CN1005085B - 旋转割草机切割刀片的防护罩 - Google Patents

Abstract

一种旋转割草机旋转切割刀片的防护罩。该防护罩包括有一整体无孔的后裙板和带有悬臂安装的防护元件的有孔缝的前裙板。前裙板可以采用三种不同的结构形式。采用这种防护罩，既可给操作者和旁观者提供可靠的安全性，而又不会使割草机效率明显下降。

Description

旋转割草机切割刀片的防护罩

本发明有关于旋转割草机。具体地说是关于旋转割草机切割刀片的防护罩。旋转割草机可分类为：装有旋转切割刀片的气动提升型，它有一个气垫，靠气垫把割草机支撑在要切割的植物上;非气动提升型，例如人工支撑的司居摩割草机（Strimmer）通常背在操作者的肩部，以及普通的地面支撑滑行或轮式结构。

长期来，人们认识到要注意旋转割草机的安全，对操作者和旁观者的危险性。切割刀片经常以超过每分钟4500转的转速旋转，而当物体与刀片相碰，物体带着可观的能量向外抛出，或由于金属疲劳而使刀片断裂，自身成为一个危险的投射物。

曾有过大量的先进建议，寻求使这种危险减小为最小。而许多建议，例如美国专利3，971，199中对于一非气动提升装有车轮的旋转割草机，把切割刀片封闭起来，这种方法对切割效率有不利的影响。严重地削弱割草机切割效率的安全措施只为有限的使用者所接受。据美国专利3，971，199记载，1973年向美国公众健康服务部门提出的30，000件与割草机有关的伤害报告中，30%是因旋转刀片将物体抛出所致。

已有许多官方的文件关于石子和其它自由物体位于切割刀片的轨迹上被撞击和被机器抛出，对旁观者和操作者有危险的问题，美国1974年关于各种投射物可能导致伤害的研究，以及详述在1976年6月给美国消费者产品安全委员会的报告中，附件2第7页指出，小的，硬的，尖的物体，例如铁丝和玻璃碎片，是主要的涉及于大多数投射物伤害事件中物体，“可能由于以高速运动的铁丝容易穿透人们的肌肉和骨骼，在有的时候，这种穿透戮入致使器官导致死亡”。一个用于投射物体试验的修订标准已被采用，其中复盖着模拟草皮的试验表面，被一作为目标的八边形墙壁所包围，当割草机操作时，300个钉子从6个投入点向上投入刀片，每个投入点位于刀片顶端圆周内2.54厘米处，并且与试验表面平齐。按被钉子击中的目标数目和位置来决定机器是否符合标准，钉子击中操作者区域则被更重地处罚。此标准已经建立，尽管无数机器可用来试验，但仅有一台符合修订标准，而由于切割效率不是这个修订标准的一部分，故没有指标表明这台机器在割草方面是有效的。

本发明的目的是提供一种旋转割草机切割刀片的防护罩，利用这种防护罩既可符合投射物体试验的美国修订标准给操作者和旁观者提供可靠的安全性，而又不使割草机效率明显下降。

本发明的割草机防护罩包括许多防护元件，悬臂式安装形成防护罩顶盖的一部分和裙板部分，引导青草向着切割刀，而为了保护操作者至少在操作者区域内要有160度的实体即无孔裙板，然而对仅属向正前方移动的轮式割草机，增大角度是有用的，比如增加到200度。与美国专利4，069，651申请作比较，我的裙板部分在操作者区域是没有孔的，而与加拿大专利984，602的申请作比较，我的防护罩元件是悬臂式的，故当被一冲击刀片物击中时，既能阻挡又能变弯。显然一个有间隔的防护元件的防护罩是不适用于气动提升旋转割草机的。当用一个肩挂式司居摩割草机（Strimmer）试验我的防护罩时，我把刀片的高度放在测试表面上5.08厘米（2吋）处，因为这是A.N.S.I.（美国国家标准协会）测试作业中所规定的高度。修订标准通常注意处罚试验物体的散开程度，而并不指定刀片的高度，仅要求刀片处于此机器可能达到的最高位置。较高的高度不能代表通常要割的青草的长度，而一个较低的高度，意味着许多试验物体在它们离开试验表面前被击中，故不是正常冲击，所给出的试验结果看来是好的，而却是虚假的。

