割草机、离合器及卷轮的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种割草机、离合器及卷轮，所述离合器包括电机、与所述电机连接的传动机构、及与所述传动机构连接的输出机构。所述传动机构包括由电机驱动的凸轮及跟随凸轮做往复运动的从动件，所述从动件的往复运动使所述输出机构在传动状态和非传动状态之间切换。
【专利说明】
割草机、离合器及卷轮
技术领域
[0001]本发明涉及离合器，尤其适用于在割草机的发动机和刀头之间传动动力。
【背景技术】
[0002]割草机被广泛用于对草坪进行修剪和修整，以使草坪保持平整。现有的割草机通常包括有发动机、刀头、以及离合器，所述发动机作为动力源，通过离合器的传动带传动驱动刀头，所述离合器动作使其传动带张紧或松弛，在传动带张紧时发动机带动刀头转动进行割草，在传动带松弛时断开发动机与刀头的传动。现有离合器通常由用户经一手柄杆操作控制，在操作上较为费力，另外在外观上也不够美观。
【发明内容】
[0003]本发明一方面提供一种离合器，包括电机、与所述电机连接的传动机构、及与所述传动机构连接的输出机构；所述传动机构包括由电机驱动的凸轮及跟随凸轮做往复运动的从动件，所述从动件的往复运动使所述输出机构在传动状态和非传动状态之间切换。
[0004]较佳的，所述从动件自与凸轮的近点接触移至与凸轮的远点接触的推程使所述输出机构切换至传动状态，所述从动件自与凸轮的远点接触移至与凸轮的近点接触的回程使所述输出机构切换至非传动状态。
[0005]较佳的，所述输出机构包括卷轮以及牵引绳，所述从动件的往复运动使所述牵引绳卷绕在卷轮上或向外释放。
[0006]较佳的，所述传动机构还包括随所述从动件同步运动的齿条以及随所述齿条转动的驱动齿轮，所述卷轮随所述驱动齿轮同步转动。
[0007]较佳的，所述传动机构还包括随所述从动件同步运动的齿条，所述凸轮在电机的驱动下转动并与从动件作用，将电机的转动转化为齿条的往复运动，所述输出机构包括与所述齿条啮合的驱动齿轮、连接于所述驱动齿轮上随其同步转动的卷轮、以及牵引绳，所述牵引绳的一端固定连接于所述卷轮上，齿条移动时驱动所述驱动齿轮以及卷轮转动，使牵引绳卷绕在卷轮上或向外释放。
[0008]较佳的，所述凸轮的推程运动角小于300°，回程运动角小于100°。
[0009]较佳的，所述凸轮的轮廓曲线使所述从动件具有如附图7A所示的位移线图。
[0010]较佳的，所述卷轮包括组装成一体的轮体和盖板，所述轮体包括底板、以及设于底板面向盖板一侧的轮盘，所述盖板、底板与轮盘的周向外表面之间形成环槽。
[0011]较佳的，所述轮盘朝向盖板的轴向端面设固定槽，所述固定槽与所述环槽连通。
[0012]较佳的，所述齿条与凸轮相叠，所述从动件为设于所述齿条远离输出机构的一端的凸柱。
[0013]较佳的，所述传动机构还包括齿轮单元，所述齿轮单元具有一输出轴，电机的转动经由所述齿轮单元减速后输出相对较低的转速，所述凸轮固定连接于所述输出轴上并随之同步转动，所述输出轴穿过所述齿条后与所述凸轮连接，所述齿条形成有狭长的滑槽供所述输出轴穿过，所述狭槽沿齿条的长度方向延伸。
[0014]本发明另一方面提供一种割草机，包括发动机、刀头以及如以上所述的离合器，所述离合器的输出机构为传动状态时，所述发动机的动力可被传递至刀头进行割草作业，所述离合器的输出机构为非传动状态时，所述发动机与刀头之间的传动被切断。
[0015]本发明再一方面提供一种卷轮，包括组装在一起的轮体和盖板，所述轮体包括底板、以及设于底板面向盖板一侧的轮盘，所述盖板、底板与轮盘的周向外表面之间形成环槽。
[0016]较佳的，所述轮盘朝向盖板的轴向端面设固定槽，所述固定槽与所述环槽连通。
[0017]较佳的，所述固定槽为弧形。
