割草機及其離合器的制造方法
【專利摘要】一種割草機，包括發動機、刀頭、及離合器，離合器包括牽引機構、離合滑輪、及皮帶，牽引機構包括連接于齒輪箱的輸出軸上隨之同步轉動的驅動臂、可轉動地連接于輸出軸上的活動臂、以及連接活動臂與離合滑輪的牽引繩，驅動臂具有遠離輸出軸的自由端，驅動臂內形成有貫穿自由端的端面的裝配孔，裝配孔內設有球頭鎖銷。活動臂有凸塊，凸塊的內側面面向端面并形成有凹槽。球頭鎖銷包括球頭，球頭滑出裝配孔與凹槽樞接時，將活動臂與驅動臂連接為一體，拉緊牽引繩并帶動離合滑輪由第一位置移至第二位置使皮帶張緊，球頭縮回裝配孔內時，活動臂與驅動臂脫開，活動臂相對驅動臂轉動，放松牽引繩，離合滑輪由第二位置向第一位置移動復位，皮帶松弛。
【專利說明】
割草機及其離合器
技術領域
[0001]本發明涉及割草機，尤其涉及在割草機的發動機和刀頭之間傳動動力的離合器。 【背景技術】
[0002]割草機被廣泛用于對草坪進行修剪和修整，以使草坪保持平整。現有的割草機通常包括有發動機、刀頭、以及離合器，所述發動機作為動力源，通過皮帶傳動驅動刀頭，所述離合器動作使其皮帶張緊或松弛，在皮帶張緊時發動機帶動刀頭轉動進行割草，在皮帶松弛時斷開發動機與刀頭的傳動。現有離合器通常由用戶經一手柄桿操作控制，在操作上較為費力，另外在外觀上也不夠美觀。
【發明內容】

[0003]本發明提供一種操作簡單、省力的割草機及其離合器。
[0004]—種離合器，包括電機、與電機的轉軸連接的減速箱、與減速箱的輸出軸連接的牽引機構、與牽引機構連接的離合滑輪、以及皮帶，所述牽引機構包括連接于輸出軸上隨輸出軸同步轉動的驅動臂、可轉動地連接于所述輸出軸上的活動臂、以及連接所述活動臂與離合滑輪的牽引繩，所述驅動臂具有遠離輸出軸的自由端，驅動臂內形成有貫穿所述自由端的端面的裝配孔，所述裝配孔內設有球頭鎖銷，所述活動臂形成有凸塊，所述凸塊的內側面面向所述端面，所述內側面形成有凹槽，所述球頭鎖銷包括一可沿裝配孔滑動的球頭，球頭滑出裝配孔與凹槽樞接時，將活動臂與驅動臂連接為一體以同步轉動，拉緊牽引繩并帶動所述離合滑輪由第一位置移動至第二位置與皮帶抵緊，球頭縮回裝配孔內時，活動臂與驅動臂脫開，活動臂相對驅動臂轉動，放松牽引繩，離合滑輪由第二位置向第一位置移動復位，與皮帶分離。
[0005]—種割草機，包括發動機、刀頭、以及離合器，所述發動機的輸出軸上固定連接一驅動滑輪，所述刀頭通過一中心軸固定連接于一從動滑輪上，所述離合器包括電機、與電機的轉軸連接的減速箱、與減速箱的輸出軸連接的牽引機構、以及與牽引機構連接的離合滑輪、以及皮帶，所述牽引機構包括連接于輸出軸上隨輸出軸同步轉動的驅動臂、可轉動地連接于所述輸出軸上的活動臂、以及連接所述活動臂與離合滑輪的牽引繩，所述驅動臂具有遠離輸出軸的自由端，驅動臂內形成有貫穿所述自由端的端面的裝配孔，所述裝配孔內設有球頭鎖銷，所述活動臂形成有凸塊，所述凸塊的內側面面向所述端面，所述內側面形成有凹槽，所述球頭鎖銷包括一可沿裝配孔滑動的球頭，球頭滑出裝配孔與凹槽樞接時，將活動臂與驅動臂連接為一體以同步轉動，拉緊牽引繩并帶動所述離合滑輪由第一位置移動至第二位置與皮帶抵緊使皮帶張緊，發動機帶動刀頭轉動，球頭縮回裝配孔內時，活動臂與驅動臂脫開，活動臂相對驅動臂轉動，放松牽引繩，離合滑輪由第二位置向第一位置移動復位， 與皮帶分離，皮帶松弛，發動機不能帶動刀頭。
