苗木自動修剪裝置的設計

莫韋花

【摘 要】目前，絕大多數苗木修剪裝置技術的聚焦點在如何改進刀片結構上，而能夠實現自動修剪的苗木裝置較少。為此，設計了一種苗木自動修剪裝置，主要包括剪刀、驅動機構和進回機構;剪刀由刀頭、刀柄通過第一合頁鏈接鉸接組成;驅動機構包括電機和齒套伸縮桿;進回機構主要由第一合頁鏈接桿及其連接的底座組成，第一合頁鏈接桿包括進退滑塊、進退伸縮桿和進退導槽，底座包括左右滑塊、左右伸縮桿和左右導槽。該裝置設計新穎、結構簡單，其中驅動機構和進回機構實現了苗木修剪全程自動化，提高了修剪效率和修剪質量，而且克服了人工修剪不平整的問題，大大提高苗木修剪后的美觀性。

【關鍵詞】苗木;修剪裝置;結構;自動化

【中圖分類號】S776.274 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）05-0047-02

0 前言

園林觀賞苗木中的花果樹，在園林景色中起著增加色彩變化的重要作用。然而，不合理的整形修剪，使其體內養分分配失調，使苗木開花、結果的數量大大減少，有的甚至造成某些花木無花可賞，果樹無果可觀。

實用新型專利“一種農業苗木修剪器”（專利號：2018200

20634.7，公告日：2018-08-24），公開了一種農業苗木修剪器，包括安裝板、第一握柄、安裝螺釘、第二安裝柄和復位鋼筋，其中可拆卸的剪切刀片及刀片回收槽可以對較小的樹枝進行修剪，同時也便于刀片的更換。

2018年，由鄭鑫提出的“一種多自由度的苗木修剪助力裝置”（專利號201721413333.2，公告日2018-07-10），包括設備主體，設備主體的下方設有滾輪，它可將底板上下擺動和360°旋轉，對苗木進行多自由度的修剪，提高了工作效率。

盡管諸如上述苗木修剪器在一定程度上提高了修剪效率，但并不能完全實現全程修剪自動化，苗木修剪更多的是定點修剪而不能移動修剪。此外，絕大多數的技術聚焦點都在如何改進刀片結構上。

1 苗木修剪裝置結構設計

所設計的裝置要解決的技術問題是提供一種設計新穎、結構簡單、效果良好的園林苗木自動修剪裝置，實現苗木修剪全程自動化，提高修剪效率和修剪質量。

為解決上述技術問題，設計的裝置采用以下技術方案。

針對目前園林苗木修剪存在的問題，發明人設計并制作了一種園林苗木自動修剪裝置，主要包括剪刀、驅動機構和進回機構;剪刀由刀頭、刀柄通過第一合頁鏈接鉸接組成;驅動機構包括電機和齒套伸縮桿;進回機構主要由第一合頁鏈接桿及其連接的底座組成，第一合頁鏈接桿包括進退滑塊、進退伸縮桿和進退導槽，底座包括左右滑塊、左右伸縮桿和左右導槽。該裝置設計新穎、結構簡單，其中驅動機構和進回機構實現了苗木修剪全程自動化，提高了修剪效率和修剪質量，而且克服了人工修剪不平整的問題，大大提高苗木修剪后的美觀性。

如圖1和圖2所示，所設計的裝置的園林苗木自動修剪裝置主要包括剪刀2、驅動機構和進回機構;剪刀由刀頭、刀柄通過第一合頁鏈接1鉸接組成，剪刀可繞著第一合頁鏈接旋轉開合;驅動機構包括電機3和齒套伸縮桿7，電機的電機軸4末端與第一齒輪5緊固連接，第一齒輪與第二齒輪6嚙合、第二齒輪與齒套伸縮桿后端上的齒輪套嚙合，齒套伸縮桿前端通過第二合頁鏈接8與刀柄鉸接，刀柄下方安裝超聲波傳感器9;進回機構主要由第一合頁鏈接桿10及其連接的底座11組成，第一合頁鏈接桿包括進退滑塊12、進退伸縮桿和進退導槽18，進退伸縮桿13一端連接第一合頁鏈接另一端連接進退導槽內的進退滑塊，底座包括左右滑塊15、左右伸縮桿18和左右導槽14，左右伸縮桿連接左右導槽內的左右滑塊，左右滑塊可沿著左右導槽內滑動，左右滑塊通過其上的第一合頁鏈接桿鏈接孔16與第一合頁鏈接桿連接。其中，電機軸、進退伸縮桿和左右伸縮桿連接并由電控單元控制。

2 苗木修剪裝置控制方法

電控單元給電機通正向電流，電機正轉，帶動電機軸正轉，從而帶動第一齒輪正轉，第一齒輪帶動第二齒輪反轉，通過齒套伸縮桿上的齒輪套帶動齒套伸縮桿正轉旋進，通過第二合頁鏈接帶動剪刀張開;當剪刀張開到限值，電控單元通過超聲波傳感器確定剪刀張開距離到限值，并切斷電機正向電流。

電控單元控制進退伸縮桿收縮，此時進退滑塊向前移動，進退伸縮桿與進退滑塊緊固連接，此時剪刀向前移動;進退伸縮桿移動到限值時，電控單元切斷控制進退伸縮桿運動的電機電流，剪刀停止運動;電控單元給電機通反向電流，電機反轉，帶動電機軸反轉，從而帶動第一齒輪反轉，第一齒輪帶動第二齒輪正轉，通過齒套伸縮桿上的齒輪套帶動齒套伸縮桿反轉旋出，通過第二合頁鏈接帶動剪刀閉合;當剪刀閉合到限值，電控單元通過超聲波傳感器確定剪刀張開距離到限值，并切斷電機反向電流。

電控單元控制進退伸縮桿伸長，此時進退滑塊向后移動，此時剪刀向后移動;電控單元控制左右伸縮桿伸長，左右滑塊在導槽內移動到下一位置，由于第一合頁鏈接桿鏈接孔與第一合頁鏈接桿緊固連接，剪刀隨之運動到下一位置。

其中，電控單元可由單片機、信號放大電路及功率放大器等模塊組裝而成，信號放大電路用于調理超聲波傳感器信號，并將調理后信號輸出到單片機中;功率放大器用于將單片機輸出的控制信號放大，以此推動電機軸旋轉。電控單元每次輸出電流時間2 s，從而控制電機軸旋轉2 s，進退伸縮桿或左右伸縮桿伸長或縮短2 s，由此控制其每次伸縮距離不變，確保苗木修剪的均勻性。

參 考 文 獻

[1]李學俊.黃河故道地區桃樹起壟栽培Y形整枝修剪技術[J].山東林業科技，2018，48（5）：86-87.

[2]劉海騫.凌源地區苗圃地選擇及苗木養護修剪技術的研究[J].江西農業，2018（10）：87.

[3]李豐紅.園林綠化苗木的栽植和養護技術探討[J].吉林農業，2018（4）：84.

[責任編輯：鐘聲賢]