植物切割装置技术领域
本发明涉及一种植物切割装置。具体而言，本发明涉及一种绿篱修剪机。
背景技术
植物切割装置，诸如绿篱修剪机，是用于切割树篱、其它叶子和植物的公知的动力操作工具。绿篱修剪机通常由汽油或电来提供动力，并且发动机或马达驱动包括一对往复式刀片的刀片组件。
绿篱修剪机包括第一刀片和第二刀片。所述第一和第二刀片通常包括梳状结构，其中梳状结构的每一齿皆为切削元件。其中一个所述刀片或两个所述刀片往复地移动经过彼此。这意味着，往复的第一和/或第二刀片不断地暴露和封闭切削元件之间的间隙。在植物被推压到靠近第一和第二刀片时，所述植物进入切削元件之间的间隙。当第一和/或第二刀片移动时，植物被切断，因为第一刀片相对于第二刀片产生剪切作用。
US3,962,924公开了一种绿篱修剪机，其包括第一和第二刀片，它们各自沿着它们的纵向轴线往复移动。US3,962,924的问题在于绿篱修剪机包括具有不同质量的刀片。在第一刀片下面的第二刀片较大和具有较大的质量。这意味着，移动第二刀片（较重的刀片）经过与第一刀片（比较不重的刀片）一样的同一距离需用较多的能量。当绿篱修剪机是电池驱动以及电池存储的能量有限时，这尤其值得注意。
发明内容
本发明的实施例旨在解决上述问题。
根据本发明的一个方面为一种植物切割装置，其包括：外壳；安装在所述外壳内的配置成驱动传动机构或齿轮的马达;安装在所述传动机构或齿轮上的至少一个可转动偏心凸轮;包括第一刀片和第二刀片的往复式刀片组件，其中所述第一刀片连接到所述至少一个可转动偏心凸轮以及所述第一刀片布置成在由所述至少一个可转动偏心凸轮驱动时往复移动;以及用于改变所述至少一个可转动偏心凸轮相对于所述传动机构或齿轮的偏心率并由此改变所述第一刀片移动通过的距离的凸轮调节机构。
所述至少一个可转动偏心凸轮的偏心率可以调整。这意味着凸轮在第一刀片的纵向方向上移动的行程量可以调节。由于凸轮连接到第一刀片，这意味着可以调节第一刀片往复移动通过的距离。这提供了更通用的植物切割装置，其可以根据情况进行调整。例如，使用者可以调节植物切割装置，使第一刀片小幅度移动和减少马达在操作期间所汲取的能量。相反地，使用者可以调节第一刀片的行程，例如，如果使用者希望切割较致密的植物，使用者可以使第一刀片移动通过大的距离。当第一刀片移动通过较大距离时，在第一和第二刀片之间的间隙会增大以及较大的物体可插入其中。
第一刀片可具有比第二刀片较大的质量。这意味着当第一刀片（较重的刀片）移动较短距离时会用较少能量。通过仅仅将可调节的凸轮机构用于一个往复移动刀片，驱动机构会较简单，但植物切割装置可以于节能模式下操作。在其它实施例中，第二刀片可比第一刀片具有较大的质量。可选择地，第一和第二刀片可具有相等的质量。在一些实施例中，较重的刀片的行程被调节。
优选地，所述至少一个可转动偏心凸轮为第一凸轮，所述第一凸轮枢可转动地/可枢转地(pivotally)安装在所述传动机构或齿轮上；以及所述凸轮调节机构包括小齿轮，所述小齿轮用于啮合在所述第一凸轮内的内齿轮中。内齿轮可以被整体附入第一凸轮之内。内齿轮的形状可以是弧形。这意味着，当小齿轮啮合齿条和转动时，第一凸轮被推动来以弧形移动。在一些实施例中，第一凸轮和第一刀片中的槽为止转棒轭布置。在一些实施例中，第一凸轮可以是圆形的。在一些其它实施例中，第一凸轮可以通过任何合适的装置（诸如连杆机构）连接到第一刀片。
