机械及数码设备

割草机

发明人：1830年英国格洛斯特兰郡的爱德温·布丁（Edwin Budding）发明了“割草机”；1868年亚玛利雅·希尔斯（Amariah Hills）取得卷筒式割草机的美国专利；1899年约翰·阿尔伯特·布尔（John Albert Burr）发明了带有旋转刀片的割草机。

美国每年在草坪养护设备、产品和服务上的支出：大约750亿美元。

主要的割草机制造商：富世华（Husqvarna）公司、约翰·迪尔公司（John Deere）、美特达（MTD）公司和托罗公司（Toro）。

割草机发展史

几个世纪以来，割草工人都是在牧场或田野里艰难跋涉，挥舞着锋利的长柄镰刀，镰刀的刀片长而弯曲。这活儿又累又慢，而且大多没什么效果——镰刀只有在草湿的时候才好用，因为草更软更重。第一台机械割草机是1830年由英国纺织工人爱德温·布丁（Edwin Budding）发明的。严格意义上说，他开发的机器起先并不是用于割草，而是用来剪掉新布上的绒毛。这种割草机是基于他的纺织机器改装而来。

布丁发明的圆柱形割草机安装在一个后滚轮上，后滚轮用链条驱动割草机前进，使用安装在圆筒上的弯曲刀片割草。他制造了两个大小不同的割草机。大割草机得由马牵引，工作时马蹄上要套上橡胶掌，以防止它们踩坏草坪。伦敦动物园的园长是第一批购买这种机器的人之一。布丁在广告中称，使用这种小型割草机“对乡绅们来说是一种有趣、实用、健康的运动”。

或许是因为布丁的割草机沉重而笨拙，说服乡绅和其他人购买割草机并不容易，机械割草机的发展缓慢。在1851年的英国国际博览会上，仅有两家割草机制造商参展。

几十年后，这种新机器突然流行起来。某种程度上是由于19世纪末英国兴起的草地网球运动，同时巴登的早期设计得到了改进，重量比第一代机器要轻得多。基于这些原因，改进后的割草机精致实用，很快出现在英国各地的潮流引领者的院子里。

最早的燃油割草机是1897年由德国奔驰公司和纽约科德威尔（Coldwell）割草机公司联合设计的。两年后，一家英国公司开发了自己的原型割草机；然而这些公司都没有大规模生产他们自己公司所设计的产品。1902年，詹姆斯·爱德华·兰瑟姆（James Edward Ransome）设计的第一台商用割草机问世并销售。尽管兰瑟姆的割草机有一个舒适的驾驶座位，但大多数早期的割草机都不是这样的，即使在今天，许多流行的割草机都是从后面用手推动的。

骑行式割草机与步进式割草机

割草机有两种基本类型：骑行式和步进式。

早期的步进式割草机是手推的，使用水平卷轴或滚筒，两端各带有几个刀片。尽管电动卷轴割草机问世，但有些人仍然喜欢无动力的卷轴割草机，因为它们简单、安静、环保，不需要太多维护，而且还能在使用的同时锻炼身体。电动卷轴割草机如今已经被带有旋转刀片的旋转式割草机所取代。

旋转式割草机比卷轴式更容易制造，因为它的基本设计更简单，而且几乎适用于所有类型的草坪。在任何一个夏日的周六时间里，人们大概率会用旋转式割草机来修理自己的草坪。旋转式割草机有一个单独的旋转刀片封闭在机壳内，由轮子支撑。马达驱动刀片每分钟旋转3000转，刀锋尖端的线速度大约为5800米/分钟，而刀锋的尖端是切割杂草的工作部位。

电动步进式割草机有一个甲板层，可以保护使用者不受裸露旋转刀片的伤害，还可以将割下的草料放入收集袋中、从侧卸料槽排出，或者作为覆盖物放回草坪上。后置手柄用于推动和引导割草机，也可作为割草机控制部件的安装位置。自行行走的后置割草机由连接在电机驱动轴上的链条或皮带驱动，这使得推动割草机的工作更加容易。割草机有四个轮子，由汽油机或电动马达驱动。大多数割草机使用燃油发动机，但电动割草机正变得越来越普遍（以后会更多）。