[0006]本發明割草機的離合器，以電機作為動力源，帶動離合器的離合滑輪移動使皮帶張緊或松弛，與傳統技術中需手工操作手柄桿相比，用戶操作更加簡單省力，并且取消手柄桿可使割草機外觀更加美觀。【附圖說明】
[0007]下面結合附圖，通過對本發明的【具體實施方式】詳細描述。可以理解，附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。附圖中顯示的尺寸僅僅是為便于清晰描述，而并不限定比例關系。
[0008]圖1為根據本發明一實施例的割草機的示意圖。
[0009]圖2為割草機的傳動方式示意圖。
[0010]圖3為割草機的離合器的立體圖，圖示離合器處于初始狀態。
[0011]圖4為圖3的正視圖。
[0012]圖5為圖3的俯視圖，其中離合器的牽引機構采用透視畫法以顯示元件位置關系。
[0013]圖6為圖3中離合器的牽引機構的另一角度視圖。
[0014]圖7為圖6的剖視圖。
[0015]圖8為圖6中牽引機構的驅動臂的立體圖。
[0016]圖9為圖8的剖視圖。
[0017]圖10為圖6中牽引機構的活動臂的立體圖。
[0018]圖11為離合器在結合狀態下的元件關系圖。
[0019]圖12-13為離合器由結合狀態回到初始狀態的做動過程示意圖。【具體實施方式】
[0020]如圖1及圖2所不，本發明一較佳實施例的割草機100包括發動機10、由發動機 10驅動的刀頭30、以及離合器50。
[0021]所述發動機10通過皮帶20帶動刀頭30轉動，所述刀頭30可以是單個或多個。本實施例中，所述發動機10的輸出軸12上固定連接一驅動滑輪14,所述刀頭30為2個，每一刀頭30固定連接于一從動滑輪32的中心軸34上，所述皮帶20裝設在驅動滑輪14與從動滑輪32上。所述離合器50用于使皮帶20張緊或松弛，離合器50處于分離狀態時，其與皮帶20分開，皮帶20松弛，發動機10的轉矩不能傳遞給刀頭30 ;離合器50處于結合狀態時，與皮帶20抵頂使其20張緊，在發動機10與刀頭30之間傳動扭矩。
[0022]如圖3所示，所述離合器50包括順次連接的電機52、減速箱54、牽引機構56、以及離合滑輪58。
[0023]較佳的，所述電機52為永磁直流電機，可通過割草機100的機身上的操作面板 11 (見圖1)控制其啟停。所述減速箱54與電機52的轉軸53相嚙合，對電機52的轉動進行減速。所述減速箱54具有一向外伸出的輸出軸55,所述牽引機構56連接于所述輸出軸 55與離合滑輪58之間，帶動離合滑輪58移動，與皮帶20抵頂使其張緊或遠離皮帶20使其松弛。較佳地，所述離合滑輪58固定連接于一杠桿40的端部，所述牽引機構56與杠桿40 的端部附近的一連接點固定連接。
[0024]請同時參閱圖3、圖4及圖5,所述牽引機構56包括與減速箱54的輸出軸55連接并隨之同步轉動的驅動臂62、可轉動地連接于所述輸出軸55上的活動臂64、連接活動臂64 與離合滑輪58的牽引繩66、以及位于所述驅動臂62的轉動路徑上的擋塊68。
