CN105379568B - 用于手持式园艺设备的切换和制动*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于手持式园艺设备、比如树篱修剪机的电机的组合式切换和制动***。该***包括：制动器(500)和切换器(400)，分别能够操作以施加制动力和启动电机；和操作件(300)，其能够在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置，制动器接合且切换器停用，在第二位置，制动器脱开且切换器启动。

Description

用于手持式园艺设备的切换和制动***

技术领域

本发明涉及一种手持式园艺设备，尤其是机动化设备，比如树篱修剪机。

背景技术

用于修剪、修整和切割的机动化手持式装置(比如树篱修剪机或链锯)是本领域已知的，且与手动装置、比如剪刀相比提供了更快且更容易的方式来修剪和修整单独的灌木或树篱。它们通过内燃机或电机来提供动力，且为安全起见通常采用双输入***，以保证该装置将仅在两个独立的触发器都被按下时才工作。这要求装置在双手中牢牢地握住以便操作电机和切割元件。如果操作员从触发器放开他/她的一只手(例如，由于跌倒)，动力将从电机切断。此外，这些装置还采用制动器***，从而防止切割装置在动力已经解除时“惰转(coasting)”，并使切割元件尽可能快地停止。现有技术中所采用的切换和制动***是电致动的，且依靠电路的中断来切断到电机的电力并制动切割***。然而，这些先前的双切换安全***实施起来是昂贵的。

发明内容

本发明通过将电切换和制动***替换为机械切换和制动***而提供了一种改进的切换和制动***。本发明实施起来更简单、更可靠且更便宜。另外，机械切换和制动***可提供更短的启动时间，从而降低意外伤害的风险。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于电动工具的组合式切换和制动控制***，所述电动工具包括驱动切割元件的电机。该***包括：切换器，其能够操作以启动电机；制动器，其能够操作以将制动力传递至切割元件；操作件，其能够从制动位置移动至启动位置，在所述制动位置，所述操作件使得制动器被施加且切换器被停用，在所述启动位置，所述操作件释放制动器并启动切换器。所述操作件被向着所述制动位置弹性地推压。还提供了：第一操作机构，其联接在第一用户控制器与所述操作件之间；和第二操作机构，其联接在第二用户控制器与所述操作件之间。所述操作机构被构造成：仅在第一和第二用户控制器都接收用户输入时，抵抗推压力将所述操作件从所述制动位置移动至所述启动位置。本发明的益处包括与电启动式安全机构相比更可靠的机械式安全机构。本发明还可提供更快的响应时间，从而使用户输入中的一个消除后不久就接合制动器并停用切换器。

在一个优选实施例中，所述操作机构是机械式联接件，所述机械式联接件在接收到用户输入时移动到其相应的用户控制器，从而使得所述用户控制器能够与所述操作件分开地定位。

在另一优选实施例中，当用户输入施加于两个用户控制器时，每个操作机构的移动在所述操作件处被组合，以将所述操作件从所述制动位置移动至所述启动位置。这保证了所述操作件仅在两个用户输入控制器都被启动时才移动。

在另一优选实施例中，第一和第二操作机构中的一个包括突出部，所述突出部与所述操作件接合并将所述操作件从所述制动位置移动至所述启动位置。优选地，所述突出部与所述操作件中的槽接合。更优选地，所述槽是大致L形的。

在另一优选实施例中，所述操作件包括凸轮表面，所述凸轮表面在所述启动位置与所述切换器接合。

在另一优选实施例中，所述操作件包括制动启动突出部，所述制动启动突出部在所述制动位置与所述制动器接合。

在另一优选实施例中，所述用户控制器是机械触发器。

在另一优选实施例中，第二用户控制器包括多个用户控制器，所述多个用户控制器中的任一个在第一用户控制器也接收用户输入时均可接收用户输入以移动操作件。更优选地，第二用户控制器包括多个机械触发器，所述多个机械触发器被构造成：当机械触发器中的一个通过用户输入移动时，其他机械触发器保持静止。

