专利名称：用于具有枢转牵引杆的设备的自动转向变速箱的制作方法近年来，摆动牵引杆收割机已经变得极为受欢迎，部分原因是它们能够从障碍周围的牵引机座部通过直角转动快速且容易地进行操纵，否则它们能够以预先保留的仅仅用于自推进车辆的方式进行操作。在牵引杆绕框架枢转的摆动牵引杆收割机的情况下，该机器能够用来定位在操作位置和输送位置中，在操作位置中，该机器在割草机用来切割作物时在牵引机后方处于牵引机一侧，在输送位置中，该机器处于牵引机后方，以用于将该机器从一个地方输送到另一个地方。然而，具有在较尖锐角度位置之间移动的拉伸牵引杆会在驱动动力从牵引机传递到该机器的操作部件时产生问题。因此，需要提供用于前述问题的解决方案。
本发明涉及具有枢转转向变速箱的割草和/或调节机器。图1-16中提出的设计提供了一种割草机调节器，其具有头部，该头部从框架悬置并且包括相对于地面侧向地设置的多个切割刀片和在后端部处的调节滚子。割草机包括将割草机连接到牵引单元的牵引杆。牵引杆可枢转地连接到割草机框架。在牵引杆的前部部分处为上牵引杆旋转变速箱(变速箱一)，其刚性地附接到牵引杆，该牵引杆将旋转动力从牵引机的动力输出装置传递到下牵引杆旋转变速箱(变速箱二)，其直接位于变速箱一的下方并且可枢转地附接到变速箱一。变速箱二附接到伸缩传动装置的前端部，该伸缩传动装置在其后端部处附接到后变速箱(变速箱三)的输入轴。变速箱三的输出轴连接到驱动轴，该驱动轴附接到旋转切割单J Li ο变速箱三在牵引杆的下方且在牵引杆的后方利用枢转布置安装到割草机框架，使得变速箱壳体和输入轴能够绕其输出轴的轴线枢转。枢转后变速箱三利用输入轴附接到头部框架，该输入轴在U形接头处连接到伸缩传动装置区段的输出端。伸缩传动装置区段的另一端在位于割草机头部前方的另一个U形接头处沿着牵引杆且在牵引杆下方进行连接。在该前向U形接头处，伸缩传动装置区段与变速箱二连接，该变速箱二在变速箱二上方连接到变速箱一。变速箱一连接到传动装置的操作地连接到牵引机的动力输出装置上的前向区段。在图1-12的优选实施例中，伸缩转向气缸也围绕伸缩传动装置在枢转变速箱二和枢转变速箱三之间的U形接头之间延伸。这些伸缩气缸还用作防护装置，以保持操作者不被卷入到在两个前述U形接头之间延伸的从动轴中。如图所示，伸缩转向缸在一端处附接到与枢转后变速箱结构三相邻的U形接头，并且在相对的端部处附接到传动装置连接装置的另一个(前)端部上的U形接头，在这里该伸缩转向缸连接到前向下变速箱二。图13-15中所示的第二实施例在头部上具有作为简单直角变速箱的枢转后变速 箱，其沿着竖直轴线枢转并且通过操作地固定到牵引杆上的前变速箱进行转向。两种概念的主要优点在于使得驱动系统中u形接头的角度最小化。图16中所示的第三实施例使用第一实施例的传动装置布置，但是在中心枢转布置中具有构造不同的牵引杆和割草机头部，其中牵引杆连接到机器的中部，割草机能够摆离到任一侧，以便在牵引单元的任一侧上进行割草。本发明的一个方面是牵引杆的布置和具有旋转变速箱组件的传动装置，安装在牵引杆的前部部分处的变速箱一和二的组合。这种组合允许牵引力保留在牵引杆中，而不通过变速箱进行传递，同时提供能够允许各种操作角度的传动装置。结合附图，从以下本发明的详细说明中，本发明的其它目的、优点和新颖性特征将变得明显。
图I为本发明优选实施例的俯视图，其在其输送位置附接到牵引机，牵引杆摆入而使得割草机/调节器跟随在牵引机后方；图2为与图I类似的放大视图，未示出牵引车；图3为与图3类似的放大俯视图，但是牵引杆摆出以使其能够切割和排列作物，而牵引机不会先行驶经过该作物；图4为左侧正视图，其中牵引杆摆入且切割器杆升高；图5为左侧正视图，其中牵引杆摆入且切割器杆降低；图5a为沿图5的竖直轴线b截取的剖视图，示出了后变速箱和从后变速箱到切割器杆的传动系；图5b为沿在连接下前变速箱和后变速箱的两个U形接头之间穿过伸缩传动装置的旋转轴线的线5B-5B截取的剖视图；图5c为沿图I的线5C-5C截取的剖视图，不仅示出了后变速箱和从后变速箱到切割器杆的传动系，而且还示出了头部组件、变速箱安装座、保护作物不卷绕旋转双U形接头的机架以及用于封闭从后变速箱到机架的传动系的管状结构；图6为左侧正视图，其中牵引杆摆出且切割器杆升高；图7为左侧正视图，其中牵引杆摆出且切割器杆降低；
