包括分布式电池系统的骑乘式割草的制造方法

包括分布式电池系统的骑乘式割草的制造方法
【专利摘要】一种骑乘式割草机可包括第一框架部分、第二框架部分、铰接接头以及电池系统。铰接接头可以将第一框架部分耦接至第二框架部分。电池系统可包括第一电池和第二电池。第一电池和第二电池可以串联地电连接并且共同耦接至负载。第一电池可以安装至第一框架部分，并且第二电池可以安装至第二框架部分。
【专利说明】包括分布式电池系统的骑乘式割草机
【背景技术】
[0001]草坪护理任务通常使用构造成实现相应的特定任务的各种工具和/或机器来执行。特定的任务(像割草)通常由割草机来执行。割草机本身可具有许多不同的构造以支持消费者的需求和预算。后操纵式(walk-behind，手扶式)割草机通常是紧凑的，具有比较小的发动机并且相对便宜。同时，另一方面，诸如草坪拖拉机的骑乘式割草机可以是相当大的，并且通常具有较大的发动机。骑乘式割草机有时还可构造成具有除了割草部件之外的各种功能配件(例如，拖车、舵盘(tiller)和/或类似物)。骑乘式割草机提供了骑乘式车辆的便利性，而且与后操纵式相比提供了通常更大的切割板。
[0002]目前骑乘式割草机由气体燃料内燃机提供动力。气体动力型发动机需要购买和存储汽油或者其他燃料。通常它们还需要替换机油、火花塞和/或类似物以确保气体动力型发动机的适当保养。此外，气体动力型发动机会是喧闹的，会产生大量的振动，并且产生排放物。
[0003]一些实例的简要概括
[0004]因此，一些实例的实施方式提供了全部电池供电的骑乘式割草机。在一些实施方式中，电池供电的骑乘式割草机包括电池系统，其中电池系统(例如，电池)的一个部分设置在一个隔室中，而电池系统(例如，一个或多个电池)的另一个部分位于另一个隔室中。此夕卜，隔室可以通过绞接接头邻接在一起。
[0005]在一个实例的实施方式中，骑乘式割草机设置为可包括第一框架部分、第二框架部分、铰接接头以及电池系统。铰接接头可以将第一框架部分耦接至第二框架部分。电池系统可包括第一电池和第二电池。第一电池和第二电池可以串联地电连接并且共同耦接至负载。第一电池可以安装至第一框架部分，并且第二电池可以安装至第二框架部分。
[0006]在一个实例的实施方式中，提供了骑乘式割草机，并且该骑乘式割草机可包括框架、第一隔室、驱动马达隔室以及电池系统。电池系统可包括串联连接并且共同并联耦接至负载的第一电池和第二电池。第一电池可以安装至第一隔室以使第一电池的重量基本位于第一隔室中，并且第二电池可以安装至驱动马达隔室以使第二电池的重量基本位于第二隔室中。
[0007]在另一实例的实施方式中,骑乘式割草机可包括框架和电池系统。框架可包括第一位置和第二位置，第二位置与第一位置是分离的。电池系统可包括第一电池和第二电池，由此第一电池和第二电池可以串联连接并且共同并联耦接至负载。第一电池可以安装至框架，位于第一部分处，以使第一电池的重量可以基本设置在框架的第一位置处，并且第二电池可以安装至框架，与后轮轴有关，以使第二电池的重量可以基本设置在框架的第二位置处。
[0008]在另一实例的实施方式中，骑乘式割草机的电池系统可包括可安装至骑乘式割草机的框架的第一电池和可安装至骑乘式割草机的框架的第二电池。第一电池和第二电池可以串联地电连接并且共同地并联耦接至骑乘式割草机的负载。第一电池可构造成安装至骑乘式割草机的第一隔室，以使第一电池的重量可基本位于第一隔室中。第二电池可安装至骑乘式割草机的驱动马达隔室，以使第二电池的重量可基本位于第二隔室中。
[0009]一些实例的实施方式可以改善骑乘式割草机的效率以及降低其操作成本。
[0010]附图中的多个图的简要说明
[0011]因此已概括地描述了本发明的实施方式，现在将参考附图，该附图无需按比例绘制，并且在附图中:
[0012]图1A示出了根据实例的实施方式的骑乘式割草机的侧视图；
[0013]图1B示出了根据实例的实施方式的骑乘式割草机的俯视图；
[0014]图2A示出了根据实例的实施方式的骑乘式割草机的切割板的俯视图；
[0015]图2B示出了根据实例的实施方式的图2A的切割板的底部立体图；
[0016]图2C示出了根据实例的实施方式的图2A的切割板的仰视图；
[0017]图2D示出了根据实例的实施方式的图2A的切割板的后视图；
[0018]图2E示出了根据实例的实施方式的图2A的切割板的前视图；
[0019]图2F示出了根据实例的实施方式的图2A的切割板的侧视图；
[0020]图2G示出了根据实例的实施方式的图2A的切割板的顶部立体图；
[0021]图3A示出了根据实例的实施方式的骑乘式割草机的仰视图；
[0022]图3B示出了根据实例的实施方式的图3A的骑乘式割草机的前视图；
[0023]图3C示出了根据实例的实施方式的图3A的骑乘式割草机的后视图；
[0024]图3D示出了根据实例的实施方式的图3A的骑乘式割草机的俯视图；
[0025]图3E示出了根据实例的实施方式的图3A的骑乘式割草机的立体图；
[0026]图3F示出了根据实例的实施方式的图3A的骑乘式割草机的仰视图；
[0027]图3G示出了根据实例的实施方式的图3A的骑乘式割草机的俯视图；
[0028]图3H示出了根据实例的实施方式的图3A的骑乘式割草机的立体图，移去了至少部分的壳体和/或其他部件；
[0029]图31示出了根据实例的实施方式的图3H的骑乘式割草机的后视图；
[0030]图3J示出了图3H的骑乘式割草机的侧视图，并且该侧视图示出了根据实例的实施方式的驱动马达隔室的侧面截面图；
[0031]图3K示出了根据实例的实施方式的图3J的驱动马达隔室的侧面截面图；
[0032]图3L示出了根据实例的实施方式的图3H的骑乘式割草机的立体俯视图；
[0033]图4A示出了根据实例的实施方式的电池供电的骑乘式割草机的驱动马达隔室区域的第一立体侧视图；
