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1、(10)申请公布号 CN 103959980 A (43)申请公布日 2014.08.06 CN 103959980 A (21)申请号 201410150512.6 (22)申请日 2014.04.15 A01D 43/06(2006.01) (71)申请人 东华大学 地址 201620 上海市松江区人民北路 2999 号 (72)发明人 闫如忠 浦擎新 闫夙 韦永星 祝贺 贾俊阳 易涛 王淼 熊学文 田林林 杨旭 (74)专利代理机构 上海申汇专利代理有限公司 31001 代理人 翁若莹 (54) 发明名称 一种振动切割式多功能割草机 (57) 摘要 本发明涉及一种振动切割式多功能割草机，。
2、 其特征在于 ： 包括壳体， 在壳体上分别至少一对 驱动轮及至少一对从动轮， 每对驱动轮中的每个 驱动轮分别由独立的驱动电机驱动旋转， 由与从 动轮联动的升降机构将刀具机构支撑在壳体上， 刀具机构包括由电机驱动在周向上旋转的刀筒 轴， 在刀筒轴外套设有轴筒， 轴筒在跟随刀筒轴在 周向上旋转的同时还在轴向上震动， 在轴筒的两 端分别设有一刀架， 多片刀片固定在两个刀架之 间， 由轴筒的轴向震动带动刀片割草， 在刀具机构 边设有用于收集割下草屑的草屑回收机构。本发 明的割草机通过蓄电池供电， 控制单元控制， 进行 全自动无人化工作， 既具有自动化， 又绿色环保。 (51)Int.Cl. 权利要求书。
3、 1 页 说明书 3 页 附图 3 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3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103959980 A CN 103959980 A 1/1 页 2 1. 一种振动切割式多功能割草机， 其特征在于 ： 包括壳体 (14)， 在壳体 (14) 上分别至 少一对驱动轮 (9、 10) 及至少一对从动轮 (44、 45)， 每对驱动轮 (9、 10) 中的每个驱动轮分 别由独立的驱动电机 (6、 15) 驱动旋转， 由与从动轮 (44、 45) 联动的升降机构 (5) 将刀具机 构 (3) 支撑在壳体 (14) 上，。
4、 由升降机构 (5) 驱动刀具机构 (3) 上升或下降， 刀具机构 (3) 包括由电机 (39) 驱动在周向上旋转的刀筒轴 (29)， 在刀筒轴 (29) 外套设有轴筒 (32)， 电 机 (39) 工作后， 轴筒 (32) 在跟随刀筒轴 (29) 在周向上旋转的同时还在轴向上震动， 在轴 筒 (32) 的两端分别设有一刀架 (30、 31)， 多片刀片 (33) 固定在两个刀架 (30、 31) 之间， 由 轴筒 (32) 的轴向震动带动刀片 (33) 割草， 在刀具机构 (3) 边设有用于收集割下草屑的草 屑回收机构 (2)， 由电路单元为驱动电机 (6、 15) 及电机 (39) 提供工。
5、作电源。 2.如权利要求1所述的一种振动切割式多功能割草机， 其特征在于 ： 所述升降机构(5) 包括与所述从动轮(44、 45)同轴布置的齿轮一(16)， 齿轮一(16)与齿轮二(17)啮合， 从动 轮 (44、 45) 转动后通过齿轮一 (16) 及齿轮二 (17) 驱动螺柱 (21) 旋转， 在螺柱 (21) 的螺 纹段外套设有螺母 (22)， 螺母 (22) 随着螺柱 (21) 的旋转上升或下降从而驱动所述刀具机 构 (3) 上升或下降。 3. 如权利要求 2 所述的一种振动切割式多功能割草机， 其特征在于 ： 所述齿轮一 (16) 及齿轮二 (17) 置于齿轮盒 (18) 内， 齿轮。
