除草安全防护系统及电动除草机的制作方法

本实用新型涉及除草机械领域,更具体地说，它涉及一种除草安全防护系统及电动除草机。

背景技术：

随着城市化进程的不断深入，人们对生活居住环境也提出了较高的要求，不仅是室内环境，室外的公共环境也提出了很高的要求，比如绿化面积，健身设施等等，其中就绿化而言，众所周知草坪是需要经常修剪的，而传统的修剪草坪的工具是除草机，除草机一般包括设置在壳体内的马达、由马达驱动旋转的驱动轴、设置在驱动轴上并随着驱动轴旋转的刀盘以及固定安装在刀盘上的切割元件，除草机通过刀盘的旋转运动带动切割元件从而进行除草工作。

在工作时，人们往往将除草机拴在腰间来除草，凭借手柄来掌控切割的位置，这样就存在很多的问题，第一、工人将除草机拴在腰间，这样时间长了工人很容易疲劳；第二、在除草的过程中，切割位置完全凭工人经验来掌握，这样切割出来的草坪就不是很平整，美观度也不好，更有甚者还露出了地面；第三、刀片部位安装的挡板只是一部分，如果刀具脱落就会对周围的人包括自己带来极大的危险；第四、除草机一般都以汽油和柴油等为动力燃料，能源不是很清洁，这样会对环境造成很大的污染。

因此，申请号为201510507778.6的中国专利公开了一种除草安全防护系统及电动除草机，它包括刀刃部件、挡草盖、电极安装部件、电机、推手组件、蓄电池、底框组件、滚轮组件和定位螺栓，挡草盖内安装有刀刃部件，挡草盖圆周上设有出草缺口；挡草盖上端安装有电机，电机的外圆周上安装有电机安装部件，电机安装部件与推手组件相连接，推手组件下端与底框组件相连接，推手组件上还安装有蓄电池；底框组件下安装有滚轮组件；在工作时，使用者用手推着推手组件带动除草机向前，电机转动带动刀刃部件转动进行除草。

这种除草机虽然可以方便和高效的进行除草，但是该除草机在开启以后、关闭之前一直持续工作，若该除草机撞到障碍物后失去平衡翻倒，其下部的刀刃部件依旧旋转，则很有可能割到人的脚上给人带来伤害，因此该除草机具有改进的空间。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种除草安全防护系统,具有增强了除草安全性的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种除草安全防护系统，包括用于检测人手是否握持推手的红外检测装置以及与红外检测装置电性连接的断电保护装置，所述红外检测装置设置于推手上以发出红外光线并根据红外光线是否被人手反射回来以输出相应的红外检测信号，所述断电保护装置响应于红外检测信号以切断电动除草机的电源；

当红外检测装置检测到人手未握持推手时，所述断电保护装置切断电源以控制电动除草机停止工作。

采用上述技术方案，设置在推手适当位置上的红外检测装置发出红外光线并检测是否有红外光线反射回来以输出红外检测信号，当人手握持在该位置上时，人手恰巧将红外光线遮挡和反射回去，红外检测装置可以检测到红外光线并输出相应的红外检测信号，此时断电保护装置响应于红外检测信号未有动作，当人手为正确握持在该位置上时，红外检测装置未检测到反射回来的红外光线进而输出另一状态的红外检测信号，断电保护装置响应于此时的红外检测信号后切断除草机的电源以控制除草机停止工作；一方面，有助于减少由于握持在错误的位置引起除草机侧翻，另一方面，当出现突发情况时，使用者即可松开握持推手的手即可切断除草机的电源，进而可以用最快的速度使除草机停止转动，给使用者赢得更多的反应时间，增强了除草的安全性，给使用者的安全带来保障。

优选的，所述红外检测装置包括用于发出红外光线的光线发射电路以及用于接收红外光线的光线接收电路，所述光线接收电路根据是否接收到人手反射的红外光线以输出红外检测信号。

采用上述技术方案，光线发射电路发出红外光线，如果在其发射光线的前方出现手挡住了红外光线并将红外光线反射回去，继而光线接收电路则会接收到反射回来的红外光线，如果发射红外光线的前方未出现手遮挡，则光线接收电路不会接收到反射回来的红外光线，从而可以根据光线接收电路是否接收到红外光线来判断发射光线前方的位置是否有手，进而判断人手是否握持在推手上合适的位置，通过光线检测，不受温度、湿度、噪音等的影响，干扰因素少，检测准确。