图8为局部放大俯视平面图，示出了牵引杆的前部部分以及第一顶部前变速箱如何附接到牵引杆；图9为局部放大透视图，示出了牵引杆的前部部分以及第一顶部前变速箱如何附接到牵引杆；图10为图1-9的实施例的透视图，其中牵引杆摆入到其输送位置；图11为图1-9的实施例的透视图，其中牵引杆摆出到其操作作物切割位置；图12为两个变速箱的沿图8的线12-12截取的剖视图，一个变速箱在另一个变速
箱下方，附接到牵引杆的前部部分；图13为与图11和12类似的替代实施例的透视图，不同的是前、后变速箱组件已经改变为简化的设计，并且全部示出了这些新的变速箱组件、变速箱转向装置和前、后变速箱之间的传动装置；图14为沿图13的线14-14截取的剖视图，示出了两个啮合齿轮以及前变速箱的输入和输出轴；图15为沿图13的线15-15截取的剖视图，示出了驱动轴的两个伸缩部分；以及图16示出了第三实施例，其使用第一实施例的传动装置布置，但是在中心枢转布置中具有构造不同的牵引杆和割草机头部，其中牵引杆连接到机器的中部，割草机能够摆离到任一侧，以便在牵引单元的任一侧上进行割草。

(31)，第二变速箱(41)具有旋转输入轴(46 )，该旋转输入轴(46 )与第一变速箱(31)的旋转输出轴(36)可以为一件式部件，或者旋转输入轴(46)和旋转输出轴(36)可以是连接在一起的单独的轴，要注意到，声明这些轴是单独的意味着在变速箱(31)和(41)之间包括尤其是一件式或两件式轴构造。无论轴(36 )和(37 )是后来连接在一起还是在开始就制造成一件式，显然都是等效的。参考图12，要注意的是，第二变速箱(41)的旋转输入轴(46)操作地附接到第一变速箱(31)的旋转输出轴(36)，从而将旋转动力从第一变速箱(31)的旋转输出轴(36)传递到第二变速箱(41)的旋转输入轴(36)，以用于使得第二变速箱(41)的旋转输出轴(43)旋转。第三变速箱(51)绕第三大致竖直轴线b可枢转地且操作地附接到头部(13)，如图5所述，第三变速箱(51)具有旋转输入轴(53)和旋转输出轴(56)，旋转输出轴(56)通过双万向接头(57)操作地附接到切割器(17)，以用于使得切割器(17)以切割方式运动，该切割方式在所示的实施例中为旋转运动。观察图5a和5c，双万向接头(57)将第三变速箱(51)的输出轴(56 )连接到切割器杆(17 )的输入轴(58 )，切割器杆结构可以是许多众所周知的切割器杆中的任何一种，其不形成本发明自身的一部分。观察图I和5b，第一万向接头(61)操作地附接到第二变速箱(41)的旋转输出轴
(43)。伸缩传动装置(62)包括外套管(62a)和形状互补的内轴(62b)，该伸缩传动装置(62)在其前端部处操作地附接到第一万向接头(61)。例如，套管(62a)的横截面可以是方形的，并且轴(62b)的横截面可以是方形的，使得轴(62b)可以在套管(62a)中滑入或滑出，以允许这两个部分传递旋转动力，同时还能够根据需要自动地调节其长度。绕伸缩传动装置(62)延伸的是变速箱转向装置，在优选的实施例中，该变速箱转向装置包括用于两个目的的两个伸缩管(64)和(65)。首先，当牵引杆(21)相对于框架(11)枢转时，两个伸缩管(64)和(65)用来使第二和第三变速箱(41)和(51)转向。其次，两个伸缩管(64)和(65)用作安全罩，以帮助防止任何事物(例如衣服)在驱动轴部分(62a)和(62b)旋转时卷绕该驱动轴部分。