環保型草坪剪草機的設計

鄭曉培　李錕

摘要：針對當前市場上草坪剪草機存在的問題和市場需求，設計一種新型草坪剪草機，該剪草機無引擎驅動、無噪音污染、結構緊湊、重量輕、操作靈活。通過對剪草機結構和原理的介紹，說明了剪草機工作時以人力為動力源，后輪驅動，通過齒輪傳動和鏈傳動，帶動滾刀完成剪草動作的相關原理。

關鍵詞：剪草機；高度調節；無引擎

中圖分類號：S233.74文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.10.007

隨著環保意識提高，我國草坪業發展迅速，對剪草機械的需求亦隨之增大，現階段已開發了幾十種適用于不同場合的剪草機[1]。但我國生產剪草機起步較晚，企業規模普遍較小，產品用途較為單一。并且市場上現有的剪草機多以燃油機械動力驅動，存在噪音大、有污染等問題。本文設計了一種無引擎驅動，無噪音污染，剪草高度可調節的新型草坪剪草機。

1剪草機的結構及工作原理

剪草機工作時由人推動行走，使其后輪轉動，帶動安裝在上面的大齒輪轉動，并通過齒輪傳動使速度提升。進而帶動大鏈輪回轉，通過鏈傳動將運動傳遞給滾刀，使滾刀與底刀形成剪切運動，完成剪草任務。如圖1所示。

該剪草機主要由增速機構、執行機構和高度調節機構三部分組成。此外還有手柄（可折疊）、上下機蓋等配件。金屬手柄易于折疊，以減小包裝尺寸，手柄長度可伸縮，對于不同身高的操作者都適用，如圖2所示。

增速機構由直齒圓柱齒輪和滾子鏈鏈輪組成，可以在人正常步速時使剪草機獲得較大的速度提升。剪草機工作時后車輪帶動固定在其上的大齒輪轉動，并通過齒輪傳動和鏈傳動使速度得以提升，最終傳遞給滾刀。

剪草機采用剪斷的方式工作，因為兩個刀片作相對運動的原理較容易將草剪斷，而且不需要很高的速度，符合人力驅動的需求。剪草機的執行機構是由旋轉的滾刀和相對不動的底刀共同實現的[2]。底刀固定在底刀軸上，刀刃為直線型。滾刀的刀片形狀為螺旋曲面，五片刀片均勻固定在滾刀底座上，如圖3所示。剪草時，滾刀向前轉動，刀刃由一端開始與底刀刃逐點組成剪口，草隨著滾刀刀片螺旋面的旋轉被卷進剪口內，并被剪斷。上下刀刃在剪草過程中始終為點接觸。此外，剪草機帶有刀刃間隙調整裝置，可根據實際情況調節滾刀和底刀的間距。該裝置由旋轉手輪和螺紋聯接完成。旋轉手輪帶動底刀軸轉動，可使底刀上下移動，即可完成刀刃裝置調節的要求。同時底刀上有凹槽，便于剪草時落草；底刀后有一與機器底殼相連的擋板，防止剪草機工作時草屑進入剪草機。

因不同的場合需要修剪草的長度不同，設計了高度調節機構，該機構可以使刀架沿著垂直方向移動，如圖4所示。高度調節機構的曲面滑塊和螺紋桿固連在一起，通過螺紋桿的轉動即可調節刀架的高度，并通過螺紋聯接的自鎖性將滑塊固定在需要的位置，同時用軸承架確定其移動軌跡[3]，移動軌跡為曲線，以確保傳動機構正常工作時中心距不變。滾刀和底刀安裝在曲面滑塊上，可同時調節兩把刀的高度，操作簡便。

2結束語

通過對上述無引擎驅動的新型草坪剪草機的介紹。說明該剪草機以人力為動力源，后輪驅動，通過齒輪傳動和鏈傳動，將運動傳遞給滾刀，利用滾刀的螺旋形曲面將草卷入，通過滾刀和底刀的剪切實現剪草。并且可以實現剪草高度的調節，調節范圍30～120 mm，割幅寬度400 mm，外型尺寸長×寬×高：800 mm×634 mm×430 mm。

參考文獻：

[1]姜旭艷.草坪剪草機的合理應用及管理維護[J]. 科技與企業，2014（16）：417

[2]黃勤冰.剪草設備刀具角度全接觸[N]. 中國花卉報， 2007-12-01（3）.

[3]胡永鵬，譚蓉.環保型手推式草坪剪草機：中國，CN2770305[P]，2006-04-12.endprint