[0034]图4B示出了根据实例的实施方式的电池供电的骑乘式割草机的驱动马达隔室区域的第二立体侧视图；
[0035]图4C示出了根据实例的实施方式的电池供电的骑乘式割草机的包括驱动马达、轮轴和轮子的结构的视图的驱动马达隔室的内视图；
[0036]图4D示出了根据实例的实施方式的骑乘式割草机的方框示意图；
[0037]图4E示出了图1B的骑乘式割草机的俯视图，移去了壳体、轮子、轮轴及其他部件以便可以示出根据实例的实施方式的电池位置；
[0038]图4F示出了图1A的骑乘式割草机的侧视图，移去了壳体、轮子、轮轴及其他部件以便可以示出根据实例的实施方式的电池位置；[0039]图5示出了根据实例的实施方式的电池供电的骑乘式割草机的驱动马达、差速器以及轮轴结构的立体图；
[0040]图6示出了根据实例的实施方式的电池供电的骑乘式割草机的驱动马达、轮轴以及轮子结构的立体图；
[0041]图7A示出了根据实例的实施方式的骑乘式割草机的仰视图，移去了各个部件以便暴露出配线的至少一部分；
[0042]图7B示出了根据实例的实施方式的图7A的骑乘式割草机的侧视图；
[0043]图7C示出了根据实例的实施方式的图7A的骑乘式割草机的俯视图；
[0044]图7D示出了根据实例的实施方式的图7A的骑乘式割草机的立体图；
[0045]图7E示出了根据实例的实施方式的图7A的骑乘式割草机的后视图；
[0046]图7F示出了根据实例的实施方式的图7A的骑乘式割草机的侧视图；
[0047]图7G示出了根据实例的实施方式的图7A的骑乘式割草机的顶部立体图；以及
[0048]图7H示出了根据实例的实施方式的图7A的骑乘式割草机的底部立体图。
[0049]详细描述
[0050]现在将在下文中参考附图更充分地描述一些实例的实施方式，在附图中示出了一些而不是所有的实例的实施方式。实际上，本文中描述和图示的实例不应被解释为是对本公开的范围、适用性或者结构的限制。相反地，提供这些实例的实施方式是为了使本公开满足可适用的法律要求。贯穿本说明书相同的参考标号指代相同的元件。此外，如在本文中使用的，术语“或(or)”被解释为只要其运算对象的一个或多个为真，则结果为真的逻辑算子。如在本文中使用的，可操作的耦接应当被理解为，涉及直接连接或者间接连接，但不论是哪种情况，都能使可操作地连接至彼此的部件在功能上互连。
[0051]一些实例的实施方式可以改善骑乘式割草机的效率，以及降低其操作和维护成本并且提供更好的用户体验。本发明的实施方式涉及电池供电的骑乘式割草机，其中驱动电池供电的骑乘式割草机的轮子的驱动马达完全由电池系统供电。此外，在一个实施方式中，电池供电的骑乘式割草机包括切割板，该切割板同样可完全由为驱动马达供电的电池系统供电。当驱动马达被供电时，驱动马达可操作差速器，该差速器可允许轮子(其布置在轮轴的每端处)以不同速度运行以便在一个轮子可以以一个速度绕轮轴旋转，而另一个轮子可以以不同的速度绕轮轴旋转。下面参考图1至图7和相关的描述来更深入地描述电池供电的骑乘式割草机的实施方式。
[0052]图1 (包括图1A和图1B )示出了根据实例的实施方式的电池供电的骑乘式割草机
10。在这方面，图1A示出了根据实例的实施方式的电池供电的骑乘式割草机10的侧视图，并且图1B示出了根据实例的实施方式的电池供电的骑乘式割草机10的俯视图。在一些实施方式中，电池供电的骑乘式割草机10可包括座椅20,该座椅可以设置在电池供电的骑乘式割草机10的中央、后部或者前部。电池供电的骑乘式割草机10还可包括转向(steering)组件30 (例如，方向盘、车把等)，该转向组件功能性地连接至电池供电的骑乘式割草机10的轮子，其中转向输入被提供到该轮子上。在一些情况下，转向输入可以提供至电池供电的骑乘式割草机10的后轮32以允许操作者对电池供电的骑乘式割草机10进行转向。在一些实施方式中，由于转向控制被提供至后轮32，因而前轮34可不接收转向输入。操作者可坐在可以设置在转向组件30的后面的座椅20上，以通过转向组件30提供用于电池供电的骑乘式割草机10的转向的输入。
[0053]在实例的实施方式中，转向组件30可包括方向盘36和转向柱37。转向柱37可操作地连接至另外的转向组件部件(下文中将更详细地描述)。此外，在一些实施方式中，转向柱37可延伸到转向控制台38中，该转向控制台可提供盖以通过遮挡对与转向组件30有关的各个机械部件的视角来改善电池供电的骑乘式割草机10的美观外形。电池供电的骑乘式割草机10还可以包括其他的有关控制的部件40，诸如一个或多个速度控制器、切割高度调节器和/或切割单元提升控制器。这些控制器中的一些可以以脚踏板的形式设置，该脚踏板可位于紧邻搁脚板46 (其可包括电池供电的骑乘式割草机10的两侧上(例如，在转向控制台38的相对侧上)的一部分)的位置以允许操作者坐在座椅20中的同时可将他的或她的脚放置在其上。
[0054]在一些实例的实施方式中，转向组件30可具体化为可焊接、配合、螺栓连接或以其他方式可操作地耦接至彼此并耦接至提供转向输入至电池供电的骑乘式割草机10的轮子(本实例中是后轮32)的金属或者其他刚性部件的组件。例如，转向组件30可包括或者另外地耦接有转向线缆组件或机械联动装置，以将施加于转向组件30 (并且更特别地施加于方向盘36)的旋转运动转换成方向输入以相应地定向轮子(例如，后轮32)。在示出的实施方式中，骑乘式割草机具有铰接的框架70，其中前轮34可旋转地安装至前框架部分，并且后轮32可旋转地安装至后框架部分。后框架部分和前框架部分在铰接接头72处连接，使得后框架部分可以响应转向输入相对于前框架部分枢转，以便相对于前轮34重新定向后轮32。在一些替换的实施方式中，可采用其他转向控制系统。
