[0001] 技术领域
[0002] 本
发明总的来说涉及草坪割草机，更具体地说，涉及一种用于对
手扶式割草机提供动力的装置和方法。
[0003] 背景技术
[0004] 适于对
高尔夫球场的草地或其它区域进行
修剪的草坪割草机，通常带有动力单元，包括
汽油往复式
发动机或者一个或多个有存储在割草单元上的多个
电池驱动的
电动机。每种割草机设计或结构都有它自己独特的部件结构。汽油驱动发动机式手扶割草机一般具有根据
燃料箱的长运行时间。电力驱动的手扶式割草机一般在运行期间比汽油驱动割草机更安静。已知的汽油驱动割草机的动力单元不能与电力驱动割草机的动力单元进行直接互换。
[0005] 高尔夫球场有几种情况是不允许使用上述类型手扶式割草机中的一种。在白天的特定时间，例如早晨，由于噪音规定的限制，不允许操作汽油驱动割草机，因此要求使用操作起来较为安静的电力驱动割草机。电力驱动割草机也有一个缺点，就是由于电池含电量的时间长度，电力驱动割草机的操作持续时间是有限的。
[0006] 因此，经常要求高尔夫球场购买各种类型手扶式割草机的数个单元，包括汽油驱动的和电力驱动的。这样要求造成因购买带来的额外
费用，并且增加了维护明显不同的割草单元的维护费用。由于构造不同，因而一种类型手扶式割草机的零部件与另一种类型手扶式割草机的零部件是不能互换的，因此要求增加各种不同零部件的数量，以备维护使用。
[0007] 发明内容
[0008] 根据本发明用于手扶式割草机的模块化动力源的一些
实施例，用于手扶式割草机的动力单元
支撑组件包括割草机
框架。多个动力单元支撑部件每个都适于可互换地支撑动力单元，都适于可拆卸地连接到割草机框架。动力单元包括
往复式发动机和电池单元之一。
[0009] 根据其它实施例，手扶式割草机包括至少一个连接到框架上的割草单元，每个割草单元都带有割草元件。动力单元支撑部件适于可互换地支撑往复式发动机和电池单元之一。设置电动机以旋转滚筒刀片。由安装在动力单元支撑组件上的往复式发动机或电池单元产生的
输出电压使电动机通电。
[0010] 仍然根据其它实施例，一种用于可互换地安装往复式发动机和电池单元之一到手扶式割草机的方法包括安装动力单元至所选的往复式发动机和电池单元之一。该方法还包括可拆除地连接所选的往复式发动机和电池单元之一至支撑装置。
[0011] 手扶式割草机的模块化动力源提供如下几个优点。通过利用类似的安装支撑部件，可互换地安装多个动力单元类型中的每个，本发明的手扶式割草机可以适于支撑往复式发动机或电池单元的领域中。可以使用带有发
电机的往复式发动机或者电池单元来提供
电能以使多个电动机通电。电动机分别通电以旋转切割刀片组件或者推动割草机。这种可互换的安装连接允许动力单元改变而适应不同的割草要求，比如噪声限制时间段或者延长的切割时间长度。用于每个电动机的电线或者用于多个电动机的成组电力连接，在更换动力单元时提供可拆除的连接。快速安装
紧固件和/或可滑动凸形/凹形接头提供这些动力单元的快速可互换性。
[0012] 根据下面提供的详细描述将使本发明的其它应用领域更清楚。应该理解，这些详细描述和特定实例，虽然指出了本发明的一些实施例，但仅用于说明的目的，而不是想要限制本发明的范围。
[0014] 根据详细描述和附图，可以更充分地理解本发明，其中：
[0015] 图1是本发明带有电池单元模块化动力源的手扶式割草机的一个实施例的透视图；
[0016] 图2是图1所示手扶式割草机的前透视图；
[0017] 图3是沿图1中的截面3-3做的局部剖开的侧视图；
[0018] 图4是本发明带有往复式发动机模块化动力源的手扶式割草机的另一个实施例的透视图；