优选地，所述第二刀片可往复移动以及所述至少一个可转动偏心凸轮包括安装在所述传动机构或齿轮上的第二可转动偏心凸轮，所述第二凸轮与所述第二刀片连接以及所述第二刀片布置成在由所述第二可转动偏心凸轮驱动时往复移动。因此，第一和第二刀片两者都可往复移动。这意味着，由第一和第二刀片产生的惯性力将被平衡。
优选地，所述第二凸轮可转动地安装在所述传动机构或齿轮上以及所述凸轮调节机构包括小齿轮，所述小齿轮用于啮合在所述第二凸轮内的内齿轮中并由此改变所述第二刀片移动通过的距离。因此，第一和第二刀片两者的行程皆可以调整。
在一些实施例中，第二凸轮的内齿轮可以被整体附入第二凸轮之内。内齿轮的形状可以是弧形。这意味着，当小齿轮啮合齿条和转动时，第二凸轮被推动来以弧形移动。在一些实施例中，第二凸轮和第二刀片中的槽为止转棒轭布置。在一些实施例中，第二凸轮可以是圆形的。在一些其它实施例中，第二凸轮可以通过任何合适的装置（诸如连杆机构）连接到第二刀片。
优选地，所述小齿轮布置成与所述第一凸轮中的所述内齿轮和所述第二凸轮中的所述内齿轮啮合。优选地，所述小齿轮布置成与所述第一凸轮中的所述内齿轮和所述第二凸轮中的所述内齿轮两者同时啮合。这意味着任何调节都会影响第一和第二凸轮两者以及第一和第二刀片两者将会被调节。可选择地，凸轮调节机构可以包括两个小齿轮，用于各自独立地调节第一和第二凸轮。
优选地，所述凸轮调节机构包括锁定位置，在其中所述至少一个可转动偏心凸轮不能调整；以及解锁位置，在其中所述凸轮调节机构能改变所述至少一个可转动偏心凸轮的所述偏心率。优选地，所述传动机构或齿轮包括用于接收和啮合所述小齿轮的凹进部分;以及所述小齿轮可在当所述小齿轮与所述凹进部分啮合时的所述锁定位置和当所述小齿轮从所述凹进部分中释放时的所述解锁位置之间移动。
优选地，在所述锁定位置时，所述小齿轮与所述凹进部分和所述至少一个可转动偏心凸轮的所述内齿轮啮合。这样，在小齿轮既啮合传动齿轮/轮又啮合第一和第二凸轮时，第一和第二凸轮相对于所述传动齿轮/轮固定。这意味着，在传动机构或齿轮转动时，第一和第二凸轮绕传动齿轮/轮的轴转动。
优选地，所述凸轮调节机构包括用于调整所述至少一个可转动偏心凸轮的使用者可操作工具。优选地，所述凸轮调节机构被偏置到所述锁定位置，这意味在使用期间，所述刀片的行程将不会改变。
优选地，所述使用者可操作工具布置成将所述凸轮调节机构从所述锁定位置移动到所述解锁位置以及所述使用者可操作工具相对于所述传动机构或齿轮的转动会改变所述至少一个可转动偏心凸轮的所述偏心率。
优选地，所述使用者可操作工具通过穿过所述传动机构或齿轮的长型轴与所述凸轮调节机构连接，以致于所述至少一个可转动偏心凸轮在所述传动机构或齿轮的一侧之上以及所述使用者可操作工具则在所述传动机构或齿轮的另一侧之上。这意味着，在需要调整刀片行程时，使用者不必打开植物切割装置。
优选地，所述植物切割装置为绿篱修剪机。
在本发明的另一个方面为一种用于植物切割装置的驱动组件，包括：可由马达驱动的传动机构或齿轮;安装在所述传动机构或齿轮上的至少一个可转动偏心凸轮;包括第一刀片和第二刀片的往复式刀片组件，其中所述第一刀片连接到所述至少一个可转动偏心凸轮以及所述第一刀片布置成在由所述至少一个可转动偏心凸轮驱动时往复移动;以及用于改变所述至少一个可转动偏心凸轮相对于所述传动机构或齿轮的偏心率并由此改变所述第一刀片移动通过的距离的凸轮调节机构。
附图说明
通过参照附图，在以下的详细描述中和所附权利要求中还叙述了各种各样的其它方面和另外的实施例，在附图中:
图1示出了植物切割装置的透视图;
图2示出了植物切割装置的示意侧视图;
图3示出了植物切割装置的示意俯视图;