6、盒 (18) 固定在所述壳体 (14) 上， 在齿轮盒 (18) 上设有轴承一 (20)， 所述螺柱 (21) 的端部穿过轴承一 (20) 后与所述齿轮二 (17) 相连。 4. 如权利要求 1 所述的一种振动切割式多功能割草机， 其特征在于 ： 所述电机 (39) 通 过同步带轮机构驱动所述刀筒轴 (29) 在周向上旋转， 所述轴筒 (32) 通过花键套设在所述 刀筒轴 (29) 外， 所述刀筒轴 (29) 的两端均露于所述轴筒 (32) 外， 在所述刀筒轴 (29) 的一 端外套有弹簧 (34)， 弹簧 (34) 的一端与固定在所述刀筒轴 (29) 上的垫圈 (35) 相连， 弹簧 (34。
7、) 的另一端与所述轴筒 (32) 的侧壁相抵， 在所述刀筒轴 (29) 的另一端外套设有圆柱凸 轮 (26)， 在所述刀筒轴 (29) 的端部与圆柱凸轮 (26) 的内壁之间设有轴承二 (27)， 在靠近 圆柱凸轮 (26) 的所述刀架 (30、 31) 上设有圆头圆柱， 圆头圆柱插入圆柱凸轮 (26) 内， 在所 述刀筒轴 (29) 旋转时， 由于弹簧 (34) 的压力和圆柱凸轮 (26) 的作用， 所述轴筒 (32) 既作 周向旋转也作轴向振动。 5. 如权利要求 1 所述的一种振动切割式多功能割草机， 其特征在于 ： 在所述刀具机构 (3) 两侧分别设有竖直布置的导轨机构 (19)， 所。
8、述刀具机构 (3) 在所述升降机构 (5) 的驱 动下沿着导轨机构 (19) 上升或下降。 6. 如权利要求 1 所述的一种振动切割式多功能割草机， 其特征在于 ： 所述电路单元包 括控制模块及电源模块， 由电源模块为所述驱动电机 (6、 15) 及所述电机 (39) 提供工作电 源 ； 由控制模块根据预设的程序控制所述驱动电机 (6、 15) 及所述电机 (39) 动作。 权 利 要 求 书 CN 103959980 A 2 1/3 页 3 一种振动切割式多功能割草机 技术领域 0001 本发明涉及一种振动切割式割草机。 背景技术 0002 传统的割草机按结构可分为旋转式割草机和往复式割草机。
9、两类。 旋转式割草机可 以将割下来的草屑回收起来， 但是它在工作时噪声比较大 ； 往复式割草机工作噪声比较低， 但是不能将割下的草屑收集起来。 而且目前在对草坪的维护作业中使用的传统割草机自动 化低， 消耗了大量的劳动成本。 0003 此外， 传统割草机的能量来源通常是汽油或者柴油等化石燃料， 燃料利用率低， 存 在明显的能源和排放问题， 对环境的污染较为严重。 发明内容 0004 本发明要解决的技术问题是将结合往复式割草机和旋转式割草机的优点相结合， 且降低污染。 0005 为了达到上述目的， 本发明的技术方案是提供了一种振动切割式多功能割草机， 其特征在于 ： 包括壳体， 在壳体上分别至少。
10、一对驱动轮及至少一对从动轮， 每对驱动轮中的 每个驱动轮分别由独立的驱动电机驱动旋转， 由与从动轮联动的升降机构将刀具机构支撑 在壳体上， 由升降机构驱动刀具机构上升或下降， 刀具机构包括由电机驱动在周向上旋转 的刀筒轴， 在刀筒轴外套设有轴筒， 电机工作后， 轴筒在跟随刀筒轴在周向上旋转的同时还 在轴向上震动， 在轴筒的两端分别设有一刀架， 多片刀片固定在两个刀架之间， 由轴筒的轴 向震动带动刀片割草， 在刀具机构边设有用于收集割下草屑的草屑回收机构， 由电路单元 为驱动电机及电机提供工作电源。 0006 优选地， 所述升降机构包括与所述从动轮同轴布置的齿轮一， 齿轮一与齿轮二啮 合， 从动。
11、轮转动后通过齿轮一及齿轮二驱动螺柱旋转， 在螺柱的螺纹段外套设有螺母， 螺母 随着螺柱的旋转上升或下降从而驱动所述刀具机构上升或下降。 0007 优选地， 所述齿轮一及齿轮二置于齿轮盒内， 齿轮盒固定在所述壳体上， 在齿轮盒 上设有轴承一， 所述螺柱的端部穿过轴承一后与所述齿轮二相连。 0008 优选地， 所述电机通过同步带轮机构驱动所述刀筒轴在周向上旋转， 所述轴筒通 过花键套设在所述刀筒轴外， 所述刀筒轴的两端均露于所述轴筒外， 在所述刀筒轴的一端 外套有弹簧， 弹簧的一端与固定在所述刀筒轴上的垫圈相连， 弹簧的另一端与所述轴筒的 侧壁相抵， 在所述刀筒轴的另一端外套设有圆柱凸轮， 在所述。
