专利名称：割草机的制作方法 转动割草机通过使设置在向下开口的壳体内的刀片沿着草转动从而切割草。这种转动割草机包括(1)一种以所谓的打包(bagging)模式工作的割草机，其将被刀片切下的草收集在诸如袋子的草接收容器中和(2)一种以所谓的覆盖(mulching)模式工作的割草机，其在壳体内更精细地切割被刀片切下的草从而将切下的草朝壳体的下方排出。所述的打包模式的割草机能除去所有切下的草(草屑grass clipping)，提供良好修剪质量的草切割操作，且因此这种割草机一般用于高尔夫球场等场所。所述的覆盖模式的割草机通过将修剪下的草送回到草地上从而能消除“倾卸修剪下的草”的工作的需要，因此这种割草机一般用于公园等场所。但是，由于目的的不同而选择性地使用所述的两种割草机是不方便的。近年来，使一台单一的割草机既能以打包模式工作又能以覆盖模式工作的技术得到了发展。题目为“转动割草机”的日本专利公开No.昭-64-3441公开了这种割草机。现有的割草机具有安装在壳体顶板的草排放斜槽和与所述的草排放斜槽相连的草排放袋，从而将被刀片割下的草收集在草排放袋(打包模式)中。或者，割草机具有安装在壳体顶板上的盖板，将被刀片割下的草朝壳体的下方排出(覆盖模式)。优选地是，对于一些草地来说，能将一些修剪下的草返回到草地上并将其余的保留在草排放袋中。修剪下的草的返回部分填充行内(intrarow)的空间，从而美化草地的外观，也给草地施肥。但是，现有的割草机只能将盖板或草排放斜槽切换为草排放斜槽或盖板以将所有修剪下的草放入草排放袋中或将所有修剪下的草返回到地上，而不适用于中间过渡使用。另外，这种割草机需要手动地更换部件以在打包模式与覆盖模式之间进行切换，这包括复杂的更换工作。为解决上述问题，可以在草排放袋的入口处设置开关阀(opening andclosing valve)以正确地转换开关阀。但是，只设置开关阀并不能有效地将部分修剪下的草返回到地上并将其余的收集在草排放袋中。
因此，需要一种割草机能通过简单的操作在打包模式、覆盖模式和中间过渡模式之间正确切换。
根据本发明，提供一种割草机，其包括带有向下伸出的输出轴的动力源；位于动力源下方的并向下打开的壳体；设置在壳体中并连接到所述的输出轴上的刀片；从壳体向后伸出的草排放通道；可拆卸地安装在草排放通道处的容器安装部分的草容器，用于通过草排放通道收集被刀片割下的草；和设置在草排放通道的面对壳体的通道开口处的挡板；其中挡板设计成绕所述的输出轴的轴线可转动以调节通道开口的打开程度。
由于所述的挡板设置在从向下开口的壳体向后伸出的草排放通道的面对壳体的通道开口处，且所述的挡板被构造成绕电源的输出轴的轴线可转动，因此利用挡板可以将通道开口的打开程度调整到希望的程度。只通过挡板开口的简单控制就允许在打包模式、覆盖模式、和处于打包模式与覆盖模式之间的中间过渡模式之间进行正确的切换，其中所述的挡板在打包模式中完全打开以将修剪下的草收集到草容器中，所述的挡板在覆盖模式中完全关闭以将修剪下的草朝壳体的下方排出，所述的挡板在中间过渡模式中打开到所需要的程度。因此每次切换模式就不需要更换部件。
此外，将挡板打开至需要的程度允许根据草地条件、所需的修剪质量或优先选择来非常细致地和更好地设置草屑排放的形式。而且，切换到中间过渡模式允许减少从壳体排放到草容器的草屑的排放流量。因此延长了草屑在草容器中的积累时间，降低了所述的草容器的更换频率。
所述的壳体优选具有卷轴部分，用来允许被刀片切割下的草在被引导到草排放通道时在壳体内盘旋运动。优选地，沿着所述的卷轴部分在壳体顶板的下方设置导向器。所述的导向器的后导向端优选地与通道开口相对。优选地，设置所述的后导向端高于通道开口的底部的高度。
以打包模式使用的割草机一般使得刀片切割下的草在被导入到草排放通道时在壳体内盘旋运动。因此打包模式壳体的形状一般呈螺旋状。
以覆盖模式使用的割草机在壳体内用刀片更精细地切割被刀片切割下的草。因此覆盖模式壳体在横截面上的形状是大致均匀的。
因此以打包模式使用的壳体的形状与以覆盖模式使用的壳体的形状不同。