[0055]电池供电的骑乘式割草机10还可以包括具有至少一个安装在其中的切割刀片的切割板50，或者构造成支撑该切割板的装置。图2 (如随后论述的)示出了根据实例的实施方式的切割板50的部分。切割板50可以是可拆卸的装置，其可以定位在前轮34的前面的适当位置中，以便当切割刀片在切割板50下面旋转并且切割板50处于切割位置时使操作者能够使用切割刀片割草。当进行操作来割草时，剪下的草可由收集系统获取、覆盖或者通过侧排出部或后排出部从切割板50中排出。
[0056]在一些实施方式中，切割板50可通过切割单元提升控制器来抬起或升起而脱离与地面的直接接触。在这方面，切割单元提升控制器可以是操纵联动装置以向上升起或者倾斜切割板50的踏脚板或者手动操纵杆。升起切割板50可使电池供电的割草机10能够越过某些崎岖地形或者障碍物(例如，小石头、边石或者其他特征)，或者另外地，当处于运行模式时或者当电池供电的骑乘式割草机10未致动地用于切割操作时，对于一些操作者来说可能是优选的，然而，其他实施方式可不包括任何这种切割板50升起的选择，而是仅可以允许使用切割高度调节器(例如，图2中的调节器132)调整切割板50内的刀片的高度。在这方面，切割高度调节器可以是控制杆，该控制杆可通过联动装置操作地连接至刀片以便当切割板50降低到切割位置中时调节刀片相对于地面的高度。在一些实施方式中，切割板50本身可包括轮子52，以有助于确保在操作过程中切割板50保持相对水平以提供整齐的切割。
[0057]在其中切割板50是可拆卸的实施方式中，切割板50可包括刀片驱动部件(例如，带、滑轮、链条、刀片马达或者其他部件)，该刀片驱动部件在切割操作过程中可用于功能性地操作切割板50。切割板50可通过切割板安装组件与电池供电的骑乘式割草机10的一部分配合，该切割板安装组件构造成与电池供电的骑乘式割草机10配合以将切割板50连接至电池供电的骑乘式割草机10上来实现切割板50的使用。图1示出了具有附接的切割板50的电池供电的骑乘式割草机10。
[0058]在图1图示的实例的实施方式中，电池供电的骑乘式割草机10的驱动马达隔室60设置在操作者的座椅20的后面，以容纳电池供电的骑乘式割草机10的包括电驱动马达62的各个部件。然而，在其他实例的实施方式中，驱动马达隔室60可以位于不同的位置，诸如座椅20的前面或者座椅20的下面。在一些实施方式中，电驱动马达62可操作地耦接至电池供电的骑乘式割草机10的一个或多个轮子(在本实例中是后轮32)，以便提供用于电池供电的骑乘式割草机10的驱动动力。尽管电驱动马达62能够为后轮32提供动力，但在其他替换的实施方式中，电驱动马达62可为电池供电的骑乘式割草机10 (例如，在电池供电的骑乘式割草机10不是铰接的情况下)的全部四个轮子提供动力。此外，在一些情况下，电驱动马达62可手动地或自动地在为电池供电的骑乘式割草机10的两个轮子提供动力或全部四个轮子提供动力之间进行转换。
[0059]在一个实例的实施方式中，电池供电的骑乘式割草机10的电驱动马达62、转向组件30、切割板50、座椅20及其他部件可操作地连接(直接地或者间接地)至电池供电的骑乘式割草机10的框架70。框架70可以是构造成为电池供电的骑乘式割草机10的部件中的各个部件提供支撑、连接性以及相互操作性功能的刚性结构。在一些实施方式中，框架70可以是分离的或铰接的，使得，例如，前轮34相对于铰接接头72设置在框架70的与后轮32设置于其上的框架的部分相对的部分上。
[0060]电池供电的骑乘式割草机10还可包括电池电源74。电池电源74可包括可为电池供电的骑乘式割草机10的全部电部件提供动力的一个或多个电池。在其中多个电池结合以形成电池电源74的情况下，电池可以是分布式的或者定位在彼此附近。在实例的实施方式中，可以采用串联连接的三个十二伏电池，并且它们的位置可以遍及电池供电的骑乘式割草机10而分布。例如,如随后将论述的,对于图4E至图4F, —个或多个电池35’可设置在驱动马达隔室60中，而其他电池35〃、35〃’可设置在座椅20下或者在电池供电的骑乘式割草机10的其他位置。在示出的本发明的实施方式中，其中骑乘式割草机10具有包括通过铰接接头72连接至后框架部分的前框架部分的铰接框架70，两个电池35"、35"’安装至前轮轴与铰接接头72之间的前框架部分，并且一个电池安装至铰接接头72的后面的后框架部分，并且正好在电驱动马达62和后轮轴的后部。由于电池可占骑乘式割草机10的重量的相当大的百分比，因而电池的位置显著影响平衡、倾翻倾向、轮子牵引、重心、控制、转向轻便性等。如随后更深入地论述的，图3A至图3L示出了示例性电池供电的骑乘式割草机10的各个视图。
[0061]现在参考图2，图2包括图2A至图2G，切割板50 (在图2A中从上方观察)可包括可以容纳一个或多个切割刀片102 (在图2B和2C中示出)的刀片壳体100。切割刀片102可响应由对应的一个或多个刀片驱动马达110施加的旋转原动力来转动。在一些实例中，每个切割刀片可设置一个刀片马达。然而，其他实施方式可使用单个刀片马达来转动多个刀片。
[0062]在图2的实例中，示出了用于转动刀片壳体内的两个对应的切割刀片102的两个刀片驱动马达110，但其他实施方式可采用更少的或更多的刀片和对应的刀片马达。如图2所示，每个刀片马达可安装至切割板上以便从电动机延伸的轴垂直于切割板定向。然后刀片直接附接至从切割刀片马达向外竖直延伸的这个轴。刀片马达110可通过一个或多个刀片马达控制器120来控制。在一些实例中，刀片马达控制器120可以基本设置在刀片马达110之间并且可以从电池接收电力。在示出的实施方式中，其中不同的电动机控制两个切割刀片中的每个和驱动系统，控制器可在无需影响其他刀片(或多个刀片)和/或传动系统的情况下独立地电控制每个刀片和传动系统，随情况而定。
[0063]切割板安装组件130可设置用于将切割板50附接至电池供电的骑乘式割草机10的框架。切割板安装组件130可相对于地面悬吊刀片壳体(并且因此也悬吊切割刀片102)。在一些实施方式中，切割板安装组件130可以由切割板50的轮子52来支撑和/或通过附接至电池供电的骑乘式割草机10来支撑。在实例的实施方式中，可利用调节器132通过调整切割板安装组件130与刀片壳体100之间的距离来改变切割刀片102的高度。