根据我的发明特点，我为非气动提升型旋转割草机的切割刀片提供一个防护罩，由一顶盖和裙板组成，裙板有带有周向间隔孔口的第一部件，和没有所述周向间隔孔口的第二部件，顶部通过安装部件安装在切割机上，特征在于，第一部件有许多防护元件，每个元件包含一个支腿和一个指状物，各防护元件的周向宽度小于相邻指状物之间的间隔，指状物之间刀片端部轨迹的切线首先要横切数个指状物，支腿内端安装在上述安装部件上构成顶盖的一部分安装部件的装配位置位于支腿和切割刀片之间，每个支腿具有一个比周向尺寸大的垂直尺寸，在其外端的垂直尺寸增大，形成防止物体沿切割刀顶部大致正切方向射出障碍物。第二部件比上述第一部件的指状物离开安装部件延伸得更远。为了限制拦截在裙板内的碰撞物被转动刀片撞击的次数，第二部件其周向间隔端的中间联接，最好从刀片端部轨迹径向向外至少2厘米。防护元件可以是在一平面内，以致对碰撞物提供一个通常为长方形的障碍物。最好使与刀片进入第二部件首先遇到的第二部件的端部相邻的两个元件，比其余的那些具有一个较大的尺寸的支腿和指状物，也就是向上、向下和向外增大。我的防护罩是方便地用标准组件组装，而这种组合结构具有上述的优点，成对的防护元件不一定要是相同的，并且这种元件可以个别地更换。适合于我的防护罩的元件，有三种不同设计，如上面提及的，与在操作者区首先遇到转动切割刀片的裙板一端，最近的两个防护元件，具有比标准件更大的尺寸，而在操作者区裙板的另外一端的两个元件，也就是那些转动切割刀片最后离开的那两个防护元件，它们的径向末端位于一连接邻近防护元件到裙板的基准线上是有益的，以形成一直的防护边，适用于例如沿墙切割的条件。对于最后提到的防护元件对，为了保证防护元件的合适尺寸，尤其是确定第一裙板部件的相应部分的悬垂指状物，防护元件有曲状支腿，其末端与操作者区裙板成一向外的角度，当操作者沿墙移动机器向前时，此方向具有帮助引导要切割青草进入机器的优点。

被切割刀片碰撞的物体仍然可以从我的防护罩中飞出，但动能减小了。因为我的试验表明，被碰撞物体在操作者区的裙板中被抛出之前，可能撞击不只一次。我推荐刀片顶端和裙板之间最小径向间距至少为2厘米，并在操作者区转动切割刀片最后离开的裙板一端，形成一个向里的突出部分。

图1是一个司居摩割草机（Strimmer）旋转机的局部侧视图，具有转轴切割刀片和组合式防护罩;

图1A是图1中所示防护罩的另一种安装方法的放大图;

图2是后防护部件;

图2A是后防护部件刀片出口端的一张放大的局部剖视图;

图2B是后防护部件刀片进口端的一张放大的局部剖视图;

图3是前防护部件，显示相对于后防护部件的周向间隔端部;

图4是前部件第一防护元件;

图5是前部件第二防护元件;

图6是前部件第三防护元件;

图7是改进的防护元件，支腿和指状物上有三角形凸缘。

旋转式割草机如图1中所示，包括一机座部2，切割刀组件4和切割防护罩6。在此实施例中的机座部分2，有一背带挂钩（未示出），故机器为人工支撑式司居摩割草机（Strimmer）。而在另外实施例中机座部分2可以安装在轮子或滑板上。

机座部分2有一空心管10，轴12装在其中，用一个原动机（未示出）例如汽油发动机或电动马达可转动地驱动。轴12通过齿轮14与传动轴16连接，传动轴16用滚珠轴承座圈可转动地支承在机座2中。传动轴16装有一定位套管20，可随着传动轴16一起转动，一垫圈22，和一个拧螺母26的螺纹端24;在此实施例中，切割刀组件位于定位套管20的凸肩和垫圈22之间，并且在卸下螺母26之后，可以作为一配件移走。