本发明的割草机使用一个单一的壳体以打包模式、覆盖模式和中间过渡模式工作。为实现高效的打包模式操作，本发明在壳体中设置卷轴部分在将草屑在导入草排放通道时允许草屑在壳体内盘旋运动。此外，为实现高效的覆盖模式操作，沿卷轴部分在壳体的顶板的下方设置导向器，且该导向器的后导向端与通道开口相对。
当挡板被打开时，卷轴部分和导向器允许割下的草在被平滑导入通道开口时盘旋运动。当挡板被关闭时，利用导向器沿着关闭的挡板引导在卷轴部分中盘旋运动的草屑来平滑流动。同样适用于中间过渡模式。因此通过所述的单一壳体，能更有效地完成打包模式、覆盖模式和中间过渡模式中的操作。
在本发明中，用来朝着草排放通道引导切割下的草的导向器的后导向端的高度高于通道开口的底部。因此在中间过渡模式中，容易将沿导向器作盘旋运动的切割下的草导入草排放通道。这样，通过所述的草排放通道能将所需量的切割下的草可靠地收集在草容器中。因此，在中间过渡模式中，可以相对准确地设置要保持在草容器中的切割下的草的量与要朝壳体的下方排放的切割下的草的量之间的比率。中间过渡模式的可使用性能得到进一步地提高。
导向器的后导向端的形状优选为波浪形。
当刀片转动时，一般沿着导向器在其下方产生气流。该气流在所述的后导向端变为涡流。当所述的涡流过大时，切割下的草屑就易于被吸入涡流。因此，在打包模式或中间过渡模式中，切割下的草难于流入通道开口。
如上所述，在本发明中，所述的导向器的后导向端为波浪形。因此，在波浪形的低处的气流与在波浪形的高处的气流发生干涉以减少涡流的产生，造成流入所述的通道开口的笔直的气流。这样，在打包模式或中间过渡模式中，切割下的草容易进入所述的通道开口。因此允许更可靠地接收通过草排放通道平滑流入草容器的切割下的草。


下面将参照附图，通过示例的方式详细描述本发明的优选实施例，其中图1是根据本发明的割草机的立体图；图2是根据本发明的割草机的左侧视图；图3是根据本发明的割草机的平面图；图4是根据本发明的割草机的主要部件的剖视图；图5是根据本发明的挡板机构的剖视图；图6是根据本发明的壳体、开口控制杆和周围部件的立体图；图7是根据本发明的卸掉刀片的割草机的俯视图；图8是根据本发明的安装有刀片的割草机的俯视图；图9是沿图8中线9-9剖的剖视图；图10是沿图8中线10-10剖的剖视图；
图11A和11B是表示导向器的后导向端与周围部件的立体图和剖视图；图12是沿图8中线12-12剖的剖视图；图13是与图12对应的，表示中间过渡模式的挡板的剖视图；图14是与图12对应的，表示处于完全打开状态的挡板的剖视图；图15是带有处于完全关闭状态的挡板的割草机的仰视图；图16是带有处于中间过渡模式的挡板的割草机的仰视图；图17是带有处于完全打开状态的挡板的割草机的仰视图。

如图1所示，本发明的割草机10是后跟自推式(walk-behind self-propelled)的工作机，其在行走时切割草。割草机10具有作为机器主体的壳体11、设置在壳体11前方的左和右前轮12，12、设置在壳体11的后方的作为驱动轮的左和右后轮13，13、设置在壳体11的内部中心部分的切割草的刀片14、设置在壳体11的顶部用来驱动后轮13，13和刀片14的发动机15、设置在壳体11的后端内部的位于发动机15与后轮13，13之间的连续可变动力传送器(transmission)(未示出)，和从壳体11向后伸出的操作手柄16。壳体11的下部向下打开。
如图2所示，作为动力源的发动机15具有向后伸出的输出轴15a。壳体11位于发动机15的下方。刀片14设置在壳体11中并与输出轴15a连接。草排放通道21从壳体11向后延伸。容器安装部分22设置在草排放通道21处。诸如草袋的草容器23可拆卸地安装在容器安装部分22。被刀片14切割下的草(下文成为“草屑”)通过草排放通道21收集在草容器23中。
容器盖31以可向上和向下摆动的方式连接到壳体11后端的上部。操作手柄16具有刀片离合器杆32、驱动离合器杆33和变速杆34。
如图3所示，本实施例中的割草机10以箭头Ra所示的顺时针方向旋转刀片14来切割草，在壳体11内产生如箭头Rb所示的气流，并将草屑送入草容器23中。所述的割草机10向前自推进以进行切割草的操作。