[0064]如先前提及的，图2A示出了切割板50的俯视图。同样地，图2B至图2G示出了图2A的切割板的各个视图。这些视图中的每个均相对于图2A的描绘示出了以上先前论述的部件。此外，如以上简要提及的，图1A和图1B示出了电池供电的骑乘式割草机10的侧视图和俯视图。
[0065]同样地，图3A至图3L示出了根据各个实例的实施方式的电池供电的骑乘式割草机10。例如，图3A至图3D示出了根据一些实施方式的图1A的骑乘式割草机的各个视图。此外，图3E至图31和图3L示出了根据一些实施方式的图3A的骑乘式割草机的各个视图，其中移去了壳体的部分。图3J示出了图3H的骑乘式割草机的侧视图，并且示出了根据实例的实施方式的驱动马达隔室的侧面截面图。图3K示出了根据实例的实施方式的图3J的驱动马达隔室的侧面截面图。这些视图中的每个均相对于图1A至图1B的描绘示出了以上先前论述的部件。
[0066]图4A至图4F、图5以及图6示出了电池供电的骑乘式割草机10的部件。根据一些实施方式，电池供电的骑乘式割草机10的部件可包括电驱动马达62、电池系统35、轮轴104、轮子32、差速器106、配线109以及控制系统108。首先参考图4A至图4B，这些图示出了驱动马达隔室60，其中移去了壳体(在图1A和3C至图3E中示出)以使得驱动马达隔室60的内部工作部件可见。此外，图4A至图4B以及图4E至图4F示出了将驱动马达隔室60与电池供电的骑乘式割草机10的其余部分连接的铰接接头72。
[0067]如图4A至图4B以及图4D至图4F所示，根据一个实施方式，电池系统35包括耦接至电池供电的骑乘式割草机10上的负载的一个或多个电池。在一个实施方式中，该负载是驱动马达。在另一个实施方式中，该负载是切割板的一个或多个刀片马达。在又一个实施方式中，该负载是驱动马达和切割板的一个或多个刀片马达两者。
[0068]电池系统35用作电池供电的骑乘式割草机10的主要电源。在一个实施方式中，电池系统35是电池供电的骑乘式割草机10的唯一电源,使得电池供电的骑乘式割草机10构造成在充分提供电力以驱动切割板50的刀片马达110的同时，通过驱动马达62提供驱动电池供电的骑乘式割草机10的轮子32的所有电力。此外，电池系统35不仅可用作驱动马达62和切割板马达110的主要电力，而且还可以为电池供电的骑乘式割草机10上的任何其他部件提供电力，诸如显示面板、控制系统、前灯或者可以通过电池供电的骑乘式割草机10上的电能来操作的任何其他装置。这允许电池供电的骑乘式割草机10可以在没有任何基于汽油的发动机或用于驱动、切割或者任何其他目的的马达的情况下进行操作。
[0069]在实例的实施方式中以及如图4D的示例性示意图中最佳地示出的，电池系统35可包括串联连接的一个或多个电池，并且可以共同并联耦接至电池供电的骑乘式割草机10上的驱动马达62以及切割板马达110。根据一个示例性结构的电池系统35包括三个电池35’、35〃以及35〃’(图4E至图4F示出了第三个电池35〃’)。电池系统35的一个电池35’可存在于驱动马达隔室60中，并且主要由后轮轴104和后轮32支撑，而电池系统35的其他两个电池35〃和35〃’可以安装至前框架部分，位于前轮轴(例如，支撑前轮34的轮轴)与铰接接头72之间的紧邻电池供电的骑乘式割草机10的座椅20的第二隔室中。以这种方法，电池35〃和35〃’的大部分重量可以由前轮34支撑。因此，在一个实施方式中，电池系统35的重量是横跨电池供电的骑乘式割草机10的轮轴分布的。在另一个实施方式中，电池系统35的重量分布在电池供电的骑乘式割草机10的框架周围使得重量分布在框架周围。
[0070]在另一个实施方式中，电池供电的骑乘式割草机10可包括多个分开的隔室,并且电池系统35的重量可以分布在电池供电的骑乘式割草机10的隔室之间。每个隔室可包括壳体和内部区域，其中可在每个隔室的内部区域中设置或固定一个或多个电池。例如，如图3A至图31所示，电池供电的骑乘式割草机10具有驱动马达隔室60和前隔室137，其中两者都具有壳体以及每个壳体内的内部区域。使用图3A至图31来示出这个，前隔室137示出为具有壳体137"和内部区域137’，其中可在前隔室137中固定或设置一个或多个电池。应注意前隔室137和驱动马达隔室60均设置在由操作者的座椅20的底座限定的水平面141下面，并且紧邻(处于或者恰好高于)由前轮轴和后轮轴所限定的水平面。电动车辆的一个更主要的问题是重的且通常体积大的电池、马达及其他部件以保持车辆的平衡、稳定性、牵弓I等的方式进行定位。本文中提供的附图通过示出如何将多个重的电池和电动机以以下方式整合到铰接的骑乘式割草机中而示出了这个问题的解决办法,该方式使得骑乘式割草机保持相对低的重心和良好的平衡、牵引、稳定性、倾翻阻力、加速、减速以及转弯性能。
[0071]如以上论述的，电池供电的骑乘式割草机10可包括位于电池供电的骑乘式割草机10的远端处的驱动马达隔室60。该驱动马达隔室可以直接附接至零转向(turn，转动)的骑乘式割草机的转向轮轴。电池供电的骑乘式割草机10还可包括一个或多个前隔室，诸如前隔室137。前隔室(或多个前隔室)137可以与驱动马达隔室60分开，诸如通过铰接接头72、任何其他类型的接头、隔板(separator，间隔物)、隔室壳体壁(或多个隔室壳体壁)或者将两个隔室彼此分开的任何其他方式。
