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1、(10)申请公布号 CN 103418468 A (43)申请公布日 2013.12.04 CN 103418468 A *CN103418468A* (21)申请号 201210157331.7 (22)申请日 2012.05.21 B02C 18/06(2006.01) B02C 18/24(2006.01) B02C 18/16(2006.01) (71)申请人 天佑电器 (苏州) 有限公司 地址 215000 江苏省苏州市工业园区亭融街 8 号 (72)发明人 孔钊 朱艳玲 郭卫星 (54) 发明名称 碎枝机 (57) 摘要 一种碎枝机, 其包括机架 (1) 、 设于该机架上 的机头 。
2、(2) 及设于该机头内的电机与刀具, 所述 机头通过转轴 (5) 可转动地连接于所述机架上, 机头相对于机架具有处于工作状态的第一位置及 收纳于机架内的第二位置, 所述转轴上设有扭簧 (6) , 机头的重力产生第一扭矩 (TG) , 所述扭簧产 生与该第一扭矩方向相反的第二扭矩 (TN) , 所述 转轴上设有至少一个摩擦件 (7、 7) , 所述机架 上固定有与所述摩擦件产生摩擦力的配合件 (8、 8) , 当操作员撤去外力时, 该摩擦力所产生的第 三扭矩 (Tf) 与所述第一、 第二扭矩的矢量和等于 零, 所述机头静止于所述第一位置与第二位置之 间, 从而有效平衡机头, 确保操作安全。 (5。
3、1)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 9 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图9页 (10)申请公布号 CN 103418468 A CN 103418468 A *CN103418468A* 1/1 页 2 1. 一种碎枝机, 其包括机架、 设于该机架上的机头及设于该机头内的电机与刀具, 所述 机头通过转轴可转动地连接于所述机架上, 机头相对于机架具有处于工作状态的第一位置 及收纳于机架内的第二位置, 所述转轴上设有扭簧, 机头的重力产生第一扭矩, 所述扭簧产 生与该第一扭矩方向相反的第二扭矩, 其特征在于 。
4、: 所述转轴上设有至少一个摩擦件, 所述 机架上固定有与所述摩擦件产生摩擦力的配合件, 当操作员撤去外力时, 该摩擦力所产生 的第三扭矩与所述第一、 第二扭矩的矢量和等于零, 所述机头静止于所述第一位置与第二 位置之间。 2. 如权利要求 1 所述的碎枝机, 其特征在于 : 所述摩擦力为所述机头静止时所述摩擦 件与配合件之间所产生的静摩擦力, 所述第三扭矩为该静摩擦力所产生的静摩擦扭矩。 3. 如权利要求 1 所述的碎枝机, 其特征在于 : 所述摩擦件具有摩擦面, 所述配合件具有 与该摩擦面接触并相互摩擦的配合面。 4. 如权利要求 3 所述的碎枝机, 其特征在于 : 所述摩擦件为圆形件, 所。
5、述摩擦面为其圆 周面, 所述配合件包括收容所述摩擦件的拱形主体部, 所述主体部具有与所述圆周面接触 的内圆面。 5. 如权利要求 3 所述的碎枝机, 其特征在于 : 所述配合件包括位于其主体部两侧的翼 部, 该翼部通过螺栓固定于所述机架上, 且翼部与所述螺栓之间设有使配合件与摩擦件保 持相互夹紧状态的弹性件。 6. 如权利要求 5 所述的碎枝机, 其特征在于 : 所述配合件外套设有罩体, 所述弹性件设 于该罩体与所述翼部之间, 且罩体与配合件通过所述螺栓共同固定于所述机架上。 7. 如权利要求 3 所述的碎枝机, 其特征在于 : 所述摩擦件为圆形件, 其包括圆周面及位于 该圆周面两侧的侧面, 。
