電池供電的手扶式割草機的製作方法
2024-01-19 02:01:15 3
專利名稱：電池供電的手扶式割草機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電池供電的手扶式割草機，具體涉及能夠控制剪切差並提供電池組和因此能支持電池組的割草機。
背景技術：
現有的割草機技術認識到在割高爾夫球場上的草時割草機非常有用，這是因為高爾夫球場對割草結果要求嚴格，以確保整塊草地上草的切口平整。這些割草機中有些是手扶式割草機，而有些是乘式割草機。當然，乘式割草機天生要比手扶式割草機重，因此乘式割草機往往會在草地上留下討厭的壓痕，並且它們還有其它的缺點。
割草機一般採用滾筒型割草機，其中有些割草機關心的是割草的剪切差，剪切差決定了割草的質量。術語「剪切差」是指由旋轉割刀在草上連續移動而產生的草的相連切口位置之間的距離。必須將切口位置之間的草保留為高於切口位置處的切割過的草。因此要在高爾夫綠地球場上得到最佳的草，剪切差是至關重要的。
割草機在操作時要安靜而且重量要輕，還要能讓操作員在割草的過程中看到割草效果，這些也是很重要的。而且，最終的割草機將是由電池供電並具有電路的手扶式割草機，該電路具有如下特點預知割草機過載和因此而導致的割草機故障；告訴操作員關於電池電量的最新信息；在理想和不理想條件下自動和手動關閉；當割草機工作超過預定的時間後自動關閉電源；對於割草機功率既有位於手柄上的手動控制也有電鈕控制；一旦檢測到它們內的熱量達到預定值，割草機的電動機和牽引驅動自動關閉；並且能夠調節滾筒型割草機的輥子施加在地上的壓力。
發明內容
本發明的一個目的是提供能實現上述理想結果的一種割草機和一種方法。產生這些結果的特徵包括為了在高爾夫球場上方便而安靜地操作，割草機由電池供電；為了重量輕且在草地上容易操作，割草機為手扶式割草機；碾草輥在割草的同時能對草進行理想的碾壓；割草機的重量從頭到尾保持均衡；電池的支撐體可以調節，這樣可以提供地輥相對於滾筒式割草機本身所需的重量；有容納多個電池的電池箱，不但可以提供最佳的電功率，而且可以將電池箱連同電池一起取出以進行例如更換和充電的維護。
特別地，本發明提供了用於設定對於正在割的草所需的可選擇的剪切差的裝置和方法。為實現這一目的，操作員僅需調節或控制一個變量，即割草機的地面速度。但是在另一個實施例中，割草期間的牽引速度和滾筒速度都可以由操作員在手柄位置控制。
本發明還提供了支撐電池的設備，事實上是將一組幾個電池放在一個箱子內，箱子相對於割草機的其餘部分可以有選擇地移動，因此可以控制割草機的輥子施加在地上的壓力。在這一設備中，熟練的割草機操作員可以自行選擇地面壓力，並且可以在割草現場進行他們的選擇。
本發明還提供了在驅動牽引元件和切割滾筒時既可手動又可自動控制電功率的裝置和方法。因此，可以避免割草機過載。此外，可以用電信號指示可以給割草機提供的電量，因此操作員可據此作出反應，例如在電池耗盡之前更換電池或對電池進行充電。
此外，一個電動控制系統在電池電壓低於預定電壓時會切斷滾筒電動機的電源。而在此之前，有一個電信號指示操作員電池電量不足。然而，系統將仍然允許使用牽引驅動，因此在電池被完全耗盡而損壞之前，操作員可以將割草機開到合適的停放地點，但不能繼續割草。這一特點防止了濫用電池而造成的深度放電，從而避免損壞電池。
這裡所採用的電氣系統包括用於控制整個系統的手動主開關，它包括可以以恆速驅動的滾筒電動機的手動開關。有一個與牽引電動機相連的可變電阻器，例如電位計，電阻器可以由操作員在割草機的手柄位置控制，因此操作員可以選擇對於割草機和自己的行進速度所需的割草機地面速度。利用滾筒開關可以關閉滾筒的電源，系統可以在僅有牽引驅動的情況下操作，這樣系統可以僅作為一個草坪鎮壓器來使用。
