便于更换刀叶的轮制式园艺割草机设计

便于更换刀叶的轮制式园艺割草机设计

张学敏

广东俊彩园林建设有限公司  广东 佛山   528000

摘要：针对目前常用的轮制式园艺割草机在设计上存在的刀叶更换不便的不足之处，本文设计提供了一种便于更换刀叶的轮制式园艺割草机。该装置在更换刀叶时不需要将割草机倒置过来，避免了传统式割草机需要先将割草机整个翻转过来，再进行刀叶更换产生的不便，也使刀叶更换更加安全易操作。同时该装置结构简单，作业方便快捷、简易实用且造价低，能够实现对草坪的高效便捷修剪。

关键词：轮制式割草机；园艺工具；刀叶更换；结构设计；

一、引言

世界上许多国家，为了绿化城市，改善生态环境，都特别重视草坪的建设。随着我国社会经济的快速发展，城市化建设的逐步加深，我国城区的绿化程度也随之提高，大量的公园草坪、各种球场草坪等绿地均需进行人工维护，我国城市草坪建设也日益受到人们的重视。

草坪作为园林景观的一部分，在现代园林建设中已必不可少，同时随着草坪面积的不断扩大，在日常的园林绿化以及草坪修整工作中，需要经常用到草坪割草机进行人工作业。草坪割草机又称除草机、剪草机和草坪修剪机等，通常由发动机（或电动机）、外壳、刀片、轮子和控制扶手等部件组成。[1]其中割草机刀片的锋利与否会对割草机的工作效率以及草坪的养护效果等产生重要影响。

首先钝刀片对草坪的破坏性非常大的，被撕开的草叶与被整齐切开的草叶相比，受到的创伤更大一些，如果不及时进行处理，很多草就会死掉。[2]其次割草机刀叶钝了之后修剪的草坪看起来非常凌乱，不仅毫无美感，而且对草坪养护也起不到正面作用。另外使用过程中割草机的刀片可能会打到石头、树根等异物，这种情况会造成刀片卷曲、变形，不能继续使用，因此割草机的刀叶需要定期更换下来打磨使其锋利或者更换新的刀叶。

二、总体概述和结构设计

草坪业的兴起使草坪机械行业应运而生，并逐渐发展成为新兴的朝阳产业。虽然我国割草机械的发展已经形成了一定的规模，但目前常用的轮制式园艺割草机在设计上仍存在诸多不足之处，比如割草机的刀叶更换起来费时耗力，十分困难。同时刀叶又是割草机装置中最容易损坏的部位，其更换频率十分的高，而且割草机的刀叶一般都装在底部，因此在更换割草机的刀叶时需要将割草机倒置过来。但割草机械通常都重量较大十分沉重，因此割草机械的倒置困难导致了刀叶更换不便的问题，而且倒置机械更换刀叶也存在一定的安全隐患。

因此，针对现有技术的不足，本文设计提供了一种便于更换刀叶的轮制式园艺割草机，以解决市场上的轮制式园艺割草机刀叶更换不便的问题。

（一）总体概述

该种便于更换刀叶的轮制式园艺割草机，包括外壳，如图1所示，其外壳下表面的一侧固定连接有第一支座，第一支座的表面插接有第一转轴，第一转轴的两端分别固定连接有导向轮。外壳下表面的另一侧固定连接有第二支座，第二支座的表面插接有第二转轴，第二转轴的两端均固定连接有动力轮。

图1轮制式园艺割草机侧视图结构示意图

（图中：1外壳、2第一支座、3第一转轴、4导向轮、5第二支座、6第二转轴、7动力轮、11推杆、12连杆、13伸缩杆、14固定螺栓、15扶手、20滑槽、21框架、22滑块、28第四转轴、29螺纹杆。）

通过旋转第四转轴，从而带动螺纹杆旋转，由于螺纹杆旋转，从而使得限位杆沿着螺纹杆方向在限位槽内升降，当限位杆下降后，第三转轴的顶端与联轴器的底端分离，从而可以抽动框架，将框架整体拔出后进行切割片的更换。从而避免了传统的割草机更换需要将割草机整个翻转过来带来的不便。

（二）主要结构设计

如下图2所示，该机械装置外壳内壁的底部固定连接有驱动电机，驱动电机的输出轴固定连接有第一齿轮，第二转轴的表面固定连接有第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合。外壳的正面和背面均固定连接有推杆，且两个推杆之间通过连杆固定连接，推杆内插接有伸缩杆。推杆表面的上侧螺纹连接有固定螺栓，固定螺栓的一端与伸缩杆的表面搭接，伸缩杆的顶端固定连接有扶手。

此外，外壳内壁的顶部固定连接有伺服电机，并且外壳的内壁固定连接有夹层，夹层的表面卡接有第一轴承，第一轴承内插接有联轴器。伺服电机的输出轴与联轴器的一端固定连接，外壳的下表面开设有滑槽，滑槽内卡接有设置在框架表面的滑块。框架的内壁开设有限位槽，限位槽内插接有限位杆，限位杆上卡接有第二轴承，第二轴承内插接有第三转轴。第三转轴的底端固定连接有切割片，第三转轴的顶端插接在联轴器的底端，框架的表面插接有第四转轴，第四转轴的底端固定连接有螺纹杆，螺纹杆与限位杆的一端螺纹连接。各零配件相互之间配合紧密，确保了该装置的安全有效使用。

图2轮制式园艺割草机局部剖面结构示意图

（图中：1外壳、2第一支座、3第一转轴、4导向轮、5第二支座、6第二转轴、7动力轮、8驱动电机、9第一齿轮、10第二齿轮、16伺服电机、17夹层、18第一轴承、19联轴器、20滑槽、21框架、22滑块、23限位槽、24限位杆、