[0018]较佳的，所述盖板上开设有与所述固定槽位置对应的通槽。
[0019]较佳的，所述轮体为粉末冶金件，所述盖板为冲压件。
【附图说明】
[0020]下面结合附图，通过对本发明的【具体实施方式】详细描述。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系。
[0021]图1为根据本发明一实施例的割草机的示意图。
[0022]图2为割草机的传动方式示意图。
[0023]图3为割草机的离合器的示意图。
[0024]图4为离合器的另一角度视图，图示中去除部分外壳以显示内部机构。
[0025]图5为离合器的牵引机构的立体图。
[0026]图6为牵引机构的爆炸图。
[0027]图6A示出图3的离合器中卷轮的另一种结构。
[0028]图7为离合器驱动离合滑轮使其抵紧传动带的示意图。
[0029]图7A为图3的离合器中凸柱的位移线图。
[0030]图8为离合器驱动离合滑轮使其与传动带分离的示意图。
【具体实施方式】
[0031]如图1-2所不，本发明一较佳实施例的割草机100包括设于壳体10内的发动机(图中未示出)、刀头30、以及在发动机与刀头30之间传动的离合器50。所述发动机的转轴12上固定连接一驱动滑轮14，所述刀头30可以是单个或多个，本实施例的割草机100具有两个刀头30。每一刀头30固定连接于一从动滑轮32的心轴34上。请同时参阅图3，所述离合器50包括电机51、减速传动机构53、输出机构55。传动带59装设在驱动滑轮14与两个从动滑轮32上，可将发动机的动力传递给刀头30以带动刀头30转动割草。
[0032]所述电机51作为整个离合器50的动力源，较佳的为永磁直流电机。在所述割草机100的机身上可以设有按键20 (见图1)，控制离合器50。所述减速传动机构53与电机51的转子相枢接，对电机51的转动进行减速后输出，驱动输出机构55动作。本实施例中，输出机构55可以包括一具有牵引绳555的牵引机构。牵引机构55与离合滑轮57连接，牵引机构55动作时，带动离合滑轮57在第一位置与第二位置之间切换，使离合滑轮57与传动带59抵紧或分离。具体地，当离合滑轮57位于如图2中实线所示的第一位置时，输出机构55为非传动状态，离合滑轮57与传动带59分离，传动带59松弛，不能传动动力；当离合滑轮57处于如图2中虚线所示的第二位置时，输出机构为传动状态，离合滑轮57与传动带59抵顶，传动带59张紧，此时启动发动机即可带动刀头30转动，进行割草作业。
[0033]请同时参阅图4-5，所述减速传动机构53包括齿轮单元531、由齿轮单元531驱动的凸轮535、与凸轮535作用的从动件(本实施例中为一凸柱)538、以及与从动件538相固定的齿条537。所述齿轮单元531与电机51连接，可以包括多个相啮合的齿轮，对电机51的高速转动进行减速。所述齿轮单元531具有一输出轴533，在经过减速后所述输出轴533具有一相对较低的输出转速。所述凸轮535固定连接于输出轴533的顶端，随输出轴533同步转动。凸柱538设于所述齿条537 —端，所述凸柱538的外表面与凸轮535的外边缘相接触。齿条537的另一端与卷轮553相啮合，凸轮535转动时与凸柱538作用，驱动凸柱538带动所述齿条537往复直线移动，进而带动卷轮553转动，使得牵引绳55卷绕在卷轮553上或向外释放，带动离合滑轮57在第一位置与第二位置之间移动。
