劉賽賽　竇巖　原建洋　王少文

摘 要：現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)于綠化帶的修剪很多還是停留在人工階段，少部分大型機(jī)械也只能對(duì)簡(jiǎn)單直線型綠化帶進(jìn)行修剪，而在城市中綠化帶的造型比較復(fù)雜，大型機(jī)械無(wú)法工作，人工工作又費(fèi)時(shí)費(fèi)力；于此背景下，本文對(duì)比了一些修剪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，通過(guò)三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，提出了一種新型綠化帶修剪機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)的修剪機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)、修剪、控制等三部分組成。通過(guò)上、側(cè)刀片的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)綠化帶頂部以及側(cè)面的修剪；通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)的控制可以讓機(jī)器修剪不同寬窄高低的綠化帶，以適應(yīng)不同形狀的綠化帶。

關(guān)鍵詞：綠化帶 修剪 公路 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：S776.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）03（b）-0100-02

國(guó)內(nèi)大多數(shù)普通公路、高速公路都有綠化帶。種植綠化帶是一種分隔城市道路交通且環(huán)保有益的措施，常見(jiàn)樣式為單排或雙排兩中形式。綠化帶雖小但在城市中分布很廣，但其位置重要顯眼，對(duì)城市面貌有很大影響。定期修剪是維護(hù)綠化帶美觀以及保證其功能的常見(jiàn)方式。

目前對(duì)公路綠化帶的修剪主要采用人工手持油鋸進(jìn)行修剪或者使用車(chē)載式修剪機(jī)進(jìn)行修剪。人工修剪工具相比機(jī)械工具而言比較原始，工作效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大， 而且修剪質(zhì)量不能得到保證[1]；車(chē)載式修剪的缺點(diǎn)是機(jī)器太過(guò)笨重，而且只能對(duì)簡(jiǎn)單的綠化帶進(jìn)行修剪，無(wú)法完成對(duì)綠化帶的設(shè)計(jì)造型。研究開(kāi)發(fā)安全、高效的綠化帶修剪設(shè)備，可以提高修修剪質(zhì)量并降低維護(hù)成本。

1 機(jī)器對(duì)比

目前市面上正在使用的的修剪設(shè)備主要有手工修剪設(shè)備和機(jī)械修剪裝置。

現(xiàn)階段手工修剪的所占比重依然很大，主要是現(xiàn)在沒(méi)有出現(xiàn)一種能夠像人工操作那樣靈活的機(jī)器，人工修剪的機(jī)器一般采用的是鏈刀式切割器，更適合切割較為柔軟的樹(shù)枝，其零部件壽命可靠，使用成本不高，但人力操作避免不了較高的勞務(wù)費(fèi)，以及安全性問(wèn)題，增加了綠化帶的維護(hù)成本。

機(jī)械式修剪機(jī)常見(jiàn)的是將修剪機(jī)構(gòu)安裝于車(chē)上，多采用回轉(zhuǎn)式切割器[2]，即利用多個(gè)在同一平面上的刀頭旋轉(zhuǎn)切割綠化帶，刀頭周?chē)话阍O(shè)有防護(hù)邊，防止切掉的植物殘枝飛濺到路上對(duì)交通或者行人造成影響。其切割速度快，而且安全性有保證，但通過(guò)車(chē)載來(lái)進(jìn)行作業(yè)顯得較為笨重，而且這種大型機(jī)械一般適合較為平整的綠化帶，中間遇到障礙物（如桿類）以后只能跳過(guò)，讓人工來(lái)修剪。

2 設(shè)計(jì)思路

本修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮到城市中的道路綠化帶特點(diǎn)，主要用于修剪城市公路中央綠化帶。由于城市道路中央經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)路燈、指路牌，或者一些高點(diǎn)的樹(shù)木等，因此設(shè)計(jì)需要考慮到如何在不影響作業(yè)效率的前提下進(jìn)行修剪，而且城市道路由于路寬不等，因此修剪機(jī)構(gòu)要具有良好的適應(yīng)能力，以便可以適應(yīng)不同高度、寬度的綠化帶。為了城市美觀，有的綠化帶還需要進(jìn)行造型的設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)還提出了一種對(duì)綠化帶簡(jiǎn)單造型的方案。