图4示出了凸轮调节机构的下部俯视图;
图5a和5b示出了植物切割装置的下部俯视图;
图6a和6b示出了凸轮调节机构的下部俯视图;
图7，8，9和10示出了植物切割装置的透视分解图;
图11示出了凸轮调节机构的透视图;以及
图12示出了植物切割装置的下部示意俯视图。
具体实施方式
图1示出了植物切割装置100的透视图。在一些实施例中，植物切割装置100为绿篱修剪机。植物切割装置100包括第一切削刀片102和第二切削刀片104。第一和第二切削刀片102,104通常为长型件，其布置成沿着其纵轴往复移动。在其它实施例中，植物切割装置100可以是具有往复切削刀片的任何其它类型的植物切割装置，诸如修剪机（shrubber）或锯。对本申请来说，下文将使用术语绿篱修剪机，但本发明可应用于包括往复刀片的任何植物切割装置。
绿篱修剪机100是无绳的和包括电池106。电池106是可移动的以及可以在分离的充电站（未示出）进行充电。在一些其它实施例中，绿篱修剪机可以是有绳的（未示出）以及由交流电流（AC）驱动。绿篱修剪机100包括前把手108和后把手110，允许使用者用双手操作绿篱修剪机100。
绿篱修剪机100包括如图2所示的用于驱动马达114的使用者操作触发器112。马达114安装在绿篱修剪机100的外壳116中。
转到图2，将会更详细地论述往复式的第一和第二刀片。图2示出了绿篱修剪机100的驱动组件200的略图。马达114包括马达轴118，在其上，传动小齿轮120与传动齿轮122啮合。为了清楚起见，齿轮的齿并未示出。传动齿轮122安装在传动轴124上以及绕传动轴124的纵向轴线转动。
在一些实施例中，齿轮替换为皮带传动机构，其中皮带（未示出）使马达的马达轴118与传动轴124耦合。
驱动组件200耦合到刀片组件210。刀片组件包括第一刀片102和第二刀片104。第一和第二刀片102,104安装在刀片支承件202上，其将刀片组件210固定到外壳116。第一和/或第二刀片102,104布置成相对于彼此和刀片支承件202往复移动。在一些实施例中，第一刀片102可往复移动以及第二刀片104相对于刀片支承件202和外壳116来固定。可选择地，在其它实施例中，第二刀片104可往复移动以及第一刀片102相对于刀片支承件202和外壳116来固定。
在一些实施例中，除了传动齿轮122之外，又可以有飞轮500（图2中未示出，但在图5中示出）。飞轮500可耦合到刀片组件210，以在刀片102，104切削重型植物时保持它们的惯性。
图2示出了一种布置，由此第一刀片102和第二刀片104两者可往复移动。每一刀片102，104由驱动组件200驱动。驱动组件200通过凸轮耦合到刀片组件210。驱动组件200可通过任何合适的装置耦合到刀片组件。在一些实施例中，凸轮通过连杆机构（未示出）耦合到刀片组件210。在一些其它实施例中，驱动组件200通过一种凸轮和槽式布置耦合到刀片组件210，现在将参照图2更详细地论述所述布置。
第一刀片102包括第一槽204。第一凸轮206位于槽204内，以形成止转棒轭布置。第二刀片104包括第二槽208。第二凸轮212设置于第二槽208内，以形成另一止转棒轭布置。在本实施例中，其中只有一个可移动的刀片，仅仅一个凸轮和槽式布置是必要的。
第一和第二凸轮206，212耦合到传动齿轮122，使得当传动齿轮122绕传动轴124转动时，第一和第二凸轮206，212也是如此。第一和第二凸轮206，212从传动轴124偏心地安装。在一些实施例中，第一和第二凸轮206，212为圆形。在其它实施例中，第一和第二凸轮206，212为椭圆形，并且可以与传动轴124同心地安装。在一些其它实施例中，如将在下文中论述的，第一和第二凸轮206，212可耦合到飞轮而不是传动齿轮122。