[0072]在一个实施方式中，驱动马达隔室可容纳电池系统35的一个或多个电池，同时另一个隔室(或多个隔室)同样可容纳电池系统35的一个或多个电池。例如，如图4E至图4F所示，电池系统35的一个电池35’可以由驱动马达隔室60容纳并且支撑，而两个电池35"、35〃’可由前隔室137容纳并且支撑。在另一个实施方式中，驱动马达隔室60可容纳驱动马达62和电池系统35的一个电池35’，其中驱动马达62和/或驱动马达隔室60直接连接至零转向的割草机的单个转向轮轴。如上所述，在一些实施方式中，骑乘式割草机通过相对于前轮轴使转向轮轴104绕铰接接头72枢转来转向。在一些诸如由本文中的附图示出的实施方式的这种实施方式中，驱动马达隔室60与转向轮轴104 —起相对于前隔室137和前轮轴绕铰接接头枢转。在另一个这种实施方式中，驱动马达隔室60可以相对于前隔室137固定并且转向轮轴104可在驱动马达隔室60之下枢转。在又一其他实施方式中，[0073]应该注意可存在不止两个隔室，其可以物理地彼此分开，借此每个隔室可容纳或支撑电池系统的一个或多个电池。还应当注意的是隔室之间的重量分布可以是相等的或者不等的。例如，在上文中提及的实例中，驱动马达隔室60仅具有一个电池35’和支撑这个电池的大部分重量的轮轴104，而电池系统的其他两个电池35〃、35〃’设置在前面单独的隔室中另一个轮轴上，从而在前隔室的另一轮轴上造成比支撑驱动马达隔室60的轮轴更多的重量。
[0074]在又一个实施方式中，电池系统的所有电池可以定位地比由操作者的座位的底座限定的平面(如由图3B至图3C、图31至图3J以及图4c中的线141-141所描绘的)低。这样的平面可基本平行于地面。可替换地，平面(如线141-141所描绘的)可以替代为由一个隔室的顶部来限定，诸如前隔室137的顶部，而不是由操作者的座位的底座限定的平面。
[0075]在又一实施方式中，电池系统35的电池可以位于或者高于由两个或更多个轮轴限定的平面。根据实施方式，电池系统的电池定位在轮轴上方，并且还位于由操作者的座位的底座限定的平面下方。
[0076]在另一实施方式中，电池系统35位于驱动马达隔室中的任何电池可以安装在支撑隔室60的轮轴104上或者可安装为没有电池的部分定位在驱动马达隔室60的轮轴104上方(如图4A至图4B所示)。
[0077]电池系统35可移除地安装至电池供电的骑乘式割草机10的框架70，使得在电池供电的骑乘式割草机10在操作中时电池系统35的电池可固定至框架，而且当电池供电的骑乘式割草机10不在操作中时，允许更换电池系统35的电池。
[0078]电池系统的电池可安装为如果一个隔室容纳两个电池，那么电池可以并排或者相邻放置，如通过位于图4E至图4F的前隔室137中的电池35〃、35〃’所示出的。因此，如果存在三个电池(如图4E所示)，则电池系统的电池可以是三角形形式，如果存在四个电池(未示出)，则为矩形形式，或者任何其他形式。这允许电池系统的重量基本上沿着框架均等地分布，使得驱动马达隔室(或者骑乘式割草机的其他区域)不承受完整的电池系统35的基本上全部的重量。因此，这样的重量分布还允许驱动马达隔室相对于骑乘式割草机10的其他部分进行更自由地操纵，这在当驱动马达隔室用于在如附图中示出的铰接的骑乘式割草机中进行转向时可以是特别有帮助的。应当理解的是，当本公开的实施方式可适用于铰接的骑乘式割草机时，这些实施方式同样可适用于任何其他类型的割草机，包括前转向式草坪拖拉机、零转向式割草机等。
[0079]电池系统35可由各种类型的电池组成，诸如锂电池、铅酸电池、镍-镉电池、镍氢电池(NiMH)、锌空气电池或者任何其他电池类型。根据一个实施方式，电池系统可以是直流(“DC”)电池系统，但是不应限于DC。电池系统35可包括构造为控制电池的充电和再充电的电池管理系统。这可通过具有用户能使用的插座51 (图3A、图3C以及图3D中示出)来实现，使得允许用户将电池管理系统连接至IlOV (或者其他电压)的电源插座。插座可以是构造为通过三插脚IlOV插头接收IlOV电力的三插脚IlOV插座。IlOV电力可以是来自用户住宅中的标准插座的可使用的电力。插座可利用插座上方的盖来覆盖，以保护插座以免接触碎片、液体等，以及为了美观的原因。在本发明的一个实施方式中，插座安装至覆盖安装至后框架部分的电池的壳体中的后框架部分，使得插座定位在电池的后面。在示出的实施方式中，壳体包括当不用来给电池充电时用于覆盖插座的铰接盖。在一个实施方式中，电池供电的骑乘式割草机10可通过太阳能电池至少部分地再充电。
[0080]如以上简要提及的，电池系统35可耦接至驱动马达62，以便成为驱动马达62的主要动力源。接触件107可提供电池系统35与驱动马达62之间的电连接。接触件107可由三根引线组成，该三根引线允许正的、负的以及中性的连接以将电池系统35与驱动马达62电耦接，从而提供将电压和电流(功率)传输至驱动马达62的方式。
[0081]驱动马达62可以是电动机，其当电功率提供给驱动马达62时可通过经由差速器106将旋转驱动力传送至至少轮子而操作地驱动电池供电的骑乘式割草机10的轮子32。应该注意，根据一个实施方式，电动机还可起到发马达的作用，其当制动力施加于轮子32时可重新获得再生能量。驱动马达62可产生旋转力至一个或者一系列齿轮。如图4A至图4C中所示，驱动马达62将旋转力施加到每个均绕各自的轮轴旋转的两个齿轮111、113。如以下根据图5论述的，这些齿轮111、113将产生的旋转力转移至差速器106以操作差速器106。如以下论述的，差速器106使轮轴104上的两个轮子32旋转，使得单个马达62可操作轮轴104的两个轮子32。
[0082]图4C示出了驱动马达隔室，其中移去了壳体以示出通过齿轮113和115与轮轴104连接的驱动马达62。无链条示出为连接齿轮113和115，但应当理解的是，链条可设置在齿轮周围以将旋转力从齿轮113机械地转移至齿轮115，该齿轮随后使轮轴104旋转，并且从而使轮子32旋转。