6、所述摩擦面为其中一个侧面, 所述配合件与摩擦件同轴且相邻设置 于所述转轴上, 且所述配合面与所述摩擦面相互贴合在一起。 8. 如权利要求 7 所述的碎枝机, 其特征在于 : 所述转轴上还设有垫片、 设于该垫片与摩 擦件之间的弹性件及拧紧于该垫片外侧的螺母, 所述摩擦面与配合面通过该螺母与所述弹 性件紧密贴合在一起。 9. 如权利要求 2 至 8 项中任一项所述的碎枝机, 其特征在于 : 所述摩擦件与机头分别 设有供所述转轴穿过的装配孔与安装孔, 且所述摩擦件、 机头与转轴固定连接在一起。 10. 如权利要求 9 所述的碎枝机, 其特征在于 : 所述机架包括一对支撑件, 所述转轴的 两端穿过所述。
7、安装孔后搭设于该支撑件上。 权 利 要 求 书 CN 103418468 A 2 1/4 页 3 碎枝机 技术领域 0001 本发明涉及一种碎枝机, 尤其是指一种可折叠的碎枝机。 背景技术 0002 现有一种碎枝机, 包括机架、 机头及设于机头内的电机与刀片, 所述机头可相对机 架旋转并收容于机架内, 从而达到减小包装尺寸的功效。由于所述电机通常为较为笨重的 感应电机, 因此机头因重力所产生的扭矩较大, 从而当机头向下旋转进入机架过程中将产 生较大冲击力, 这种大的冲击力不但会损换机头而且会对操作员的人身造成伤害。为避免 此种情况的发生, 通常还设有可减缓机头向下转速的缓冲装置, 如具有气缸、。
8、 活塞等部件的 气撑结构, 然而该种缓冲装置不但装配工艺复杂, 而且成本较高, 因此需要一种改进的碎枝 机以解决上述问题。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题是提供一种具有机头平衡装置的碎枝机, 且该平衡装置 装配简单、 成本较低。 0004 为了实现上述目的, 本发明采用如下技术方案 : 一种碎枝机, 其包括机架、 设于该 机架上的机头及设于该机头内的电机与刀具, 所述机头通过转轴可转动地连接于所述机架 上, 机头相对于机架具有处于工作状态的第一位置及收纳于机架内的第二位置, 所述转轴 上设有扭簧, 机头的重力产生第一扭矩, 所述扭簧产生与该第一扭矩方向相反的第二扭矩, 所述转轴上设。
9、有至少一个摩擦件, 所述机架上固定有与所述摩擦件产生摩擦力的配合件, 当操作员撤去外力时, 该摩擦力所产生的第三扭矩与所述第一、 第二扭矩的矢量和等于零, 所述机头静止于所述第一位置与第二位置之间。 0005 优选的, 所述摩擦力为所述机头静止时所述摩擦件与配合件之间所产生的静摩擦 力, 所述第三扭矩为该静摩擦力所产生的静摩擦扭矩。 0006 优选的, 所述摩擦件具有摩擦面, 所述配合件具有与该摩擦面接触并相互摩擦的 配合面。 0007 优选的, 所述摩擦件为圆形件, 所述摩擦面为其圆周面, 所述配合件包括收容所述 摩擦件的拱形主体部, 所述主体部具有与所述圆周面接触的内圆面。 0008 优选。
10、的, 所述配合件包括位于其主体部两侧的翼部, 该翼部通过螺栓固定于所述 机架上, 且翼部与所述螺栓之间设有使配合件与摩擦件保持相互夹紧状态的弹性件。 0009 优选的, 所述配合件外套设有罩体, 所述弹性件设于该罩体与所述翼部之间, 且罩 体与配合件通过所述螺栓共同固定于所述机架上。 0010 优选的, 所述摩擦件为圆形件, 其包括圆周面及位于该圆周面两侧的侧面, 所述摩 擦面为其中一个侧面, 所述配合件与摩擦件同轴且相邻设置于所述转轴上, 且所述配合面 与所述摩擦面相互贴合在一起。 0011 优选的, 所述转轴上还设有垫片、 设于该垫片与摩擦件之间的弹性件及拧紧于该 说 明 书 CN 103。
11、418468 A 3 2/4 页 4 垫片外侧的螺母, 所述摩擦面与配合面通过该螺母与所述弹性件紧密贴合在一起。 0012 优选的, 所述摩擦件与机头分别设有供所述转轴穿过的装配孔与安装孔, 且所述 摩擦件、 机头与转轴固定连接在一起。 0013 优选的, 所述机架包括一对支撑件, 所述转轴的两端穿过所述安装孔后搭设于该 支撑件上。 0014 与现有技术相比, 本发明碎枝机通过设置扭簧, 减缓了机头向下的冲击力, 同时通 过设置相互配合的摩擦件与配合件, 起到平衡扭簧扭矩与重力扭矩的作用, 确保机头在第 一、 第二位置之间可随时静止, 从而起到增强操作安全性的功效。 附图说明 0015 图 1。