绿篱修剪机100包括凸轮调节机构220。凸轮调节机构220布置成改变第一凸轮206相对于传动齿轮122的偏心率。在一些实施例中，凸轮调节机构220以使用者操作旋钮230来操作。使用者操作旋钮230连接到凸轮调节机构220。以下将更详细地叙述使用者操作旋钮230的结构。如图2所示的实施例示出了用于耦合和调节仅仅第一凸轮206的凸轮调节机构220。下文论述了其它的实施例，其中凸轮调节机构220可调节第一和第二凸轮206，212。凸轮调节机构220可以是用于调节第一凸轮206的偏心率的任何装置。
在一些实施例中，第一刀片102包括比第二刀片104更大的质量。这意味着，当较重的第一刀片102的行程或“摆幅”减小时，可获得较大的能量节省，因为较重的刀片只需移动较短的距离。在一些其它实施例中，第一刀片102具有比所述第二刀片104更小的质量。在又一些其它实施例中，第一刀片102具有与第二刀片104相同的质量。
参照图3，第一凸轮206安装在如图3所示的枢轴栓302上的传动齿轮122上。图3示出了驱动组件200与刀片组件210耦合的示意俯视图。图3从上方示出刀片组件210，而为了清楚起见，传动齿轮122被省略。第二刀片104，第二槽208和第二凸轮212部分地由虚线表示，以表示在从图3观察时，它们是在第一刀片102和第一凸轮206之下。
枢轴栓302与传动齿轮122成一体以及第一凸轮206中的相应的孔303接收枢轴栓302。第一凸轮206布置成绕枢轴栓302的轴线转动。
传动轴124穿过在传动轴槽304中的第一凸轮206。传动轴槽304意味着传动轴不会妨碍第一凸轮206转动。第二凸轮212相对于传动齿轮122固定在传动轴124上。在一些实施例中，第二凸轮212可以在多个位置（例如传动轴124和枢轴栓302）被固定到传动齿轮122。
凸轮调节机构220包括安装在第一弧形内齿轮310之内的小齿轮308。小齿轮308安装在小齿轮轴232（如图2所示）上。小齿轮轴232将小齿轮308耦合到使用者操作旋钮230。使用者操作旋钮可以安装在外壳116的外部。使用者操作旋钮230可以是允许使用者手动地转动小齿轮308的任何装置。在一些其它实施例中，小齿轮308连接到用于转动小齿轮轴232的机构。
为了清楚起见，第一弧形内齿轮310的齿未示出。可见，在小齿轮308顺时针或逆时针转动时，第一凸轮206将绕枢轴栓302转动以及分别向左或向右移动。例如，在小齿轮308逆时针转动时，第一凸轮206将移离第二凸轮212。这增加了第一凸轮206的偏心率以及第一刀片102的纵向动程也将提升。
凸轮调节机构220可在锁定位置和解锁位置之间移动。在解锁位置时，第一凸轮206的偏心率能够调整；以及在锁定位置时，第一凸轮206相对于传动齿轮122来固定。小齿轮30可沿小齿轮轴232轴向移动。在锁定位置时，小齿轮308被接收在如图11所示的相应地成型的凹进部分1102中。图11中的凹进部分1102显示于飞轮500内，但在如参照图2和3所述的实施例中，凹进部分1102被包含在传动齿轮122中。同时，在小齿轮啮合凹进部分1102时，小齿轮308也啮合第一凸轮206的第一内齿轮310。这意味着小齿轮308在啮合在凹进部分1102中以及第一凸轮206相对于传动齿轮122固定时不能转动。