在另一优选实施例中，第一和第二用户控制器设置在单独的操作把手上。

在另一实施例中，本发明合并到园艺电动工具中，且更优选地，该工具是树篱修剪机。

本发明的另一方面是一种用于电机的制动器***。该***包括旋转式制动盘，紧邻所述制动盘的旋转式阻挡垫，和用于与所述阻挡垫接合的突出部。所述阻挡垫形成为在圆周中具有至少一个中断区段(即凹进部)的环形盘体。当所述制动器启动时，所述突出部与所述中断区段接合并阻止所述阻挡垫旋转。当所述阻挡垫被阻止而不能旋转时，来自相邻旋转式制动盘的摩擦力提供了制动力，从而减慢并最终停止制动盘，以及电机的联接至制动盘的其余旋转和移动元件。

优选地，所述至少一个中断区段由围绕所述盘体的不完整凸缘形成。更优选地，所述制动器包括位于所述阻挡垫的任一侧上的两个制动盘，以用于更大的摩擦力。

本发明的另一实施例提供了包括多个机械触发器的用户控制器。所述触发器均被构造成使得它们彼此不同地定向，即朝向不同方向。然而，当触发器中的任一个接收用户输入时，触发器工作以将单个相应的操作机构沿着相同的方向机械地移动。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例来描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1是合并了本发明的改进的切换和制动***的手持式树篱修剪机的透视图。

图2是合并了本发明的改进的切换和制动***的手持式树篱修剪机的替代性透视图，其中，前护罩未附连。

图3是后把手和前把手的内部构件和触发器彼此相对位置的透视图。

图4是后把手的内部构件的正视图。

图5是后杠杆和主杠杆的正视图。

图6是后杠杆和主杠杆的透视图。

图7是前把手的透视图。

图8是前把手的内部构件的透视图。

图9是上触发器与右触发器之间肩部接合的近视图。

图10是主杠杆与把手杠杆之间的连接的透视图。

图11示出了主杠杆与操作件之间的连接。

图12示出了处于第一、未启动位置的切换和制动***。

图13示出了处于第二、半启动位置的切换和制动***。

图14示出了处于第三、半启动位置的切换和制动***。

图15示出了处于第四、全启动位置的切换和制动***。

图16是制动器***的内部构件的透视图。

图17是制动器***的其他构件的透视图。

图18是全构造的制动器***的透视图。

图19是全构造的制动器***的剖视图。

图20是操作件、制动器和切换器***的平面视图。

图21是与制动器接合的操作件的透视图。

图22是切换和制动***的所有移动构件的下侧透视图。

具体实施方式

本实施例将本发明合并到手持式电树篱修剪机中，尽管应当理解，其也可在多种其他装置中实施。

如图1和图2所示，树篱修剪机装置100包括主体110、切割元件115、后把手130和前把手140以及前护罩(150)(图2中未示出)。

切割元件115被设置为带护刃器梁的切割器(finger-bar cutter)或镰刀切割器(sickle cutter)，且包括：长杆条，其上安装有垂直的护刃器(finger)；和叠加的第二杆条，其能够沿着第一杆条前后移动。第二杆条包括垂直的尖锐镰刀区段(刀片)，与第一杆条的护刃器对称。镰刀杆条沿着第一杆条被前后驱动，且树篱在镰刀区段的尖锐边缘与护刃器板之间被切割。

前护罩150防止切屑和其他切割碎片对用户造成伤害。

后把手130是纵向设置的抓持部，且包括沿着把手130的下侧延伸的后触发器135。

前把手140是与装置100的纵向轴线和后把手130都垂直的环形抓持部。前把手140包括三个前触发器：左触发器142、上触发器144和右触发器146。这三个触发器中的每个都在环形前把手140的内侧。

