綠植修剪車結構設計

朱陽 陳文斐 郭佳鵬

摘 要：介紹了一款綠植修剪車的設計實例，提出以掃路車為載體、采用液壓傳動，可連續(xù)修剪綠化帶，并可收集枝葉的專用作業(yè)車方案。實現修剪機構的展開、收回狀態(tài)，高度、寬度方向的修剪調節(jié)，并完成了關鍵零部件的設計。該方案特別適合于高速公路中央隔離帶的修剪，當不需要修剪作業(yè)時可快速拆卸作業(yè)裝置，作為掃路車使用，提高了使用效率。

關鍵詞：綠植修剪車 液壓傳動 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：U469.6⁺91.03 文獻標識碼：A 文章編號：1004-0226（2015）09-0113-04

1 前言

隨著我國高速公路的迅速發(fā)展，中央分隔帶及道路兩側的綠籬修剪是公路養(yǎng)護的主要任務之一，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。根據國家十二五發(fā)展規(guī)劃要求，到2015年，全國公路總里程將達到450萬km，其中高速公路將達到10.8萬km，二級以上公路總里程達到65萬km，農村公路總里程達到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公路網的建成，通車里程的增加，高速綠籬及道路人行道景觀樹的修剪任務越來越繁重。

目前，對道路兩側樹籬修剪主要使用各種人工操作的綠籬機，該類機器整備質量約為5～10kg，作業(yè)時操作者一直處于持重狀態(tài)，且設備不僅震動大，噪音也大，造成環(huán)衛(wèi)工人勞動強度非常大；特別是對高速公路中央隔離帶的修剪，工作場地危險性很大，因此迫切需要研制一種移動式自動綠籬作業(yè)機械來提高林業(yè)機械的自動化裝備水平，以解決上述問題。

近幾年，國內已有少量的高校和養(yǎng)護處研究小型車載樹籬修剪機。如某公司生產了一種樹木自動修剪機，其總體結構如圖1所示。當伸縮臂和剪刀到達預定修剪位置時，汽車前行便可自動對綠化隔離帶進行平面或立面修剪。該機節(jié)省了人力，在車輛穿行的公路上作業(yè)也很安全。但這種修剪機由自帶發(fā)電機驅動，修剪部分為旋片式，臂架的伸縮由絲杠驅動，絲杠速度慢且承重能力差，不能靈活的多自由度修剪，而且旋片式修剪機拋灑到地面的枝葉比較嚴重。

經過進一步研究，提出一種操作簡便且能對綠籬樹木、景觀苗木進行修剪造型，且對于修剪后的枝葉進行回收、運輸的專用汽車設計方案。

2 車輛正作原理介紹

本方案的主要目的是針對目前高速、市政、園林綠籬修剪、整形等機械化作業(yè)，而提供的一種集樹木修剪、整形、枝葉回收、運輸安全的一體化解決方案。擬在國內已有設備的基礎上對傳動，刀架、伸縮臂加以優(yōu)化并增加枝葉回收裝置；當修剪作業(yè)閑置時，還可當作掃路車使用，提高其利用率。

為實現上述目的，采用的技術方案為：整車可分為四個模塊，即底盤模塊、前部旋轉刀架模塊、綠籬修剪模塊、清掃回收模塊。底盤模塊提供整車的移動及前部旋轉刀架模塊和綠籬修剪模塊的動力，這兩部分動力來源于底盤的取力器，動力傳遞由液壓系統(tǒng)完成；整車前部可以加裝能在車前旋轉180°的旋轉刀架模塊，該臂架可以隨綠籬的高度調整其相應的高度和角度，以實現綠籬修剪的多樣性；綠籬修剪模塊主要功能是對高速公路中分帶和道邊綠籬及草叢進行修剪。綠籬修剪模塊采用往復式雙刃剪，采用液壓馬達驅動，原理類似手持式綠籬機，通過偏心輪帶動偏心連桿，偏心連桿帶動切割器動刃往復運動，實現綠植枝葉的切割。清掃回收模塊擬直接采用成熟的掃路車上裝設計。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。其總體結構如圖2所示。

綠植修剪作業(yè)按以下方式實現：當汽車行駛到距離綠籬合適的位置，由旋轉油缸（或旋轉支承）推動臂架系統(tǒng)從汽車的右邊（汽車前進方向）旋轉到汽車的左邊，通過一系列油缸的操作，調整好修剪機構的姿態(tài)和高度，打開警示燈，駕駛汽車向前行駛，修剪機構自動運行，即可對綠植進行修剪；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，由旋轉油缸（或旋轉支承）推動臂架系統(tǒng)從汽車的右邊旋轉到汽車的左邊，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)，即可完成清運工作。修剪機構上部設計有罩蓋，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有掃路車上裝。因為掃路車上裝含有副發(fā)動機，無需底盤取力。因此，本方案只需要設計前部旋轉刀架模塊、綠籬修剪模塊、液壓站和電氣控制模塊。需要說明的是，通過改變旋轉馬達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，便可對高處廣告牌、護欄、高速隧道等進行清洗；加裝灌割機便可對道路兩側的雜草進行清理；本實例只是其中一種應用舉例而已。