[0019] 图5是沿图4中的截面5-5做的局部剖开的侧视图。
[0020] 具体实施方式
[0021] 下面对本发明几个实施例的描述仅仅是示例性的，并不是想要限制本发明、其应用及用途。虽然这里所述的割草机一般描述为手扶式割草机，但此处的教导同样适用于所有手扶式割草机，包括但不限于从球座到终点间的地带(fairway)，商业景观、旋转式、轮式和手扶式割草机。
[0022] 参见图1，根据本发明各种实施例，手扶式割草机总成10包括框架12、与框架12连接的割草机构14、以及转移或收集
外壳16，该外壳可操作地接收或转移剪下的草屑。外壳16由外壳支撑框架18支撑而与框架12连接。
手柄组件19也从框架12支撑，操作员使用手柄组件来手动控制手扶式割草机总成10。
[0023] 手柄组件19包括控制单元20和管状手柄22。调速器(Throttle)24设置在手柄22上，并且可操作以控制手扶式割草机总成10的方向和速度。停止杆26也设置在控制单元20上，以手动
定位手扶式割草机总成10在停放
位置或将其从停放位置释放。多个输入
开关28设置在控制单元20上。输入开关用于手动预定诸如切割头的旋转速度、行走滚筒的旋转速度之类参数。
[0024] 从框架12向外伸出的是行走轮轴30。行走轮轴30用于安装轮32(仅示出假想轮廓)，轮32用于在不进行割草时使手扶式割草机总成10快速行进。第一电动机34也连接到框架12，用于旋转切割头组件，第二电动机36经过诸如
齿轮、
滑轮和皮带系统之类的传动机构连接到框架12，以向前或向后驱动手扶式割草机总成10。第一框架横梁38和第二框架横梁40提供对诸如外壳支撑框架18等部件的支撑，并加固框架12。第一和第二横梁38，40以及框架12一般由诸如
钢之类的材料制成，该钢材料包括但不限于
冷轧钢或冷成形钢。在一个实施例中，第一和第二横梁38，40形成为长方形的管状物，但也可以形成为其它包括圆的、椭圆的、L形的几何形状。
[0025] 第一动力单元支撑部件42可拆卸地连接在第一框架横梁38和第二框架横梁40之间。第一动力单元支撑部件42支撑动力单元43，该动力单元在某些构造中是电池单元44。第一动力单元支撑部件42可拆卸地连接到框架12，以允许拆除和更换动力单元。电池单元连接插头46可弯曲地从电池单元44经过电池单元电源线47伸出来。电池单元连接插头46可连接地结合到割草机连接插头48，割草机连接插头48利用割草机电源线可弯曲地连接到手扶式割草机总成10。通过将电池单元连接插头46连接到割草机连接插头48，电能被提供给手扶式割草机总成10，以使第一电动机34和第二电动机36通电。电池单元44可以提供大约48伏特的直流电，该直流电用于使第一电动机34和第二电动机36都通电，但本领域技术人员可以认识到，其它电池容量也同样是适合的。配线
线束50示例性地设置于第一和第二电动机34，36以及控制单元20之间而用于电力连接。配线线束50还可以设置为由手柄组件19支撑或者穿过手柄组件19内部的单独电线。配线线束50还提供割草机电源线49和控制单元20各个输入开关28之间的电力传导。
[0026] 电池单元44和第一动力单元支撑部件42可拆卸地连接到框架12，并利用皮带52用手运送。因此，电池单元44可以在使用手扶式割草机总成10期间用另一类似的电池单元(未示出)或下面将描述的替代动力单元更换。动力单元更换的电池单元44可以包括类似于电池单元连接插头46的连接插头，以简化动力单元43的更换。动力单元43是可机械紧固的，因此可以容易地从与框架12的连接上拆卸下来。因此，动力单元43可以用不同动力单元或另一动力单元43替换。
