綠植修剪車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

朱陽 陳文斐 郭佳鵬

摘 要：介紹了一款綠植修剪車的設(shè)計(jì)實(shí)例，提出以掃路車為載體、采用液壓傳動(dòng)，可連續(xù)修剪綠化帶，并可收集枝葉的專用作業(yè)車方案。實(shí)現(xiàn)修剪機(jī)構(gòu)的展開、收回狀態(tài)，高度、寬度方向的修剪調(diào)節(jié)，并完成了關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)。該方案特別適合于高速公路中央隔離帶的修剪，當(dāng)不需要修剪作業(yè)時(shí)可快速拆卸作業(yè)裝置，作為掃路車使用，提高了使用效率。

關(guān)鍵詞：綠植修剪車 液壓傳動(dòng) 收集枝葉 修剪

Abstract A new design of hedge-trimmlng vehicle was introduced in the paper.based onsweeper this hedge-triming vehicle uses hydraulic to transfer power. The trim arm canfold and unfold. It can also adjust trim height and trim width. The scheme is prefer forhigh-speed road use. The vehicle can also be used as an sweeper， after removing trimmingmechanism， which could improve efficiency.

Key words hedge-trimming vehicle； hydraulic transmission； collecting leaves； trim

中圖分類號(hào)：U469.6⁺91.03 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-0226（2015）09-0113-04

1 前言

隨著我國(guó)高速公路的迅速發(fā)展，中央分隔帶及道路兩側(cè)的綠籬修剪是公路養(yǎng)護(hù)的主要任務(wù)之一，它不僅涉及到環(huán)境綠化的美觀度，還能影響駕駛員視覺，對(duì)夜間行車防炫目、吸附車輛排放的廢氣及煙塵、減輕駕駛員疲勞、保證行車安全等都發(fā)揮了重要的作用。根據(jù)國(guó)家十二五發(fā)展規(guī)劃要求，到2015年，全國(guó)公路總里程將達(dá)到450萬km，其中高速公路將達(dá)到10.8萬km，二級(jí)以上公路總里程達(dá)到65萬km，農(nóng)村公路總里程達(dá)到390萬km。大量的新建道路帶來了巨大的道路綠化需求。隨著高速公路及全國(guó)公路網(wǎng)的建成，通車?yán)锍痰脑黾樱咚倬G籬及道路人行道景觀樹的修剪任務(wù)越來越繁重。

目前，對(duì)道路兩側(cè)樹籬修剪主要使用各種人工操作的綠籬機(jī)，該類機(jī)器整備質(zhì)量約為5～10kg，作業(yè)時(shí)操作者一直處于持重狀態(tài)，且設(shè)備不僅震動(dòng)大，噪音也大，造成環(huán)衛(wèi)工人勞動(dòng)強(qiáng)度非常大；特別是對(duì)高速公路中央隔離帶的修剪，工作場(chǎng)地危險(xiǎn)性很大，因此迫切需要研制一種移動(dòng)式自動(dòng)綠籬作業(yè)機(jī)械來提高林業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化裝備水平，以解決上述問題。

近幾年，國(guó)內(nèi)已有少量的高校和養(yǎng)護(hù)處研究小型車載樹籬修剪機(jī)。如某公司生產(chǎn)了一種樹木自動(dòng)修剪機(jī)，其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。當(dāng)伸縮臂和剪刀到達(dá)預(yù)定修剪位置時(shí)，汽車前行便可自動(dòng)對(duì)綠化隔離帶進(jìn)行平面或立面修剪。該機(jī)節(jié)省了人力，在車輛穿行的公路上作業(yè)也很安全。但這種修剪機(jī)由自帶發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，修剪部分為旋片式，臂架的伸縮由絲杠驅(qū)動(dòng)，絲杠速度慢且承重能力差，不能靈活的多自由度修剪，而且旋片式修剪機(jī)拋灑到地面的枝葉比較嚴(yán)重。

經(jīng)過進(jìn)一步研究，提出一種操作簡(jiǎn)便且能對(duì)綠籬樹木、景觀苗木進(jìn)行修剪造型，且對(duì)于修剪后的枝葉進(jìn)行回收、運(yùn)輸?shù)膶Ｓ闷囋O(shè)計(jì)方案。