控制导向器56设置在壳体11的后部上表面上。沿控制导向器56引导后面将描述的开口控制杆53的控制。所述控制导向器56具有沿割草机10的横向延伸的导向长孔56a，开口控制杆53插入该孔。导向长孔56a具有许多(例如，5个)用于定位开口控制杆53的定位凹口。
参照图4，切割刀片14通过离合器35连接到发动机15的竖直输出轴15a。用于驱动连续可变动力传送器(未示出)的驱动皮带轮36与刀片14连接。草排放通道21从壳体11向后和向上延伸。
通过利用许多(例如，4个)螺栓42以重叠的方式将壳体11的顶板11a和顶板11a下方的盖板41连接到发动机15的壳体底部15b从而使发动机15、壳体11和盖板41结合成一个元件。盖板41包括顶板41a和周边部分41b。顶板41a是以输出轴15a的轴中心SC为中心的水平环状板。周边部分41b从顶板41a的边缘向下延伸。
本实施例的割草机10的特征在于挡板49设置在面对壳体11的草排放通道21的通道开口24处，挡板49可绕输出轴15a的轴中心SC转动，因此利用挡板49可调节通道开口24的打开程度。通过开口控制杆53可操作挡板49以旋转。下面将详细描述带有挡板49的挡板机构40。
如图5所示，挡板机构40包括固定地和整体地安装到壳体11上的盖板41、可转动地安装到盖板41的顶板41a的下表面的第一转动盘43、利用许多螺栓44安装在第一转动盘43的下表面上的第二转动盘45、利用许多螺栓46安装在第二转动盘45的下表面上的第三转动盘47、利用许多螺栓48安装在第三转动盘47的边缘部分上的挡板49、利用许多螺栓51使其最近端与第一转动盘43连接的臂52、与臂52的远端连接的开口控制杆53(见图4)，和控制导向器56(见图4)。
第一、第二和第三转动盘43、45和47是以轴中心SC为中心的同心设置的环状水平板。
将第一转动盘43可转动地安装到盖板41的顶板41a的机构包括许多(例如，3个)转动支架60，这些转动支架以轴中心SC为中心的同心圆的方式设置在顶板41a的下表面上。
每个转动支架60都包括通过螺栓61固定到顶板41a并与轴中心SC平行的套管(collar tube)62，和滚动轴承63(例如，球轴承)，该轴承的内环安装在套管62的圆周表面上。
利用套管62的套环(collar)来阻止滚动轴承63的移动。通过将第一转动盘43的上套环43a放置在滚动轴承63的外环的顶部来阻止第一转动盘43的移动。
这样，第一转动盘43安装到盖板41上可绕轴中心SC转动。标号64表示垫片。转动支架60可以是凸轮随动件。
第三转动盘47在其上边缘部分形成有向上开口的圆周槽41a。盖板41的周边部分插入圆周槽47a中并与槽之间有较小的间隙，从而形成迷宫式密封结构。固定的盖板41的周边部分与第三转动盘47的周边部分之间的间隙所增加的密封性能能够阻止切割下的草屑通过所述的间隙沿径向向内进入。因此在滚动轴承63与第一转动盘43之间不会嵌入地(engagingly)得到草屑。草屑在离心力的作用下在壳体内作盘旋运动。在滚动轴承63与第一转动盘43之间不能嵌入地得到来自转动轴线的草屑。
如图4所示，开口控制杆53以在竖直方向可摆动但横向方向摆动受限制的方式与臂52连接。开口控制杆53总是受复位弹簧54(例如，扭簧)的作用处于空档，如实线所示。
挡板49是通过弯曲板状材料而形成的元件。挡板49包括从第三转动盘47的边缘朝壳体11的外部管状部分11b延伸的水平部分49a，和从所述的水平部分49a的远端沿所述的外部管状部分11b以曲线的形式向下延伸的竖直部分49b。
图6表示壳体11、开口控制杆53和周围部件，即第一转动盘43、臂52和开口控制杆53之间的关系。标号55表示手柄。利用四个螺栓42将壳体11和挡板机构40安装到发动机上。
图7表示不带有刀片和挡板机构的割草机的底部。
壳体11是螺壳或蜗壳，其带有卷轴部分11d用于在打包模式中在将草屑如箭头Rb所示导入草排放通道的过程中，允许草屑在壳体11内盘旋。更具体地说，壳体11具有外部管状部分11b和直径小于外部管状部分11b的内部管状部分11c，这些部分形状为圆柱形，以轴中心SC为中心同心设置。草排放通道21从外部管状部分11b向后伸出，与外部管状部分11b相切。卷轴部分11d是被顶板11a、外部管状部分11b和内部管状部分11c封闭的空间，并与面对壳体11的草排放通道21的通道开口24连通。
