CN102119607B - 割草机刹车装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了割草机刹车装置，包括驱动电机、输出轴、传动轮、安装驱动电机与输出轴用的支架、固定在支架上的刹车套、沿刹车套外壁设置的制动总成以及与输出轴联动的刹车盘，所述制动总成转动连接在刹车盘上，所述刹车盘通过限位传动结构活动安装在传动轮内，所述传动轮上设有导向结构；在输出轴依次带动刹车盘、制动总成作惯性旋转运动时，所述制动总成在导向结构的作用下向内收缩并抱紧刹车套外壁实现制动。本发明具有结构简单、性能稳定、装配方便、制动响应快、成本低廉的特点。

Description

割草机刹车装置

技术领域

本发明涉及割草机的刹车装置。

背景技术

割草机是一种常用的园林电动工具，一般用电机作为驱动，通过皮带或者齿轮等传动结构带动装有刀片的主轴进行作业。如若作业过程中需要停机，首先是切断电源，但刀片在惯性作用下仍会高速运转一段时间，存在安全隐患，为此就需要一个刹车装置来控制其运动，避免造成人身伤害。目前现有的刹车装置具体可分为三种：机械刹车、电子刹车以及电机刹车。中国国家知识产权局于2007-05-30与2010-07-28公开了专利号为“200620068384.1”，“200910028299.0”两种割草机刹车装置，刹车原理大致相同，即通过刹车片与刹车盘之间的摩擦产生制动力，从而使刀片主轴停转，虽然控制刹车片与刹车盘接触的方式有所不同，但刹车片与刹车盘均是在刀片主轴轴向方向上进行接触继而产生摩擦，可以理解的是：刀片主轴是圆周方向上的旋转运动，唯有直接在其圆周反向方向上施加制动力，才能较好的实现主轴制动，而在其轴向方向上施加制动力，虽然同样可以达到制动的目的，但这个制动力只有一部分转化为圆周方向上的摩擦力，这样不仅影响制动效率，也会加速刹车片的磨损。

发明内容

本发明所要解决的问题就是提供一种割草机刹车装置，具有结构简单、性能稳定、装配方便、制动响应快、成本低兼的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：割草机刹车装置，包括驱动电机、输出轴、传动轮、安装驱动电机与输出轴用的支架，其特征在于：还包括固定在支架上的刹车套、沿刹车套外壁设置的制动总成以及与输出轴联动的刹车盘，所述制动总成包括两个制动块，所述制动块内嵌装有摩擦片，制动块一端通过传动销转动连接在刹车盘的凸耳上，所述制动总成转动连接在刹车盘上，所述刹车盘通过限位传动结构活动安装在传动轮内，所述限位传动结构包括设于刹车盘外缘上的两个凸耳，传动轮内壁开有供凸耳在圆周方向上往复滑动的弧形限位槽，所述制动总成转动连接在两个凸耳上，所述传动轮上设有导向结构，所述导向结构为设在传动轮上端面上的两个导向支块，所述导向支块的内侧面设计成沿输出轴旋转方向曲率半径逐渐减小的渐开曲面；在割草机停机状态下，所述制动块的自由端抵在渐开曲面曲率较大的一端，所述导向支块的外侧面设计为弧形面，沿导向支块外侧面设有一拉簧，所述拉簧一端挂接在导向支块上，另一端挂接在制动块的转接端上，在割草机停机状态下，所述拉簧处于第一拉伸状态，凸耳与弧形限位槽的两端均留有转动间隙；在割草机工作状态下，所述拉簧处于第二拉伸状态，凸耳抵在弧形限位槽一端并由弧形限位槽带动旋转，摩擦片与刹车套外壁不接触；在割草机停刹车状态下，拉簧处于第三拉伸状态使摩擦片紧贴刹车套外壁，在输出轴依次带动刹车盘、制动总成作惯性旋转运动时，所述制动总成在导向结构的作用下向内收缩并抱紧刹车套外壁实现制动。

进一步的，所述刹车盘上端设有径向凸出的顶沿，所述传动轮内壁设有定位台阶，刹车盘嵌入传动轮后，所述顶沿抵接在定位台阶上。保证输出轴平稳转动。

进一步的，刹车盘上端面设有两个轴向凸起的调整块，用于控制制动块与导向支块之间的配合间隙，确保刹车过程中制动块能灵活运转，提高刹车速度及灵敏度。

进一步的，所述传动轮上方设有盖板，所述盖板固接在导向支块上，盖板外缘环布有挡板，所述制动块、导向支块及拉簧收容在挡板所围成的空间内。增设挡板不仅起到防护作用，还能限制制动块上窜、防止拉簧被离心力甩出。