[0034]本实施例中，所述齿条537与凸轮535相叠，所述输出轴533的顶端穿过所述齿条537后与凸轮535固定连接。凸柱538设于所述齿条537远离卷轮的一端，所述凸柱538位于凸轮535的转动路径上，凸轮535随输出轴533转动时，凸轮535与凸柱538作用，驱动凸柱538带动所述齿条537往复直线移动。在其它实施例中，所述凸轮535与齿条537也可并排设置，凸轮535与齿条537的末端作用驱动齿条537横向移动。本实施例中，为便于齿条537的移动，所述齿条537在靠近凸柱538的位置上形成有狭长的滑槽539，所述滑槽539沿齿条537的长度方向延伸，输出轴533穿过所述滑槽539后与凸柱538相连，齿条537来回移动时，输出轴533相对齿条537在滑槽539内移动。
[0035]如图5及图6所示，所述牵引机构55位于齿条537的另一端，即远离凸轮535的一端，包括与齿条537啮合的驱动齿轮551、连接于驱动齿轮551上的卷轮553、以及卷绕于卷轮553上的牵引绳555。本实施例中，所述卷轮553与驱动齿轮551为一体结构，两者同轴设置，通过一枢轴定位于离合器20的外壳内。在一些实施例中，所述驱动齿轮551与卷轮553也可分别成型，然后组装为一体以形成同步转动。
[0036]本实施例中，卷轮553包括组装在一起的盖板554和轮体556。轮体556包括底板558、以及设于底板558面向盖板554 —侧的轮盘560，盖板554、底板558与轮盘560的周向外表面之间形成环槽557，用于卷绕所述牵引绳555，轮盘560朝向盖板的轴向端面设固定槽559，所述固定槽559与环槽557连通，牵引绳555的一端伸入所述固定槽559内并固定，另一端则可通过弹簧56与离合滑轮57连接。本实施例中，所述盖板554可以通过铆钉、螺钉等与轮体556固定连接，将牵引绳555的限定在卷轮553上，避免从卷轮553脱开。较佳的，轮体556可以是粉末冶金件，盖板554可以是冲压件。固定槽559为弧形，可防止牵引绳555断裂。
[0037]图6A示出卷轮553的另一种结构，与前面所述卷轮的区别之处在于，其盖板554上开设有与固定槽559位置对应的通槽561，以供牵引绳穿过通槽561。较佳的，通槽561的形状与固定槽559的形状基本一致。
[0038]本实施例中，齿轮单元531驱动凸轮535以图7中所示的逆时针方向转动。凸柱538自与凸轮535的近点接触移至与凸轮535的远点接触的推程使输出机构55切换至传动状态，凸柱538自与凸轮535的远点接触移至与凸轮535的近点接触的回程使述输出机构55切换至非传动状态。较佳的，凸轮535的推程运动角小于300°，回程运动角小于100°。更佳的，凸轮535的轮廓曲线使凸柱538具有如附图7A所示的位移线图，其中凸轮535的推程运动角为270°，回程运动角为90°。依据上述配置，凸柱538的推程具有相对较慢的速度，回程则具有相对较快的速度，以确保割草作业能够快速停止，提高安全性。凸柱538的推程中，所述齿条537朝向远离牵引机构55的方向移动，带动所述驱动齿轮551以及卷轮553顺时针方向转动，将牵引绳555逐步卷绕于卷轮553上，如此释放在外面的牵引绳555逐渐缩短，离合滑轮57与传动带59抵紧；凸柱538的回程中，齿条537朝向牵引机构55移动，带动卷轮553逆时针方向转动，牵引绳555向外释放，离合滑轮57与传动带59分离。。较佳地，在牵引绳555与离合滑轮57之间连接有一弹簧56，用以缓冲对离合滑轮57的作用力，另外，离合器将牵引绳555卷绕在卷轮553上时需克服弹簧56的位伸变形力，可以获得较慢的卷绕速度，卷轮553逆时针方向转动释放牵引绳555时，弹簧56的复位力提供拉力，使牵引绳555加速释放。
[0039]具体地，当传动机构53驱动离合滑轮57移动至图2中实线所示的第一位置时，离合滑轮57与传动带59分离，传动带59松弛，发动机的动力不会被传递给刀头30。当传动机构53驱动离合滑轮57至图2中虚线所示的第二位置时，离合滑轮57与传动带59抵顶，传动带59张紧，将发动机的动力传递给刀头30使其转动，进行割草作业。