壳体11允许草屑在壳体11内如箭头Rc所示充分地盘旋以提供有效的覆盖模式操作。更具体地说，导向器70沿卷轴部分11d设置，位于壳体11的顶板11a的下方，和导向器70的后导向端71与通道开口24相对。因此，沿通过轴中心SC的线剖取的带有壳体11的卷轴部分11d的横截面形状与不带有卷轴部分11d的横截面形状大致相等。标号80表示卷轴板。
图8表示安装有刀片14和挡板机构40的割草机。
当从俯视图看时，挡板49大致呈弧形沿卷轴部分11d可转动。挡板49在与后导向端71相对的打开-关闭前端49c形成有重叠部分49d。挡板49的打开-关闭后端49e以重叠的方式在卷轴板81的下方延伸。
如图9所示，草排放通道21从壳体11朝后和朝上延伸。在草排放通道21处设置容器安装部分22。导向器70设置在壳体11的顶板11a的下方并在卷轴部分11d内带有一间隙。
设置导向器70的后导向端71的高度比通道开口24的底部高出一高度H1。因此在中间过渡模式中，沿导向器70盘旋的草屑容易进入草排放通道21。因此，预定量的草屑通过草排放通道21(见图1)能可靠地收集在草容器23中。在中间过渡模式中能相对准确地设置要容纳在草容器23中的草屑的量与要向壳体11的下方排放的草屑的量之间的比率。因此能进一步改善中间过渡模式中的工作性能。
如图10所示，利用大量的螺栓75将导向器70紧固在壳体11上。
如图11A所示，平板的导向器70的后导向端71具有许多以波浪形交替设置的凹口71a和凸起71b。
当刀片14如图8所示转动时，气流一般在导向器70的下方沿导向器70产生。该气流在后导向端71趋于变成涡流。当所述的涡流过强大时，草屑就很可能会被带入该涡流中。因此在打包模式或中间过渡模式中草屑很难进入通道开口24。
在本实施例中，如图11A和11B所示，导向器70的波浪形后导向端71在波浪形的凹口71a处的气流W1与在凸起71b处的气流W2之间产生干涉以减少涡流的产生，使气流笔直进入通道开口24。因此，在打包模式或中间过渡模式中，草屑能更容易地进入通道开口24。因此允许草屑通过草排放通道21(见图8)平滑地进入草容器23(见图1)中，收集更可靠。
图12以展开的方式揭示壳体11、刀片14、草排放通道21的通道开口24、挡板49、导向器70和卷轴板81之间关系。挡板49具有在其与后导向端71相对的打开一关闭前端49c处朝向导向器70的上表面向后折叠的搭接部分49d。如图12所示，当挡板49完全闭合时，搭接部分49d的一部分与后导向端71重叠。导向器70的前端部分倾斜以使其末端邻接到顶板11a的上表面上。
如图12所示，导向器70和卷轴板81沿卷轴部分11d在通道开口24的对边上相互间隔开。设置在壳体11的顶板11a下方的导向器70的前端部分72倾斜以邻接到顶板11a的下表面上。导向器70的后导向端71与通道开口24相对。卷轴部分11d内的导向器70和卷轴板81的高度大致与挡板49的高度相等。卷轴部分11d的截面变化(截面形状和尺寸的变化)相对很小，与壳体11中设置的草排放通道和卷轴部分11d中设置的挡板49无关。因此，卷轴部分11d允许空气和草屑平滑且充分地盘旋。
控制导向器56是用作导向器的部件，用于开口控制杆53以控制挡板49打开的程度，其具有五个定位凹口56b。位于导向长孔56a一端的定位凹口56b是挡板49完全闭合的位置。位于导向长孔56a另一端的定位凹口56b是挡板49的完全打开的位置。相邻的定位凹口56b之间的空间距离设置为，例如，与挡板的25％打开程度相对应。
下面将参照图12至17来描述上述结构的割草机10的功能。
图12表示开口控制杆53处于完全闭合的位置以使挡板49处于完全闭合的位置(0％打开)。利用挡板49关闭通道开口24以设置割草机以覆盖模式使用的形式。刀片14割下的草在壳体11内被更精细地切割以向壳体11的下方排放。