两个伸缩管(64)和(65)的横截面优选地为圆形，原因是其通常用于防护装置，该防护装置围绕农业设备中的驱动轴。观察图1-5和5a，可以看到，两个伸缩管(64)和(65)不旋转，管(64)沿着水平枢转轴线(e )螺栓连接到托架(71)，该托架(71)刚性地连接到围绕变速箱三(51)的托架。相似地，管(65)沿着水平枢转轴线(d)螺栓连接到托架(72)，该托架(72)刚性地附接到变速箱二(32)。伸缩传动装置(62)在其后端部处连接到第二万向接头(66)，并且连接到第三变速箱(51)的旋转输入轴(53)，由此来自第二变速箱(41)的旋转输出轴(43)的旋转动力将通过第一万向接头(61)、伸缩传动装置(62)、第二万向接头(66)、第三变速箱(51)的旋转输入轴(53)传递到第三变速箱(51)的输出轴(56)，以引起切割器(17)的切割运动。
如图6所示的驱动轴37的尺寸D最小为三十(30)英寸。本发明使用比现有技术中所用的传动装置长的传动装置的优点在于，与较短的传动装置相比，接头所经历的角度被减小。对于这个30英寸的最小长度，已知的是，前CV能够经受住这些角度。如果使用较短的传动装置，将会不利地影响CV的耐久性。在操作中，对于附接到如图I所示的牵引机(I)的割草机/调节器(10)，割草机/调节器(10)能够从一个地方牵引到另一个地方，包括在公共道路上，原因是沿着竖直轴线(20a)可枢转地附接到框架(11)且在竖直轴线(20b)处附接到牵引杆(21)的液压缸(20)被缩短，以将牵引杆(21)拉到如图I所示的输送位置。当然，当发生这种情况时，第二和第三变速箱(41和51)将分别沿着竖直轴线(a)和(b)枢转。图5a、5c和12所示的输入/输出轴和相关的多个齿轮容纳沿着竖直轴线(a)和(b)的这种枢转。在图I的牵引位置中，通过伸长液压缸(16)，头部(13)还将升高到图4所示的位置，以枢转上和下联接件(14)和
(15)。在割草机/调节器(10)被牵引到要用来切割和排列作物的场地之后，液压缸(20)伸长到图3所示的位置，使得牵引车的轮胎到达割草机/调节器(10)前方的作物的左侧，从而牵引车(I)的轮胎将不会压倒作物而使其难以切割。在图3的牵引位置中，通过缩短液压缸(16)，头部(13)还将降低到图5所示的位置，以枢转上和下联接件(14)和(15)。在图中可以看到，当在输送位置和操作位置之间进行所有这种调节时，第二和第三变速箱(31)和
(41)自动地上/下/左/右运动或转向。现在参考图13、14和15中的替代实施例100，图1_12的实施例的前变速箱(31)和(41)替换为常规增速前变速箱(131 )，该变速箱(131)具有输入轴(133)，以用于经由图I所示的u形接头附接到驱动轴(37)，输入轴(133)沿着旋转轴线(f)设置，输出轴(136)沿着旋转轴线(g)设置，旋转轴线(g)优选地平行于旋转轴线(f)，但是不必平行于轴线(f)。后变速箱(51)以及图5a和5c所示的每个部件仍然与该替代实施例(100)相同。例如仍然可以使用U形接头(61)和(66)。图13和14的这个替代实施例(100)通过伸缩联接件(168)进行转向，该伸缩联接件(168)具有第一构件(164)和第二伸缩构件(165)，该第一构件(164)在其安装到前变速箱(131)的顶部上的一端处具有球形球窝接头(166)，第一构件(164)延伸到第二伸缩构件(165)中。这与图1-12的实施例的设置类似，不同的是，球形球窝接头(166)附接到前变速箱(131)，而不是使用图1-7所示的伸缩转向构件(64)和(65)。任选地，这能够消除后变速箱(51)对CV型u形接头的需要，并且前变速箱(61)不再那么关键，因此在这里可以使用标准u形接头。将使用相同的伸缩驱动联接结构(62)，其包括接收器(62a)，互补的轴(62b)在该接收器中延伸，如图5b所示，但是没有伸缩转向管(64)和(65)，其被替换为伸缩转向管(164)和(165)。转向管(65)的后端部具有刚性地附接到该转向管上的托架(167)，托架(167)沿着大致水平轴线(h)可枢转地附接到变速箱