如果牽引電動機或滾筒電動機過載，這些電動機會自動關閉。這一特點由一個用於檢測電動機內預定標準的熱量的傳感器實現。另外，如果操作員僅關閉割草機的兩個電動機，而主開關依然開著，在經過預定的時間延遲後，系統會自動關閉，從而避免任何損壞、電池耗盡或濫用割草機。
圖1是本發明的割草機的正面透視圖；圖2是圖1中的滾筒型割草機的正面透視分解圖；圖3是圖1中的手柄的正面透視分解圖；圖4是圖1中的電池和滾筒的正面透視分解圖；圖5是本發明所採用的電氣系統的電路示意圖；圖6是另一種電池供電的手扶式割草機的示意框圖；圖7是本發明中的電池和滾筒的可替代實施例的正面透視分解圖；和圖8是軟啟動模塊的示意圖。
具體實施例方式
這些附圖給出了現有的滾筒型割草機10，它包括框架結構11，如圖2所示，框架結構11有兩塊側板12和13以及交叉連架段14和16。滾筒型割草機10有一個現有的可旋轉割草機滾筒17，滾筒17的常見的螺旋形刀片18繞伸長的滾筒軸19等距離分布，滾筒軸19確定了沿軸19的長度方向延伸的旋轉軸21。有常見的固定滾筒底座刀22，刀片18繞軸19環行並移過刀22，以實現常見和公知的割草功能。在該總成的前方有一個滾筒型割草機的可旋轉輥23，此外還有一個未示出的支撐滾筒型割草機在地上運動的後輥。
圖1、圖2和圖4不但示出了上述部件，此外還示出了包括在該總成內的牽引輥24，牽引輥24通過輥軸26可旋轉地安裝在結構11上。牽引輥24將割草機總成支撐在地上，並用作割草機的牽引驅動。牽引輥24也可以用其它的地面支撐牽引構件來代替。
滾筒17和牽引輥24的旋轉驅動通過包括兩個單獨的電動機27和28的電氣系統進行。這兩個電動機是電路的兩個支路中的獨立部件。電動機27和28分別用螺栓適配地固定在結構的側板12和13上，並且與滾筒17和牽引輥24傳動連接。滾筒電動機27與滾筒軸19適配傳動嚙合，從而使滾筒向圖中向左的向前割草方向旋轉。電動機27和28為密蘇裡州聖路易斯市的電動機設備公司生產的M12160-2型電動機。
牽引電動機28上有一個驅動輪31，驅動輪31與用來驅動導輪33的傳動帶32連接。導輪33與驅動輪34嚙合，驅動輪34接下來驅動皮帶36和傳動安裝在輥軸26上的皮帶輪37。從電動機28到與地接觸的牽引輥24之間有一個牽引傳動鏈，這樣，割草機就會沿向前操作方向移動。該操作可以是滾筒17的割草動作並伴隨牽引輥24的碾壓動作，或者也可以如前所述僅為牽引輥24的操作。
圖1和圖3示出了在手柄下端39適配連接到結構11的手柄38。手柄上端40有一個手持部分41，操作員在操縱割草機時可以握著手持部分41。一個活動安裝的環或操作員手動控制器42樞軸連接在手柄38上，它可以相對手持部分41遠近移動。兩個樞軸安裝板43與手持部分41連接，板43為固定在環42上的託架44提供樞軸安裝。
在這種設備中，操作員在控制割草機時可以同時握住手持部分41和環42。後面會更清楚地看到，一旦鬆開環，牽引驅動器就中斷，環是電鈕手動控制器。圖1示出了環的開關46安裝在手柄38上，安裝位置使向前移動環42會電激發開關46，安裝位置和開關46的關係可以是任何合適的方式。還有一個被彈簧頂在現在位置的環鎖定杆47，這一位置阻止環42移動到其現在的位置，這樣開關46處於「OFF」位置。用戶可以鬆開杆47，然後向前轉動環以激發開關46，並將開關置於使割草機工作的「ON」位置。