座驾型割草机是很受欢迎的手推式割草机的替代品，尤其是对于拥有较大面积草坪的用户，当然，对于园林绿化公司来说更是如此。它们的挡板下面通常有两到三个旋转刀片，这使它一次切割的面积更大。座驾型割草机有两种基本类型：牵引式和Z式（可以原地转向）。

草地牵引机（牵引式割草机）看起来像小型农用拖拉机，在其上部有一个舒适的座位。园林牵引割草机与草坪牵引割草机基本功能相似，但园林牵引割草机可用于耕作和培育花园，有时甚至可以安装扫雪机附件。

Z式割草机与牵引式割草机的转向方式不同。驾驶员通过操控割草机两侧的大驱动轮来控制方向。这些割草机可以原地转向，非常容易操作，特别适合在有很多障碍的草坪上割草。Z式割草机要比牵引式割草机贵得多，所以还不常见。Z式割草机很受园林绿化公司的欢迎，大多是因为商业用途而制造。

电动割草机

电动割草机已经出现有一段时间，但直到最近仍然不是很受欢迎。早期的产品使用交流电（AC）发动机，需要通过一根长长的导线从家里接通电源。随着直流电池技术的进步，不用电线的电机成为可能。但是与燃油割草机相比，大多数电动割草机还是动力不足，市场份额仍然很小。

最近一些公司已经能够生产出性能可与燃油割草机媲美的电池供电电动割草机。目前它们的价格仍高于汽油驱动的同类产品，这种情况可能会随着时间的推移而改变。有些公司销售座驾型电动割草机，但市场上仍是以手推式为主。

由于比同类的燃油割草机更安静、更容易维护、重量更轻，我们可能会看到越来越多的电动割草机投入使用。

综上所述，有许多不同类型的割草机。下面的章节将主要描述使用汽油发动机的座驾型Z式割草机。

割草机部件

典型的燃油割草机由数百个单独的部件组成，包括技术先进的两冲程或四冲程发动机，各种机械制造部件，从外部承包商处购买的各种配件，以及许多标准零部件。这些部件大部分是金属的，主要包括：割草机挡板、机架、发动机和刀片。然而，有一些是由塑料制成的，如侧卸料槽、盖子和插头。

制造过程

制造Z式割草机需要精确的库存控制、零部件和人员安排，以及人员和任务的协调同步。某些生产任务是使用机器人来完成的，尤其是焊接。尽管这样，仍然需要熟练的工人来完成大部分装配工作。

部件的卸货与分配

1．这些部件通过卡车运到工厂的装货码头，然后由叉车或架空小车运到其他生产中心进行成型、加工、喷漆，如果在运抵后不需要再加工就可以直接进行组装。

冲压成型

2．钢板自动切割成合适的形状，形成割草机面板、前格栅、座椅平台等部件。机器人将每个切割件运送到液压机中，液压机中装有相应的模具组对这些切割件进行模压成型。

3．液压机施加大约1000吨的压力将薄板塑成所需的形状。再用另一台液压机把新成形的加工件的毛边剪掉。

4．割草机甲板等部件被转移到另一组冲床上，冲床为刀片主轴和其他附件接点冲孔。

5．完成的零件被堆放在一起，然后运送到油漆车间。

喷漆

6．割草机甲板、格栅、座椅平台和其他车身部件堆放在一起，然后用一种防锈化学品清洗。

7．这些部件被吊在一个龙门架上，然后通过在电解槽中浸泡来上漆。这一过程是把直流电流加在工件和电解槽电解液上，带电的涂料离子在电流的作用下附着在工件表面，工件本身充当电极之一。

零部件

8．主要零部件是在不同的工厂车间使用已成型、已加工或购买的材料和标准件生产的。从外部供应商购买的零部件，包括按制造商制定的标准规格制造的发动机、轮胎、换挡机构、安全带和轴承。注塑成型的塑料部件用于侧出料槽、盖子和插头。注塑是将熔化的塑料注入模具，然后冷却的过程。当它冷却时，塑料即呈现出模具的形状。

组装割草机甲板

9．漆过的割草机甲板降到两个或三个刀片主轴（取决于割草机的型号）的位置，然后主轴与甲板之间用螺栓固定。刀片主轴是在另一条生产线上组装的，此时刀片已经安装在主轴上了。