[0083]图4D示出了示意性地示出根据实例的实施方式的包括电池系统35、驱动系统122、切割板50、计算机控制系统123及其他部件124的骑乘式割草机结构的框图。驱动系统可包括电动机62、差速器106、轮轴104以及轮子32。切割板50可包括至少一个电刀片马达，该电刀片马达可旋转地与切割刀片相连接，每个切割刀片可具有专用地单独的刀片马达。如前面提到的，一系列电池35’、35〃以及35〃’可以串联连接以形成电池系统35。电池系统35的共同输出可以并联连接至电驱动马达62和切割板50。计算机控制系统123可以为了各种目的而连接至切割板50和驱动系统122两者。计算机控制系统123可以构造为通过驱动马达62和/或电刀片马达(多个电刀片马达)110管理电池系统35的功率输出和/或消耗，以便单个计算机系统123和单个电池系统35可以被允许同时地、完全地以及自动地操作切割板50和驱动系统122两者。尽管在图4D中未示出，但计算机控制系统可以与电池系统串联连接或并联连接以控制电池系统35的功率输出。计算机控制系统123包括处理器和存储器，并且可从切割板50和驱动系统122接收反馈，以及控制至电驱动马达62和电刀片马达(多个电刀片马达)110的电力。计算机控制系统123还可以通过骑乘式割草机的任何内部的或者外部的网络与骑乘式割草机10的任何其他控制操作和任何其他计算机部件进行通信。如先前论述的，骑乘式割草机10还可包括其他部件124，诸如转向和驱动控制器、任何控制板、壳体部件、支座、显示器、软件等。
[0084]现在参考图4E至图4F，图4E至图4F分别示出了图1B和图1A的骑乘式割草机的俯视图和侧视图，其中移去了壳体、轮子、轮轴及其他部件，以便可以示出根据实例的实施方式的电池位置。如图4E至图4F所示，电池系统35可包括多个电池，诸如三个电池35’、35"、35"，。在其中多个电池35’、35〃、35〃’结合形成电池电源74的情况下，电池35’、35〃、35〃’可以是分布的或定位为靠近彼此。图4E至图4F示出了实例的实施方式，其中三个十二伏电池35’、35〃、35〃’组成电池系统35。这些电池35’、35〃、35〃’串联连接并且它们的位置可以是遍及电池供电的骑乘式割草机10而分布的。如图4E至图4F示出的实施方式中所示，一个或多个电池35’可设置在驱动马达隔室60中，而其他电池35〃、35〃’可设置在骑乘式割草机10的操作者的座椅(图4E至图4F中未示出)直接设置在其上的中央部分131之下，或者电池可设置在电池供电的骑乘式割草机10的其他位置中。电池系统35的电池35’、35"、35"’的分布允许电池系统35的重量分布遍及骑乘式割草机的框架和轮轴，使得每个轮轴分担电池系统35的共同的重量。在一个实施方式中，电池系统35的电池35’中的一个位于骑乘式割草机10的驱动马达隔室60中，并且插座51不是直接设置在电池35’上方。相反，如图4F中很好地示出，插座51定位为水平邻近于电池35’的顶部135，使得插座将基本不会接收到由电池35’的操作或者再充电所产生或引起的竖直升起的烟雾，这些烟雾可从电池35’的顶部135或者其他区域(例如，插座相对的侧面部分)逸出。这就避免了这些烟雾可能由插座或者由插座的操作点燃的情况。在一个实施方式中，两个电池可设置在驱动马达隔室60以及设置在骑乘式割草机10的中央部分131中的一个或两个电池上。根据一些实施方式，一个或者多个电池可设置在割草机的紧邻骑乘式割草机的切割板或任何其他区域的前部中，该前部可构造成支撑其重量。
[0085]图5示出了根据各种实施方式的电池供电的骑乘式割草机10的驱动马达62、差速器106以及轮轴结构。如以上论述的，驱动马达62由电池系统35供电，并且驱动马达62可具有将旋转力施加至差速器106的齿轮111、113。驱动马达62可通过任何方式耦接至差速器106。在通过图5示出的一个实施方式中，差速器具有齿轮115。如上所述，差速器106的这个齿轮115可通过链条(未示出)耦接至驱动马达62的齿轮111、113。然而，应该注意驱动马达62可通过任何其他方式耦接至差速器106，诸如带、通过直接啮合齿轮或者可将旋转力传送至差速器106的任何其他方式。
[0086]差速器106可以是可通过轮轴104同时提供与相对的轮子32不同的旋转速度的任意装置。如图5所示，差速器106耦接至轮轴104，使得轮轴104的第一部分117 (其连接至轮子32的一个)与差速器的一侧121连接，并且轮轴104的另一部分119 (其对应于另一个轮子32)连接至差速器106的另一侧123。这就允许差速器将第一旋转速度输出至轮轴104的第一部分117，并且将不同的第二旋转速度输出至轮轴104的第二部分121，使得第一部分和第二部分能够以不同的速度旋转。并且因为第一轮轴部分117连接至一个轮子并且第二轮轴部分连接至另一个轮子，所以允许这两个轮子同时以不同的速度旋转。这对于电池供电的骑乘式割草机10的操纵尤其有利，诸如零转向半径操纵。
[0087]如图6所示，根据示出的实施方式，在差速器没有附接至轮轴104的情况下，轮子32附接至轮轴104。轮子32可以是任何尺寸的轮子以承受电池供电的骑乘式割草机10的负载。轮子32通过轴毂125、127附接至轮轴。轴毂125、127 (图4C和图5中示出了两个轴毂)可移除地附接至轮子32，使得轮子32固定至轮轴104，但是如果轮子32需要更换、调整或者为了任何其他原因从电池供电的骑乘式割草机10中移去，则还可从轴毂125、127中移去。
[0088]图7A至图7H示出了根据一些实施方式的图1的电池供电的骑乘式割草机10，其中移去了各个部件以便可观察电池供电的骑乘式割草机10的配线109。如示出的，驱动马达62可连接至电池供电的骑乘式割草机10的驱动马达隔室60，并且配线设置为从电池系统35 (在图7A至图7H中未示出)至驱动马达62。由于电池系统35可以紧邻驱动马达62，因而其之间的配线不必距离太长。还应当注意的是，在电池系统35的电池之间可存在配线，以串联连接电池并且以将电池系统35与期望的负载共同地并联连接，诸如电池供电的骑乘式割草机10的驱动马达62、切割板50和/或任何其他电部件。如示出的，配线109还可连接至控制板、传感器、转向部件以及切割板50。切割板50具有从电池至控制板120的配线，该控制板将功率分配至刀片马达110。因此，切割板50能够由将功率提供至驱动马达62的同一电池系统35来操作。