在图3的实施例中，防护罩6由与机座部分形成为一整体的环状支承盘200所支撑;而在另一实施例中，从图1A中可见，支架200是用螺钉201可拆装地固定在机座部分2上的。

防护罩6是一组合结构，具有一后防护部件110（图2）和一前防护部件112（图3），前防护部件112由防护元件114、116，118组成。

后防护部件110具有一无孔口的裙板122（图1）与驱动轴16成一160度对角。在此实施例中，后裙板由切割刀片32所在平面向下延伸3.5厘米，而后防护部件110顶盖124比刀片平面高出0.8厘米。建议司居摩割草机（Strimmer）以与地平线保持一个小的角度左右地割草，故当从前方或后方看去，互相交替地一边比另一边低;后防护部件110的带倾角的裙板端部126有助于割草，使刀头更接近于地面，故我所建议的大深度裙板不妨碍割草效率。

然而大多数碰撞自由物体是垂直投射到刀片的刀刃上的，我的试验表明有些试验物体，至少被撞击两次并从后防护部件110以一个想不到的角度射出。为了限制在后防护部件110中出现多次撞击，在部件110的周边，切割刀头和裙板122之间留有一2.5厘米间隙;另外，切割刀片以图2中箭头130所示的方向转动，最好从图2A中看，切割刀片最后离去的裙板122的端部128，形成一向内倾角，故阻止自由物体围绕裙板内侧弹跳。直径为18厘米的裙板，端部128的内径为16.5厘米，与刀头的间距为1.0厘米。

相反，最好从图2B看，端132成一向外倾角，直径为20.0厘米，并有一突起面133延伸超过邻近防护顶盖124之上1.5厘米，这样后防护部件110的端部132对射向操作者区的撞击物体形成了一个障碍物。这样，射向操作者区域的自由物体可以被后防护部件的端部132，包括面133更好地遮挡住。

后防护部件有三个装配孔134，其中放入螺钉136（图1）用以可拆装地把后盖部件固定在机座2上;或者如图1A中的实施例，可拆装地将后盖固定在支承盘200上。顶盖124为一实体，但在另外的实施例中，可以有孔，以减轻后防护部件110的重量。

如图3可见，前防护部件112包括许多成对的防护元件114，116，118，故若一个元件被损坏，可不需要更换整个前防护部件。这些元件是以悬臂形式装在机座2上的，弹性地位于箍140，142的下面，箍140，142与机座2形成一整体托环，并由卡钩143定位;然而在另外的实施例中箍可以是分开的，各自焊在机座2上。

防护元件114各有一径向支腿144a（见图4），支腿144a有一径向长度为6.0厘米，垂直尺寸为2.0厘米的增大部分146a;和一悬垂的指状物148a从切割刀片32的平面向下延伸0.3厘米。指状物148a的径向长度，在根部为1.5厘米，而下边缘处是1.0厘米，刀头圆周和此处的下边缘之间的径向间距是1.5厘米。

靠近后防护部件端部132的防护元件116（图3，图5）具有与端部132相同的外径（20厘米）。增大部分146b的径向长度因而为8.0厘米;其垂直方向的尺寸增加到3.5厘米，而与切割刀平面保持0.8厘米间距。指状物148b的根部径向长度，和下端径向长度却是3.5厘米，故指状物148b通常是为矩形;刀头圆周和指状物下边缘之间的径向间距减小到1.0厘米。指状物下端延伸到切割刀片32所在平面之下3.0厘米。因此，这两个防护元件116，对自由飞行物提供了一个比防护元件114更大的障碍物，尽管防护元件116在切割刀片32和操作者区域之间是形成一直线。

两个防护元件118的支腿144c延伸到连接后防护部件的末端128和第一相邻防护元件114的一假想线145，故两个防护元件118的径向末端和第一相邻防护元件114的径向末端形成为一直边，这对沿墙面或类似物割草时有好处。支腿144c有一倾角，当旋转割草机向前移动时，把沿墙面要割的草引向转动切割刀片32。由于支腿144c有一倾角，刀头圆周和指状物下边缘之间的径向间距已象防护元件116一样减小，已经指定的防护元件118与防护元件114相应的尺寸除外。防护元件118的附加强度可以按图7所示形成（下文中阐述）。为了使基准线更靠近刀片32的刀头，以使更靠近“墙”边，在此实施例中末端128的半径减小到17.0厘米。