10．每个主轴的末端安装一个滑轮，另外一个张紧轮通过螺栓固定到位。工人用一条长长的橡胶传动带套在两个滑轮上。

11．轨距轮的设计是为了将割草机甲板提升到不平的草坪表面的高度以上。它们被安装在割草机甲板上，能将甲板从地面提升6～13毫米。

12．接下来，在甲板上安装塑料模塑件。这包括给暴露的驱动皮带上安装一个保护套，以及安装侧出料槽。

组装割草机框架

13．割草机机架的钢轨与前轮的安装环一起夹在旋转焊接台上。然后，焊接台转到机器人焊接站，在那里，前轮安装环被焊接到钢轨上。

14．接下来，在一个密封室里对焊接机架进行底漆和粉末喷涂。粉末喷涂包括用化学物质彻底清洗和漂洗零件，以密封表面（与空气隔绝）。然后，这些部件被送到架空输送机上，穿过一个油漆间。喷枪喷射出细小的带有电荷的油漆颗粒（与需要喷漆部分的电荷电性相反），相反电性的油漆均匀地附着在割草机机架表面。接下来，将钢轨机架放在烤炉中烘烤，产生一种闪亮的、永久的、类似珐琅的涂层。上漆的钢轨机架可以经受腐蚀性草浆和切割过程中产生的污垢和碎片的侵蚀，保护机架颜色多年不变。

15．紧接着，在制造工厂的另一个区域，用螺栓把发动机组件固定到机架上。转向杆、脚踏板和座椅平台也用螺栓连接到机架上，同时前格栅也用螺栓装到机架上合适的位置。

16．割草机的前轮安装在轭架上，轭架安装在机架前部的安装环上，轭架顶部用卡环固定。较大的后轮用螺栓固定在后轴上，然后将整个机架滚到正在等待安装的割草机甲板上方，现在用螺栓把甲板固定在车架上。

17．提升放在装配平台上的割草机，便于工人将割草机甲板上的传动带连接到发电机组件垂直传动轴的滑轮上。

测试与总装

18．通过计算机控制对割草机的四轮进行测试定位，以确保它们转动正常。如果需要的话，调整变速箱也是可行的。

19．同时对电气系统进行测试，并安装侧板和仪表盘。

20．最后，将座椅安装在座椅平台上，到此割草机总装完成。

质量控制

检验员对整个生产过程进行监控，检查公差配合、接缝、耐久性和饰面。特别是要仔细检查油漆操作。每一个油漆部件的样品都定期从生产线上取下来进行超声波检测，这一过程是将油漆暴露在与盐浴相同的腐蚀环境下，模拟连续450小时暴露在自然室外环境中。刻划油漆过的部分，观察裸露的表面，来寻找上锈的蛛丝马迹。如果需要的话，调整油漆或清洗周期，以确保产品的高品质和耐用性。

最终的性能测试（装配的最后一步）向用户保证了产品的可靠性和安全性。每台发动机加少量的气（或油）混合物。技术人员用手启动发动机以检查和测量每分钟的转速。驱动元件和安全开关也被作为检查对象。根据现行《消费品安全委员会条例》的要求，割草机刀片在运行时，必须在控制手柄松开的3秒内停机。

未来发展

电动割草机器人

割草机器人已经被用于自动修剪草坪，在西欧和亚洲部分地区主要用于商业性质。只有少数几家小型制造商和一两家大型割草机制造商在生产它们。无论如何，全球对割草机器人的需求会增长，所以不久之后你有可能会亲身体验一回。

割草机器人的设计是为了避开院子里连续边界线及树木等障碍物。基站通过埋在边界地下几厘米的电缆发送信号。当机器人检测到它已经到达边界时，它会转过身去。基站还充当机器人电池的充电器，当电池电量不足时，机器人就会回来充电。该机器人还配备了传感器来检测碰撞。

随着电动割草机（非机器人割草机）的性能与汽油割草机相当，而且价格下降，其受欢迎程度可能会继续上升。电动割草机比燃油割草机更容易维护，运行更安静，对环境更友好。将电动割草机与太阳能电池板结合起来可以进行充电，将是未来发展的自然趋势。