另外，手柄上端40附近還包括安裝於其上的電氣元件，這些電氣元件的安裝位置便於用戶觀察或激發。電控或手控開關48通過線49安裝在手柄上，並與滾筒電動機27連接以控制操作電動機27的功率。電池電量計51安裝在手柄上，並且用戶可以看得到，並通過線52連接到下面的電路中。或者，電池電量計51也可以安裝在電池組上，這樣它能持續顯示電池的充電狀態。電量計是由紐約州Mt.Kisco的柯蒂斯儀器股份有限公司生產的，如906F48HNDHTJ型。手控主開關53安裝在手柄上，並且用戶夠得著，並通過線54連接到電路內。例如電位計56的手控可變電阻器通過線57連接到電路的該分支內，並安裝在手柄上，它控制牽引電動機28的功率，並具有一個連接於其上的用戶易於觸及的控制手柄58。電位計為加利福尼亞州安大略市的Spectrol電子儀器公司生產的657-2-0-502型。
這樣，上面提到的五個電氣元件開關46、開關48、電量計51、開關53以及電位計控制器58都位於手柄上端40的便於用戶使用的位置。這是本發明的手扶式割草機的顯著特點。
圖5示出了包括電池組59的電路，如圖4所示，整個電池組中有四塊電池。除了前面提到的電氣元件之外，電路還包括位於電量計51內的電子傳感器，電子傳感器用來檢測電池59內的電量，並將其記錄在位於手柄或電池組上的電量計51的操作員讀出器上，此讀出器可以是任何現有的設計，因此，操作員總是知道電池59內的電量。繼電器是由所述柯蒂斯儀器股份有限公司生產的，如1178E36480010型。電量計51連接到電池短路繼電器61，這樣，一旦出現預定的低電壓，例如當放電深度(DOD)為滿負荷的70％時，操作員就會看到閃光。當放電深度為80％時，電量計51就會雙倍閃光，並給電池斷路繼電器61提供一個信號以激發繼電器61，從而通過電觸點62終止到滾筒電動機27的電流，電觸點62通過線63與電動機27相連。這迫使操作員停止割草，並最終注意電池，從而防止了電池的深度放電以及因此造成的損壞。然而，系統仍允許操作員靠牽引電動機28將割草機開至服務區。觸點是由所述柯蒂斯儀器股份有限公司生產的SW60P48DCSupp/120型。
在對電池進行調整後，操作員必須將主開關53置於起動模式使系統通電以重新激發系統，然後重新激發環42和環開關46。閉合開關53會激發延時模塊64。模塊64提供了電關閉系統，在此系統內，如果非操作狀態超過十五分鐘，該延時模塊會切斷整個系統的電源。這一特點是為了在割草機停車超過十五分鐘時使其不再運轉，此後再使用割草機就要採用重啟程序。
該系統的另一特點是如果電動機27或28被卡住或停轉，例如當電流在預定長的時間內超過某個安培值時，例如在1.5秒內超過50安培，安裝在每個電動機內的傳感器就會自動關閉這個電動機。傳感器可以是現有類型的傳感器，但只是在這一系統中它才會被使用。
電動機內的現有配置也可以防止過載，而且電動機內有熱傳感器。在電動機27和28內部安裝有停機傳感器，該傳感器可以檢測電動機內的元件產生的熱量，當這些元件超過預定的熱限額時，就會使電動機停機。此外，過載解除之後，要用啟動程序來重啟割草機。
在重啟時，主開關53被置於起動位置，以使延時模塊64和電池電量計51通電，並激發指示電源的信號燈。當電池電量計51連接到電池組59上時，電池電量計51總是被激發到電池的輸出電平。閉合滾筒控制開關48和環開關46，電流就被導向到電動機觸點62和滾筒電動機27。電流還被導向到與環開關46相連的觸點65，用於將電流導向到牽引電動機28。
在圖5中，牽引電動機28由電位計56可變控制，從而允許操作員選擇割草機的地面速度。重要的是可選擇的行進速度，而不是具有乘式割草機的速度。在圖5的實施例中，滾筒電動機27如圖所示受定位控制器66的控制。然而，在滾筒控制支路中，控制器66可以用例如電位計56的電位計代替，這樣滾筒的旋轉速度就可以變化，當滾筒電動機27配有例如控制器58的位於手柄上的電位控制器時，滾筒的旋轉速度受操作員的直接控制。在所舉的例子中，由操作員改變滾筒在割草地點的旋轉速度並非首選，如圖5所示的實施例才是首選方式。
