一种智能化半自动拖行式割草机的设计

崔福军

（枣庄职业学院，枣庄 277100）

目前，草坪做为绿化的一种重要方式，得到了越来越广泛的应用。割草机做为修整草坪的有效机器，随着需求的改变也衍生出很多类别。

1 割草机的总体架构要求

本文设计了一种智能化半自动拖行式割草机，可以用于公共设施、公园、运动场、道路、农场和林场等场合，特别适用于家庭庭院和私人花园。

2 割草机的结构设计

图1为智能化半自动拖行式割草机，由太阳电池板、蓄电池、电流转换器、行走机构、遥控转换装置、减速器、控制部分、切割装置以及行走轮等组成，是目前市场上所缺少的既清洁又安全的园林机械。

图1 割草机外观图

2.1 割草机动力装置的选择

在割草机问世之前，草坪修剪的主要工具是镰刀。此外，放牧牛羊也是保持草地平整的重要方法。要使割草效果整齐、平整，同一行程前后割草高度一致，两次作业行程衔接平滑、无接茬，着对动力装置保持动力的稳定性提出了较高要求。

割草机按动力驱动方式主要分为人畜力驱动、发动机驱动和电力驱动3种形式。其中，采用单缸汽油机驱动的割草机最多，工作功率较大，能满足各种复杂环境的需求。但是，汽油机在工作时产生的噪声较大，且产生大量的气味，很容易引起环境的污染，不太适宜家庭庭院和私人花园的使用。人力推动的主要是滚刀式，通过齿轮传动带动旋刀割草，小巧灵活，但以太阳能作为能量源头杜绝污染是时代的潮流，能有效降低人类的劳动强度。蓄电池电力驱动工作状态稳定，适于家庭庭院中小型草坪使用，具体的控制电路如图2所示。

图2 割草机工作原理电路图

2.2 割草机切割刀具的选择

割草机切割刀具可以分为旋刀式、往复式、滚刀式、甩刀式以及甩绳式几种[1]。其中，旋转式割草机工作平稳，对草坪的适应性强，特别适用于稠密、倒伏、缠连的草坪。该割草机选用的是电机直接带动打草绳作为切割刀具（如图3所示），可以避免在割草过程中遇到像石头等硬质物品对高速旋转的刀具所造成的损坏。打草绳选用防风化、韧性好且强度较高的塑性材料，长度以10～15 cm为宜。两头的打草绳长度调整为一致，可以避免因不平衡造成的机器抖动。需要注意，打草绳只适合打嫩草，对于太粗甚至已经木质化的草，需要改用刀片。

图3 打草绳的结构

2.3 割草机工作原理的确定

割草机将太阳能板吸收的太阳能转化为电能作为动力，电流由蓄电池储存。行走机构采用遥控指挥，此时电流由蓄电池传至控制板中的电流转换器，继而由继电器控制元件传入减速器，实现割草机的灵活移动。割草装置也是直接由太阳能电池板供电，通过变速器传至电机带动打草绳旋转完成割草作业。对于太阳能电池板剩余能源，可以储存在蓄电池中，以便太阳光不充足时使用[2]。

3 结语

采用太阳能电池板供电的智能化半自动拖行式割草机，改变了传统割草机用汽油等化石燃料作为燃料的风格，传动部分结构简单，整机质量较小，转向灵活，操作容易，使用和携带方便，能有效降低劳动强度，且在一定程度上降低了割草机在工作过程中对人身造成的潜在危害，具有一定的推广价值。