[0089]用于切割板50的配线可来源于可位于驱动马达隔室处(或者座椅区域下面)的电池系统35，沿着电池供电的骑乘式割草机10的框架或者壳体至切割板50的控制板120。配线可固定至电池供电的骑乘式割草机10的框架或者壳体，可固定至导线管或者可固定至电池供电的骑乘式割草机10。应该注意的是，配线不必固定并且可自由放置在电池供电的骑乘式割草机10的框架或壳体内。
[0090]配线应当是维持引线将传送的电流和功率的这种计量器。电池系统35的功率可以是任何量，诸如根据一些实施方式的介于1600至2700瓦之间具有约36伏的电压。这对于以上描述的串联连接三个电池并且每个电池输出约12V并且电池系统的电压和功率由全部三个电池累积的示例性实施方式可以是有用的。
[0091]电池供电的骑乘式割草机10的控制板120包括与刀片马达110耦接以将电功率分配至每个相应的刀片马达110的部件。应该注意的是附图示出了包括两个刀片马达110的电池供电的骑乘式割草机10，但刀片马达的任何数量都是可控的，诸如单个刀片马达或多于两个刀片马达。如先前根据图2论述的，每个刀片马达110操作以使每个相应的刀片旋转而切割材料，诸如进入切割板50的切割区域的草。电池供电的骑乘式割草机10的控制板120可单独将功率提供至每个刀片马达110，使得刀片可以以与彼此无关的速度旋转或者根据由割草机控制器控制的规范定时地旋转。控制板120可包括功率变换器和/或放大器以将输入功率调整为使相应的刀片以特定速度旋转所需要的功率。控制板120可包括处理器和存储器，并且通过计算机控制切割刀片。无论如何，控制板120可以任何期望的方式自由使用从电池系统35接收的电功率。
[0092]根据一个实施方式，给刀片马达110供电的电池系统35可以是给驱动马达62供电的同一电池系统35，使得电池系统35同时并充分地将电力提供至电池供电的骑乘式割草机10的驱动马达和刀片马达两者，并提供至切割板。这可以在没有内燃机(gas engine,气体发动机)或者其他基于汽油的部件的情况下实现。这是有利的，因为不再需要汽油来运转割草机，并且减少或消除了先前论述的汽油提供动力的割草机的缺点，诸如噪音、环境污染、操作昂贵并且需要大量的维护。
[0093]本领域技术人员将会了解本文中阐述的本发明的许多变型及其他实施方式，这些发明对于本领域的技术人员具有受到上面的描述和相关附图中呈现的教导的益处。因此，可以理解的是，本发明不限于公开的【具体实施方式】，并且旨在将变型和其他实施方式包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管上面的描述和相关附图在元件和/或功能的特定示例性组合的上下文中描述了实例的实施方式，但应当理解的是元件和/或功能的不同组合可以在没有背离所附权利要求的范围的前提下由可替换的实施方式来提供。在这方面，例如，还可考虑除了以上明确描述的那些之外的不同的元件和/或功能的组合，如可在所附权利要求中的一些中进行陈述的。在这里描述了优点、好处或者问题的解决办法的情况下，应当理解的是这样的优点、好处和/或解决办法可适用于一些实例的实施方式，但是不必须应用于全部实例的实施方式。因此，本文中描述的任何优点、好处或者解决办法不应当被认为对全部实施方式或者对本文中要求保护的全部实施方式是关键性的、必需的或者实质性的。尽管在此采用了特定的术语，但它们仅用于一般的和描述性的意义，而非出于限制的目的。
【权利要求】
1.一种骑乘式割草机,包括: 第一框架部分； 第二框架部分； 铰接接头，将所述第一框架部分耦接至所述第二框架部分；以及电池系统，包括第一电池和第二电池，所述第一电池和所述第二电池串联地电连接并且共同耦接至负载， 其中，所述第一电池安装至所述第一框架部分，以及 其中，所述第二电池安装至所述第二框架部分。
2.根据权利要求1所述的骑乘式割草机，还包括: 第一轮子，安装至所述第一框架部分；以及 第二轮子，安装至所述第二框架部分， 其中，所述骑乘式割草机构造成通过使所述第二框架部分相对于所述第一框架部分绕所述铰接接头枢转而进行转向，使得所述第二轮子相对于所述第一轮子改变定向。
3.根据权利要求1所述的骑乘式割草机，还包括: 第一轮轴，安装至所述第一框架部分；以及 第二轮轴，安装至所述第二框架部分， 其中，所述第一电池安装至所述第一框架部分，位于所述第一轮轴与所述铰接接头之间；以及 其中，所述第二电池安装至所述第二框架部分，邻近所述第二轮轴。
4.根据权利要求3所述的骑乘式割草机，其中，所述第二电池安装在所述第二轮轴的后面。
5.根据权利要求3所述的骑乘式割草机，其中，所述负载包括: 电驱动马达，能操作地耦接至安装至所述第二轮轴的轮子以便驱动所述轮子。
6.根据权利要求5所述的骑乘式割草机，其中，所述电驱动马达安装至所述第二框架部分，并且其中所述第二电池安装在所述电驱动马达的后面。
7.根据权利要求1所述的骑乘式割草机，还包括: 用于操作者的座椅， 其中，所述第一电池和所述第二电池安装为低于由所述座椅的底部限定的水平面。
8.根据权利要求7所述的骑乘式割草机，还包括: 第一轮轴，安装至所述第一框架部分；以及 第二轮轴，安装至所述第二框架部分， 其中，所述第一电池和所述第二电池安装在由所述第一轮轴和所述第二轮轴限定的水平面处或安装为高于所述水平面。
9.根据权利要求1所述的骑乘式割草机，还包括: 第一轮轴，安装至所述第一框架部分；以及 第二轮轴，安装至所述第二框架部分， 其中，所述第一电池和所述第二电池安装在由所述第一轮轴和所述第二轮轴限定的水平面处或安装为邻近所述水平面。