3 總體闡述

綠化帶修剪機(jī)為了能夠適應(yīng)不同高度并提高修剪效率，設(shè)計(jì)了兩組修剪機(jī)構(gòu)，每組修剪機(jī)構(gòu)由2個(gè)獨(dú)立的電機(jī)和兩個(gè)刀片。通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)刀片的高速旋轉(zhuǎn)以達(dá)到修剪綠化帶的功能，兩個(gè)修剪機(jī)構(gòu)都具有3個(gè)自由度。前修剪機(jī)構(gòu)可左右移動(dòng)、上下移動(dòng)和繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，后修剪機(jī)構(gòu)可前后移動(dòng)、左右移動(dòng)、上下移動(dòng)。

前修剪機(jī)構(gòu)通過(guò)液壓裝置和固定于導(dǎo)軌上的前臂套連接，前臂套固定于導(dǎo)軌上不可移動(dòng)，可增加前修剪系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以提高整機(jī)運(yùn)行時(shí)的安全性。后修剪機(jī)構(gòu)通過(guò)液壓裝置和導(dǎo)軌上的下臂套連接，下臂套可沿著導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)，并且下臂套所在的導(dǎo)軌固定于后臂套上，后臂套可沿著導(dǎo)軌前后移動(dòng)，通過(guò)一系列的機(jī)構(gòu)使得后修剪系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)前后、左右、上下移動(dòng)，因此使得后方的修剪系統(tǒng)可根據(jù)路況的不同寬度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到合適的工作位置。

前修剪機(jī)構(gòu)與上方的軸為偏心連接，當(dāng)前修剪系統(tǒng)受到來(lái)自前方的阻力時(shí)能夠在外力作用下繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)然后復(fù)位。工作時(shí)遇到桿類障礙物時(shí)，由于車(chē)整體向前運(yùn)動(dòng)，使得前修剪系統(tǒng)左側(cè)受到阻力，右側(cè)受到動(dòng)力，可在擠壓力作用下繞著軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不間斷作業(yè)。后修剪機(jī)構(gòu)可通過(guò)液壓裝置以及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)左右、上下、前后移動(dòng)，以適應(yīng)不同寬度的綠化帶，工作時(shí)還可讓修剪機(jī)進(jìn)行前修剪機(jī)構(gòu)和后修剪機(jī)構(gòu)的規(guī)律性運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)綠化帶的造型，使綠化帶更具美觀性。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)現(xiàn)存的修剪機(jī)的對(duì)比，可以看出機(jī)械式修剪的巨大優(yōu)勢(shì)。實(shí)現(xiàn)綠化帶修剪的機(jī)械化和自動(dòng)化、機(jī)械化是大勢(shì)所趨，也是實(shí)現(xiàn)效率提升，安全性提高的有效手段。本文也設(shè)計(jì)了一種新型的綠化帶修剪機(jī)結(jié)構(gòu)，可在實(shí)現(xiàn)更高效率的同時(shí)，還可以充分適應(yīng)不同尺寸的綠化帶，以及復(fù)雜的地形，能讓修剪機(jī)在修剪過(guò)程中很好的避開(kāi)綠化帶中的燈柱，指示牌等障礙物，進(jìn)一步提高修剪效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣連瓊，王小純，唐秋艷，等.常見(jiàn)綠籬修剪設(shè)備研究[J].湖南農(nóng)機(jī)，2013，40（3）：52-53.

[2] 長(zhǎng)安大學(xué).一種車(chē)載式綠籬修剪機(jī)：201010195513.4[P].2010-10-06 ：6-8.

[3] 劉磊.折疊式高速公路綠化帶高效修剪機(jī)設(shè)計(jì)與研究[D].山東理工大學(xué)，2015.