(51)的壳体。变速箱(51)例如利用图5a和5c所示的相同的结构仍然绕竖直轴线(c)枢转，如图6所示。图13所示的第二实施例的实线结构可以放到图1-5和6-11的割草机中，以替换所有的变速箱31、41和51以及连接变速箱41和51的结构，由此图13的这种实线结构通过参考并入到图1-11中。图15示出了伸缩驱动轴(62)的横截面为方形，但是其可以为不是圆形的任何横截面形状，例如使用花键轴(62b)，该花键轴将延伸到轴(62a)的形状互补的开口中。图16示出了具有头部(213)的割草机(210)，该头部被构造为在定位到牵引车的右侧或左侧时进行操作。头部(213)通过顶部联接件(14)和底部联接件(15)例如以美国专利No. 7，726，109的图8_12b中所示的方式操作地附接到框架(11 )，该专利全文并入本文中。割草机可以通过使牵引杆(221)绕销(223)的轴线旋转而进行定位。利用本发明的包括前旋转变速箱组件(212)和后变速箱(251)的自动转向变速箱，将用于割草机的旋转驱动从牵引车传递到割草机。前旋转变速箱组件(212)包括上变速箱(31)和下变速箱(41)，如图12中较详细地示出。变速箱(31)定位成与挂钩(24)相距一段距离，直接安装到牵引杆(21)上，并且定位成使得第一轴组件(37)的最小长度为30英寸。也被称为传动装置的这种轴是可变长度构件，被构造为允许牵引车的动力输出(PTO)轴与第一变速箱的输入轴(33)之间的距离和相对角度发生变化。当在变化的地形上和围绕拐角牵引机器时，出现这些变化。对于这个最小长度，和120英寸的最大长度，可以在轴(37)的前部处使用标准CV接头(214)，在轴的该前部处，轴连接到牵引车的PTO轴。轴(37)的后部利用U形接头连接到变速箱(31)的输入轴(33)。虽然在本文献中提及的地方CV接头是优选的，但是可以改为使用常规的U形接头，并且该常规的U形接头可以认为是完全等效的结构。上变速箱的壳体被定向成使得输入轴(33)的轴线在图16的俯视图中与传动装置(37)的轴线大致平行，其中割草机直接定位在牵引车后方。随着割草机摆动到左侧或右侧，传动装置和输入轴将重新定位成不平行的关系，并且因此将具有角度偏移。该角度偏移由轴(37 )的长度确定，其由变速箱(212)的位置、牵引杆(221)的长度和割草机的宽度设定。如果保持到可接受的最大值，该角度偏移将不会影响机器的性能，并且标准U形接头将提供可接受的性能。如果该角度偏移对于标准U形接头而言太大，那么可以使用第二 CV接头来代替该U形接头。驱动装置的其余部分与其它实施例中所述的相同，其中旋转动力通过旋转变速箱(212)从变速箱(31)传递到变速箱(41)，然后传递到伸缩传动装置(62)的第一万向接头
(61)，接着传递到附接到变速箱(251)的输入轴(53 )上的第二万向接头(66 )。对于这种构造，本发明的可转向变速箱可以被构造为用于能够在摆动到左侧或右侧时进行操作的割草机。虽然以上仅仅详细描述了本发明的示例性实施例，但是在实质上不脱离本发明的新颖性教导和优 点的情况下能够进行许多修改。因此，所有的这些修改都将包含在以下的权利要求中限定的本发明的范围内。


本发明涉及一种割草机，其从框架(11)悬置且包括具有切割器(17)的头部(13)。牵引杆(21)可枢转地连接到割草机框架(11)且能够通过液压缸(16)相对于框架运动。在牵引杆的前面，前变速箱(31)刚性地附接到牵引杆(21)。前变速箱(31)将旋转动力从牵引机的动力输出装置传递到可枢转地附接到头部上的后变速箱(51)，并且旋转动力从后变速箱最终传递到旋转切割单元。后变速箱的枢转由操作地附接在前、后变速箱之间的转向连接(64、65)来控制。