2 車輛正作原理介紹

本方案的主要目的是針對(duì)目前高速、市政、園林綠籬修剪、整形等機(jī)械化作業(yè)，而提供的一種集樹木修剪、整形、枝葉回收、運(yùn)輸安全的一體化解決方案。擬在國(guó)內(nèi)已有設(shè)備的基礎(chǔ)上對(duì)傳動(dòng)，刀架、伸縮臂加以優(yōu)化并增加枝葉回收裝置；當(dāng)修剪作業(yè)閑置時(shí)，還可當(dāng)作掃路車使用，提高其利用率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)方案為：整車可分為四個(gè)模塊，即底盤模塊、前部旋轉(zhuǎn)刀架模塊、綠籬修剪模塊、清掃回收模塊。底盤模塊提供整車的移動(dòng)及前部旋轉(zhuǎn)刀架模塊和綠籬修剪模塊的動(dòng)力，這兩部分動(dòng)力來源于底盤的取力器，動(dòng)力傳遞由液壓系統(tǒng)完成；整車前部可以加裝能在車前旋轉(zhuǎn)180°的旋轉(zhuǎn)刀架模塊，該臂架可以隨綠籬的高度調(diào)整其相應(yīng)的高度和角度，以實(shí)現(xiàn)綠籬修剪的多樣性；綠籬修剪模塊主要功能是對(duì)高速公路中分帶和道邊綠籬及草叢進(jìn)行修剪。綠籬修剪模塊采用往復(fù)式雙刃剪，采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，原理類似手持式綠籬機(jī)，通過偏心輪帶動(dòng)偏心連桿，偏心連桿帶動(dòng)切割器動(dòng)刃往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)綠植枝葉的切割。清掃回收模塊擬直接采用成熟的掃路車上裝設(shè)計(jì)。用于清掃回收修剪灑落在路面的樹枝葉，以保持高速路面清潔。其總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

綠植修剪作業(yè)按以下方式實(shí)現(xiàn)：當(dāng)汽車行駛到距離綠籬合適的位置，由旋轉(zhuǎn)油缸（或旋轉(zhuǎn)支承）推動(dòng)臂架系統(tǒng)從汽車的右邊（汽車前進(jìn)方向）旋轉(zhuǎn)到汽車的左邊，通過一系列油缸的操作，調(diào)整好修剪機(jī)構(gòu)的姿態(tài)和高度，打開警示燈，駕駛汽車向前行駛，修剪機(jī)構(gòu)自動(dòng)運(yùn)行，即可對(duì)綠植進(jìn)行修剪；修剪下的樹枝枝葉自由下落，掉落在馬路上的部分，可通過收攏掃刷收集，由吸嘴吸入收集廂體中。待修剪工作完成，由旋轉(zhuǎn)油缸（或旋轉(zhuǎn)支承）推動(dòng)臂架系統(tǒng)從汽車的右邊旋轉(zhuǎn)到汽車的左邊，臂架系統(tǒng)油缸收縮，臂架折疊橫置在駕駛室前部回歸原始狀態(tài)，即可完成清運(yùn)工作。修剪機(jī)構(gòu)上部設(shè)計(jì)有罩蓋，其作用之一是收攏因高速切

本車四大模塊中，底盤采用成熟的二類底盤（帶變速器取力），清掃回收模塊采用現(xiàn)有掃路車上裝。因?yàn)閽呗奋嚿涎b含有副發(fā)動(dòng)機(jī)，無需底盤取力。因此，本方案只需要設(shè)計(jì)前部旋轉(zhuǎn)刀架模塊、綠籬修剪模塊、液壓站和電氣控制模塊。需要說明的是，通過改變旋轉(zhuǎn)馬達(dá)所連接的專用工作裝置，如加裝清洗裝置便可利用掃路車清水箱的水，便可對(duì)高處廣告牌、護(hù)欄、高速隧道等進(jìn)行清洗；加裝灌割機(jī)便可對(duì)道路兩側(cè)的雜草進(jìn)行清理；本實(shí)例只是其中一種應(yīng)用舉例而已。