[0027] 在一些实施例中，能够产生大约48VDC的电池单元44的重量大约为60磅，可以由一个人用手将其定位，或者从手扶式割草机总成10拆除下来。在更换电池单元43或者安装或拆除轮32期间，撑
脚架53可旋转地从图1所示的位置重新定位到与地
接触的位置(未示出)，以使手扶式割草机总成10平稳。
[0028] 如图2最好示出的，电池单元44还包括电池单元壳体54，该电池单元壳体提供了一个外罩，一个或多个单独的电池单元可以设置在其中。电池单元盖56可拆卸地连接到电池单元外壳54上，例如随后可充电或检测电池单元44。支撑电池单元44的第一动力单元支撑部件42还包括第一支撑板58，第一支撑板58可通过第一紧固件60和第二紧固件62紧固地连接到第一框架横梁38上。本发明不限于用于将第一支撑板58连接至第一框架横梁38的紧固件的类型和数量。可以使用两个以上紧固件或者单个紧固件比如第一紧固件60可拆卸地连接第一动力单元支撑部件42至框架12。
[0029] 在一些实施例中，第一紧固件60和第二紧固件62是转动受限的紧固件，比如四分之一旋转紧固件，要求旋转大约90度来完全安装或拆除紧固件。这样可以实现第一动力单元支撑部件42至框架12的快速安装和拆除。紧固件60，62可以用其它类型的紧固件比如双头
螺栓、螺栓和
螺母组合件、螺钉等替代。
[0030] 手扶式割草机总成10还包括位置固定的旋转滚筒64、可变高度位置滚筒66和多个滚轮刀片68，滚筒66可操作为行走
驱动轮，滚轮刀片68形成为可旋转地设置在框架12上的滚轮刀片组件70的一部分。也可以使用开槽的滚轮72。设置多个紧固件74来演示用于将电池单元盖56连接到电池单元壳体54的一种构造。第一电动机34可直接安装在框架12上，并且定位成
直接驱动滚轮刀片组件70，使得滚轮刀片组件70的旋转速度可通过改变第一电动机34的旋转速度来直接控制。手扶式割草机总成10的切割高度一般可通过改变可变高度滚筒66的位置在某种程度上进行控制。可以手动或者自动地使用诸如设置在控制单元20上的输入开关28等连接机构实现上述控制。
[0031] 与由第一电动机34提供电动速度控制类似，手扶式割草机总成10的单元驱动速度也可以通过改变第二电动机36的旋转速度来直接控制。在各种实施例中，第一电动机34和第二电动机36两者或者其中之一的旋转速度可以通过改变输入给电动机的电压或者
电流进行控制。电动机34，36的驱动
电路可以设置在控制单元2中，可使用一个或多个输入开关28进行控制。
[0032] 现在参见图3，在各种实施例中，第一动力单元支撑部件42包括第一支撑板58，第一支撑板58带有重叠板端部76和至少一个相反定位的凸形伸出部件78。重叠板端部76设置有多个间隙孔80，每个间隙孔80为第一和/或第二紧固件60，62之一提供间隙通道(图3中仅示出第二紧固件62)。每个间隙孔80与在第一框架横梁38中形成的紧固件接收孔82同轴地对准。每个紧固件接收孔82匹配地接收第一或第二紧固件60，62之一。每个间隙孔80和紧固件接收孔82共同设置在紧固件轴线，比如紧固件轴线84上。至少一个止动元件85连接到重叠板端部76，每个止动元件85连接到紧固件60，62之一，以不可拆卸地将紧固件连接到重叠板端部76，从而防止紧固件脱落。止动元件85可以是
聚合物材料、金属材料或者化合物材料，并且形成为带形，或者形成为皮带或可弯曲薄板。止动元件85一般定位在紧固件头部的下方，围绕紧固件轴部，这样，当拆除紧固件时，止动元件85仍然将紧固件结合在该轴部处。也可以使用另一种形式的止动元件85(未示出)，比如将紧固件的直径缩减的轴部容纳在重叠板端部76的伸出的间隙孔部中，并且带有直径稍大的