如圖5所示，其下部示出了信號燈67和手控開關68以及在所需情況下配置的例如備用電動機的另一臺電動機69。圖5的上部示出了可手動連接並用於將系統連接到電池組59的一個接線盒或插頭71。
圖1和圖4示出了電池59及其安裝。交叉連段架14和16與割草機側板12和13固定連接，並支撐電池盤70，電池盤70包括形成完整單元的一塊平面底板73和兩根側杆72和74。底板伸出部分76通過例如螺栓77的螺栓和側杆72和74上的例如槽78的長槽可調節地固定到側杆72和74上。伸出部分76也可以由例如螺栓79的螺栓通過長槽81可調節地固定到電池盤的底板73上。螺釘82和83穿過電池盤上的底板延伸，並在交叉連接段14和16處與割草機相連，其間有墊片84和86。
這樣，電池盤在割草方向上可以前後調節，因此相對於滾筒型割草機其重量也可以有選擇地轉移，從而調節例如圖示前輥23的割草機的輥子上的有效重量。
如上所述的電池盤70還有固定在電池盤上並成為電池盤一部分的後支柱或立壁87。前擋塊88樞接在樞銷89處，並構成電池盤的一部分。例如圖示彈簧91的拉伸彈簧促使前擋塊88的立壁92向後朝著支柱87移動。
如圖所示，電池59包括四塊獨立的電池，這四塊電池串聯連接並位於電池箱的箱座93中，電池箱的箱座93為矩形且向上開口，並按照圖示的並排放置方式接受四塊電池。電池箱的箱蓋94與箱座93配合形成完全封閉的用以容納四塊電池的矩形箱。用例如螺栓98的螺栓將箱蓋94和箱座93的各自邊緣96和97固定在一起。在電池箱附有把手99。
擋塊88中有一個開口101，箱座93上有突起102，當電池箱位於電池盤的底板73上時，開口101可以隱藏地接受突起102。這樣，電池箱的後壁103緊靠支柱87，電池箱被嚙合的擋塊88壓在下面。電池箱的側壁103在其側面受到重疊的兩根杆72和74的限制。電池箱有在電池盤上支撐電池及箱體總成的支點104。
為了從割草機中取出箱體總成和電池，用戶僅需抓住擋塊上的突緣106，並向前轉動擋塊以在突起102處鬆開。然後，斷開接線盒71處的線路，通過把手99就可以從割草機中提出該總成。更換割草機上的電池僅需簡單地將總成放在盤上，擋塊88使可滑動接觸電池箱的凸起的彎曲部分107向前旋轉擋塊，直到電池箱位於盤的底板73上，然後擋塊88會自動與突起連接。連接接線盒71就可完成更換操作。
如圖1和圖4所示，地面或底面支撐架108靠例如圖示螺栓109的螺栓樞接在割草機10上，並從割草機的一端延伸到另一端，在圖中它處於向上的非操作位置。如圖1和圖4所示，順時針旋轉支撐架108會將其置於割草機10的下面，這樣就會向上支撐起割草機從而使割草機10的底座離開地面。這一點對於連接未示出的傳動輪以及檢查和維修割草機非常有用。例如彈簧111的拉伸彈簧促使底座向上到達其示出的非操作位置。
割草機可以有八個滾筒刀片18。對於滾筒的每次旋轉，刀片18的數目影響剪切差。在圖5所示的實施例中，滾筒電動機27的電控制器66還可以在店內安裝，以得到電動機27的所選擇的轉速。然後，用戶在割草時僅需通過操作員手調控制器58調整電動機28的轉速來控制剪切差，因此僅需調節一個單獨的控制器即可確定剪切差。
如圖6所示，電池供電的手扶式割草機的另一個實施例包括與滾筒電動機27和牽引電動機28相連的控制器200。控制器200能與外部設備例如電池電量指示器202、讀卡機204和操作員手調控制系統206通信。每一件外部設備都向控制器200提供對確定滾筒型割草機10的操作模式有用的信息。基於從外部設備所收到的信息，控制器200提供一個向滾筒電動機27和/或牽引電動機28供應電流或切斷電流的操作信號。控制器200還包括在滾筒電動機27的啟動程序中可以操作的內部軟啟動模塊207。軟啟動模塊207允許使用比通常電動機的尺寸要小的電動機，這一點下面會有更詳細的描述。