12、 是本发明碎枝机的机头位于第一位置时的立体图。 0016 图 2 是本发明碎枝机的机头位于第二位置时的立体图。 0017 图 3 是本发明碎枝机的第一实施方式中盖体被揭开后的立体图, 其中所圈部分被 剖切。 0018 图 4 是图 3 中所圈部分的放大图。 0019 图 5 是图 4 中部分元件的分解图。 0020 图 6 是本发明碎枝机的第二实施方式中盖体被揭开后的立体图, 其中所圈部分被 剖切。 0021 图 7 是图 6 中所圈部分的放大图。 0022 图 8 是图 7 中部分元件的分解图。 0023 图 9 是机头的扭矩示意图。 具体实施方式 0024 参图1至图3所示, 本发明碎枝机。
13、为可折叠式碎枝机, 其包括机架1、 设置与该机架 1 上的机头 2、 设于机头 2 内部的电机 (未图示) 及由电机驱动的刀具 (未图示) 。所述机架 1 内可容纳一收集箱 3, 所述机头 2 可旋转的设置与机架 1 上, 机头 2 可相对机架 1 在第一位 置与第二位置之间旋转, 其中, 第一位置是机头2位于机架1上方的工作位置 (如图1所示) , 第二位置是机头 2 收容于所述收集箱 3 内的位置 (如图 2 所示) 。此外, 整个机器前方还包 括将机头 2 锁定于第一位置或第二位置上的锁定装置 4。 0025 参图 1 至图 3 所示, 所述机架 1 上覆盖有一盖体 100, 盖体 10。
14、0 被揭开后可观察其 下方结构。所述机头 2 的后下端设有横向贯通的安装孔 (未图示) , 转轴 5 穿过该安装孔并 搭设并定位于所述机架 1 的一对支撑件 11 上所设的定位槽 110(见图 5) 内。所述转轴 5 的横截面为被削掉一部分的不完整圆形, 由于转轴5的转动将带动机头2转动, 因此不但要 求所述安装孔的孔径与转轴 5 的轴径相匹配, 而且安装孔的孔形也需与转轴 5 的外形相配 合, 如果两者不相配合, 则需通过其他方式将机头 2 与转轴 5 固定在一起, 如通过增设螺栓 等方式将两者结合在一起。所述转轴 5 上套设有扭簧 6, 在本实施方式共设置一对扭簧, 分 别设于转轴 5 的。
15、两端, 且位于机头 2 与支撑件 11 之间, 如此使得转轴 5 的受力平衡。扭簧 6 的一端连接于支撑件 11 上, 另一端连接于机头 2 上。 0026 以下先描述本发明碎枝机的第一实施方式, 参图 1 至图 5 所示, 转轴 5 两端向外延 说 明 书 CN 103418468 A 4 3/4 页 5 伸出所述支撑件11的位置上分别套设一摩擦件7, 该摩擦件7为滚轮结构, 其具有供所述转 轴 5 穿过的装配孔 71, 该装配孔 71 的孔形与转轴 5 的外形相配合, 如此转轴 5 的转动将带 动摩擦件 7 转动。配合件 8 与摩擦件 7 配合设置, 且摩擦件 7 具有摩擦面 701, 配。
16、合件 8 具 有与该摩擦面701接触并相互摩擦的配合面801。 在本实施方式中, 所述摩擦面701为摩擦 件 7 的圆周面, 所述配合面 801 为配合件 8 的内圆面。所述配合件 8 包括部分收容摩擦件 7 的主体部 81 及位于该主体部 81 两侧的翼部 82, 所述配合面 801 设于主体部 81 上, 翼部 82 相对的下方为设于所述支撑件 11 上的定位板 12。配合件 8 外还覆盖一罩体 102, 且该罩体 102 与翼部 81 之间设有弹性件 9, 使用螺栓 (未图示) 同时穿过罩体 102 上的通孔 103、 弹性 件 9、 翼部 82 上的通孔 821 及定位板 12 上的通。