螺纹部分，从而允许紧固件旋转并接合，同时防止从重叠板端部76拆除。
[0033] 凸形伸出部件78可滑动地定位在接收部件88的接合孔86内部，接收部件88固定地连接到第二框架横梁40。示例性的连接方式是如图所示的
焊接连接。在安装第一或第二紧固件60，62任一个之前，凸形伸出部件78可滑动地定位在间隙孔80内部，然后重叠板端部76旋转到如图所示的位置，以便随后接收第一和第二紧固件60，62。在一些实施例中(未示出)，凸形伸出部件78用类似于重叠板端部76的重叠板端部代替，附加的紧固件比如第一和第二紧固件60，62可以通过该重叠板端部连接到第二框架横梁40。
[0034] 第一支撑板58还支撑电池单元接收外壳92，该电池单元接收外壳例如使用第一焊接接头94和第二焊接接头96紧固到第一支撑板58上。也可以使用其它的紧固技术，比如机械紧固件、螺钉和/或螺栓来代替第一和第二焊接接头94，96。电池单元接收外壳92还包括第一可偏转壁98，第一可偏转壁98带有第一突起区域100，第一突起区域100可偏转地设置在电池单元接收外壳92的电池单元端板104的凹进区域102内。类似地，第二可偏转壁106包括第二突起区域108，第二突起区域108容纳在电池单元接收外壳92的电池单元端板112的凹进区域110内。因此，电池单元44可以通过将电池单元44沿“A”方向向下压而如图所示设置，从而向外偏转第一可偏转壁98和第二可偏转壁106，直至第一突起区域100和第二突起区域108弹性地偏转而分别与凹进区域102和110结合。也可以对电池单元44提供附加的保持，包括皮带114，皮带114环绕电池单元44和第一支撑板58。动力单元43可通过如下方式进行拆除：将电池单元连接接头46从割草机连接插头48断开连接；拆除第一和第二紧固件60，62；旋转第一支撑板58，从间隙孔80抽出凸形伸出部件78；以及利用皮带52沿与“A”相反的方向提升动力单元43。替换动力单元43的安装可以按照相反的方法步骤执行。
[0035] 如图所示，电池单元44包含多个
电池组电池116。电池116的构造、存储容量和数量可以随着电池单元44的输出电压的改变而改变。负极
端子115和正极端子117之间的电压电势因而可以根据电池116的数量而改变。在一些实施例中，电池单元44提供48伏特的直流电压。
[0036] 现在参见图4，在一些实施例中，手扶式割草机总成10包括带有动力单元119和往复式发动机120的手扶式割草机总成118。往复式发动机120包括
燃料箱122，比如用于提供燃料以运转往复式发动机120一段延长时间的汽油箱。钟形外壳124从往复式发动机120伸出以支撑发电机126。发电机126提供适合于运转第一和第二电动机34，36的电压或电流。根据一些实施例，发电机126提供大约48伏特的直流电以运转第一和第二电动机34，36。设置柔性的
联轴器128，以可旋转地联结往复式发动机120的
输出轴和发电机126。柔性的联轴器128补偿在往复式发动机120在上下节流运行期间，发电机126相对于往复式发动机120的振动以及有限位移，以及由于手扶式割草机总成118的运动而引起的偏转。
[0037] 发电机连接插头130从发电机126经过发电机电源线132伸出。发电机连接插头130可弯曲地设置以允许连接到从割草机电源线49可弯曲地伸出的割草机连接插头48。类似于动力单元43，动力单元119可拆卸地连接到框架12。第二动力单元支撑部件134机械支撑往复式发动机120，并且允许使用第一和第二紧固件136，138可拆卸的连接到第一框架横梁38，使用与用于第一动力单元支撑部件42相同的连接方法。第二动力单元支撑部件134具有重叠板端部140，用于接收第一和第二紧固件136，138。在一些实施例中，动力单元119重量为大约45磅，电池单元重量为大约60磅。动力单元119可以使用提升带141提升，并用电池单元44或另一动力单元119替换。