在另外实施例中（未示出）防护元件118的长度可以明显地不同，使用时离开末端128最远的元件较长并弯离末端128，以便更迅速地把草引入切割刀片的轨迹，从末端128设定的准线145将“碰及”元件末端（不是元件114）与元件118成对的另一元件可以被弯成曲状或简便地做成平的。

从图3可见，每一防护元件所具有的周向宽度小于邻近指状物间的间距;沿刀片端部圆周的切线射出的自由物体，从两邻近指状物间抛出至少需通过两条支腿114，而从端部圆周径向向里的位置抛出必须通过5条支腿144。相邻指状物148之间的距离不能超过5.0厘米。因此，可从防护罩抛出的撞击物以减小了动能与例如一个或几个增大部分146接触，或与悬垂指状物148接触，或与前述两者都接触。作为一个附加的安全性能，我的后防护部件的无孔缝的裙板122，向下延伸低于切割刀片32的旋转平面，此指状物148延伸更低（见图1），它阻止了抛射物在裙板122下弹起并回弹击中操作者，向时也允许司居摩割草机（Strimmer）向前倾斜，有效切割在防护元件114之间导引着的植物。

形成第一裙板部件的指状物148，使用时是在机器的前方和侧边;而裙板122是一个无孔隙的第二部件，或至少是一个有极小孔隙的部件，而孔隙太小，小到不能使足够大或足够重的损伤操作者的物体通过。支腿144联同指状物148形成防护顶盖部分，而余下的顶盖124是与裙板122相连系的。

在一个另外的实施例中，为了有更高的强度，也为了减少相邻指状物之间的周向间距，防护元件114，116，118中的一个或几个可以设有凸缘120（图7），最好是三角形的。

为了有时用作一例如尼龙绳司居摩割草机（Strimmer）前防护元件114，116，118可以拆除，以不妨碍尼龙绳的切割操作，后防护部件110可以保留在原位置上。

防护罩，尤其是各防护元件114，116，118最好是用耐振的、有弹性的、轻质的材料组成，如尼龙或聚碳酸酯。防护元件联接在一环状支承圆盘200上，支承盘200有装配长孔202，护圈螺钉可以从中穿过。长孔202允许防护元件与后防护部件110相对于机座2有一个有限的转动调整，以对操作者提供更好的保护作用。在另外实施例中（未示出），圆盘200和后防护部件110可以形成为一整体元件。

在另外的实施例中，第一部件的防护元件可以做成单一的，或三个的，即不同于成对的;代替上述的3.5厘米，后裙板可以延伸到切割刀片32所在平面下4.0厘米;146B的部分垂直尺寸可以为4.0厘米;指状物148B根部和下边缘处的径向长度可为4.0厘米;相邻指状物指间的间距可为4.0厘米;立面133径向长度为8.0厘米并延伸超过临近防护顶盖4.0厘米，若干或所有前部件防护元件114，116，118可以与支承盘200形成为一整体，支承盘200可以是一完整的圆环或完全分开，即环块。

总之，本发明的防护罩即轻又易于拆装，并使割草机有效地切割植物，而且对操作者和旁观者提供的安全性超过了美国现代机器标准的规定。

Claims (2)

1、一种适用非气动提升的割草机切割刀片的防护罩，它包括顶盖和裙板，该裙板由具有沿圆周间隔设置开口的第一部件和没有上述的沿圆周间隔分布的开口的第二部件，项部通过安装部件（200、200a）安装在切割机上，其特征在于：第一部件包括许多防护元件，每个防护元件有一支腿和指状物，每个防护元件的周向宽度小于相邻的指状物之间的间隔，指状物之间，刀片端部轨迹的切线首先要横切数个指状物，支腿内端安装在上述安装部件上构成项盖的一部分，安装部件的装配位置位于支腿和切割刀片之间，每个支腿具有一个比周向尺寸大的垂直尺寸，在其外端的垂直尺寸增大，形成防止物体沿切割刀顶部大致正切方向射出障碍物。

2、按照权利要求1所述的防护罩，其特征是，上述裙板的第二部件比上述第一部件的指状物离开安装部件延伸得更远。

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