17、孔 121, 从而将罩体 102 与配合件 8 共同固 定于机架 1 上, 摩擦件 7 与配合件 8 则在所述弹性件 9 的作用下相互紧密接触, 当摩擦件 7 随转轴 5 一起转动时, 所述圆周面 701 与所述内圆面 801 相互摩擦而产生摩擦力。如果摩 擦件 7 在摩擦过程中发生损耗时, 所述弹性件 9 将随时对该损耗做出补偿, 使得摩擦件 7 与 配合件 8 始终保持接触状态, 从而保证整个机构的性能不会因摩擦件磨损而受到影响。 0027 以下描述本发明碎枝机的第二实施方式, 参图6至图8所示, 该实施方式与第一实 施方式的主要区别在于配合件的形状以及摩擦件与配合件的配合形式不同。 在本。
18、实施方式 中, 所述配合件8为与摩擦件7相同形状的滚轮结构, 转轴5同时穿过摩擦件7的装配 孔71与配合件8的配合孔80, 且配合件8设于摩擦件7的内侧。 所述配合孔80 的孔径稍大于转轴 5 的轴径, 从而当转轴 5 转动时不会带动配合件 8转动。配合件 8外 套设有一罩体102, 且配合件8与该罩体102固定连接在一起, 该罩体102通过螺栓 (未图示) 固定于机架 1 上, 从而使得配合件 8也固定在机架 1 上。在本实施方式中, 所述 弹性件9套设于转轴5上, 且设于所述摩擦件7的外侧。 此外, 转轴5上还设有位于弹性 件 9外侧的垫片 104, 然后通过一螺母 105 旋于转轴 5 。
19、上并拧紧于该垫片 104 上, 如此使 得摩擦件 7与配合件 8紧密贴合在一起。在本实施方式中, 摩擦件 7的摩擦面 702 是位于圆周面 701两侧的其中一个侧面, 而配合件 8上与该摩擦面 702相对的面即为 配合面 801。当摩擦件 7在摩擦过程中发生损耗时, 所述弹性件 9也能随时对损耗做 出补偿, 使得摩擦件 7与配合件 8始终保持接触状态, 从而保证整个机构的性能不会因 摩擦件磨损而受到影响。 0028 参图 1 至图 2 所示, 当将所述机头 1 从所述第一位置扳至所述第二位置, 或者从所 述第二位置扳至所述第一位置时, 首先需将所述锁定装置4释放, 然后抓住机头2上的把手 20。
20、1 将机头 2 扳至目的位置, 最后机头再次被锁定装置 4 锁定。操作员在扳动机头 2 过程 中, 若随时释放所述把手 201, 本发明碎枝机的机头可随时静止于当前位置, 而不会出现背 景技术中所描述的机头在重力所产生的扭矩下迅速向下旋转而造成机头损换或人员受伤 的情况。以下将主要描述本发明碎枝机是如何实现上述功能的。 0029 参图4、 图7及图9所示, 假设机头2在所述第一、 第二位置之间的任意一个位置静 止, 在该位置上机头上共受到三个作用力, 分别为重力、 扭簧的作用力以及摩擦件与配合件 之间因摩擦而对其产生的阻力。其中, 重力产生第一方向的重力扭矩 TG, 扭簧 6 对机头 2 的 。
21、作用力与重力的方向相反, 因此产生与第一方向相反的第二方向的扭簧扭矩 TN, 摩擦件 7、 7与配合件 8、 8的静摩擦力产生静摩擦扭矩 Tf。 0030 参图 4、 图 7 及图 9 所示, 坐标系中横轴为角度参数 , 纵轴为扭矩参数 T, 从图中 说 明 书 CN 103418468 A 5 4/4 页 6 可以看出, 重力扭矩TG位于横轴的上方, 因此所述第一方向为正方向, 扭簧扭矩TN位于横轴 的下方, 因此所述第二方向为负方向。图中还有一根与 TN线大小相等、 方向相反的 TN线, 通过对比 TN线与 TG线可以对比在对应角度位置上重力扭矩 TG与扭簧扭矩 TN的大小。图 中 a 点。
22、为所述第一位置, b 点为所述第二位置, 在 a 点与 b 点之间, TN线与 TG线有一个相 互交叉的 c 点, 该 c 点位置处即为重力扭矩 TG与扭簧扭矩 TN大小相等的位置。从第一位置 a 到第二位置 b 过程中, 开始时因扭簧 6 变形量较小, 因此重力扭矩 TG的大小大于扭簧扭矩 TN的大小, 结尾时因扭簧 6 变形量增大, 从而使得扭簧扭矩 TN的大小逐渐大于重力扭矩 TG 的大小。图中可以看出 a 点与 c 点之间重力扭矩 TG的大小大于扭簧扭矩 TN的大小, c 点与 b 点之间扭簧扭矩 TN的大小大于重力扭矩 TG的大小。为使得机头可随时静止于 a 点与 b 点 之间的任意。