10.根据权利要求1所述的骑乘式割草机，还包括:第一轮轴，安装至所述第一框架部分；以及 前安装式切割板，安装在所述第一轮轴的前方。
11.根据权利要求1所述的骑乘式割草机，其中，所述骑乘式割草机是电骑乘式割草机并且不包括内燃机。
12.根据权利要求1所述的骑乘式割草机，其中，所述负载包括: 切割马达，构造成驱动切割刀片；以及 驱动马达，构造成驱动轮子， 其中，所述切割马达和所述驱动马达并联耦接至所述电池系统。
13.根据权利要求1所述的骑乘式割草机，还包括: 两个切割刀片， 其中，所述负载包括两个切割马达，每个切割马达构造成驱动所述两个切割刀片中的一个。
14.根据权利要求1所述的骑乘式割草机，还包括: 第一轮轴，安装至所述第 一框架部分；以及 第二轮轴，安装至所述第二框架部分， 其中，所述负载包括: 切割马达，构造成驱动切割刀片，所述切割马达安装在所述第一轮轴的前方；以及 驱动马达，构造成驱动轮子，所述驱动马达安装至所述第二框架部分，邻近所述第二轮轴。
15.根据权利要求1所述的骑乘式割草机，其中，所述电池系统还包括: 第三电池，串联连接至所述第一电池和所述第二电池， 其中，所述第三电池安装至所述第一框架部分，以及 其中，所述第一电池、所述第二电池以及所述第三电池的每个均是能再充电的十二伏铅酸电池。
16.根据权利要求1所述的骑乘式割草机，还包括: 再充电插座，安装至所述第二框架部分，位于所述第二电池的后面。
17.根据权利要求17所述的骑乘式割草机，其中，所述再充电插座定位在铰接地耦接至覆盖所述第二电池的壳体的门之下。
18.—种骑乘式割草机,包括: 框架； 第一隔室，附接至所述框架； 驱动马达隔室，附接至所述框架；以及 电池系统，包括第一电池和第二电池，所述第一电池和所述第二电池串联地电连接并且共同并联耦接至负载； 其中，所述第一电池安装至所述第一隔室，使得所述第一电池的重量基本位于所述第一隔室中，以及 其中，所述第二电池安装至所述驱动马达隔室，使得所述第二电池的重量基本位于所述弟~隔室中。
19.根据权利要求18所述的骑乘式割草机，其中，所述电池系统还包括与所述第一电池和所述第二电池串联连接的第三电池，并且其中所述第三电池安装至所述第一隔室，使得所述第一隔室承担所述第一电池和所述第三电池两者的重量，而所述第二隔室承担所述第二电池的重量。
20.根据权利要求19所述的骑乘式割草机，还包括铰接接头，所述铰接接头允许所述驱动马达隔室相对于所述第一隔室旋转，从而当所述骑乘式割草机被驱动时便于定向地引导所述骑乘式割草机。
21.根据权利要求20所述的骑乘式割草机，其中，所述骑乘式割草机还包括第一轮轴和第二轮轴，所述第一轮轴与所述第一隔室连接，并且所述第二轮轴与所述第二隔室连接，并且其中所述第二轮轴能移动地构造成允许所述第二隔室在零转向结构中使所述骑乘式割草机转向。
22.根据权利要求21所述的骑乘式割草机，其中，所述第一轮轴承担所述第一电池的至少一部分重量，并且所述第二轮轴承担所述第二电池的至少一部分重量。
23.根据权利要求22所述的骑乘式割草机，其中，所述第一轮轴承担所述第一电池的全部重量，并且所述第二轮轴承担所述第二电池的全部重量。
24.根据权利要求18所述的骑乘式割草机，还包括切割板和驱动马达，其中，所述切割板包括至少一个刀片马达，并且其中所述至少一个刀片马达和所述驱动马达构造成由所述电池系统完全地且同时地供电。
25.根据权利要求24所述的骑乘式割草机，其中，所述电池系统是用于所述驱动马达和所述至少一个刀片马达 两者的唯一电源。
26.根据权利要求18所述的骑乘式割草机，其中，所述电池系统包括电池管理系统以允许用户对所述电池系统再充电。
27.根据权利要求26所述的骑乘式割草机，其中，所述电池管理系统包括插座以从外部电源接收电力进行再充电。
28.根据权利要求27所述的骑乘式割草机，其中，所述插座定位为沿着平行于与所述骑乘式割草机下面的地面对齐的平面的平面而邻近所述第二电池，但所述插座位于平行于与所述第二电池的顶部对齐的平面的平面下方，使得所述插座不直接位于所述电池的顶部上方。
29.—种骑乘式割草机,包括: 框架，包括第一位置和第二位置，所述第二位置与所述第一位置分离；以及 电池系统，包括第一电池和第二电池，所述第一电池和所述第二电池串联连接并且共同并联耦接至负载； 其中，所述第一电池在所述第一位置处安装至所述框架，使得所述第一电池的重量基本设置在所述框架的所述第一位置处，以及 其中，所述第二电池与所述第二位置有关地安装至所述框架，使得所述第二电池的重量基本设置在所述框架的所述第二位置处。
30.根据权利要求29所述的骑乘式割草机，还包括: 前轮轴，邻近所述第一位置附接至所述框架；以及 后轮轴，邻近所述第二位置附接至所述框架； 其中，所述前轮轴构造成承担所述第一电池的重量的相当大的部分，以及其中，所述后轮轴构造成承担所述第二电池的重量的相当大的部分。
31.根据权利要求30所述的骑乘式割草机， 其中，所述框架还包括第三位置； 其中，所述电池系统还包括与所述第一电池和所述第二电池串联连接并且共同与所述负载并联的第三电池，以及 其中，所述第三电池在所述第三位置处并且邻近所述前轮轴安装至所述框架。
32.根据权利要求29所述的骑乘式割草机，还包括铰接接头，所述铰接接头位于所述第一位置与所述第二位置之间以允许所述骑乘式割草机的后轮轴相对于所述骑乘式割草机的前轮轴旋转，从而当所述骑乘式割草机被驱动时便于定向地引导所述骑乘式割草机。
【文档编号】B60K1/04GK103813918SQ201180073447
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2011年7月14日 优先权日:2011年7月14日
【发明者】塞巴斯蒂安·施格, 弗雷德里克·奥斯特贝里, 帕西·维斯卡里 申请人:胡斯华纳有限公司