一种安全防护结构及割草机的制作方法

1.本发明涉及割草机，具体是一种安全防护结构及割草机。


背景技术：

2.割草机器人的工作单元是高速旋转的刀盘，刀盘上设置有锋利的刀片。因此割草机上需要针对切割单元做好有效的防护结构，以阻止对使用者的伤害。
3.目前的防护结构多为降低外围机壳的高度，或者在主机壳上固定附加的防护结构。机壳高多度的降低提高了安全性，却牺牲了割草机的性能。导致割草机如果在工作中遇到比较高且密度大的草时，阻力明显增加，机器驱动轮打滑，不仅丧失了割草机的有效割草性能，还会破坏草地。
4.目前还有一种防护结构设置在割草机下壳上， 且防护结构设计为浮动式。此防护结构在实验室测试时是有效的。当割草机在实际工作中，场地中的草会对防护结构施加一个向上的力，防护结构会自动上浮，导致防护结构离地距离增加，且此距离极易超过安规测试指尺寸，此时的防护功能已丧失。
5.目前另一种防护结构采用内外防护配合，对应不同的安规测试项。
6.现有割草机的安全防护结构，或者增加了割草困难，效率大大降低。或者采用双防护结构，增加了零件数量，提高了成本。本发明设计了一种新的安全防护结构，在割草机遇到比较高且密度大的草时，能有效的降低草对割草机的阻力。同时采用单防护结构，降低了零件数量。