为安全起见，该装置使用双输入***，所述双输入***仅在后触发器135以及左触发器142、上触发器144和右触发器146中的至少一个启动时才允许电机启动和制动器脱开。以这种方式，该装置要求用户抓持并握住后把手130和前把手140以操作装置100。

如果后触发器135以及前触发器142，144，146中的至少一个都不启动，装置100将断开电机的动力，并接合制动机构。

这是形成本发明的基础的切换器和制动器机构的机械式实施，下文将给出进一步的细节。

装置100由终端用户通过一只手在后把手130上且另一只手在前把手140上而被握住。

通过将后把手130下侧上的后触发器135朝着后把手130向上推挤或牵拉而启动后触发器135。

如图3和图4所示，后触发器机构包括：后触发器135，其绕着枢转部136朝着触发器的前部旋转；摇杆137，其绕着枢转部138朝着摇杆的后部旋转；和后杠杆杆条139。

摇杆137恰在后触发器135的枢转部136之后位于后触发器135上面。后触发器135和摇杆137在它们相应的枢转部136，138之间通过套管(spigot)和槽布置结构134彼此接合。套管从摇杆137向外水平地形成，且陷入后触发器135中的长条形槽之内。当后触发器135向上被牵拉并绕着其前枢转部136旋转时，该槽迫使附连至摇杆的套管向上。这进而使摇杆137绕着其后方的枢转部138反转，从而抬起摇杆137的前端部。

后杠杆杆条139具有上端部和下端部，从下端部至上端部向前倾斜，且绕着其上端部可旋转地连接至摇杆137的前端部。

因此，当后触发器135向上被牵拉时，后杠杆杆条139也随着摇杆137的前端部被带着向上。

图5和图6示出了后杠杆杆条139与主杠杆210的接合。

后杠杆杆条139的下端部包括至少一个水平延伸的套管，该套管在主壳体110中通过封闭凸轮引导。当套管沿着倾斜的封闭凸轮被引导时，后杠杆的竖直运动被转换成水平运动。

主杠杆210是水平杆条，其被设计成将后触发器135的启动运动传递成前后水平运动。后杠杆杆条139在其下端部处通过单作用凸轮连接而连接至主杠杆210，从而仅按压作用可传递通过它们，反之亦然。因此，后杠杆杆条139的水平运动被传递至主杠杆210。

因此，当后触发器135被按压时，主杠杆210被水平地向前驱动。后触发器的运动的效果将在下文另外描述。然而，单单后触发器135的启动将不足以脱开制动器或启动电机，且用户必须还启动前触发器142，144，146中的至少一个以便脱开制动器或启动电机。现在将描述前触发器机构，然后再讨论前和后触发器的组合效果。

图7示出了从装置100的主体110移除的前把手140。

前左触发器142、前上触发器144或前右触发器146中的任一个与后触发器135组合可提供脱开制动器和启动电机所需的附加启动机制。

通过将触发器朝着前把手140向外推挤来启动前触发器142，144，146中的每个。如果任何前触发器被启动的话，其余触发器都将不作任何移动。

如图8所示，触发器142，144，146分别连接至它们之后的相应的杠杆202，204，206。

前把手140还包括把手梁220，把手梁220是左杠杆202和右杠杆206的下端部之间的水平梁。

为了保证把手梁220在启动时总是向同一方向(例如，向左)移动，前把手140之内的触发器和杠杆布局是不对称的。

左杠杆202和上杠杆204在同一枢转部141处连接并绕着该枢转部141枢转，该枢转部141接近左杠杆202的上部并接近上杠杆204的左端部定位。右杠杆206绕着其自身的、接近右杠杆206的中间的枢转部147旋转。