如图13所示，开口控制杆53设置在半打开的位置以使挡板49处于半打开的位置(50％打开)。利用挡板49将通道开口24打开至希望的打开程度从而设置割草机10为以中间过渡模式(处于打包模式与覆盖模式之间的中间过渡模式)使用的形式。被刀片14割下的部分的草返回到草地且其余的保留在草容器23中(见图1)。
图14表示开口控制杆53处于完全打开的位置以使挡板49处于在完全打开的位置(100％打开)。完全打开通道开口24以设置割草机10为以打包模式使用的形式。被刀片14割下的草被收集在草容器23中(见图1)。
在这种方式中，挡板49设置在草排放通道21的面对壳体11的通道开口24处，所述的草排放通道21从向下开口的壳体11向后延伸。设置挡板49是绕轴中心SC(见图8)可旋转的，因此能利用挡板49调节通道开口24至希望的打开程度。只通过简单的结构来控制挡板49的打开就能正确地在打包模式、覆盖模式和在打包模式与覆盖模式之间的中间过渡模式之间切换，其中挡板49在打包模式中完全打开以将草屑收集在草容器23中(见图1)，挡板49在覆盖模式中完全闭合以向壳体11的下方排放草屑，和挡板49在中间过渡模式中根据需要打开到需要的程度。因此，每次切换模式时都不需要更换部件。
此外，将挡板49打开至需要的程度允许根据草地条件、所需的修剪质量或优先选择来非常细致地和更好地设置草屑排放的形式。另外，切换到中间过渡模式允许减少草屑从壳体11排放到草容器23中的排放量。这样会延长草容器23中草屑的累积时间，降低更换草容器23的频率。
为了在打包模式中有效地操作，壳体11具有卷轴部分11d，卷轴部分11d在将草屑引导到草排放通道21时允许草屑在壳体11内盘旋。同样为了在覆盖模式中有效地操作，沿着卷轴部分11d在壳体11的顶板11a的下方设置导向器70，且导向器70的后导向端71与通道开口24相对。
因此，当挡板49如图14所示打开时，卷轴部分11d和导向器70允许草屑在平滑地被导向到通道开口24的过程中盘旋。当挡板49如图12所示闭合时，利用导向器70引导在卷轴部分11d中盘旋的草屑以使其在闭合状态中沿着挡板49平滑地流动。同样适用于中间过渡模式。在这种方式中，能在单一的壳体11中更有效地完成打包模式、覆盖模式和中间过度模式中的操作。
图15表示挡板49处于完全闭合位置的状态。图16表示挡板49处于半打开的位置的状态。图17表示挡板49处于完全打开位置的状态。
如图8所示，壳体11具有关于轴中心SC呈圆柱形的外圆筒形部分11b、与外圆筒形部分11b相切地延长的草排放通道21和设置在与外圆筒形部分11b相对的通道开口24处的挡板49。从外圆筒形部分11b延伸的草排放通道21的方向与刀片14的旋转方向Ra一致。换句话说，草排放通道21以与刀片14的旋转路径成切线地延伸。通道开口24在刀片14的转动方向Ra中开口。
当从顶(底)部看时挡板49是一个以轴中心SC作为其转动中心的扇形形状的部件，挡板49在刀片14的转动方向Ra中打开。当扇形挡板49以一定角度打开时，应明白挡板49的外圆周的排放量(displacement)大于内圆周的排放量。当挡板49打开一定的角度时，挡板49的排放量较大的外圆周部分能相对地大大地打开通道开口24。
由于刀片14的转动而在壳体11内盘旋的草屑的盘旋速度离轴中心SC越远就越高。
从上文可以明白，当延长线与外圆筒部分11b成切线的草排放通道21的通道开口24打开一定程度(大于0％且小于100％的打开)且挡板49处于中间模式，以高速度盘旋的草屑通过壳体11内的圆周区能容易地从通道开口24进入草排放通道21。这样能提高中间过渡模式中草屑的收集效率。
在本发明中，动力源并不限制于发动机11，也可以是，例如电动马达。
草容器23并不限制于草袋，也可以是，例如盒子。
挡板49可以为许多形状、大小和材料，只要其能控制通道开口24的打开程度。


一种割草机，包括从壳体(11)向后延伸的草排放通道(21)。草容器(23)通过容器安装部分(22)可拆卸地安装在排放通道处。在面对壳体的草排放通道的通道开口(24)处设置挡板(49)。挡板可转动地设置壳体内以调节通道开口打开的程度。割草机通过挡板的打开控制在打包模式、覆盖模式和中间过渡模式之间切换。