进一步的，所述输出轴上端通过轴承组件转动连接在支架上，输出轴端部设置卡簧限制输出轴往下窜动；割草刀片通过压板与锁紧螺母固紧在输出轴下端。

本发明的有益效果：

1、相比现有的电子刹车与电机刹车，本发明所提供的刹车装置结构更加简单，刹车装置转移到了割草刀片的输出轴上，刹车效果提高；

2、利用制动块直接抱紧刹车套来实现制动，制动响应快，输出轴及其割草刀片能在短时间内停转，避免造成人身伤害；

3、刹车盘与传动轮之间的限位传动结构配合拉簧的效果，不仅可以防止摩擦片磨损后失去刹车性能，延长刹车装置的使用寿命；还能保证在割草机工作时摩擦片不会影响输出轴的正常旋转，达到性能稳定的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的总装图；

图2为本发明的装配图；

图3为刹车盘与传动轮的放大图；

图4为割草机停机时的状态图；

图5为割草机工作时的状态图；

图6为割草机刹车时的状态图。

具体实施方式

参照图1-3，割草机刹车装置，包括驱动电机1、输出轴3、传动轮7、安装驱动电机1与输出轴3用的支架2、固定在支架2上的刹车套4、沿刹车套4外壁设置的制动总成5以及与输出轴3联动的刹车盘6，在驱动电机1的主轴上连接有小带轮11，小带轮11与传动轮7之间通过皮带12传动；制动总成5转动连接在刹车盘6上，所述刹车盘6通过限位传动结构活动安装在传动轮7内，所述传动轮7上设有导向结构；在输出轴3依次带动刹车盘6、制动总成5作惯性旋转运动时，所述制动总成5在导向结构的作用下向内收缩并抱紧刹车套4外壁实现制动。

限位传动结构包括设于刹车盘6外缘上的两个凸耳60，传动轮7内壁开有供凸耳60在圆周方向上往复滑动的弧形限位槽72，所述制动总成5转动连接在两个凸耳60上；刹车盘6上端设有径向凸出的顶沿61，所述传动轮7内壁设有定位台阶71，刹车盘6嵌入传动轮7后，所述顶沿61抵接在定位台阶71上，保证输出轴3平稳转动；制动总成5为两个制动块50，制动块50内嵌装有摩擦片51，制动块50一端通过传动销52转动连接在刹车盘6的凸耳60上。

导向结构为设在传动轮7上端面上的两个导向支块70，导向支块70的内侧面设计成沿输出轴3旋转方向曲率半径逐渐减小的渐开曲面701；在割草机停机状态下，制动块50的自由端抵在渐开曲面701曲率较大的一端。刹车盘6上端面设有两个轴向凸起的调整块62，用于控制制动块50与导向支块70之间的配合间隙，确保刹车过程中制动块能灵活运转，提高刹车速度及灵敏度。为减少制动响应时间，提高刹车效果，将导向支块70的外侧面设计为弧形面702，沿导向支块70外侧面设置一拉簧73，拉簧73一端挂接在导向支块70上，另一端挂接在制动块50的转接端上；在割草机刹车状态下，利用拉簧73将制动块50与导向支块70相向拉紧，保持传动轮7与刹车盘6之间相反运动状态直至制动块50抱紧在刹车套4外壁上，即输出轴3、割草刀片停止旋转。

在传动轮7的上方还设有盖板8，盖板8通过螺钉固接在导向支块70上，盖板8外缘环布有挡板80，制动块50、导向支块70及拉簧73均收容在挡板80所围成的空间内；增设挡板80不仅起到防护作用，还能限制制动块50上窜、防止拉簧73被离心力甩出。

输出轴3的上端利用轴承I30、轴承II31转动连接在支架2上，并设置卡簧32限制输出轴3往下窜动；割草刀片9通过压板33与锁紧螺母34固紧在输出轴3下端。

参照图4，在割草机停机状态下，驱动电机1与割草刀片9均处于静止状态，拉簧73处于第一拉伸状态，制动块50由于受到拉簧73拉力，摩擦片51与刹车套4外壁接触；因此时拉簧73的拉力很小，摩擦片51与刹车套4之间的摩擦力也很小，驱动电机1启动可以轻松可克服此摩擦力转动。在割草机停机状态下，凸耳60与传动轮7的弧形限位槽72两端各留有转动间隙A和转动间隙C，由于转动间隙A的存在，割草机工作时摩擦片51在离心力的作用下与刹车套4外壁处于分离状态，其间隙控制在0.1-0.5mm左右，通常为0.3mm，保证摩擦片51不会影响输出轴3正常旋转；转动间隙C则可以防止摩擦片51慢慢磨损后失去刹车性能。