[0025]請同時參閱圖6、及圖8,所述驅動臂62呈長條板狀，具有一與輸出軸55固定連接的固定端70以及遠離輸出軸55的自由端72。所述固定端70與輸出軸55可以是緊配合， 也可以由銷釘等固定相連。較佳地，所述驅動臂62的固定端70形成一在厚度方向上貫穿的通孔71，所述輸出軸55的頂端穿過通孔71后與活動臂64樞接。所述通孔71的橫截面呈D字形，所述輸出軸55與驅動臂62連接的部分的橫截面相應的呈D形，如此驅動臂62 裝配于輸出軸55上時，通過D形界面避免兩者相對轉動，電機啟動后，齒輪箱帶動驅動臂62 隨其輸出軸55以一相對較低的速度同步轉動。
[0026]請同時參閱圖9,所述驅動臂62還形成有一安裝球頭鎖銷80的裝配孔74,所述裝配孔74沿驅動臂62的長度方向，即固定端70至自由端72的方向延伸，貫穿驅動臂62的自由端72的端面73,所述驅動臂62的底面在靠近驅動臂62的自由端72的位置處還形成有開口 76,所述開口 76與裝配孔74連通。本實施例中，所述裝配孔74貫穿所述驅動臂62 的兩端，在裝配孔74的大致中央的位置處固定設有一限位件78,對所述球頭鎖銷80進行限位。在一些實施例中，所述裝配孔74可以是僅貫穿自由端72的盲孔，裝配孔74的端面73 作為固定結構對球頭鎖銷80限位。
[0027]所述球頭鎖銷80包括彈簧82、球頭84以及位于球頭84與彈簧82之間的插銷86。 所述彈簧82完全收容于所述裝配孔74內，彈簧82的一端與限位件78抵靠，另一端與插銷 86抵靠。所述插銷86的位置對應驅動臂62的底面上的開口 76,插銷86向外延伸形成有一穿過所述開口 76伸出至驅動臂62下方的銷頭88,所述銷頭88與擋塊68作用，使驅動臂 62與活動臂64分離，以形成相對轉動。所述球頭84位于驅動臂62的自由端72,與插銷86 固定連接以同步移動。在其它實施例中，所述插銷86與球頭84可以是一體結構，如由所述球頭84 —體向外延伸形成銷頭88。在沒有外力作用于所述球頭鎖銷80時，彈簧82自然伸展，所述球頭84部分收容于裝配孔74內，部分伸出至自由端72的端面73之外；當受到朝向裝配孔74方向的外力作用時，球頭84以及插銷86向裝配孔74內滑動縮入裝配孔74 內，壓縮彈簧82 ;當外力消失后，彈簧82恢復形變，推動所述插銷86及球頭84朝向遠離輸出軸55的方向移動復位。
[0028]如圖6及圖10所示，所述活動臂64疊設于所述驅動臂62上，與驅動臂62的外形相似，但相較于驅動臂62具有更大的長度。所述活動臂64包括一可轉動地套接于輸出軸 55上的樞接端90、以及一遠離輸出軸55的連接端92。所述連接端92伸出驅動臂62的自由端72之外，連接端92的底面垂直向下延伸形成一凸塊94,所述凸塊94的內側面96面向驅動臂62的自由端72的端面73,較佳地，所述內側面96與端面73為相匹配的光滑弧面， 如內側面96為凹面、端面73為凸面，兩者相貼近但形成有窄小的間隙。請同時參閱圖7,所述凸塊94的內側面96的中央形成有凹槽98,用于收容所述球頭84伸出于驅動臂62的自由端72的端面73之外的部分。當球頭84位于凹槽98內時，驅動臂62與活動臂64形成凹凸配合，相互連接以同步轉動。當球頭84縮回驅動臂62內時，驅動臂62與活動臂64脫開連接，兩者可以任意方向相對轉動。
