專利名稱：一種植物鏟除裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及一種用于鏟除不希望有的植物如灌木、野草或青草的植物鏟除裝置，具體地涉及一種用在植物鏟除裝置中的改進(jìn)的驅(qū)動軸，其可以將原動機或驅(qū)動源裝置如發(fā)動機或電動機的驅(qū)動力傳遞給切割刀片。
近年來，對進(jìn)一步改善農(nóng)業(yè)勞動環(huán)境的要求十分強烈。對于肩掛式野草鏟除機，考慮到減輕操作者的勞動負(fù)荷，對減輕驅(qū)動力傳動軸通過操作桿傳給U形把手的振動的要求也日益增長。從操作桿中穿過的驅(qū)動力傳動軸具有相對較大的長度，因此由于重量的原因其更易于下垂。這樣，當(dāng)啟動發(fā)動機時會引起所謂的“下垂誘發(fā)的振動”或“下垂振動”。通常采用下述二種方法中的任何一種來減小此下垂振動。第一種方法是通過設(shè)置在軸上并沿軸線相互間隔開的多個軸承來支撐驅(qū)動力傳動軸，間隔開的軸承使得在軸承之間分別支撐的軸的長度較小。第二種方法是減輕此驅(qū)動力傳動軸的重量。然而，第一種方法設(shè)置了多個軸承，帶來了結(jié)構(gòu)上的局限性并極大地增加了野草鏟除機的整體重量，因而不能讓人滿意。因此，目前減小驅(qū)動力傳動軸重量的第二種方法引起了更多的關(guān)注。具體地說，為了減輕傳統(tǒng)的鋼桿或鋼管形式的驅(qū)動力傳動軸的重量，可以將驅(qū)動力傳動軸制成較小的直徑，或者制成具有較小壁厚的管形，或者用較輕的材料來制造傳動軸。然而，由于驅(qū)動力傳動軸的功能是將驅(qū)動力從發(fā)動機傳遞到切割刀片，驅(qū)動力傳動軸必須具有比預(yù)定還要大的剛度以承受扭轉(zhuǎn)和彎曲作用力。因此，將驅(qū)動力傳動軸制成較小的直徑或者是具有較小壁厚的管形的選擇就存在著局限性。另外，作為用較輕的材料來制造傳動軸的選擇，可以采用鋁合金材料。然而，雖然這種鋁合金材料的確很輕，但無法達(dá)到必要的剛度。
例如，在日本實用新型特許公報No.HEI-1-30995和日本公開特許公報No.HEI-8-205649中公開了采用較輕的材料來制造野草鏟除機的驅(qū)動力傳動軸的特定例子。
即，在日本實用新型特許公報No.HEI-1-30995公布的野草鏟除機中，從管形操作桿中穿過的驅(qū)動力傳動軸由驅(qū)動源裝置驅(qū)動，從而帶動安裝在操作桿遠(yuǎn)端的刀片旋轉(zhuǎn)。這里傳動軸是由比傳統(tǒng)的鋼材更輕的樹脂材料制成的，可以減輕不希望有的軸的下垂振動。然而，由于樹脂制成的傳動軸通常具有較低的扭轉(zhuǎn)和彎曲剛度，因此需要在某些地方彌補剛度的不足。如果增加傳動軸的直徑以確保必要的剛度，則無法達(dá)到減輕重量的目的。此外，根據(jù)日本實用新型特許公報No.HEI-1-30995，并不清楚傳動軸是如何連接到驅(qū)動源裝置的輸出軸和切割刀片上的。另外，由于驅(qū)動源裝置的輸出軸和切割刀片是由金屬制成的零件，很難以滿足需要的連接長度將樹脂制成的傳動軸可靠地連接到金屬制成的輸出軸和刀片上。
在上面提到的日本公開特許公報No.HEI-8-205649公布的植物鏟除機中，驅(qū)動力傳動軸采用由纖維增強樹脂制成的管的形式。在管形傳動軸的相對端用粘合劑安裝并粘結(jié)了金屬制成的接頭。粘結(jié)了金屬接頭的傳動軸端部的外圓周通過加強環(huán)卡緊以便更牢固地固定接頭，從而增加了纖維增強樹脂制成的管形傳動軸的整體剛度。然而，如果這樣制造的傳動軸(即由纖維增強樹脂制成的管)需要具有和鋼相同的剛度，就不可避免地需要增加傳動軸的直徑和壁厚。由于增加傳動軸的直徑需要增加傳動軸所穿過的操作桿的直徑，因而這種方法不可行。另外，以上述方式將金屬接頭固定在增強纖維樹脂制成的管形傳動軸上會帶來復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。此外，在固定了金屬接頭的樹脂傳動軸的端部處及其周圍，傳動軸無法達(dá)到足夠的耐久性。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種植物鏟除裝置，其可以允許驅(qū)動軸與驅(qū)動源的輸出軸和切割刀片可靠地連接，并在驅(qū)動軸與驅(qū)動源的輸出軸和切割刀片的連接部分處達(dá)到足夠的耐久性。