当左触发器142沿着箭头的方向被按压时，左杠杆202绕着上方的枢转部141旋转，从而将左杠杆202的下端部向外(图8中，向左)移动。

当右触发器146沿着箭头的方向被按压时，右杠杆206绕着其中间的枢转部147旋转，从而将右杠杆206的下端部向内(图8中，向左)移动。

上杠杆204在启动时通过斜坡连接(ramp connection)205作用于右杠杆206，且上杠杆204的启动运动通过右杠杆206被传递至把手梁220。图9示出了斜坡连接205的近视图。当上触发器144沿着箭头方向被向上按压时，上触发器144使上杠杆204绕着左方的枢转部141旋转，从而抬起杠杆204的右端部。当上杠杆204抬起时，斜坡连接205迫使右杠杆206的上端部向外，从而使右杠杆206绕着其中间的枢转部147旋转，将右杠杆206的下端部向内(图8中，向左)移动。

因此，左触发器142在启动时在把手梁220上侧向牵拉，使把手梁220向左移动。右杠杆206在启动时侧向按压把手梁220，且上杠杆204在启动时通过右杠杆206作用，从而也侧向推压把手梁220，也都向左移动把手梁220。

前把手140和前触发器142，144，146被设计成：将触发器中的一个按压至把手中将不会引起其余触发器移动。这通过两个主要结构特征来实现。首先，左触发器142和左杠杆202基本上独立于其他触发器/杠杆且在把手梁220上牵拉，从而将把手梁220牵拉成不与右杠杆206的下端部接触。其次，斜坡连接205将上杠杆204的移动传递至右杠杆206，但反之不然。当右杠杆206通过上触发器144和上杠杆204移动时，右触发器146保持静止，因为右触发器146被允许与右杠杆206分离。

现在将描述主杠杆210和把手梁220的组合。如图10所示，把手梁220通过把手梁中的通道222连接至主杠杆210，从而允许主杠杆210在通道222中前后纵向地自由移动，但是在前触发器142，144，146中的任一个启动时侧向(向左)推动主杠杆210。如下所述，当该启动(图10中的箭头A)与主杠杆210的移动(图10中的箭头B)组合地实施时，足以脱开装置的制动器并启动电机。

参照图11，主杠杆210在相对于突出部315或销的相反端部处通过穿过长条形槽211的套管(未示出)被保持在位，从而使得主杠杆210能够沿着其纵向轴线前后移动并绕着套管(未示出)旋转，从而将远端部处的突出部315相应地沿着纵向和横向移动。

如图11所示，主杠杆210通过包括L形槽310的封闭凸轮连接和突出部315而连接至操作件300。操作件300能够绕着枢转部320旋转。在该优选的实施例中，操作件300成板的形式。

如下所述，操作件300绕着枢转部320的旋转使得操作件300逆着保持弹簧(未示出)作用，并通过微切换器400脱开制动器和启动电机。

图12示出了处于第一构型的主杠杆210、把手梁220和操作件300，其中，后触发器135和前触发器142，144，146中的任一个都未启动。突出部315位于操作件300中的L形槽310拐弯处。操作件300处于制动位置。

图13示出了处于第二构型的主杠杆210、把手梁220和操作件300，其中，仅后触发器135被启动，且前触发器142，144，146都未启动。主杠杆210已经通过上述机构沿着箭头的方向被向前驱动。突出部315被向前驱动到操作件300中的L形槽310的腿部中的一个中。然而，这并没有使操作件300绕着其枢转部320旋转，且因此这没有起作用以通过微切换器400脱开制动器或启动电机。操作件因此保持在制动位置。

图14示出了处于第三构型的主杠杆210、把手梁220和操作件300，其中，前触发器142，144，146中的至少一个被启动，但是后触发器135未被启动。因此，主杠杆210保持在它的向后位置，且突出部315沿着操作件300中的L形槽310的底边定位。然而，由于前触发器142，144，146中的至少一个已被启动，因此把手梁220被沿着箭头的方向侧向(向左)移动，从而使主杠杆210随着它移动。突出部315被侧向驱动至操作件300中的L形槽310的另一腿部中。因此，操作件300也不绕着其枢转部320旋转，且该位置不起作用以通过微切换器400脱开制动器或启动电机，从而操作件保持在制动位置。