[0040]请同时参阅图4-5，所述传动机构53包括齿轮单元531、由齿轮单元531驱动的凸轮535、与凸轮535作用的推杆(本实施例中为一凸柱)538、与凸柱538相固定的齿条537、以及与齿条537相啮合的卷轮553。
[0041]所述齿轮单元531与电机51连接，可以包括多个相啮合的齿轮，对电机51的高速转动进行减速。所述齿轮单元531具有一输出轴533，在经过减速后输出轴533具有一相对较低的输出转速。所述凸轮535与齿条537相叠，输出轴533的顶端穿过齿条537后与凸轮535固定连接。所述凸柱538设于所述齿条537的一端，凸柱538的外表面与凸轮535的外边缘相接触。凸轮535转动时与凸柱538作用，驱动凸柱538带动所述齿条537往复直线移动。为便于齿条537的移动，所述齿条537在靠近凸柱538的位置上形成有狭长的滑槽538，输出轴533穿过所述滑槽538后与凸轮535相连，齿条537来回移动时，输出轴533相对齿条537在滑槽538内移动。
[0042]所述卷轮553与齿条537的另一端相啮合，所述牵引绳555连接于卷轮553上，齿条537来回移动进而带动卷轮553顺时针或逆时针方向转动，使牵引绳555卷起或释放。
[0043]初始状态时，如图2及图7所示，离合滑轮57位于第一位置，与传动带59不接触，传动带59处于松弛状态，离合器50的齿条537靠近卷轮553，齿条537上的凸柱538与凸轮535的近点相接触，牵引绳555向外释放有最大的长度，弹簧56处于自然状态。需要开始割草时，按下按钮20启动电机51，通过齿轮单元531带动凸轮535低速转动，凸柱538与凸轮535的接触点由近点向远点移动，推动齿条537远离卷轮553，进而带动卷轮553顺时针转动，将牵引绳555逐渐卷绕在卷轮553上，拉伸弹簧56带动离合滑轮57向第二位置移动，抵顶传动带59使其张紧，发动机10的动力可以经由传动带59传递给刀头30，带动刀头30割草。
[0044]此时，电机51断电，自锁机构(图中未示出)将离合器50锁定在当前状态，卷轮553保持对牵引绳555的收起状态，传动带59保持张紧，使发动机带动刀头30持续转动进行割草作业。本发明实施例中，自锁机构例如可以是一单向离合件，允许凸轮536朝着逆时针旋转，但阻止其顺时针旋转。所述自锁机构例如可以设置在传动机构53的输出轴533与固定于输出轴533的齿轮之间。可以理解，自锁机构还可采用可将离合器50锁定在当前状态的其他合适的结构实现，也可设置在其他合适的位置。
[0045]需停止割草作业时，电机51再次通电，凸轮535在电机51的驱动下继续转动，与凸柱538的接触点由远点向近点移动，齿条537朝向卷轮553反向移动，带动卷轮553逆时针转动，向外释放牵引绳555。离合滑轮57由第二位置向第一位置复位，与传动带59分离，断开发动机10与刀头30之间的动力传动，整个离合器50回到初始状态。
[0046]本发明割草机100以电机51作为动力源，通过离合器50的齿条537的来回移动驱动轮盘61在不同方向上转动，收紧或释放牵引绳555，进而带动离合滑轮57靠近或远离皮带59，结构简单，响应速度快，与传统技术中需手工操作手柄杆相比，用户操作更加简单省力，另外取消手柄杆使得外观更加美观，可以在割草机等动力设备上广泛应用。
[0047]需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
[0048]例如，在更多实施例中，也可以其他非减速的传动机构替代减速传动机构53。
【主权项】