优选的，所述光线接收电路包括用于检测光线强度并输出与光线强度相对应检测信号的检测部以及具有光线强度基准信号的比较部，所述比较部与检测部电性连接并比较检测信号与光线强度基准信号的电压值大小以输出红外检测信号。

采用上述技术方案，检测部用于检测光线强度并输出反映光线强度的检测信号，然而并不是正常的光线强度也能够使检测部误检测接收到了人手反射的红外光线，故而比较部具有与基准光线强度对应的基准信号，比较部将检测信号的电压值与基准信号的电压值进行比较，当有大于基准光线强度的反射红外光线照射过来时，此时检测信号的大小大于基准信号的大小，仅有此时比较部才输出与检测到红外光线状态相对应的红外检测信号，从而避免了阳光和灯光等光线的干扰，让检测更加准确。

优选的，所述比较部为电压比较器电路。

采用上述技术方案，电压比较器电路元器件价格便宜，且比较精确度较高。

优选的，所述光线发射电路以及光线接收电路均设置于推手上位于除草机前进方向的一侧。

采用上述技术方案，光线发射电路设置于推手位于除草机前进方向的一侧，在使用者正常握持推手时，手指的部位恰好盖住红外检测装置，在发生意外情况时，相比于人的其他部位，人的手指可以通过最快的速度做出反应，从而可以第一时间松开推手使得除草机停止运转，一定程度上提高了除草的安全性。

优选的，所述断电保护装置包括与红外检测装置电性连接的三极管开关电路以及与三极管开关电路电性连接的继电器电路，所述三极管开关电路响应于红外检测信号通断以控制继电器电路切断电动除草机的电源。

采用上述技术方案，三极管开关电路不具有活动接点部份，因此不致有磨损之虑，可以使用无限多次，三极管开关电路的动作速度较一般的开关快，一般开关的启闭时间是以毫秒来计算的，而三极管开关电路则以微秒计，三极管开关电路没有跃动现象，利用三极管开关电路来驱动电感性负载时，在开关开启的瞬间，不致有火花产生，更加安全；同时继电器电路可以通过小电流控制进而启动大电流，故而提高了控制的安全性。

优选的，所述继电器电路还电性连接有用于显示除草机开关已经闭合可触发进行除草的第一显示部。

采用上述技术方案，在闭合除草机的开关后，第一显示部即显示以提示人们除草机的开关已经闭合，此时只需触发即可启动，所谓触发即为将手握持在推手上的正确位置，所以第一显示部同时具有提醒使用者将手正确握持才能除草的作用，给人们带来方便。

优选的，所述继电器电路还电性连接有用于显示除草机电机正在运转的第二显示部。

采用上述技术方案，在除草机正常运转时，第二显示部工作以进行显示，从而方便人们知道除草机是否供电正常进行工作。

针对现有技术存在的不足，本实用新型的次要目的在于提供一种电动除草机,具有除草更加安全的优点。

一种电动除草机，包括如上所述的除草安全防护系统。

采用上述技术方案，一方面，避免了由于握持位置不对引起的除草机侧翻刀片割伤使用者，另一方面，当出现突发情况时，使用者即可松开握持推手的手即可切断除草机的电源，进而可以用最快的速度使除草机停止转动，给使用者赢得更多的反应时间，增强了除草的安全性，给使用者的安全带来保障。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.当出现突发情况时，使用者即可松开握持推手的手即可切断除草机的电源，进而可以用最快的速度使除草机停止转动，给使用者赢得更多的反应时间，增强了除草的安全性，给使用者的安全带来保障；

2.通过光线检测人手进而控制除草机工作，不受温度、湿度、噪音等的影响，干扰因素少，检测准确。

附图说明

图1为除草安全防护系统的原理框图；

图2为电动除草机的结构示意图；

图3为红外检测装置的电路原理图；

图4为断电保护装置、第一显示部以及第二显示部的电路原理图。

图中：1、推手；2、红外检测装置；21、光线发射电路；22、光线接收电路；221、检测部；222、比较部；3、断电保护装置；31、三极管开关电路；32、继电器电路；41、第一显示部；42、第二显示部。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种电动除草机，参照图1，包括除草安全防护系统，其中，除草安全防护系统包括红外检测装置2以及断电保护装置3，红外检测装置2用于检测人手是否的握持在除草机的推手1上，而断电保护装置3由检测的结果确定是否切断除草机的电源，当人手未握持推手1时，断电保护装置3切断电源以控制电动除草机停止工作。