图15示出了处于第四构型的主杠杆210、把手梁220和操作件300，其中，后触发器135和前触发器142，144，146中的至少一个均已被启动。由于后触发器135被按压，主杠杆210被水平地向前驱动，且突出部315被向前驱动。另外，由于前触发器142，144，146中的至少一个已经被启动，因此把手梁220侧向(向左)移动，使得主杠杆210随着它移动。因此，突出部315也被侧向驱动。当突出部315与L形槽310的钝拐角的内侧边缘接合时，突出部315在L形槽310中沿着箭头方向的向前和侧向移动的组合提供了操作件300的旋转移动。因此，操作件300移动至启动位置，脱开制动器并与微切换器400接合，从而启动装置100的电机。凸轮表面325设置在操作件300上，以与切换器上的钮部410接合。

后触发器135和前触发器142，144，146中的至少一个共同被启动的次序可互换，且都提供相同的操作方式。例如，后触发器135首先被启动且然后前触发器142，144，146中的一个被启动，或者前触发器142，144，146中的一个首先被启动且然后后触发器135被启动并没有区别。替代性地，后触发器135和前触发器142，144，146中的至少一个可同时被启动。上述启动情形中的所有都将导致操作件300的旋转。

该装置包括机械式盘制动器以停止切割元件，且同时操作件300旋转以与微切换器400接合，操作件300同时与制动器脱开，从而使得装置的切割元件被启动。

如图16所示，制动器***包括由阻挡垫550隔开的上制动盘510和下制动盘520。阻挡垫包括由不完整凸缘552围绕的环形盘体551，所述不完整凸缘552在至少一个方向上高于盘体551。在不完整凸缘552中存在中断部553，从而不完整凸缘552绕着盘体551的圆周不完全地延伸。

如图17所示，制动器***还包括与排开式(drive-out)行星轮架540接合的制动器垫530。排开式行星轮架包括环形盘体542，所述环形盘体542具有从中心孔眼轴向地延伸的圆柱形中空轴544，该轴的外侧具有沿着轴向延伸的槽546。制动器垫530与带槽的轴544接合，能够使该轴轴向地上下移动，但是槽546保证该轴总是随排开式行星轮架540旋转。

图18和图19示出了完整的制动器500，还包括：衬片560，其从排开式行星轮架540的环形盘体542的顶部延伸；弹簧570，其向下推压在制动器垫530上；锁定环580，其将弹簧570保持在位。制动器***的所有元件都具有中心孔眼，且排开式行星轮架540的带槽轴544穿过所有其他构件，从而将它们保持在位。中空轴544与装置100的主驱动转子(未示出)接合。

制动盘510，520由于制动盘510，520和阻挡垫550之间的摩擦力而随阻挡垫550旋转。该摩擦力通过弹簧570提供，所述弹簧570将排开式行星轮架540和制动器垫530之间的制动盘组件推压在一起。

如图20和图12所示，当用户释放后触发器135或所有前触发器142，144，146时，操作件300将返回至其初始位置，且微切换器400将被停用。另外，操作件300的制动器启动挡块或突出部330将与阻挡垫550的凸缘中的中断部接合，并阻止阻挡垫进一步旋转。通过制动盘510，520推靠阻挡垫550而产生的摩擦力减慢了制动器***的旋转构件，从而使得该装置停止。

图22示出了在位的完整切换器和制动器机构。操作件300通过逆着操作件300的旋转而作用的压缩弹簧302返回至其未旋转的初始位置。因此，如果后触发器135或所有前触发器142，144，146被释放，操作件300就将返回至其初始位置，与阻挡垫接合，并从微切换器400脱开。还提供了第二保持弹簧212，其作用是在后触发器135被释放时向后推压主杠杆210，且在前触发器142，144，146被释放时侧向(向右)推压主杠杆210。当所有触发器都被释放时，主杠杆210返回至其初始停靠位置。

Claims (15)