電池電量指示器202向控制器200提供一個信號，用於指示串聯連接的四個電池的合併電壓。另外，電池電量指示器202包括多個用於向操作員指示電池組的電量的發光二極體208。在該實施例中，考慮到操作員的需要，有十個彼此相鄰的發光二極體。如果電池組的合併電壓超過48.5伏，第一發光二極體發光，指示電池組電量是滿的。隨著電池電壓的下降，隨後的發光二極體也發光，指示電量的下降量。當電池組電壓接近44.5伏時，第九和第十發光二極體交替閃爍，指示電池組為「空」。
電池電量指示器202還包括高電壓重置功能，其中僅在電池電壓高於56.4伏超過6分鐘後，電量計被重置。在再充電操作中會出現這一電池電壓值。電池電量指示器202還包括一個斷路重置，在電池從指示器202上斷開並隨之進行充電之後，可以進行斷路重置操作。當電池電量指示器202重新連接到電池組上時，為了將電量計重置至滿刻度，合併電壓必須高於大約50伏。
應該可以理解，電池電量指示器202可以安裝到割草機10上，或者可以將多個電池電量指示器獨立連接到電池組內四個電池中的每個電池上。這樣，當電池與割草機斷開時，操作員將能立即確定電池中存儲的電量。而且，在優化對每個電池進行再充電所需的能量和時間時，每個電池電量指示器都會有用。在另一個實施例中，一旦電池電壓高於預定電壓超過特定時間，每個電池電量指示器都會向開關發出停止充電的信號。
圖7示出了將電池59電連接到割草機10的電路中的一種可替代的方法。快速連接總成220包括連接到電池箱底板93上的第一接線盒222。第一接線盒222穿過形成在底板93的底面224上的孔而延伸。第一接線盒222包括電連接到電池59上的一對接線柱(未示出)。第二接線盒226連接到盤70上。第二接線盒226包括電連接到割草機10的其餘電路上的一對導體228。第二接線盒226穿過形成在電池盤70的底板73上的孔230延伸。
第二接線盒226被描述成一個插座，而第一接線盒222被描述成一個插頭。然而，應該理解所示接線盒的幾何形狀僅僅是為了舉例說明，這些接線盒無論橫截面為圓形、橢圓形或長方形，形式為插頭、插座或插頭插座一體，而且無論其數量多少都在本發明的保護範圍之內。
在將電池箱安裝到割草機的過程中，第一接線盒222機械連接到第二接線盒226。在電池59和割草機10的電路之間述進行電連接。如上所述，一旦底板93固定在電池盤的底板73上，擋塊88就會限制電池箱的移動。因此，快速連接總成220提供了一種簡單、堅固的機械及電連接電池59和割草機10的方法。此外無需例如將電引出端互連的其它步驟。
取出電池箱用前面談過的方法即可實現。特別地，用戶僅需對突緣106施力以向前旋轉擋塊並鬆開突起102。可以將整個電池箱向上提起以斷開電池和割草機之間的電連接，從而可對電池59進行遠距離充電。
當電池59連接到割草機10上時，控制器200使用由電池電量指示器202提供的信息確定電池組充電是否充足到能在標準割草模式下同時操作牽引電動機28和滾筒電動機27。如果電池電量為預定的電壓值或低於預定的電壓值，控制器200就將割草機10置於「跛行回家(limp-home)」模式。低於預定電壓時，電池組就不再輸出足夠的能量以驅動滾筒電動機27和牽引電動機28，從而確保理想的割草質量或剪切差。因此，一旦電池組的電量低於預定值，控制器200就會關閉滾筒電動機27。此時，割草機10在「跛行回家」模式下操作，此時，僅能操縱牽引電動機28以將割草機10開回合適的服務區或電池充電地。如前所述，圖5中的電路可用於有選擇地將割草機置於跛行回家模式。或者，為了提供所需功能，可以提供任何數目的適宜電路。