12、刀筒轴的端部与圆柱凸轮的 内壁之间设有轴承二， 在靠近圆柱凸轮的所述刀架上设有圆头圆柱， 圆头圆柱插入圆柱凸 轮内， 在所述刀筒轴旋转时， 由于弹簧的压力和圆柱凸轮的作用， 所述轴筒既作周向旋转也 作轴向振动。 0009 优选地， 在所述刀具机构两侧分别设有竖直布置的导轨机构， 所述刀具机构在所 述升降机构的驱动下沿着导轨机构上升或下降。 说 明 书 CN 103959980 A 3 2/3 页 4 0010 优选地， 所述电路单元包括控制模块及电源模块， 由电源模块为所述驱动电机及 所述电机提供工作电源 ； 由控制模块根据预设的程序控制所述驱动电机及所述电机动作。 0011 本发明的有益效果。
13、是 ： 割草机通过蓄电池供电， 控制单元控制， 进行全自动无人化 工作， 既具有自动化， 又绿色环保。割草机通过升降机构的调节具备不同草坪的作业能力， 同时还有低噪音、 无污染、 高效率、 全自动以及结构紧凑的优点， 能方便地进行草坪维护。 附图说明 0012 图 1 为本发明提供的一种振动切割式多功能割草机的总体示意图 ； 0013 图 2 为本发明提供的一种振动切割式多功能割草机的总体侧视图 ； 0014 图 3 为驱动轮部分的结构示意图 ； 0015 图 4 为刀具机构的结构示意图 ； 0016 图 5 为升降机构示意图。 具体实施方式 0017 为使本发明更明显易懂， 兹以优选实施例，。
14、 并配合附图作详细说明如下。 0018 结合图 1 及图 2， 本发明提供的一种振动切割式多功能割草机， 包括驱动机构、 刀 具机构 3、 升降机构 5 和草屑回收机构 2。 0019 整台割草机有一个电池盒 1， 在电池盒 1 中装有由控制模块和电源模块组成的电 路单元， 在本实施例中， 电源模块采用蓄电池。割草机的能量来源就是电池盒 1 中的蓄电 池。割草机的行走路线可以通过预先编好的程序进行控制， 也可以远程手动控制。 0020 在壳体 14 上设有一对驱动轮 9、 10 及一对从动轮 44、 45， 由驱动轮 9、 10 承受主要 的载荷， 其分别由两个驱动电机 6、 15 驱动。以驱。
15、动轮 9 为例， 结合图 2， 驱动轮 9 与驱动电 机 6 通过一对啮合的齿轮 12、 13 相连， 将驱动轮 9 与齿轮 13 相连的轴外设有轴承 7 及轴承 8。考虑到啮合的齿轮 12、 13 防尘及电机的散热要求， 可以设计一个带缺口的罩子， 将齿轮 12、 13 盖住， 把驱动电机 6 漏出来。从动轮 44、 45 布置在壳体 14 后方， 在本实施例中， 从动 轮 44 及从动轮 45 采用两个万向轮， 既起到辅助支撑的作用， 也起到导向的作用。 0021 结合图 4， 刀具机构 3 通过位于其两侧的导轨机构 19 与壳体 14 相连， 其底部通过 升降机构 5 支撑。刀具机构 3。
16、 设置有电机 39， 电机 39 输出端与同步带轮 38 通过键 43 相 连。在刀具机构 3 的一侧的侧壁 40 上打一个通孔， 在该通孔内安装一个轴承 28， 由端盖 41 将轴承28密封， 在刀具机构3的另一侧的侧壁上固定圆柱凸轮26， 在圆柱凸轮26内安装轴 承二 27。在轴承 28 及轴承二 27 上装有刀筒轴 29。在刀筒轴 29 的一端通过键 36 装有同 步带轮 37， 同步带轮 37 与同步带轮 38 通过同步带相连。在刀筒轴 29 外还套有轴筒 32， 轴 筒 32 与刀筒轴 29 通过花键相连。在轴筒 32 两侧各装有一个刀架 30、 31， 多片刀片 33 安 装在两个。
17、刀架 30、 31 之间， 在刀架 30 上有圆头圆柱， 其端面磨圆， 与圆柱凸轮 26 接触。刀 筒轴 29 靠近同步带轮 37 的端部外有弹簧 34， 弹簧 34 的一端与固定在刀筒轴 29 上的垫圈 35 相连， 弹簧 34 的另一端与轴筒 32 的侧壁相抵。当刀筒轴 29 通过同步带轮 37 及同步带 轮 38 带动旋转时， 可以通过圆柱凸轮 26 使刀架 30、 31 与刀片 33 左右振动。刀筒轴 29 的 设计转速为 800 转分， 这里对圆柱凸轮 26 的设计是一圈只有一次升降， 振幅为 10mm。采 用这种方式割草， 震动幅度不大， 割草所用的力非常小。 相比单纯的旋转切割式。