根據(jù)本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的植物鏟除裝置，其包括管形操作桿，從管形操作桿中穿過的驅(qū)動軸，安裝在操作桿一端上以帶動驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動源裝置，以及安裝在操作桿另一端上的切割刀片，其可以由驅(qū)動源裝置通過驅(qū)動驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)來帶動旋轉(zhuǎn)。其特征在于，驅(qū)動軸是不同金屬組合軸，包括由鈦合金制成的軸主體部分，以及由鋼制成并與軸主體部分的相對端部連接成一體的軸端部部分。
鈦合金具有和鋼基本相同的機械強度(扭轉(zhuǎn)強度、彎曲強度、縱向彈性系數(shù)等)，并具有比鋼更小的比重。特別是，由于軸主體部分是管形的，它的重量更輕。因此，鈦合金軸主體部分具有通常能滿足植物鏟除機的驅(qū)動軸所需要的足夠扭轉(zhuǎn)和彎曲剛度，即使當(dāng)軸主體部分的直徑和傳統(tǒng)的對應(yīng)件的直徑相同時也是如此。另外，使用較輕的鈦合金軸主體部分可以顯著地減少由于軸的自重所引起的不希望有的驅(qū)動軸的“下垂誘發(fā)的振動”。
另外，由于具有將鋼制成的軸端部部分和鈦合金制成的軸主體部分的相對端連接成一體這一創(chuàng)造性的設(shè)置，就可以在軸端部部分連接到軸主體部分的驅(qū)動軸位置處確保耐久性。此外，驅(qū)動軸的相對端，即兩個軸端部部分可以可靠地連接到驅(qū)動源裝置的輸出軸和切割刀片上，并具有足夠的耐久性。兩個軸端部部分最好由用于機床結(jié)構(gòu)的碳鋼制成。
軸端部部分最好分別地安裝到軸主體部分的相對端上，并通過真空釬焊與各個端部連接成一體。因此，驅(qū)動軸確保有足夠的剛度，可承受施加在軸端部部分安裝到軸主體部分處的任何可能的彎曲力。
具體實施例方式


圖1和2顯示了根據(jù)本發(fā)明的植物鏟除裝置10，其可以用于鏟除不希望有的植物如灌木、野草或青草。植物鏟除裝置10包括管形的操作桿11，從操作桿11中穿過的驅(qū)動力傳動軸或驅(qū)動軸12，安裝在操作桿11一端的原動機或驅(qū)動源裝置13，如發(fā)動機或電動機，以及安裝在操作桿11另一端的切割刀片14。通過促動驅(qū)動源裝置13可以使驅(qū)動軸12旋轉(zhuǎn)，因此，切割刀片14可以由驅(qū)動源裝置13通過驅(qū)動軸12而帶動旋轉(zhuǎn)。植物鏟除裝置10還包括U形把手15，其固定在操作桿11縱向上基本中間的位置。具體地說，把手15通過把手架16固定在操作桿11上，并具有左右手柄17和18。把手15的右手柄18是一操作件，其設(shè)有控制驅(qū)動源裝置13的油門桿和鎖定桿。
從圖2中可以看出，操作者M(jìn)通過懸掛帶19將植物鏟除裝置10掛在其肩上，懸掛帶19的端部固定在操作桿11的中間部分上。操作者M(jìn)通過驅(qū)動源裝置13使切割刀片14旋轉(zhuǎn)，同時用手柄17和18在前后和左右方向上擺動切割刀片14，從而可以鏟除野草gr。
圖3是植物鏟除裝置10的剖視圖，尤其顯示了安裝在離合器外殼40內(nèi)并位于驅(qū)動軸12和驅(qū)動源裝置13的輸出軸13a之間的離合器機構(gòu)30。即，驅(qū)動源裝置13通過離合器機構(gòu)30安裝在操作桿11的一端。在植物鏟除裝置10中，操作桿11和驅(qū)動軸12與驅(qū)動源裝置13的輸出軸13a設(shè)置成同軸。
離合器機構(gòu)30是一離心式離合器，其包括離合器鼓31，其通過花鍵與驅(qū)動軸12的兩個軸端部部分中更接近驅(qū)動源裝置13的那個軸端部部分(即驅(qū)動側(cè)軸端部部分22)連接；旋轉(zhuǎn)件32，其與驅(qū)動源裝置13的輸出軸13a相連；離合件33，只有當(dāng)旋轉(zhuǎn)件32高速旋轉(zhuǎn)時，離合件33才使旋轉(zhuǎn)件32和離合器鼓31相接合。
