一种手持式电动锄草机的制作方法

本发明涉及田园管理机械领域，尤其涉及一种手持式电动锄草机。

背景技术：

农田杂草对作物生长具有很大的威胁，目前常用的方法有物理锄草(人工，机械除草，物理防治)和喷施化学除草药剂，其中大量喷施的除草剂对环境造成巨大破坏，而机械锄草是一种环保的作业方式。但目前使用的锄草机多以拖拉机为动力，小型简易锄草机则安装汽油为动力源，工作过程产生的噪声比较大，安全性能较低，汽油燃烧会产生废气，整体机构比较复杂，工作范围较小。

例如，专利号为201620090658.0的新型专利中公开了一种锄草机，其中的锄草部分主要由转轴和刀片组成，其原理是锄草机通过减速箱的输出轴、链条从齿轮和链条传动而转动，若干刀片焊接在转轴上，带动转轴和刀片转动时能除去地上一切生长顽固、疯狂的各种野草。但这种锄草机中的锄草部分会存在以下不足：

1、刀片和动力机构(电机、传动机构)分开设置，结构不够简单、紧凑。

2、刀片锄草的范围小，工作效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单而紧凑、锄草效率高的手持式电动锄草机。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种手持式电动锄草机，主要包括手持式的操作杆、锄草机构、驱动机构和控制装置。所述操作杆与驱动机构固定连接，所述驱动机构设置在锄草机构内，与锄草机构传动连接。所述控制装置设置在操作杆上，与驱动机构连接，用户通过操作控制装置来调整驱动机构的输出，从而改变锄草机构的转速。

具体的，所述锄草机构由电机驱动，在工作时向前滚动，锄草机构主要包括滚筒、支撑辐条和刀片。所述刀片围绕滚筒设置，所述支撑辐条的一端设置在滚筒上，另一端与刀片固定。

具体的，所述驱动机构安装在滚筒内，在工作时自身不会转动，驱动机构主要包括左卡盘、电机、安装架、控制器、蓄电池和右卡盘。所述左卡盘和右卡盘分别安装在滚筒的两侧。所述电机包括转子和定子。所述转子安装在左卡盘上，定子固定在安装架的左侧。所述安装架的两端通过轴承分别与左卡盘和右卡盘连接。所述控制器和蓄电池设置在安装架上，分别与电机连接；所述操作杆与安装架固定连接。

更进一步的，所述安装架包括由四块侧板围成的主架、设置在主架左侧的左端板、设置在主架右侧的右端板、与主架固定连接的左连接管和右连接管。所述左端板上设有连接孔，所述左连接管的一端通过连接孔与主架固定连接，另一端穿过定子和转子后通过轴承与左卡盘连接。连接孔的设置有两个作用：一是使左连接管可以通过连接孔与主架固定；二是电机与控制器、电机与蓄电池之间的连接线可以穿过连接孔，为电机的线连接提供便利。优选的，所述操作杆与左连接管固定连接。所述右端板上设有矩形开口，所述右连接管的一端通过矩形开口与主架固定连接，另一端通过轴承与右卡盘连接。矩形开口的设置有两个作用：一是便于将蓄电池安装在主架内，同时也便于日后的维护；二是使右连接管可以通过矩形开口与主架固定连接。所述控制器设置在主架上，蓄电池设置在主架内。连接孔和矩形开口的设置实现了电机与安装架的可装拆连接，使安装更简便，连接更牢固。

进一步的，所述安装架右侧还设有用于密封矩形开口的端盖，所述端盖安装在右卡盘上，通过轴承与右卡盘活动连接。端盖的一端固定在矩形开口上，用于密封矩形开口，另一端与右连接管连接，便于控制线穿过并与蓄电池、控制器连接。端盖的设置实现安装架右端的封堵，避免雨水和杂物进入安装架内，影响蓄电池的性能和锄草机的稳定运行。