1.一种离合器，包括电机、与所述电机连接的传动机构、及与所述传动机构连接的输出机构；其特征在于:所述传动机构包括由电机驱动的凸轮及跟随凸轮做往复运动的从动件，所述从动件的往复运动使所述输出机构在传动状态和非传动状态之间切换。2.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述从动件自与凸轮的近点接触移至与凸轮的远点接触的推程使所述输出机构切换至传动状态，所述从动件自与凸轮的远点接触移至与凸轮的近点接触的回程使所述输出机构切换至非传动状态。3.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述输出机构包括卷轮以及牵引绳，所述从动件的往复运动使所述牵引绳卷绕在卷轮上或向外释放。4.如权利要求3所述的离合器，其特征在于，所述传动机构还包括随所述从动件同步运动的齿条以及随所述齿条转动的驱动齿轮，所述卷轮随所述驱动齿轮同步转动。5.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述传动机构还包括随所述从动件同步运动的齿条，所述凸轮在电机的驱动下转动并与从动件作用，将电机的转动转化为齿条的往复运动，所述输出机构包括与所述齿条啮合的驱动齿轮、连接于所述驱动齿轮上随其同步转动的卷轮、以及牵引绳，所述牵引绳的一端固定连接于所述卷轮上，齿条移动时驱动所述驱动齿轮以及卷轮转动，使牵引绳卷绕在卷轮上或向外释放。6.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述凸轮的推程运动角小于300°，回程运动角小于100。O7.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述凸轮的轮廓曲线使所述从动件具有如附图7A所示的位移线图。8.如权利要求3所述的离合器，其特征在于，所述卷轮包括组装成一体的轮体和盖板，所述轮体包括底板、以及设于底板面向盖板一侧的轮盘，所述盖板、底板与轮盘的周向外表面之间形成环槽。9.如权利要求8所述的离合器，其特征在于，所述轮盘朝向盖板的轴向端面设固定槽，所述固定槽与所述环槽连通。10.如权利要求5所述的离合器，其特征在于，所述齿条与凸轮相叠，所述从动件为设于所述齿条远离输出机构的一端的凸柱。11.如权利要求5所述的离合器，其特征在于，所述传动机构还包括齿轮单元，所述齿轮单元具有一输出轴，电机的转动经由所述齿轮单元减速后输出相对较低的转速，所述凸轮固定连接于所述输出轴上并随之同步转动，所述输出轴穿过所述齿条后与所述凸轮连接，所述齿条形成有狭长的滑槽供所述输出轴穿过，所述狭槽沿齿条的长度方向延伸。12.—种割草机，包括发动机、刀头以及如权利要求1-11中任意一项所述的离合器，所述离合器的输出机构为传动状态时，所述发动机的动力可被传递至刀头进行割草作业，所述离合器的输出机构为非传动状态时，所述发动机与刀头之间的传动被切断。13.—种卷轮，包括组装在一起的轮体和盖板，所述轮体包括底板、以及设于底板面向盖板一侧的轮盘，所述盖板、底板与轮盘的周向外表面之间形成环槽。14.如权利要求13所述的卷轮，其特征在于，所述轮盘朝向盖板的轴向端面设固定槽，所述固定槽与所述环槽连通。15.如权利要求14所述的卷轮，其特征在于，所述固定槽为弧形。16.如权利要求14所述的卷轮，其特征在于，所述盖板上开设有与所述固定槽位置对应的通槽。17.如权利要求13至16任一项所述的卷轮，其特征在于，所述轮体为粉末冶金件，所述盖板为冲压件。
【文档编号】A01D34/78GK105830627SQ201510561529
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年9月6日
【发明人】蒋向咚, 约翰·汉默, 黄文发, 周明伟, 阿伦·马德里
【申请人】德昌电机(深圳)有限公司