1.一种用于电动工具的切换和制动控制***，所述电动工具包括驱动切割元件的电机，该控制***包括：

切换器(400)，其能够操作以启动电机，

制动器(500)，其能够操作以将制动力传递至切割元件，

一操作件(300)，其能够从制动位置移动至启动位置，在所述制动位置，所述操作件使得制动器(500)被施加且切换器(400)被停用，在所述启动位置，所述操作件(300)释放制动器(500)并启动切换器(400)，所述操作件(300)被向着所述制动位置弹性地推压，

第一用户控制器和第二用户控制器，

其特征在于，该切换和制动控制***还包括：

第一操作机构，其联接在第一用户控制器与所述操作件(300)之间，和

第二操作机构，其联接在第二用户控制器与所述操作件(300)之间，

其中，所述操作机构被构造成：仅在第一用户控制器和第二用户控制器都接收用户输入时，才抵抗推压力将所述操作件(300)从所述制动位置移动至所述启动位置。

2.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述操作机构是机械式联接件，所述机械式联接件在接收到用户输入时移动到所述机械式联接件的相应的用户控制器。

3.根据权利要求2所述的控制***，其特征在于，当用户输入施加于两个用户控制器时，每个操作机构的移动在所述操作件(300)处被组合，以将所述操作件从所述制动位置移动至所述启动位置。

4.根据前述权利要求中任一所述的控制***，其特征在于，第一操作机构和第二操作机构中的一个包括突出部(315)，所述突出部(315)与所述操作件(300)接合并将所述操作件(300)从所述制动位置移动至所述启动位置。

5.根据权利要求4所述的控制***，其特征在于，所述突出部(315)与所述操作件(300)中的槽(310)接合。

6.根据权利要求5所述的控制***，其特征在于，所述槽(310)是大致L形的。

7.根据权利要求1-3、5、6中任一所述的控制***，其特征在于，所述操作件(300)包括凸轮表面(325)，所述凸轮表面(325)在所述启动位置与所述切换器(400)接合。

8.根据权利要求1-3、5、6中任一所述的控制***，其特征在于，所述操作件(300)包括制动启动突出部(330)，所述制动启动突出部(330)在所述制动位置与所述制动器接合。

9.根据权利要求8所述的控制***，其特征在于，所述制动器(500)包括：

旋转式制动盘(510；520)，和

紧邻所述制动盘(510；520)的旋转式阻挡垫(550)，所述阻挡垫具有环形盘体(551)，所述环形盘体(551)在圆周中带有至少一个中断区段(553)，且其中，

当在制动位置时，所述制动启动突出部(330)与所述至少一个中断区段(553)接合并阻止所述阻挡垫(550)的旋转。

10.根据权利要求9所述的控制***，其特征在于，所述至少一个中断区段(553)由围绕所述环形盘体(551)的不完整凸缘(552)形成。

11.根据权利要求9或10所述的控制***，其特征在于，所述制动器(500)包括位于所述阻挡垫(550)的任一侧上的两个制动盘(510，520)。

12.根据权利要求1-3、5、6、9、10中任一所述的控制***，其特征在于，所述用户控制器是机械触发器。

13.根据权利要求1-3、5、6、9、10中任一所述的控制***，其特征在于，第二用户控制器包括多个用户控制器，所述多个用户控制器中的任一个在第一用户控制器也接收用户输入时均可接收用户输入以移动所述操作件(300)。

14.根据权利要求13所述的控制***，其特征在于，第二用户控制器包括多个机械触发器，所述多个机械触发器被构造成：当机械触发器中的一个通过用户输入移动时，其他机械触发器保持静止。

15.根据权利要求13所述的控制***，其特征在于，

第二用户控制器包括多个机械触发器，所述多个机械触发器被构造成：

每个触发器(142，144，146)彼此不同地定向，且

当触发器(142，144，146)中的任一个接收用户输入时，单个相应的第二操作机构沿着相同的方向移动。

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