参照图5，驱动电机1开启，割草机处于工作状态，此时，刹车盘6、输出轴3及割草刀片9由于惯性将保持短暂的静止，当凸耳60转过转动间隙A后传动轮7将带动刹车盘6一起转动。在此状态下，拉簧73的拉力在驱动电机的驱动力下可以忽略不计，达到稳定工作状态后，刹车盘6与传动轮7之间保持一个相对静止的状态，摩擦片51在离心力的作用下与刹车套4外壁处于分离状态。

参照图6，切断电源，驱动电机1停止工作，由于驱动电机1的惯性力矩较小，在摩擦力与风叶阻力的作用下驱动电机1的主轴会比输出轴3先停。失去驱动力的传动轮7在拉簧73的作用下逆时针旋转，此时输出轴3仍在惯性作用下顺时针旋转，输出轴3与传动轮7在圆周方向上产生相反运动，上述运动传递至制动块50与导向支块70上时即表现为：制动块50顺时针旋转，而导向支块70相对逆时针旋转，且二者之间具有速度差，利用这个速度差，导向支块70上的渐开曲面701驱使制动块50向刹车套4外壁逐渐靠拢，并最终抱紧在刹车套4外壁上；在抑制了制动块50的旋转后，刹车盘6、输出轴3及割草刀片9也相应停止转动，达到刹车的目的。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (5)

1.割草机刹车装置，包括驱动电机(1)、输出轴(3)、传动轮(7)、安装驱动电机(1)与输出轴(3)用的支架(2)，其特征在于：还包括固定在支架(2)上的刹车套(4)、沿刹车套(4)外壁设置的制动总成(5)以及与输出轴(3)联动的刹车盘(6)，所述制动总成(5)包括两个制动块(50)，所述制动块(50)内嵌装有摩擦片(51)，制动块(50)一端通过传动销(52)转动连接在刹车盘(6)的凸耳(60)上，所述制动总成(5)转动连接在刹车盘(6)上，所述刹车盘(6)通过限位传动结构活动安装在传动轮(7)内，所述限位传动结构包括设于刹车盘(6)外缘上的两个凸耳(60)，传动轮(7)内壁开有供凸耳(60)在圆周方向上往复滑动的弧形限位槽(72)，所述制动总成(5)转动连接在两个凸耳(60)上，所述传动轮(7)上设有导向结构，所述导向结构为设在传动轮(7)上端面上的两个导向支块(70)，所述导向支块(70)的内侧面设计成沿输出轴(3)旋转方向曲率半径逐渐减小的渐开曲面(701)；在割草机停机状态下，所述制动块(50)的自由端抵在渐开曲面(701)曲率较大的一端，所述导向支块(70)的外侧面设计为弧形面(702)，沿导向支块(70)外侧面设有一拉簧(73)，所述拉簧(73)一端挂接在导向支块(70)上，另一端挂接在制动块(50)的转接端上，在割草机停机状态下，所述拉簧(73)处于第一拉伸状态，凸耳(60)与弧形限位槽(72)的两端均留有转动间隙；在割草机工作状态下，所述拉簧(73)处于第二拉伸状态，凸耳(60)抵在弧形限位槽(72)一端并由弧形限位槽(72)带动旋转，摩擦片(51)与刹车套(4)外壁不接触；在割草机停刹车状态下，拉簧(73)处于第三拉伸状态使摩擦片(51)紧贴刹车套(4)外壁，在输出轴(3)依次带动刹车盘(6)、制动总成(5)作惯性旋转运动时，所述制动总成(5)在导向结构的作用下向内收缩并抱紧刹车套(4)外壁实现制动。

2.根据权利要求1所述的割草机刹车装置，其特征在于：所述刹车盘(6)上端设有径向凸出的顶沿(61)，所述传动轮(7)内壁设有定位台阶(71)，刹车盘(6)嵌入传动轮(7)后，所述顶沿(61)抵接在定位台阶(71)上。

3.根据权利要求1所述的割草机刹车装置，其特征在于：刹车盘(6)上端面设有两个轴向凸起的调整块(62)。

4.根据权利要求1所述的割草机刹车装置，其特征在于：所述传动轮(7)上方设有盖板(8)，所述盖板(8)固接在导向支块(70)上，盖板(8)外缘环布有挡板(80)，所述制动块(50)、导向支块(70)及拉簧(73)收容在挡板(80)所围成的空间内。

5.根据权利要求1所述的割草机刹车装置，其特征在于：所述输出轴(3)上端通过轴承组件转动连接在支架(2)上，输出轴(3)端部设置卡簧(32)限制输出轴(3)往下窜动；割草刀片(9)通过压板(33)与锁紧螺母(34)固紧在输出轴(3)下端。

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