作为本发明的优选方案，所述左连接管上设有便于与外部连接的连接台阶，所述操作杆通过连接台阶与安装架固定。连接台阶的设置使驱动机构与外部固定装置(锄草机机架)连接更方便，连接更可靠牢固。

作为本发明的优选方案，所述刀片的纵向沿滚筒的轴线延伸，并与滚筒的轴线形成夹角。刀片的安装沿滚筒轴线轴向的方向倾斜，形成倾斜的刀片。该结构可以实现锄草过程中刀片旋转入土的连续性，减少入土冲击力，从而提高锄草的效率。

进一步的，为了进一步固定滚筒上的刀片，所述滚筒上设有用于支撑刀片的固定环，所述固定环位于滚筒的两端，安装在支撑辐条与刀片的连接处。该结构的设计可以使刀片、支撑辐条、固定环和滚筒连为一体，从而增加刀片的支撑效果，刀片能承受更大的入土冲击。

作为本发明的优选方案，所述电机选用调速范围广、过载能力强、可靠性高、稳定性好、适应性强、维修与保养简单的直流无刷电机。

作为本发明的优选方案，所述控制器采用可以提高控制可靠性、提高电机工作效率、能够降低无刷电机生产成本、简化生产工艺、缩短电机开发周期的无霍尔双模无刷控制器。

作为本发明的优选方案，根据刀片的尺寸和空心滚筒的直径大小，所述刀片的数量设置为五块最为合适，可保证锄草的连续性和工作速度的均匀性。

作为本发明的优选方案，为了方便用户根据工作情况来调整电机的速度，所述控制装置设为调速手把，安装在操作杆上，并通过连接线与控制器连接。该设计使锄草机适应了不同的工作环境，不仅操作简便，更加省电，而且达到更好的锄草效果。另一方面，由于右连接管为空心管，所以控制线、连接线和蓄电池的充电线均通过右连接管与外界连接，在锄草机工作时也不会与其他部件发生缠绕(绕线)现象。

本发明的工作过程和原理是：本发明提供的操作杆与驱动机构固定连接，用户在使用时只需手持操作杆，旋动调节手把使电机启动，接着电机带着滚筒向前滚动，安装在滚筒外围的刀片便会连续不断地切入土中把杂草锄掉。由于电机、控制器和蓄电池均内置于滚筒内，所以锄草机的整体结构简单、体积小而且紧凑；电机在运转时，电机的定子、控制器和蓄电池均不会转动，只有滚筒和刀片在向前滚动，所以锄草机的工作噪音小而且运行平稳。倾斜的刀片有利于减少入土冲击，提高刀片入土的连续性，获得更好的锄草效果。本发明所提供的锄草机锄草效率高、结构简单而紧凑、操作调速十分方便。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)本发明所提供的锄草机构设置为滚筒式的刀片，刀片安装沿轴线轴向倾斜方向，该设置可实现在锄草过程中刀片旋转入土的连续性，减少入土冲击力，刀片在圆周方向的各个部分均能实现锄草目的，工作有效面积大，从而提高锄草的效率。

(2)本发明所提供的电动驱动机构(电机、蓄电池以及电机控制器)设置于锄草机构内部，使得整个锄草机构外观上为一个整体，没有电源线显露在外，不但结构紧凑，可灵活移动，有效提高安全性能，而且也便于与外部固定装置(锄草机机架)连接，只需在锄草机构的端部设置连接杆，即可实现与外部固定装置的连接，有效地简化了结构。