[0029]所述凸塊94的內側面96上還形成有導引槽99,引導所述球頭84滑入或滑出凹槽98。本實施例中，所述導引槽99自凹槽98朝向凸塊94的一周向側延伸，其延伸方向與輸出軸55的轉動方向相反。較佳地，所述導引槽99為漸開結構，其深度由凹槽98向外逐漸增大。以輸出軸55逆時針方向轉動為例，導引槽99由凹槽98沿順時針方向延伸至凸塊94的邊緣。由于導引槽99僅形成于凹槽98周向的單側，驅動臂62相對活動臂64逆時針方向轉動，球頭84可以沿導引槽99滑入凹槽98將驅動臂62與活動臂64相連，但不能相對活動臂64順時針方向轉動使球頭84進入凹槽98。另外，由于球頭84的阻擋，即使對活動臂64施以反向順時針轉動的作用力亦不能使活動臂64與驅動臂62分離而形成相對轉動。
[0030] 再如圖3至圖5所示，所述擋塊68位于驅動臂62的球頭鎖銷80的銷頭88的轉動路徑上，所述擋塊68的頂面高于銷頭88的末端，擋塊68朝向輸出軸55的內壁面69為漸開的曲面，沿與驅動臂62的轉向相反的方向，即沿順時針方向，所述內壁面69與輸出軸55 的軸線的距離H逐漸增大，其中最大距離Hmax略大于所述銷頭88與輸出軸55的軸線之間的間距h，最小距離Hmin小于銷頭88與軸線的間距h，最小距離Hmin與間距h的差值不大于球頭84伸出端面73之外的長度。驅動臂62隨輸出軸55轉動至擋塊68所在位置時，擋塊68的內壁面69對銷頭88形成阻擋，隨著驅動臂62的轉動，銷頭88被內壁面69擠壓沿裝配孔74朝向輸出軸55方向移動，壓縮彈簧82,同時帶動所述球頭84縮入裝配孔74內。 [〇〇31] 較佳地，本發明在所述活動臂64的轉動路徑上還設有一開關65,所述開關65與發動機10電性連接，控制發動機10的啟停。本實施例中，如圖4、圖6及圖7所示，所述開關65可以是閘刀開關，靠近擋塊68設置并位于擋塊68的外側。所述活動臂64的連接端 92的末端(即活動臂64的連接端92位于凸塊94之外的部分)通過一連接銷93與牽引繩 66連接。所述連接銷93由下向上穿過所述活動臂64的連接端92,所述牽引繩66套接在連接銷93上。所述連接銷93的頭部95與閘刀開關65的閘刀97閉合時的高度相當，驅動臂62轉動至與擋塊68接觸時，連接銷93轉動至開關65的正上方按下閘刀97啟動發動機 10 ;驅動臂62轉動至與擋塊68作用使球頭84完全縮入裝配孔74時，連接銷93轉過對應開關65的位置，閘刀97打開發動機10停止運轉。
[0032] 在割草機100未啟動時，如圖2中虛線所示，離合器50處于分離狀態，離合滑輪58 位于第一位置，與皮帶20分離，皮帶20處于松弛狀態。此時如圖5所示，離合器50的牽引機構56處于初始位置，其驅動臂62與活動臂64相連，球頭84部分伸出驅動臂62之外并收容于活動臂64的凹槽98內，驅動臂62/活動臂64與擋塊68分別位于輸出軸55的相對兩側，牽引繩66向外伸出最大長度，處于相對松弛狀態。需要進行割草作業時，按下操作面板上的按鍵啟動電機，通過減速箱54減速后帶動驅動臂62以相對較小的速度逆時針方向轉動，活動臂64在球頭84的作用下隨驅動臂62同步逆時針方向轉動。隨著活動臂64的轉動，牽引繩66逐漸被拉緊，帶動所述離合滑輪58向第二位置移動。