23、位置, 必须使机头受力平衡, 即所述扭矩值 TG TN时, 所述静摩擦扭矩 Tf的方 向须与扭簧扭矩 TN的方向相同, 且要求静摩擦扭矩 Tf与扭簧扭矩 TN的大小之和等于重力 扭矩 TG的大小 ; 所述扭矩值 TG TN时, 所述静摩擦扭矩 Tf的方向须与重力扭矩 TG的方向 相同, 且要求静摩擦扭矩 Tf与重力扭矩 TG的大小之和等于扭簧扭矩 TN的大小, 简而言之, 就是要求 TG、 TN、 Tf三者在 a、 b 点之间的任一位置上的矢量和等于零, 即 TG TN Tf 0。 0031 参图4、 图7及图9所示, 由于机头2处于静止状态, 因此摩擦件7、 7与配合件8、 8之间的摩擦力为。
24、静摩擦力, 该静摩擦力可以在最大静摩擦力之间变动, 因此图中 Tf线为 一条大小与方向均有变化的不规则线, 因为静摩擦扭矩Tf主要是用于平衡重力扭矩TG与扭 簧扭矩TN, 使机头2始终处于平衡状态, 如此操作员只需稍微施力于把手201便可扳动机头 2, 不仅安全, 而且省力。 0032 参图 4、 图 7 及图 9 所示, 当操作员扳动机头 2 时, 若机头 2 是从第一位置 a 被扳至 第二位置 b 的, 摩擦件 7、 7与配合件 8、 8之间滑动摩擦所形成的滑动摩擦扭矩 Tf1的方 向为负方向 ; 反之, 从第二位置b被扳至第一位置a时, 所述滑动摩擦扭矩Tf2的方向为正方 向, 且Tf1。
25、与Tf2的大小相等, 均为一恒值。 由于最大静摩擦力的大小稍大于滑动摩擦力的大 小, 因此可近似为两者相等, 从而所述静摩擦力矩 Tf在滑动摩擦扭矩 Tf1与 Tf2之间变动。 0033 参图4、 图7及图9所示, 本发明碎枝机中的扭簧6、 摩擦件7、 7与配合件8、 8三 者形成机头的平衡装置, 其中通过设置扭簧 6 达到减缓机头 2 向下冲击力的功效, 另外, 摩 擦件7、 7与配合件8、 8的配合设置, 起到平衡扭簧扭矩TN与重力扭矩TG的作用, 从而确 保了机头在第一、 第二位置之间可随时静止。此外, 扭簧 6、 摩擦件 7、 7及配合件 8、 8等 元件的结构以及装配工艺显然比背景技。
26、术中的相关技术方案简单, 而且成本低廉。以上是 为便于本领域技术人员更容易理解本发明所进行的最佳实施方式的描述, 但是在本发明设 计理念指导下采用等同或等效变换方式所获得的技术方案都应在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103418468 A 6 1/9 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103418468 A 7 2/9 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 103418468 A 8 3/9 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103418468 A 9 4/9 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103418468 A 10 5/9 页 11 图 5 说 明 书 附 图 CN 103418468 A 11 6/9 页 12 图 6 说 明 书 附 图 CN 103418468 A 12 7/9 页 13 图 7 说 明 书 附 图 CN 103418468 A 13 8/9 页 14 图 8 说 明 书 附 图 CN 103418468 A 14 9/9 页 15 图 9 说 明 书 附 图 CN 103418468 A 15 。