为了移动凸轮调节机构220至解锁位置，小齿轮308沿小齿轮轴232轴向移动，使得小齿轮308摆脱凹进部分1102。小齿轮308只啮合第一凸轮206和只轴向移动至足以啮合第一凸轮的内齿轮310和脱离凹进部分1102。小齿轮308在轴向移动时不啮合第二凸轮212。当传动齿轮122转动时，凸轮调节机构220处于锁定位置。在一些实施例中，小齿轮308被偏置到凹进部分1102内，使得小齿轮偏置到锁定位置。这意味着第一和/或第二刀片102，104的行程将不会在操作期间改变。
第一和第二凸轮206,212不同步，使得在传动齿轮122的每一转中至少有一个点，藉此第一和第二刀片102,104反向移动。在一些实施例中，第一和第二刀片102,104的相位差为180度。在其它实施例中，第一和第二刀片102,104的相位差为任何度数。
现简要地说明植物切割装置100的操作。当使用者希望调整所述第一刀片102的行程长度时，使用者利用旋钮230手动地调整凸轮调节机构220。使用者按下旋钮230，从凹进部分1102释放小齿轮308和转动旋钮230。这样会转动小齿轮308以及小齿轮308会啮合第一内齿轮310，使第一凸轮206绕枢轴栓302转动。这样就调整了第一凸轮206相对于传动齿轮122的偏心率。换句话说，小齿轮308的转动改变了第一凸轮206离传动轴124的位置距离。结果，第一凸轮206在第一刀片102的纵向方向的移动距离将改变。这意味着第一刀片102的行程长度将被调整。一旦使用者满意行程长度调整时，使用者让小齿轮308返回到凹进部分1102，使凸轮调节机构220返回到锁定位置。
现在将参照图4来论述另一实施例。图4示出了第一和第二凸轮206，212的下部俯视图，由此凸轮调节机构220可调节第一和第二凸轮206，212的偏心率。第一凸轮206与前述实施例中所论述的相同。
第一和第二凸轮206，212安装在飞轮500上。飞轮500连接到传动齿轮122（未示出），并且安装在传动轴124上。参照图4和后图所论述的实施例叙述了飞轮500的使用，但是飞轮500是任选的特征。第一和第二凸轮206，212可选择地安装在传动齿轮122上，正如参照先前实施例所论述的那样。
第一和第二凸轮206，212可转动地安装在枢轴栓402上。枢轴栓402，类似于参照图2和3所论述的实施例，是与飞轮500成一体。第一和第二凸轮206，212两者包括安装在枢轴栓402的相应的枢轴孔303。
第二凸轮212还包括第二内齿轮404。第二内齿轮404与第一内齿轮310相同，除了齿是相对于第一内齿轮310的齿在小齿轮308的相对侧上。这意味着，在小齿轮308转动时，第一凸轮206向一个方向转动以及第二凸轮212向另一方向转动，从而缩短或延长行程。在一些实施例中，第一和第二内齿轮310,404具有相同的长度和描绘出同一曲线（例如具有相同的曲率半径）。这意味着，当小齿轮308转动时，第一和第二凸轮206,212在传动轴124的任一侧转动相同的幅度。这有助于在传动齿轮122转动时平衡第一和第二凸轮206，212。
在可选择的实施例中，第一和第二凸轮206,212以不同的速率转动。可以设置附加齿轮或可选择的齿条布置，以在小齿轮308转动时使第一和第二凸轮206,212以不同的速率转动。在一个实施例中，当凸轮调节机构启动时，第一凸轮206转动较大的幅度到第二凸轮212。第一凸轮206耦合到较重的第一刀片102和第二凸轮耦合到较轻的第二刀片。这意味着第一刀片的行程长度可以比第二刀片以更大的速率和幅度来改变。这意味着通过缩减第一刀片102的行程长度而不缩减第二刀片104的总行程长度可实现节能。