讀卡器204用於向控制器200提供有關割草機10的每個操作員的詳細信息。例如，可以向割草機的操作員分發可磁化的割草機卡(未示出)。每張割草機卡將包括例如行進速度的操作員偏好或特點、所割草地的信息以及割草機的授權碼。割草機的授權碼可用於允許僅僅是特定的被預先授權的操作員來啟動特定的割草機。通過設定割草機的地面速度與操作員的行進速度相適應，控制器可以計算出要達到最佳剪切差所需的合適的滾筒速度。
圖8以示意圖的形式說明了軟啟動模塊207。關於圖8從一開始就應該注意的是，所述元件的值僅作為示例，本領域技術人員可以根據特定的設備和所選擇的元件來選擇不同的值。
軟啟動模塊207結合了如圖所示的電路，它允許使用比通常的滾筒電動機27小的電動機。特別地，滾筒電動機27需要在相對短的時間內輸出大約30磅-英寸的扭矩，從而使滾筒17開始旋轉。因為滾筒17具有相對高的轉動慣量，產生這一扭矩需要大約500微秒。一旦滾筒17開始運動，電動機27在割草時就只需輸出使滾筒17保持所需旋轉速度的大約8磅-英寸的扭矩。
在過去，電動機的尺寸是根據30磅-英寸的需要而設計的，即使這一需要只佔電動機操作時間的很小一部分。軟啟動模塊207允許在有限的時間內獲得相對大的啟動電流。這一有限的時間超過了由現有熔線所提供的時間。如果沒有軟啟動模塊，熔線會在滾筒17旋轉之前就切斷給滾筒電動機27的電流。軟啟動模塊207僅在需要旋轉滾筒17的時間內能夠控制滾筒電動機27的過載。
通過限制從例如直流電壓電源的電壓電源300輸送到滾筒電動機302的電流，軟啟動模塊207可逐步啟動。在一個實施例中，電壓電源300輸出48伏的電壓，它可以包括一個電池或多個串聯的電池，例如四個串聯的12伏的電池。如圖8所示，電壓電源300位於一對電壓線路V和V+之間。提供一條從V+穿過滾筒電動機302到V-的電流通路即可操作滾筒電動機302。
軟啟動模塊207包括限流電路304和延時電路306。限流部分304由與功率繼電器308並聯的負溫度係數(NTC)熱敏電阻304組成，下面將對此詳細說明。熱敏電阻304的工作特性是隨著流過熱敏電阻304的電流增加，電阻按比例下降。這樣只要有額外電流流向滾筒電動機302，隨著流過熱敏電阻304的電流持續增加，熱敏電阻304的電阻相應下降。隨著電流流過熱敏電阻304，熱敏電阻304的溫度增加，而其電阻下降。這就使得流向滾筒電動機302的電流逐漸增加，因此使滾筒電動機302能逐步啟動。
延時電路306在激發功率繼電器308之前提供大約580微秒的時間延遲，然後功率繼電器308提供從電壓線路V+到滾筒電動機302的輸入端的直接通路。延時電路306包括在電源電極V+和V-之間的與18伏的直流穩壓二極體310串聯的限流電阻器307。為了抑制噪音，電阻器307和穩壓二極體310之間的節點309和地之間有一個電容器312。
電阻器314和316串聯連接在電壓線路V+和V-之間，從而形成一個用於限制節點318處的基準電壓的分壓器。為了控制節點318處的電壓上升時間，電容器320與電阻器316並聯連接。電阻器322和324串聯連接，形成第二分壓器，第二分壓器接下來與穩壓旁路調節器326串聯。電阻器322和324之間的相互連接確定了節點328，節點328連接到P-N-P電晶體330的基極上。電晶體330與由電阻器332和336形成的第三分壓器串聯。電阻器332和336之間的相互連接確定了第三分壓器的節點338，節點338連接到金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)340的柵極上。MOSFET 340與繼電器308的線圈342串聯連接。激發線圈342引起繼電器308的觸點346閉合，從而提供從電壓線路V+到滾筒電動機302的電流通路。二極體348與線圈342並聯，從而在解除對線圈342的激勵的過程中提供空程的電流通路。