参照图2以及图3，红外检测装置2螺纹连接在推手1靠近除草机前进方向的一侧，即推手1位于除草机前进方向的一侧开设有螺纹孔，红外检测装置2旋转固定在内，拆卸方便（由于螺纹连接较为常见，未在图中具体示出），红外检测装置2向除草机前进方向发出红外光线和接收前进方向反射回来的红外光线，它包括用于发出红外光线的光线发射电路21以及用于接收红外光线的光线接收电路22，光线接收电路22根据是否接收到人手反射的红外光线以输出红外检测信号，而光线接收电路22包括用于检测光线强度并输出对应光线强度检测信号的检测部221以及具有光线强度基准信号的比较部222，比较部222与检测部221电性连接并比较检测信号与光线强度基准信号的电压值大小以输出红外检测信号。

参照图3，红外检测装置2的具体电路连接为：

光线发射电路21包括发光二极管LED以及电阻R1，其中发光二极管LED的一端连接于电源且另一端串联电阻R1后接地；

检测部221包括感光三极管VT、电阻R3，其中感光三极管VT的集电极连接于电源，感光三极管VT的发射极输出检测信号且同时串联电阻R3后接地；

比较部222包括比较器IC1、电阻R2、电阻R4，其中比较器IC1采用芯片LM339，电阻R2的一端连接于电源，电阻R2的另一端连接于比较器IC1的反相输入端，比较器IC1的反相输入端同时串联电阻R4后接地，比较器IC1的同相输入端连接于感光三极管VT的发射极以接收检测信号，比较器IC1的输出端输出红外检测信号。

参照图4，断电保护装置3与红外检测装置2电性连接并响应于红外检测信号以切断电动除草机的电源，它包括与红外检测装置2电性连接的三极管开关电路31以及与三极管开关电路31电性连接的继电器电路32，三极管开关电路31响应于红外检测信号通断以控制继电器电路32切断电动除草机的电源；比较装置的具体电路连接为：

三极管开关电路31包括NPN型的三极管VT1、电阻R5，继电器电路32包括继电器KM1、二极管D1，其中，三极管VT1的基极连接于比较器IC1的输出端以接收比较信号，同时三极管VT1的基极串联电阻R5后连接于电源，三极管VT1的集电极连接于电源，三极管VT1的发射极串联继电器KM1后接地，三极管VT1的发射极连接于二极管D1的阴极，二极管D1的阳极接地。

在除草机的供电回路中接有电机M、开关SB、电阻R6以及受控于继电器KM1的开关KM1-1，其中，电机M的一端依次串联开关SB、电阻R6后连接于除草机电源，电机M的另一端串联开关KM1-1后接地，第一显示部41包括发光二极管LED1，第二显示部42包括发光二极管LED2，发光二极管LED1的阳极连接于电机M与开关SB的连接点，发光二极管LED1的阴极串联常闭式开关KM1-2接地，发光二极管LED2的阳极连接于电机M与开关SB的连接点，发光二极管LED2的阴极串联常闭式开关KM1-3接地。

本实施例的工作原理以及工作过程：

在进行除草时，首先闭合开关SB，除草机进入预开启状态，第一显示部41发光以提示使用者开关已闭合触发即可进行除草，接着使用者将手正确的握持在推手1上，即用手掌握持推手1，手指部位遮挡住推手1前进方向的红外检测装置2，红外检测装置2被遮挡后输出高电平的红外检测信号，三极管VT1导通以使继电器KM1得电工作，继而继电器KM1控制开关快慢-1闭合使除草机的电机得电工作，在开始除草的同时，第二显示部42开始发光提示人们此时除草机正常进行除草工作。

当人手因为一些原因未正确握持在推手1上时，红外检测装置2由于未接收到人手反射的红外光线输出低电平的红外检测信号，继而三极管VT1截止，继电器KM1断电以使电机停止工作，从而使得除草更加安全。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。