[0038] 如图5最好地示出的，在一些实施例中，用于第二动力单元支撑部件134的连接包括第二支撑板142，第二支撑板142具有末端从第一端伸出的重叠板端部140和凸形伸出部件144，凸形伸出部件144从重叠板端部140相反的设置。重叠板端部140和凸形伸出部件144类似于第一动力单元支撑部件42的重叠板端部76和凸形伸出部件78，以最大化动力单元的互换性。设置多个间隙孔146用于第一和第二紧固件136，138。参考前面所述的第一框架横梁38，间隙孔146与紧固件接收孔82在紧固件轴线84上同轴地对准。至少一个止动元件85连接于重叠板端部140，每个止动元件连接到第一和第二紧固件136，138之一，以不可拆除地将紧固件连接到重叠板端部140，从而防止紧固件的脱落。
[0039] 第二动力单元支撑部件134还包括使用第一螺栓150和第二螺母152以及第二螺栓154和第二螺母156连接往复式发动机120的发动机安装
法兰148的连接结构。第一螺栓150穿过间隙孔158设置，第二螺栓154穿过间隙孔160设置。带弹性的柔性材料，比如
橡胶、软的聚合物材料或者其它弹性体材料可以用来制造柔性部件162，柔性部件162设置在往复式发动机120和第二支撑板142之间。柔性部件162减少由往复式发动机120产生的振动
能量，该振
动能量通过第二动力单元支撑部件134传递到框架12。柔性部件162还限制往复式发动机120和第二动力单元支撑部件134的第二支撑板142之间的声能。
[0040] 如图5所示的将往复式发动机120连接到第二动力单元支撑部件134的连接方式是多种安装技术中的一个实例。其它实施例可以包括使用夹具，比如C形的
夹钳，用插销固定的夹钳等。动力单元119可以通过如下方式拆除：将发电机连接接头130从割草机连接插头48断开连接；拆除第一和第二紧固件136，138；旋转第二支撑板142，从间隙孔80抽出凸形伸出部件144；以及利用皮带141提升动力单元119。不同动力单元的安装可以按照相反的方法步骤执行。
[0041] 这里所述的手扶式割草机总成的模块化动力源提供如下几个优点。通过利用类似的安装支撑部件，可互换地安装多个动力单元类型中的每个，此处所述的手扶式割草机总成可以支撑在往复式发动机和电池单元的相同平台上。可以使用带有发电机的往复式发动机或者电池单元来提供电能以使多个电动机通电。电动机分别通电以旋转切割刀片组件或者推动割草机。这种可互换的安装连接允许动力单元改变而适应不同的割草要求，比如噪声限制时间段或者延长的切割时间长度。用于每个电动机的电线或者用于多个电动机的成组电力连接，在更换动力单元时提供可拆除的连接。快速安装紧固件和/或可滑动凸形/凹形接头提供这些动力单元的快速可互换性。
[0042] 实施例的描述仅仅是示例性的，因此各种不脱离实施例精神的改动都包含在本发明范围内。例如，第一动力单元支撑部件42和第二动力单元支撑部件134可以如这里所述这样改变。可以使用多个凸形伸出部件78，144，它们接合在多个诸如接合孔86的孔之一中。因此，可以使用多个接收部件88。支撑部件的支撑板的凸形伸出部件的构造可以根据如图所示进行改变，只要没有脱离本发明的精神。各种动力单元支撑部件的凸形伸出部件也可以穿过设置在第二框架横梁40中的孔而设置，从而消除接收部件88。不认为这些改变偏离本发明的精神和范围。