在操作中，電池300的電壓通過開關(未示出)操作而加在電壓線路V+和V-兩端。一旦電池電壓加在電壓線路V+和V-兩端，就有電流通過熱敏電阻304和滾筒電動機302，而繼電器308斷開，因此電流僅通過穿過熱敏電阻304的電流通路。如上所述，在啟動初期，所有的電動機電流都通過熱敏電阻304。通過如上所述的操作，熱敏電阻304就可以限制初期的電流驟增。
發生初期電流驟增時，延時電路306延遲預定的580微秒才閉合繼電器308的觸點。具體地說，限流電阻器307和穩壓二極體310可以在節點309處產生18伏的電壓。在啟動過程中，旁路調節器326防止電流流過由電阻器322和324形成的分壓器，並保持電晶體330處於關閉狀態。此時，電容器320在節點318處產生延遲的電壓上升。一旦節點318處的電壓超過預定的基準電壓，例如本實施例中的2.5伏，旁路調節器326就會打開，使電流流過由電阻器322和324形成的分壓器，從而啟動電晶體330。直到節點318處的基準電壓超過預定電壓，沒有電流流過由電阻器322和324形成的分壓器，這就保證電晶體330處於斷開狀態。
一旦電晶體330啟動，就有電流流過由電阻器332和336確定的第三分壓器，並且在節點338產生足以啟動MOSFET 340的電壓。一旦MOSFET 340啟動，就有電流流過繼電器308的線圈342，從而閉合繼電器308的觸點346。此時，通過繼電器308而非熱敏電阻304向滾筒電動機302供給能量。
如上所述，觸點318處的電壓確定旁路調節器326激發的時間，因此確定了MOSFET 340為了閉合繼電器308的觸點346而激發的時間。通過選擇電阻器316和電容器320的適當的電阻值，用來激發繼電器308的時間延遲可以變化。具體地說，選擇電阻器316和電容器320的合適的值，能使本領域技術人員改變滾筒電動機302接收流過熱敏電阻304而非流過繼電器308的電流的時間。這樣，在啟動初期，也就是這裡所說的580微秒，電動機302僅由通過熱敏電阻304的能量控制。
權利要求
1.一種滾筒型割草機總成，包括框架；具有多個刀片的滾筒，滾筒可旋轉地連接到框架上；與滾筒傳動連接的電動機，在啟動模式中第一驅動電流提供到電動機，第一驅動電流有一個最大值，在啟動模式後，第二驅動電流提供到電動機，第二驅動電流小於第一驅動電流；以及該電動機的驅動電路，該驅動電路包括限流支路，該限流支路將第一驅動電流提供給電動機；和定時電路，該定時電路將第二驅動電流提供給電動機，其中定時電路產生一個在此期間僅有來自限流支路的第一驅動電流提供到電動機的預定時延；在預定時延之後，第二驅動電流通過定時電路提供到所述電動機。
2.如權利要求1所述的裝置，其中限流支路進一步包括熱敏電阻器。
3.如權利要求2所述的裝置，其中熱敏電阻器是負係數熱敏電阻器。
4.如權利要求1所述的裝置，其中定時電路包括電壓控制支路，電壓控制支路設有用以激發定時電路的其它支路的基準電壓。
5.如權利要求4所述的裝置，其中定時電路進一步包括時延元件，該時延元件控制基準電壓的增加速度。
6.如權利要求1所述的裝置，其中定時電路進一步包括第一開關，該第一開關控制第二開關的激發，其中第二開關的激發將第二驅動電流提供到電動機。
7.如權利要求6所述的裝置，其中第一開關包括功率電晶體。
8.如權利要求7所述的裝置，其中第二開關包括繼電器。
9.如權利要求6所述的裝置，其中第二開關包括繼電器。
10.一種電池供電的割草機總成，包括具有可旋轉的割草滾筒的框架；由所述框架支撐的電動機，所述電動機與所述割草滾筒是驅動關係；連接到所述框架上的電池盤，所述電池盤包括第一接線盒；與所述第一接線盒和所述電動機相互電連接的線束；和其內包含電池的電池箱，所述電池電連接到安裝在所述電池箱上的第二接線盒上，將所述電池箱放到所述電池盤上可將所述第二接線盒電連接到所述第一接線盒上。