18、割草机的动 说 明 书 CN 103959980 A 4 3/3 页 5 作幅度更小， 能耗也更小。 同时， 加上了旋转运动后， 相比单纯的往复式割草机更加高效， 结 构也更加紧凑。 0022 由于刀具机构 3 与壳体 14 通过导轨机构 19 相连， 所以刀具机构 3 可相对壳体 14 上下移动。为了能让割草机具备不同草坪的作业能力， 使用升降机构 5 将刀筒轴 29 上下移 动， 以达到合适的割草高度要求。结合图 5， 升降机构 5 通过螺旋传动来实现升降。将螺柱 21 置于壳体 14 的底盘上， 由一个从动轮 44 或从动轮 45 控制， 本实施例以从动轮 45 为例， 螺柱 21 与从。
19、动轮 45 通过齿轮一 16 及齿轮二 17 相连。螺母 22 与螺柱 21 配合安装， 螺母 22外侧由导轨19限定其运动轨迹， 当螺柱21旋转时， 螺母22上下移动， 可以达到使刀具机 构 3 升降的目的。这种方法可以使得升降机构 5 具备自锁功能， 仅在需要的时候才会升降， 虽然速度慢， 但是安全保险。齿轮一 6 及二 17 置于齿轮盒 18 内， 齿轮盒 18 固定在壳体 14 上， 在齿轮盒 18 上设有轴承一 20， 螺柱 21 的端部穿过轴承一 20 后与齿轮二 17 相连。 0023 草屑回收机构 2 通过螺栓固定在壳体 14 末端及刀具机构 3 之后。由于刀具机构 3 的割草。
20、效率很高， 在刀具机构 3 将草割除后， 草屑随着旋转的刀具被带到草屑回收机构 2 中， 实现草屑的自动回收。在草屑回收机构 2 通边， 还设置了一个向里弯曲的挡片， 能够挡 住草屑的溢出， 又不妨碍刀片将草屑带入草屑回收机构 2 内， 在运行一段时间后， 可以将草 屑回收机构 2 两边的螺钉取下， 回收筐就可以卸下来了， 使得清理回收仓很方便。 0024 当启动电源时， 驱动电机 6、 驱动电机 15 和电机 39 同时启动。根据预先设定好的 程序， 割草机开始工作。 此时无需任何人为干预。 当驱动电机6和驱动电机15输出相同时， 割草机做直线运动 ； 当驱动电机6和驱动电机15输出不相同时。
21、， 由于差动原理， 可以使割草 机实现转向。 0025 在割草机运动的同时， 电机39也启动了。 电机39带动与之相连的同步带轮38， 同 步带轮 38 带动同步带轮 37， 由于同步带轮 37 比同步带轮 38 大， 起到减速的作用。同步带 轮 38 和刀筒轴 29 通过花键相连， 同步带轮 37 带动刀筒轴 29 一起转动。刀筒轴 29 中间还 套有轴筒32， 轴筒32内圆开了内花键槽， 这使得刀筒轴29与轴筒32通过花键相连， 轴筒32 除了可以和刀筒轴 29 周向一起旋转外， 还可以相对刀筒轴 29 轴向滑动。在刀筒轴 29 静止 时， 由于弹簧 34 的压力， 轴筒 32 与刀筒轴 。
22、29 相对静止 ； 在刀筒轴 29 旋转时， 由于弹簧 34 的压力和圆柱凸轮 26 的作用， 轴筒 32 既作周向旋转也作轴向振动， 这使得装在刀架 30 和 装在刀架 31 之间的刀片 33 能切割草坪。 0026 当草坪地面不平整时， 割草机可以自动控制升降机构 5， 使得壳体 14 上的刀具机 构 3 或升或降。 说 明 书 CN 103959980 A 5 1/3 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103959980 A 6 2/3 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103959980 A 7 3/3 页 8 图 5 说 明 书 附 图 CN 103959980 A 8 。