现在将参照图5a和5b，它们示出了在使用中的凸轮调节机构220与驱动组件200和刀片组件210。图5a示出了小齿轮308在第一和第二内齿轮310，404内已移动到它的最大程度范围，这意味着第一和第二凸轮206,212具有其最大偏心率以及第一和第二刀片102,104将移动达到它们的最大位移。
图5b示出了小齿轮308处于或接近初始位置。在此位置，小齿轮308和第一和第二凸轮206，212布置为具有最小偏心率。在一些实施例中，小齿轮308将不会转动，以致于第一和第二凸轮206,212在同一条线上，否则第一和第二刀片206，212将会同步以及在所述刀片之间不会有相对的剪切运动。可以设置止动件来防止小齿轮308使第一和第二凸轮206，212比图5b所示的更为接近。
图6a和6b示出如图5a和5b所示的第一和第二凸轮206，212的下部俯视图的详细特写。
现在将参照图7，8，9和10来更详细地论述凸轮调节机构220。图7，8，9，和10示出驱动组件和刀片组件的的透视分解图。为清楚起见，未有示出传动齿轮与传动小齿轮。当然，它们会分别安装在马达轴118与传动轴124之上。
凸轮调节机构220与参照如图4，图5a和5b所示的在前实施例所述的相同。此外，凸轮调节机构220包括安装在传动轴124上的调节元件702。调节元件702包括“顶帽”的形状，其具有圆柱形主体704和圆形法兰706。调节元件702布置成在传动轴124上轴向移动以接合飞轮500。调节元件702可以耦合到使用者致动的旋钮230。当调节元件702被向下按压在传动轴124上，调节元件702会啮合飞轮500。
转到图8，其从不同的观点示出调节元件702，法兰的下侧包括环形齿轮802。环形齿轮802布置成与安装在小齿轮轴232上的上行星齿轮804啮合。图8和图9示出了偏置远离飞轮的调节元件702。上行星齿轮804也被偏置远离飞轮500。在此位置，小齿轮308啮合凹进部分1102以及小齿轮308、小齿轮轴232和上行星齿轮804相对于飞轮500固定。
转向图10，为清楚起见，其未示出刀片组件，现在将论述凸轮调节机构的操作。调节元件702被压下，使得环形齿轮802与上行星齿轮804啮合并且直到小齿轮308被推脱出凹进部分1102（如图11所示）。调节元件702然后转动，导致小齿轮308转动和移动第一和第二凸轮206,212。
图12示出另一实施例。图12示出了刀片组件210和驱动组件200的示意下部俯视图，它们与前述实施例的相同，只是凸轮调节机构220被修改。传动齿轮122在图12中示出以及位于第一和第二凸轮206，212的下面。第一和第二凸轮206，212用紧固件1202固定到传动齿轮122。紧固件1202安装穿过在第一和第二凸轮206，212中的相应的孔303之内和耦合传动齿轮122。第一和第二凸轮206,212布置成绕紧固件1202转动。紧固件1202可以是螺丝紧固件，其与传动齿轮122中的螺纹孔进行螺纹耦合。第一和第二凸轮206，212的偏心率通过拧松紧固件1202、调节第一和/或第二凸轮206，212、然后拧紧紧固件1202来获得。图12所示的实施例提供了简单的替代方案，由此可用螺丝刀手动调节偏心率。
在另一个实施例中，组合了两个或多个实施例。一个实施例的特征可以与其它实施例的特征组合。
通过具体地参照所述的实施例，业已论述了本发明的实施例。不过，应该理解的是，可以在本发明的范围内对所述的实施例进行变化和修改。