離合器外殼40是由樹脂材料制成的整體模制零件，其包括操作桿安裝部分41，可將離合器外殼40連接到操作桿11的一個端部上；彈性連接部分42，其設(shè)有槽42a因而具有彈性，可從操作桿安裝部分41向著驅(qū)動源裝置13延伸；驅(qū)動源安裝部分43，其從彈性連接部分42延伸到驅(qū)動源裝置13，從而可連接驅(qū)動源裝置13。驅(qū)動源安裝部分43通過螺栓與驅(qū)動源裝置13的外殼13b連接。
切割刀片14通過傳動機構(gòu)外殼61可旋轉(zhuǎn)地連接到操作桿11的另一端上。在傳動機構(gòu)外殼61中設(shè)置了傳動機構(gòu)62，其位于驅(qū)動軸12和切割刀片14之間。傳動機構(gòu)62包括主動錐齒輪63，其連接在驅(qū)動軸12的更接近于切割刀片14的軸端部部分(即切割側(cè)軸端部部分26)上；從動錐齒輪64，其和主動錐齒輪63相嚙合；從動軸65，其安裝在從動錐齒輪64和切割刀片14上。
驅(qū)動軸12沿其縱向方向在相互間隔開的多個位置上被可旋轉(zhuǎn)地支撐，如下所述。
首先，驅(qū)動軸12的一端部由驅(qū)動源安裝部分43通過凸臺34和多個軸承35可旋轉(zhuǎn)地支撐。具體地說，驅(qū)動軸12的驅(qū)動側(cè)軸端部部分22通過花鍵與離合器鼓31的凸臺34相連接，而凸臺34由多個軸承35支撐。
其次，驅(qū)動軸12的另一端部由傳動機構(gòu)外殼61通過主動錐齒輪63和多個軸承66可旋轉(zhuǎn)地支撐。具體地說，驅(qū)動軸12的切割側(cè)的軸端部部分26與主動錐齒輪63連接，而主動錐齒輪63由多個軸承66支撐。
第三，驅(qū)動軸12位于驅(qū)動側(cè)軸端部部分22和切割側(cè)軸端部部分26之間的中間部分由操作桿11通過多個襯套76可旋轉(zhuǎn)地支撐。襯套76位于驅(qū)動軸12上，并在其縱向方向上間隔開均勻的間距。應(yīng)注意圖3中的標(biāo)號67代表支撐從動軸65的軸承。
圖4是驅(qū)動軸12沿其軸線的剖視圖，圖5是圖4沿線V-V的放大剖視圖，圖6是圖4中VI-VI剖面的放大剖視圖，顯示了切割側(cè)軸端部部分26如何連接到軸主體部分21上。在此實施例中，驅(qū)動軸12是不同金屬的組合軸，其由不同種類的金屬的組合體制成。具體地說，軸主體部分21是由鈦合金制成，驅(qū)動側(cè)軸端部部分22和切割側(cè)的軸端部部分26均由鋼制成，并與軸主體部分21的相對端部連接成一體。例如，軸主體部分21為鈦合金管，外徑為7mm，長度為1500mm。
驅(qū)動側(cè)軸端部部分22可以是具有圓形截面的桿，其由用于機床結(jié)構(gòu)的碳鋼(機床結(jié)構(gòu)用碳鋼)制成。驅(qū)動側(cè)軸端部部分22的近端23安裝在軸主體部分21的一個端部中，并通過真空釬焊與此端部形成一體。驅(qū)動側(cè)軸端部部分22的遠(yuǎn)端24具有外花鍵25。
切割側(cè)軸端部部分26可以是具有圓形截面的桿，其由機床結(jié)構(gòu)用碳鋼制成。切割側(cè)軸端部部分26的近端27安裝在軸主體部分21的另一端部中，并通過真空釬焊與此端部形成一體。切割側(cè)軸端部部分26的遠(yuǎn)端28上進(jìn)行切面，提供了具有如圖5所示的矩形截面的軸安裝部分29。
從圖6中可以看到，切割側(cè)軸端部部分26的近端27具有可以安裝在管形軸主體部分21的另一端部的開口中的小直徑區(qū)域27a，以及部分地靠在軸主體部分21的端部表面上的大直徑區(qū)域27b。只須將小直徑部分27a的一段必要長度安裝在軸主體部分21的開口中，驅(qū)動軸12就可以確保有足夠的剛度，可以承受施加在區(qū)域27a安裝在軸主體部分21內(nèi)的部分上的任何可能的彎曲力。在安裝了小直徑區(qū)域27a后，通過真空釬焊軸端部部分26的大直徑區(qū)域27b和軸主體部分21的相對的端部表面，就可以將切割側(cè)軸端部部分26和軸主體部分21連接成一體。
