高度调整设备和包括高度调整设备的机器人割草机的制作方法

1.本公开涉及一种高度调整设备，包括：高度调整螺杆，该高度调整螺杆具有外螺纹并且基本上竖直地定向以及相对于底盘可旋转地布置；以及调整螺母，该调整螺母连接到支架并且包括用于与该调整螺杆的螺纹接合的内螺纹，使得该高度调整螺杆的旋转运动引起该支架的竖直线性运动。本公开还涉及包括这种高度调整设备的机器人割草机。


背景技术：

2.此类高度调整设备可用于调整工具相对于底盘的高度。在wo-2014/007696-a1中描述了最初提到的类型的高度调整设备的示例，其公开了一种高度调整设备，其中调整螺杆借助于偏置元件保持与调整螺母接合。这意味着可使用开口螺母，其中在制造期间不需要最初将螺杆插入螺母中。因此，不需要向螺杆提供可插入螺母中的自由端部，并且部件的组装可以是快速且有效的过程。
3.与这种类型的高度调整设备相关联的一个问题是如何提供可靠的螺杆到螺母连接。


技术实现要素：

4.因此，本公开的一个目的是提供一种高度调整设备，该高度调整设备是可靠的并且可通过快速操作来组装。该目标通过根据本发明的高度调整设备来实现。更具体地说，在最初提到的类型的高度调整设备中，调整螺母包括一起包围调整螺杆的第一部件和第二部件。第一部件适于附接到第二部件。这意味着可使得螺母例如在调整螺杆的中间部分卡紧调整螺杆，由此在组装高度调整设备时不需要从一个端部将调整螺杆插入其中。这使得组装更快且更高效。同时，不需要弹性构件等来保持螺母的螺纹和螺杆的螺纹处于接合，并且它们之间的连接变得非常可靠。
5.调整螺母的内螺纹可位于第一部件和第二部件中的一者上，而另一者没有与调整螺杆接合的内螺纹。第一部件然后可适于附接到第二部件，这是通过与调整螺杆的中心轴线平行的相互线性运动而实现。没有螺纹的部件然后可在螺杆的螺纹的顶部上滑动，而具有螺纹的螺母部件与螺杆的螺纹接合。没有螺纹的部件可以这种方式滑动，直到它在与第一构件和第二构件被保持在一起以牢固地卡紧螺杆的方向垂直的方向上与另一部件接合，这提供了牢固的连接。
6.内螺纹可位于连接到支架的第一部件处，并且第二部件可包括没有螺纹的对应部分圆柱形表面。这意味着螺纹到螺纹连接与承载要调整的设备的支架直接连接。
7.第一螺母部件可包括凹槽，并且第二部件可包括凸起，该凸起可沿平行于调整螺杆中心轴线的方向插入凹槽中，并且可提供卡扣功能以使第一部件和第二部件在上述线性运动的结束时保持接合。这提供了非常可靠的连接。
8.调整螺杆可装配在底盘中的第一凹陷部和第二凹陷部之间。
9.调整螺杆可包括至少一个螺纹止挡件，该至少一个螺纹止挡件防止超过定义端部
位置的进一步移动。这在螺杆的运动中提供了明确定义的端部位置，该端部位置可用于校准目的。
10.调整螺杆可由沿着螺杆轴线连接的两个半部组成。
11.支架可与第一螺母部件和第二螺母部件中的任一者一体地制成。这允许在有效的注射模制过程中制造螺杆(如果由塑料制成)。此外，不需要向支架连接器提供特定的螺母。
12.螺母和螺杆通常可由塑料材料(诸如聚甲醛pom)制成。
13.本发明还涉及一种机器人割草机，其包括底盘、承载底盘的多个轮和由底盘悬挂的切割装置，其中切割装置通过如上所概述的高度调整设备布置在底盘中。
14.调整螺杆布置在底盘中，装配在底盘中的第一凹陷部和第二凹陷部之间。
15.驱动切割装置的电动马达可附接到切割装置壳体并且由其包围，该切割装置壳体可相对于底盘滑动。
附图说明
16.图1示出了通过机器人草坪割草机的横截面以及包括高度调整设备的其放大部分。
17.图2示出了高度调整设备的分解部件的透视图。
18.图3a和图3b示出了在组装之前和之后的包括在高度调整设备中的部部件的侧视图。
具体实施方式
19.本公开涉及高度调整设备，其例如可用于如图1所示的机器人草坪割草机101。通常，此类草坪割草机包括由多个轮(在所示的情况下为驱动后轮103和旋转前轮105)承载的底盘7。底盘7悬挂包括根据本公开的高度调整装置的切割装置。切割装置具有承载多个刀片并由电动马达109驱动的切割盘107。如图所示，切割装置可相对于地面稍微倾斜以实现切割主要发生在切割盘周边的一部分处，从而稍微减轻对马达109的要求。机器人草坪割草机101还包括包围底盘7的外盖111。
20.切割装置107、113可相对于草坪表面向上和向下调整，如草坪割草机轮103、105放置在草坪表面上时所限定的草坪表面。为此，切割盘107和驱动切割盘的电动马达109附接到切割装置壳体113，并且马达109被切割装置壳体包围。壳体113继而相对于底盘可滑动地布置，例如通过其中的引导件而悬挂，或者通过布置在壳体113中具有互补内部形状的开口中。例如，壳体113可以是圆柱形的并且在圆柱形凹陷部中延伸，该凹陷部的内径大致对应于壳体113的外径。