[0033]如圖11所示，當所述驅動臂62與活動臂64轉過一略小于180° (例如170° ) 的預定角度時，驅動臂62上的插銷86的銷頭88轉動至與擋塊68的內壁面69接觸，離合器50到達結合狀態，離合滑輪58被拉動至第二位置與皮帶20抵頂，使皮帶20張緊，如圖2 中實線所示。此時，活動臂64隨著驅動臂62轉動至開關65上方，按下閘刀97啟動發動機 10,通過張緊的皮帶20帶動刀頭30轉動。在離合器50到達結合狀態時，關停電機，驅動臂 62不再動作，由于活動臂64轉過的角度小于半圈，拉緊的牽引繩66對活動臂64的作用力使活動臂64有一順時針反向轉動的趨勢，但由于驅動臂62上的球頭84的阻擋，活動臂64 維持不動，將離合滑輪58保持在第二位置使皮帶20 —直張緊，保證發動機10與刀頭30的持續的動力傳動。
[0034] 當割草作業完成后，再次啟動電機驅動所述驅動臂62沿逆時針方向繼續轉動，直至所述驅動臂62轉過360° (即一整圈)后離合器50回到圖5的初始狀態。在離合器50 由結合狀態回到分離狀態的過程中，首先如圖12所示，在驅動臂62完全轉過擋塊68之前， 隨著驅動臂62的轉動，擋塊68的內壁面69推動銷頭88朝向輸出軸55移動，壓縮彈簧82。 當驅動臂62自銷頭88與內壁面69接觸開始再次轉過一小的角度(如20° )后，銷頭88 帶動球頭84完全縮入驅動臂62內，球頭84完全脫離活動臂64。此時，球頭84對活動臂 64沒有阻礙，驅動臂62與活動臂64完全脫離。而活動臂64在自銷頭88與內壁面69接觸開始繼續沿逆時針方向轉過一更小的角度(如5° )后不再繼續轉動，此時活動臂64沿逆時針方向的總轉動角度小于180度。驅動臂62與活動臂64完全脫離后，牽引繩66仍處于拉緊狀態，活動臂64在牽引繩66的張力的拉動下以一遠大于所述驅動臂62的速度沿順時針方向快速轉回到圖5狀態。
[0035] 在所述活動臂64復位時，牽引繩66放松，對離合滑輪58的拉動作用消失，離合滑輪58由第二位置向第一位置移動復位，皮帶20松弛，發動機10與刀頭30之間不再傳動。 在活動臂64與驅動臂62分離后，隨著驅動臂62的持續轉動驅動臂62完全越過所述擋塊 68,作用于插銷86上的外力消失，彈簧82驅動插銷86以及球頭84向外移動復位，之后當驅動臂62繼續轉動一定時間后到達所述活動臂64下方位置時，如圖13所示，球頭84滑入活動臂64的導引槽99,直至驅動臂62轉完一整圈時球頭84再次滑入活動臂64的凹槽98 內，驅動臂62與活動臂64再次相連，離合器50回到初始狀態。
[0036] 由上述內容可知，本發明割草機100以電機作為動力源，帶動離合器50的離合滑輪58移動，與傳統技術中需手工操作手柄桿相比，用戶操作更加簡單省力，并且取消手柄桿可使割草機100外觀更加美觀。另外，本發明割草機100的離合器50通過驅動臂62上的球頭鎖銷80配合活動臂64上的凹槽98,驅動臂62與活動臂64可以連接或分離，離合器 50由分離狀態至結合狀態時，驅動臂62與活動臂64相連并同步轉動，帶動離合滑輪58移動；由結合狀態至分離狀態時，驅動臂62與活動臂64分離，牽引繩66帶動活動臂64快速轉動復位，因此離合滑輪58由第二位置向第一位置復位可以有更快的做動速度。需要說明的是，本發明并不局限于上述實施方式，根據本發明的創造精神，本領域技術人員還可以做出其他變化，這些依據本發明的創造精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的范圍之內。