(3)本发明设置的控制机构通过调速手把来调节锄草机构的转速，以适应不同的工作环境，可实现节约蓄电池电量的目的。

附图说明

图1是本发明所提供的锄草机纵截面剖视图。

图2是本发明所提供的锄草机横截面剖视图。

图3是本发明所提供的锄草机构的立体图。

图4是本发明所提供的主架的结构示意图。

上述附图中的标号说明：

1-刀片、2-滚筒、3-电机转子、4-蓄电池、5-电机控制器、6-安装架、7-右卡盘、8-左卡盘、9-电机定子、10-连接杆、11-端盖、12-中空轴、13-右轴承、14-控制线、6-1-连接孔、6-2-左端板、6-3-侧板、6-4-右端板、6-5-矩形开口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1、图2和图3所示，本发明公开了一种手持式电动锄草机，主要包括空心滚筒2、设在空心滚筒2上的刀片1以及驱动空心滚筒2转动的电动驱动机构，其中，所述电动驱动机构设置在空心滚筒2内，该驱动机构包括安装架6、电机、蓄电池4以及电机控制器5。所述空心滚筒2的两端设有将其两端口封堵的左卡盘8和右卡盘7，该两块卡盘的外缘均与空心滚筒2固定连接；所述电机中的定子部分9与安装架6固定连接，所述蓄电池4和电机控制器5设置在安装架6上；所述电机中的转子部分3与左卡盘8固定连接；所述空心滚筒2的一端设置有穿过左卡盘8向外伸出的连接杆10，该连接杆10位于空心滚筒2内，连接杆10的一端与电机定子9和安装架6固定连接。

参见图4，所述安装架6包括由四个侧板6-3按矩形排列形成的主架，该主架的两端分别设有左端板6-2和右端板6-5，其中左端板6-2上设置有用于与电机定子9连接的连接孔6-1。通过四个侧板6-3构成主架，再利用两个端板将主体连成一个整体，该主架具有结构简单、便于加工且刚度好的优点。主架的其中一个端板上设置连接孔6-1，便于与电机连接，另一端设置矩形开口6-5，便于其他部件(蓄电池4)的装入。通过上述结构，实现了电机与安装架6的可装拆连接、安装简便、连接牢固。

参见图1～图4，该端盖11的中心设有中空轴12，该中空轴12向外延伸穿过空心滚筒2端口上的右卡盘7，该中空轴12与右卡盘7之间通过右轴承13连接。通过设置端盖11，不但可以对安装架6的端口进行封堵，而且所述的中空轴12还实现了与空心滚筒2端口上的右卡盘7的连接，通过设置所述端盖11，实现中空轴12与右卡盘11之间较好的相对转动。所述中空轴12内设有控制线14，该控制线14一端伸入到安装架6内与电机控制器5连接，另一端向外延伸与调速手把连接。所述蓄电池4上设有充电接头，该充电接头从中空轴12中穿出与外界连接充电。在上述结构中，一方面，实现调速手把与电机控制器的连接，所述控制线14位于中空轴12内，不会与其他部件发生缠绕，且容易实现密封；使用时，根据工作情况的需要，拧动所述调速手把对电机的转速进行控制，以适应不同的工作环境，从而达到锄草效果，不仅操作简便，也更加省电。另一方面，便于向蓄电池4充电。所述右轴承13设置于右卡盘7的外端面，右轴承13中的外圈通过螺栓连接在右卡盘7上，右轴承13的内圈与所述中空轴12连接。

优选的。所述电机的转子部分3通过螺钉连接在右卡盘7的主体部分上，从而实现电机的转子部分3和右卡盘7的连接，将电机的旋转运动传递到空心滚筒2上。

参见图1和图2，所述连接杆10中位于空心滚筒2内的一端与电机中的定子部分4固定连接，该连接杆10由电机的中心向外延伸，该连接杆10在与电机的转子部分3对应处设有轴承；该连接杆10的外端设有连接台阶，以便于与外部固定装置连接。

参见图1和图2，本发明的工作原理是：本发明的锄草滚筒2工作时通过连接杆10连接在固定装置上，例如固定在可移动的锄草机的机架上；工作时，电机转子3通过左卡盘8将旋转运动传递给滚筒2，滚筒2上的刀片1对待清除的杂草进行切割；通过电机控制器5可以控制电机的转速和方向，以满足不同的工况。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。