驅(qū)動側(cè)軸端部部分22的近端23也具有小直徑區(qū)域23a和大直徑區(qū)域23b，驅(qū)動側(cè)軸端部部分22通過和圖6所示的切割側(cè)軸端部部分26基本相同的方式連接到軸主體部分21上。
在此實施例中，“真空釬焊”可以是爐內(nèi)銅焊，其在133×10-3Pa到133×10-7Pa的范圍內(nèi)的真空釬焊環(huán)境的潔凈空間內(nèi)進(jìn)行。
鈦合金具有和鋼基本相同的機械強度(扭轉(zhuǎn)強度、彎曲強度、縱向彈性系數(shù)等)。因此，本實施例中的鈦合金制成的軸主體部分21具有通常能滿足植物鏟除機的驅(qū)動軸所需要的足夠扭轉(zhuǎn)和彎曲剛度，即使當(dāng)軸主體部分21的直徑和傳統(tǒng)的對應(yīng)件的直徑相同時也是如此。
另外，鋼的比重約為7.8，鈦合金的比重約為4.5。這就是說，鈦合金的比重比鋼的比重小很多。因此，在本實施例中所采用的鈦合金制成的軸主體部分21可以減小由于驅(qū)動軸12自重引起的下垂振動。因此，用簡單的結(jié)構(gòu)就可以在啟動驅(qū)動源裝置13時將驅(qū)動軸12通過操作桿11傳給把手15的振動減到最小。結(jié)果，操作者M(jìn)的負(fù)荷顯著地減輕。
此外，由于鋼制成的驅(qū)動側(cè)軸端部部分22和切割側(cè)軸端部部分26與鈦合金制成的軸主體部分21的相對端連接成一體，就可以在驅(qū)動軸12上軸端部部分22和26與軸主體部分21的連接處確保耐久性。另外，軸主體部分21的相對端，即軸端部部分22和26能可靠地連接到驅(qū)動源裝置13的輸出軸和切割刀片14上，并具有足夠的耐久性。
而且，在本發(fā)明中，鋼制成的驅(qū)動側(cè)軸端部部分22和切割側(cè)軸端部部分26可以通過真空釬焊以外的其它適當(dāng)技術(shù)，如鉚接、焊接或粘結(jié)，與鈦合金制成的軸主體部分21的相對端連接成一體。
權(quán)利要求
1.一種植物鏟除裝置，包括管形操作桿(11)；從所述管形操作桿(11)中穿過的驅(qū)動軸(12)；安裝在所述管形操作桿(11)的一端的驅(qū)動源裝置(13)，可驅(qū)動所述驅(qū)動軸(12)旋轉(zhuǎn)；和安裝在所述操作桿(11)另一端上的切割刀片(11)，其可由所述驅(qū)動源裝置(13)驅(qū)動所述驅(qū)動軸(12)旋轉(zhuǎn)而帶動旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述驅(qū)動軸(12)是不同金屬的組合軸，包括由鈦合金制成的軸主體部分(21)，以及由鋼制成并與所述軸主體部分(21)的相對端連接成一體的軸端部部分(22，26)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述植物鏟除裝置，其特征在于，所述軸端部部分(22，26)均由機床結(jié)構(gòu)中使用的碳鋼制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述植物鏟除裝置，其特征在于，所述驅(qū)動軸(12)的所述軸主體部分(21)為管形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述植物鏟除裝置，其特征在于，所述軸端部部分(22，26)分別安裝在所述軸主體部分(21)的相對端，并通過真空釬焊與所述各個端部連接成一體。
全文摘要
一種植物鏟除裝置,其驅(qū)動軸(12)包括由鈦合金制成的細(xì)長軸主體部分(21),以及由鋼制成且與軸主體部分(21)的相對端連接成一體的軸端部部分(22,26)。鈦合金具有和鋼基本相同的機械強度。因此,鈦合金制成的軸主體部分(21)可以確保能滿足通常植物鏟除機所要求的剛度,并能減輕驅(qū)動軸的重量,從而減小不希望有的由于軸的自重引起的下垂誘發(fā)振動。
文檔編號A01D34/90GK1371592SQ0210665
公開日2002年10月2日 申請日期2002年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月27日
發(fā)明者藁科誠, 內(nèi)谷博明, 佐佐木英志 申請人:本田技研工業(yè)株式會社