技术实现要素：

7.针对上述技术问题，本发明提出一种安全防护结构，该安全防护结构设置在切割单元外侧和外围机壳内侧，当割草高度大于一定预设高度时，此防护结构离地距离不变，设置其离地高度小于规定高度。当割草高度调到预设高度以下时，此防护结构离地高度可随刀盘高度同时调节，保证防护罩低于割草高度10mm以上。
8.为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术手段：一种安全防护结构，设置在外围壳体内侧和切割单元外侧之间，包括：防护罩，位于防护结构最底部；浮动组件，防护罩与外围壳体通过浮动组件连接，防护罩通过浮动组件实现上下移动；当切割单元切割高度高于或等于第一高度时，所述防护罩下边缘保持第二高度位置不变；当切割单元下行至切割高度低于第一高度时，所述防护罩跟随切割单元同步向下移动。
9.所述浮动组件包括：浮动支架，设置在所述防护罩上部，并与所述防护罩之间固定连接；
固定支架，与所述外围壳体固定连接；弹性单元，设置在所述浮动支架与所述固定支架之间；当切割单元切割高度高于第一高度时，在所述弹性单元的弹力作用下，与所述浮动支架固定连接的防护罩能够在第二高度上，围设在切割单元周围并覆盖住切割单元上刀片所有的运动轨迹；当所述切割单元相对所述外围机壳向下移动时，所述切割单元能够碰触到所述浮动支架并克服所述弹性单元的弹力，带动所述浮动支架和所述防护罩一起同步向下移动。
10.所述第一高度高于第二高度，第二高度不小于38mm，第一高度与第二高度差值不小于5mm。
11.所述外围壳体上位于电机套筒的周围设有环形空腔；所述固定支架的一侧与所述环形空腔内壁固定连接，固定支架的底部设有下限位部；所述浮动支架的底部与所述防护罩固定连接，浮动支架的上端伸进所述环形空腔内并与所述环形空腔的外壁滑动连接，浮动支架的顶部设有上限位部；所述弹性单元设置在所述环形空腔内且位于所述下限位部和所述上限位部之间。
12.所述切割单元中位于刀盘的上方固定连接有一向机壳方向延伸的盘形抵触件，所述盘形抵触件能够随所述刀盘同步移动；所述防护罩上设有一向切割单元方向延伸的环形限位件；当所述切割单元相对所述外围机壳向下移动时，所述盘形抵触件能够与防护罩上的所述环形限位件相接触，进而克服所述弹性单元的弹力，带动所述防护罩一起同步向下移动。
13.还包括水平旋转支撑件，设置在所述浮动支架的上限位部与所述弹性单元之间，使所述防护罩可相对所述机壳绕防护罩中心轴自由旋转。
14.所述水平旋转支撑架包括：轴承和轴承内圈支架，其中，所述轴承的外圈与所述浮动支架顶部内壁之间过盈配合，所述轴承的内圈与所述轴承内圈支架之间过盈配合；所述轴承内圈支架的底部与所述弹性单元的顶端抵触连接。
15.所述弹性单元为弹簧。
16.所述防护罩为网状结构。
17.一种割草机，采用所述的安全防护结构。
18.有益效果：第一．本发明一种安全防护结构，包括浮动支架、固定支架以及设置在浮动支架和固定支架之间的弹性单元，浮动支架底部固定安装有防护罩，当割草高度大于等于预设的割草高度时，防护罩离地距离不变；当割草高度小于预设的割草高度时，所述切割单元能够碰触到所述浮动支架并克服所述弹性单元的弹力，带动所述浮动支架和所述防护罩一起同步向下移动，在整个切割单元上下移动过程中始终保证处于防护罩覆盖范围内，提升安全性。同时，由于切割单元可以调节的高度空间较大，其最高高度可以达到60mm，采用本技术的设计，当切割单元升高的高度较高时，防护罩可以保持在一定高度，不再跟随切割单元上升，当有物体误入割草机底部时，防护罩可以阻挡物体进入到切割单元的工作区域。
19.第二．在整个切割单元和防护罩运动过程中，采用本结构可以始终保证防护罩低于割草高度一定高度，而且由于防护罩本身直径要大于切割单元工作半径，也可以防止儿童不小心将手臂升入割草机底部时，弯曲的手指触碰到切割单元，避免对儿童造成伤害。
20.第三．本发明所公开的防护结构，其可以作为一个整体模块独立进行部装和与割草机设备进行组合，可以适配不同型号的割草机，具有较好的适用性。同时，独立模块化的结构可以较好的降低装配难度和零部件管理难度。
21.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
22.图1是本发明割草机整体结构爆炸图；图2是本发明割草机整体结构剖面图；图3是本发明防护结构与下壳装配剖面图；图4是本发明防护结构爆炸图；图5是本发明割草高度大于45mm时防护结构装配剖面图；图6是本发明割草高度小于45mm时防护结构装配剖面图。
23.附图标记为：1、上壳体；2、下壳体； 3、防护结构；301、浮动支架；302、轴承；303、固定支架；304、弹簧；305、防护罩；306、轴承内圈支架；4、切割单元。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
26.本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
27.本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于信号线本身而言，由信号线指向工作区域内部的方向为内，反之为外；而非对本发明的装置机构的特定限定。
28.本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
29.本发明公开一种安全防护结构，其用于割草机、割草机器人等园林工具，本安全防护结构设置在主机外围壳体内侧和切割单元外侧之间，包括防护罩。在工作过程中，当切割单元切割高度高于或等于预设的第一高度时，防护罩下边缘保持第二高度位置不变；当切割单元下行至切割高度低于预设的第一高度时，防护罩可以跟随切割单元同步向下移动。在整个运动过程中，防护罩始终覆盖切割单元，起到较好的保护作用。在实际使用过程中，
第一高度高于第二高度，第二高度不小于38mm，第一高度与第二高度差值不小于5mm。下面以具体的实施例对本技术方案进行说明，本实施例中，第一高度设置为45mm，第二高度设置为35mm，第一高度与第二高度差值10mm。
30.如图1所示为割草机器人整体结构爆炸图，包含上壳体1，下壳体2，防护结构3，切割单元4。上壳体1和下壳体2组成整个机身主体，机身主体内的电子元件、驱动元件等其他零部件这里不详细进行说明，图示和下面实施例对防护结构3和切割单元4进行详细说明。
31.如图2所示为割草机整体结构剖面图，防护结构3和切割单元4均装配到下壳体2上，上壳体1与下壳体2组装后即为割草机器人整机。由图1和图2可以看到，防护组件3可以作为一个整体部件直接与割草机器人整机进行装配，在实际装配过程中，可以先独立对防护组件3进行部装，之后再完成割草机器人的总体装配，能简化装配步骤，提升装配效率。同时，不同型号的割草机器人可以通过较小的改动完成对防护组件3的适配，使防护组件3具有较好的适用性。
32.如图3所示为本发明防护结构与下壳装配剖面图，防护结构3直接装配到下壳体2上，固定支架303与下壳201支架设置弹簧304。
33.如图4为防护结构爆炸图，包含浮动支架301；轴承302；固定支架303；弹簧304；防护罩305；轴承内圈支架306。
34.图5为割草高度大于45mm时防护结构装配剖面图，轴承302外圈过盈装配到浮动支架301上，轴承302内圈过盈装配到轴承内圈支架306上。整个防护结构通过固定支架303固定于下壳201上，中间设置有弹簧304。
35.防护罩305通过螺钉固定于浮动支架301上，可以自由旋转。此时割草高度大于45mm，切割单元4没有接触防护罩305，整个防护结构在弹簧作用下，紧贴下壳201，防护结构离地距离是不变的。
36.图6是割草高度小于45mm时防护结构装配剖面图，此时割草高度小于45mm，切割单元4已接触到防护罩305。由图可知，切割单元4包括有动力元件和设置在动力元件输出端的切割零件，切割零件可以是刀片，刀盘等，具体到本实施例中，动力元件为电机，切割零件是刀盘，电机输出端设置有不跟随电机转动的接触零件。
37.高度调低时，切割单元4上的接触零件压到防护罩305上，驱动防护结构同步调低；具体的：所述切割单元中位于刀盘的上方固定连接有一向机壳方向延伸的盘形抵触件，所述盘形抵触件能够随所述刀盘同步移动；所述防护罩上设有一向切割单元方向延伸的环形限位件；当所述切割单元相对所述外围机壳向下移动时，所述盘形抵触件能够与防护罩上的所述环形限位件相接触，进而克服所述弹性单元的弹力，带动所述防护罩一起同步向下移动。
38.高度调高时，防护罩305在弹簧弹力下，防护罩同步调高。如此，可保证防护罩比切割单元离地距离低10mm以上。
39.本结构中，整个轴承零件被包覆在浮动支架和内圈支架内，对轴承具有较好的保护性，同时弹簧挤压内圈支架对轴承提供支撑力，轴承受力更加平稳，防护罩在转动过程中更加顺滑。
40.当切割单元切割高度降低时，切割单元上的接触零件与防护罩内圈接触，防护罩
如图4所示，防护罩顶部内圈向中间延伸，防护罩下部为罩体结构，防护罩通过顶部与浮动支架连接。切割单元下行到一定高度时，接触零件接触到防护罩内圈，推行防护罩下行，由于防护罩本身可以转动，为了避免接触零件接触到防护罩后影响防护罩转动，接触零件可以是通过转动连接方式固定在电机输出端上，或者接触零件与防护罩通过点接触或者线接触的方式进行接触。
41.以点接触为例，接触零件上设置有若干均匀分布的球状凸起，球状凸起与防护罩内圈接触；以线接触为例，接触零件上设置有若干圆柱凸起，圆柱凸起圆弧面与防护罩内圈接触。
42.点接触和线接触的方式，均可以减小接触面积，降低防护罩转动的阻力。