述刀片电机被定位为大致在底盘中央，而空气通路通过所述腔室中的开口连接驱动电机和刀片电机。
3.如权利要求2所述的无绳剪草机，其特征在于，当刀片电机被作动时，其产生负空气压力区域、以便通过空气通路从所述腔室抽吸空气。
4.如权利要求1所述的无绳剪草机，其特征在于，所述电池被定位在剪草机的上侧上、在刀片电机后面和驱动电机前面。
5.如权利要求4所述的无绳剪草机，其特征在于，所述底盘的上侧被具有匣部的护罩覆盖，电池可移除地被固定在所述匣部内。
6.一种无绳剪草机，其特征在于，包括：
由前轮和后轮支撑的底盘，该底盘具有上侧、下侧、前端和后端；
可再充电的电池，其被支撑在所述底盘上；
被连接到后轮的驱动电机，用于驱动所述后轮以使剪草机运动；
由使用者控制的速度杆，以设定剪草机的速度；和
被连接到速度杆的控制电路，该速度杆控制从电池输送到驱动电机的电流量，控制电路监控驱动电机，且当被输送的电流超过第一预定电流持续第一预定时间段时切断对驱动电机的供电。
7.如权利要求6所述的无绳剪草机，其特征在于，所述控制电路在被输送的电流超过第二预定电流持续第二预定时间段时切断对驱动电机的供电，其中，第二预定电流大于第一预定电流，及第二预定时间段比第一预定时间段短。
8.如权利要求6所述的无绳剪草机，其特征在于，所述驱动电机通过至少一个齿轮机构被连接到后轮，该驱动电机具有6,000rpm到17,000rpm的转速，而齿轮机构具有在90∶1至130∶1的齿轮减速。
9.如权利要求8所述的无绳剪草机，其特征在于，齿轮机构具有三个独立的齿轮减速部，且至少一个是行星齿轮减速部，而另一个是蜗轮减速部。
10.如权利要求6所述的无绳剪草机，其特征在于，还包括刀片电机，其大致安装在底盘中央，刀片电机和驱动电机由可再充电的电池供电，刀片电机具有独立于驱动电机的控制器。
11.一种无绳剪草机，其特征在于，包括：
由前轮和后轮支撑的底盘，该底盘具有上侧、下侧、前端和后端；
可再充电的电池，其被支撑在所述底盘上；
驱动电机，其被连接到后轮用于驱动所述后轮以使所述剪草机运动；
被联接到刀片的刀片电机；
被固定到所述底盘的后端的手柄，所述手柄具有刀片把手和驱动把手，刀片把手用于控制供给刀片电机的电力，驱动把手用于控制供给所述驱动电机的电力，致使独立地控制供给刀片电机和驱动电机的电力。
12.如权利要求11所述的无绳剪草机，其特征在于，还包括控制电路，其监控驱动电机并在被输送的电流超过第一预定电流持续第一预定时间段时切断对驱动电机的供电。
13.如权利要求12所述的无绳剪草机，其特征在于，所述控制电路在被输送的电流超过第二预定电流持续第二预定时间段时切断对驱动电机的供电，其中，第二预定电流大于第一预定电流，而第二预定时间段比第一预定时间段短。
14.如权利要求11所述的无绳剪草机，其特征在于，还包括保险钥匙，该保险钥匙被电联接到刀片电机和驱动电机两者，使得当存在保险钥匙时，能够将来自电池的电力输送到刀片电机和驱动电机两者，而没有提供电力时，没有电力能够输送到刀片电机和驱动电机。
15.如权利要求11所述的无绳剪草机，其特征在于，驱动电机通过至少一个齿轮机构被连接到后轮，驱动电机具有6,000rpm到17,000rpm的转速，而齿轮机构具有90∶1至130∶1的齿轮减速。
16.一种无绳剪草机，其特征在于，包括：
由前轮和后轮支撑的底盘，该底盘具有上侧、下侧、前端和后端，下侧限定切割腔室和排放通道，该排放通道从切割腔室向后延伸到所述剪草机的后部；
可再充电的电池，其被支撑在所述底盘上；
用于切割草的刀片，其被布置在切割腔室内；和
覆盖门，被定为在所述排放通道中，并可在开启和关闭位置之间运动，覆盖门围绕竖直轴旋转，该竖直轴被连接到使用者控制的旋钮，该旋钮位于底盘的上侧。
17.如权利要求16所述的无绳剪草机，其特征在于，所述排放通道限定位于底盘后端处的草出口孔，而覆盖门被定位在草出口孔内，且其中，当覆盖门从关闭位置运动到开启位置时其向外摆动，使得在覆盖门后面的排放通道中的任何碎片被清理到草出口孔中并从排放通道移除。
18.如权利要求16所述的无绳剪草机，其特征在于，还包括后部排放门，其与底盘的后端隔开，以形成排放腔而引导碎片向下。
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