25第二轴承、26第三转轴、27切割片。）

根据上图2所示的结构设计，该轮制式园艺割草机导向轮的轮径大小为5-8厘米，动力轮的轮径大小为15-20厘米。推杆的长度为60-80厘米，伸缩杆的长度与推杆的长度相等，此外推杆与水平面间的夹角为30-45度。另外滑槽的数量为两个，两个滑槽并排设置，并且滑槽的截面形状为T字形。

三、工作过程

“在所有园林工具中，草坪割草机可谓是运用最为广泛的，也是运用最多的。”[3]在各种草坪维护作业中，以草坪修剪工作最为繁重，草坪面积大，需要的工作量大，而且工作重复性强，每隔一段时间就要重新修剪，因此开展该项工作往往需要消耗大量的人力、物力和财力。

（一）工作原理

割草机是一种用于修剪草坪和植被等的机械工具，它由刀盘、发动机、行走轮、行走机构、刀片、扶手和控制部分组成。刀盘装在行走轮上，刀盘上装有发动机，发动机的输出轴上装有刀片，刀片利用发动机的高速旋转在速度方面提高很多，节省了除草工人的作业时间，提高了工作效率，减少了大量的人力资源。为了使用安全，要求机器切割装置(刀片)能够实现快速制动。

本文设计提供了一种新型的便于更换刀叶的轮制式园艺割草机，其主要工作原理是，通过旋转上图所示的第四转轴，从而轴带动螺纹杆旋转，由于螺纹杆的旋转，从而使得限位杆沿着螺纹杆方向在限位槽内升降。当限位杆下降后，第三转轴的顶端与联轴器的底端分离，从而可以抽动框架。使用过程中通过将框架先整体拔出，然后再进行切割片的更换，避免了传统式割草机需要先将割草机整个翻转过来，再进行刀叶更换产生的不便。

（二）操作过程

草坪的定期修剪是管理草坪的重要措施，随着草坪面积的不断扩大，草坪养护需求的不断增多，人们对于草坪割草机的需要也越来越大。与此同时，草坪修剪的质量好坏又受到作业使用的割草机类型、修剪方式以及修剪时间频率等因素的影响。“动、定刀片应具有足够的强度、良好的韧性及较好的耐磨性，对材质硬度、制造工艺要求严格。”[4]因此及时更换钝刀叶不仅有利于延长割草机的使用寿命，同时也有利于确保割草机的使用安全。

割草机下地作业前，必须进行一系列检查和准备工作，例如要检查燃油箱和冷却水箱、检查轮胎胎压是否正常、检查割盘是否运转正常、割刀是否完好、各传动皮带是否有裂纹等等。在具体操作使用过程中，手推推杆使下方轮子转动，并且在推杆与地面之间形成了一定的夹角，有利于前进推行，通过链传动带动后轮运动，同时使得前轮随着转动，割草机就开始行走了。这款小型割草机在作业时操作比较简单，作业路径选择比较灵活，割草机的前进速度可根据地形、草的密度加速或减速行驶。另外作业中，应随时认真观察作业前方的地势情况，若遇大坑、高丘，应减速、绕行，否则高速运转的切割刀会打起大量的尘土，对操作者和机器不利。

四、有益效果

通过改进设计，该轮制式园艺割草机主要具备以下有益效果。

1、通过旋转第四转轴，带动螺纹杆旋转，从而使得限位杆沿着螺纹杆方向在限位槽内升降，当限位杆下降后，第三转轴的顶端与联轴器的底端分离，从而可以抽动框架，将框架整体拔出后进行切割片的更换，避免了传统割草机更换需要将割草机整个倒置过来带来的不便。

2、在更换刀叶时不需要将割草机倒置过来，使刀叶更换更加安全易操作，避免了更换刀叶时伤人事故的发生，确保了使用割草机的安全性。另外要根据安全操作标准，尽量成套的更换割草机刀片、螺丝，这样可以有效保障割草机机器的运转平稳性。

3、通过设置推杆，且推杆与地面间形成了一定的夹角，使得割草机在使用过程中，更有利于推行，其角度设置也更加符合人体力学原理。

4、通过设置推杆、连杆、伸缩杆、固定螺栓和扶手，使得伸缩杆可以在推杆中自由伸缩，并通过固定螺栓产生静摩擦对其固定，使得扶手的高度可以进行调节，使得割草机可以适应不同体型的人使用。

5、通过设置较大直径的动力轮，使得割草机在行走过程中对地面的适应能力较强，避免较小的轮径易被石子等物品卡住，造成行动不便的问题。

6、通过设置滑槽、框架和滑块，通过滑块和滑槽的卡合作用，使得框架在竖直方向被固定，同时框架可以在水平方向自由抽离，从而拆卸简单。

五、结语

割草机一经问世，便迎合了人们的需求，得到了广大用户的普遍欢迎。本文从传统割草机刀叶更换困难这一现实问题出发，设计了一种便于更换刀叶的新型轮制式园艺割草机，该装置结构简单，作业方便快捷，改造后不仅提高了安全性，而且简易实用造价低，能够实现对草坪的高效便捷修剪。

虽然目前国内生产的园艺割草机仍然以步行推手推割草机为主，自动化、机械化水平较低，预计不久的将来，一定会有自动化程度更高、操作更舒适的草坪机械出现。

参考文献：

[1]袁再柱,王晓光.草坪割草机的使用与维护[J].农村百事通,2016(15):50-51.

[2]屈红辉.割草机常见故障及处理方法[J].农村百事通,2013(19):58-59.

[3]朱丽娟.谈园林机械中割草机的使用与保养

[J].科技与企业,2013(19):298.

[4]杨莉.牧草割草机研究现状与发展趋势[J].中国农机化学报,2019,40(11):35-40+72.