【主權項】
1.一種離合器，包括電機、與電機的轉軸連接的減速箱、與減速箱的輸出軸連接的牽引 機構、與牽引機構連接的離合滑輪、以及皮帶，其特征在于:所述牽引機構包括連接于輸出 軸上隨輸出軸同步轉動的驅動臂、可轉動地連接于所述輸出軸上的活動臂、以及連接所述 活動臂與離合滑輪的牽引繩，所述驅動臂具有遠離輸出軸的自由端，驅動臂內形成有貫穿 所述自由端的端面的裝配孔，所述裝配孔內設有球頭鎖銷，所述活動臂形成有凸塊，所述凸 塊的內側面面向所述端面，所述內側面形成有凹槽，所述球頭鎖銷包括一可沿裝配孔滑動 的球頭，球頭滑出裝配孔與凹槽樞接時，將活動臂與驅動臂連接為一體以同步轉動，拉緊牽 引繩并帶動所述離合滑輪由第一位置移動至第二位置與皮帶抵緊，球頭縮回裝配孔內時， 活動臂與驅動臂脫開，活動臂相對驅動臂轉動，放松牽引繩，離合滑輪由第二位置向第一位 置移動復位，與皮帶分離。2.如權利要求1所述的離合器，其特征在于，所述球頭鎖銷還包括有收容于裝配孔內 與球頭相抵的彈簧，彈簧在自由狀態時，球頭部分伸出端面與所述凹槽樞接，球頭縮回裝配 孔內時壓縮彈簧。3.如權利要求2所述的離合器，其特征在于，所述球頭鎖銷沿輸出軸的軸向向外伸出 有銷頭，所述牽引機構還包括位于所述銷頭的轉動路徑上的擋塊，所述擋塊的內壁面面向 所述輸出軸，所述內壁面與輸出軸的軸線的距離沿一與輸出軸的轉動方向逐漸減小，其中 最大距離不小于所述銷頭與輸出軸的軸線之間的間距，最小距離小于銷頭與軸線的間距， 銷頭相對擋塊轉動時，擋塊的內壁面與銷頭作用使球頭縮回裝配孔內。4.如權利要求3所述的離合器，其特征在于，所述內壁面與輸出軸的軸線的最小距離 與銷頭與輸出軸的軸線之間的間距的差值不大于彈簧在自由狀態時球頭伸出端面之外的 長度。5.如權利要求1所述的離合器，其特征在于，所述活動臂疊設于所述驅動臂上，活動臂 的長度大于驅動臂，活動臂具有一遠離所述輸出軸并與牽引繩連接的連接端，所述連接端 伸出至驅動臂之外，所述凸塊由連接端垂直向外延伸。6.如權利要求5所述的離合器，其特征在于，還包括一設置于活動臂的連接端的轉動 路徑上的開關。7.如權利要求1-6中任一項所述的離合器，其特征在于，所述凸塊的內側面與驅動臂 的自由端的端面為相匹配的弧面。8.如權利要求7所述的離合器，其特征在于，所述凹槽形成于凸塊的內側面的中央，由 所述凹槽沿周向向外延伸形成有導引槽，所述球頭沿導引槽滑入凹槽內。9.如權利要求8所述的離合器，其特征在于，所述導引槽由凹槽沿與輸出軸的轉向相 反的方向延伸，導引槽的深度沿遠離凹槽的方向逐漸增加。10.—種割草機，包括發動機以及刀頭，所述發動機的輸出軸上固定連接一驅動滑輪， 所述刀頭通過一中心軸固定連接于一從動滑輪上，其特征在于:還包括一如權利要求1-9 中任意一項所述的離合器，所述離合器的皮帶裝設在驅動滑輪與從動滑輪上，離合滑輪移 動至第二位置時使皮帶張緊，發動機帶動刀頭轉動，離合滑輪移動至第一位置時，皮帶松 弛，發動機不能帶動刀頭。
【文檔編號】A01D69/08GK105981529SQ201510070622
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月10日
【發明人】黃文發, 蔣向咚, 周明偉, 阿倫·馬德里
【申請人】德昌電機(深圳)有限公司