11.如權利要求10所述的電池供電的割草機總成，其中所述第一接線盒包括安裝在所述電池盤的基本水平的底板上的插座。
12.如權利要求11所述的電池供電的割草機總成，其中所述第二接線盒包括從所述電池箱向下延伸的插頭。
13.如權利要求10所述的電池供電的割草機總成，進一步包括接地的驅動元件，所述驅動元件被有選擇地驅動，從而向所述割草機總成提供動力，所述線束使所述第一接線盒和第二電動機相互電連接，所述第二電動機支撐在所述框架上，並且與所述驅動元件是驅動關係。
14.如權利要求13所述的電池供電的割草機總成，其中所述電動機和所述第二電動機的旋轉速度可以分別控制。
15.一種電池供電的割草機總成，包括具有可旋轉的割草滾筒的框架；安裝在所述框架上的電池；支撐在所述框架上的電動機，所述電動機與所述滾筒是驅動關係；可以讀取存儲在存取卡內的信息的讀卡器；和與所述讀卡器相連的控制器，所述控制器根據由所述讀卡器提供的信息，以使能模式或故障模式有選擇地操縱所述割草機。
16.如權利要求15所述的電池供電的割草機總成，其中當以所述使能模式操作時，所述控制器允許從所述電池向所述電動機提供電流；當以所述故障模式操作時，所述電流不能提供到所述電動機。
17.如權利要求16所述的電池供電的割草機總成，其中所述存取卡包括指令所述控制器以所述使能模式或所述故障模式操作所述割草機的授權碼。
18.如權利要求15所述的電池供電的割草機總成，其中所述存取卡包括操作員的特定信息，所述信息包括所需行進速度。
19.如權利要求18所述的電池供電的割草機總成，其中所述控制器基於所述操作員的所述行進速度可以改變所述電動機的速度，從而設定所需剪切差。
20.如權利要求15所述的電池供電的割草機總成，進一步包括與接地牽引元件傳動連接的第二電動機，所述控制器可以有選擇地允許電流從所述電池提供到所述第二電動機。
21.如權利要求20所述的電池供電的割草機總成，其中可以操作所述控制器以將所述割草機總成置於跛行回家模式，在這種模式下，電流提供到所述第二電動機從而允許所述牽引元件帶電操作，同時電流不能提供到所述電動機從而防止驅動所述割草滾筒。
22.如權利要求15所述的電池供電的割草機總成，進一步包括具有多個燈的電池電量指示器，所述多個燈有選擇地發光以代表所述電池的電量。
23.如權利要求22所述的電池供電的割草機總成，其中電池電量指示器包括斷路重置器，在所述電池與所述指示器斷開後，所述重置器可以操作，當電池電壓超過預定電壓時，所述斷路重置器指示電池充電已滿。
24.如權利要求22所述的電池供電的割草機總成，其中所述電池電量指示器與所述控制器相連，基於來自所述電池電量指示器的輸入，操作所述控制器可將所述割草機置於所述使能模式或所述故障模式。
25.如權利要求22所述的電池供電的割草機總成，其中基於來自所述電池電量指示器的輸入，操作所述控制器可將所述割草機總成置於跛行回家模式，在這種模式下，電流提供到第二電動機以允許牽引元件帶電操作，同時電流不能提供到所述電動機，從而防止驅動所述割單滾筒。
全文摘要
一種割草機，包括切割滾筒、牽引元件、獨立電路和用於驅動它們的電動機。滾筒上固定有一根手柄，手扶割草機的操作員通過手柄引導割草機。每個電動機上都連有用於使每個電動機都有獨立的速度並進而控制割草的剪切差的獨立電動控制器。割草機中還有低電池電量讀出器和自動切斷裝置。即使當滾筒電動機由於電池電量低而不再工作時，仍可為割草機提供牽引動力。可從割草機中取出的電池組可移動地安裝在割草機上，用於產生割草機在地上的所需壓力。
文檔編號A01D34/58GK1520707SQ0312641
公開日2004年8月18日 申請日期2003年9月27日 優先權日2003年2月11日
發明者班傑明D·蒂特曼, 班傑明D 蒂特曼 申請人:特克斯特朗有限公司