21.在图1的放大部分中更详细地示出了用于使切割装置107、113向上和向下移动的高度调整设备。
22.高度调整设备包括螺杆3，该螺杆基本上竖直地定向，如位于平坦水平草坪表面上的割草机的通常取向所定义的。螺杆3相对于底盘7可旋转地布置，在所示的情况下，它装配在底盘7内，它的两个端部由底盘的部件以可旋转方式支撑和固定(例如被插入其中的圆柱形凹陷部19中)，如图所示。螺杆在其外表面的大部分上包括外螺纹5，并且在所示的情况下包括可由伺服机构、步进马达等(未示出)运行的齿轮21。可选地，齿轮21可与螺杆3集成，即
与螺杆一体地制成。螺杆3可以是中空的并且可以由两个半部3a、3b组成，每个半部具有齿轮21半部并且沿着螺杆3的长度结合，如图2最佳所示。这允许螺杆3通过注射模制来有效地生产，因为产品厚度可保持较小。
23.高度调整设备还包括调整螺母，该调整螺母的第一部分15在图1中示出。调整螺母9(例如，参见图3b)连接到支架11，如图1所示，该支架可连接到切割装置壳体113。
24.螺母包括与调整螺杆3的外螺纹5接合的内螺纹13。由此，高度调整螺杆3的旋转运动引起支架11的竖直线性运动。例如，通过用步进马达驱动齿轮21以使调整螺杆3旋转，因此可以使支架11并由此使切割装置相对于草坪表面向上和向下移动。
25.图2示出了高度调整设备的分解部件的透视图。如图所示，调整螺母9通常可包括第一部件15和第二部件17，第一部件15和第二部件17一起适于包围调整螺杆3。更具体地说，第一部件15适于附接到第二部件17。
26.这可以各种方式来实现，诸如将第一部件15粘合到第二部件17，通过螺钉将第一部件15附接到第二部件17，或者通过铰链用相对侧处的卡锁将螺母的一个部件连接到另一部件。然而，如将示出的那样，它可优选地通过滑动卡扣功能来实现，因为这提供了第一部件15和第二部件17的有效组装。
27.在图2所示的示例中，这是通过仅在构成调整螺母9的第一部件15和第二部件17中的一者上提供内螺纹13来设置的，在所示的情况下，在与支架11制成一个部件的第一部件15上并且是在其内部的部分圆柱形部分中提供内螺纹。另一个部件(即第二部件17)没有与调整螺杆3接合的内螺纹并且可替代地具有内部的部分圆柱形表面22，其直径对应于螺杆的螺纹5的最大直径。这意味着第一部件15可与螺杆3的螺纹5接合，而第二部件17可沿着螺杆3滑动以与第一部件15连接并且固定到第一部件，由此将螺杆3紧密连接到已组装的螺母9。在螺母的第一部件15上存在足够的内螺纹13以提供螺杆3的旋转到螺母9和支架11的竖直位移的可靠转换。可替代地，可在第二部件17上提供内螺纹并保持第一部件平滑，但这需要经由螺母的第一部件15和螺母的第二部件17之间的界面传递使支架移位的力，并且因此所示的示例为优选的。
28.在所示的情况下，螺杆3、螺母9和支架11是由聚甲醛(pom)制成的，聚甲醛由于其高刚度、尺寸稳定性和低摩擦力而被认为是合适的材料。然而，例如可考虑其他塑料材料或金属诸如钢、铝、镁或锌。
29.第一部件和第二部件适于通过与调整螺杆的中心轴线23平行的相互线性运动来彼此附接。如图所示，螺母的第一部件15然后可包括在螺纹部分13的每一侧处的凹槽25。第二部件17可包括对应凸起27，当在平行于螺杆轴线23的方向上插入时，这些凸起可选地以形状锁定方式装配在那些凹槽25中。
30.可提供锁定特征，诸如图2的放大部分所示，其中当凸起27完全插入凹槽25中时，第二部件17的柔性钩29在第一部件15的对应肩部部分31后面卡扣就位，由此也如图3a和图3b所示在滑动方向上将第一部件15锁定到第二部件17，这些图示出了在组装之前和之后的包含于高度调整设备中的部件的侧视图。
31.可在一个或两个螺纹5端部处设置螺纹止挡件33，其防止螺杆3的进一步旋转以及对应地防止螺杆3的超过定义端部位置的任何进一步线性运动。螺纹止挡件33可以是螺纹从螺纹5的其余部分的螺旋形状的转移，或者仅是螺纹5中的障碍物，该障碍物将卡在螺母9
的对应内螺纹上。在图3b中，止挡件33在螺纹5的一个端部处可见，但是当螺母9围绕螺杆3配合时，可优选地设置在螺纹5的两个端部处，因此不需要最初拧入螺母9中。止挡件33可用于校准高度调整设备，例如，通过借助于步进马达将螺杆3驱动到止挡件并且在机器人割草机的控制系统中将对应位置登记为端部位置。
32.本公开不限于上述示例，并且可以在所附权利要求的范围内以不同的方式变化和改变。例如，可以改变调整螺杆的位置以使得其替代地位于切割设备中。此外，例如，螺母部件的凸起和凹槽可改变位置或用其他对应装置(诸如配合到开口中的销)替换。