公路綠化帶修剪機的對比與設(shè)計

劉賽賽　竇巖　原建洋　王少文

摘 要：現(xiàn)階段我國對于綠化帶的修剪很多還是停留在人工階段，少部分大型機械也只能對簡單直線型綠化帶進行修剪，而在城市中綠化帶的造型比較復雜，大型機械無法工作，人工工作又費時費力；于此背景下，本文對比了一些修剪機構(gòu)的優(yōu)點和缺點，通過三維設(shè)計軟件進行設(shè)計，提出了一種新型綠化帶修剪機的設(shè)計結(jié)構(gòu)：設(shè)計的修剪機主要由驅(qū)動、修剪、控制等三部分組成。通過上、側(cè)刀片的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對綠化帶頂部以及側(cè)面的修剪；通過對液壓系統(tǒng)的控制可以讓機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)計結(jié)構(gòu)

中圖分類號：S776.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（b）-0100-02

國內(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，對城市面貌有很大影響。定期修剪是維護綠化帶美觀以及保證其功能的常見方式。

目前對公路綠化帶的修剪主要采用人工手持油鋸進行修剪或者使用車載式修剪機進行修剪。人工修剪工具相比機械工具而言比較原始，工作效率低、勞動強度大， 而且修剪質(zhì)量不能得到保證[1]；車載式修剪的缺點是機器太過笨重，而且只能對簡單的綠化帶進行修剪，無法完成對綠化帶的設(shè)計造型。研究開發(fā)安全、高效的綠化帶修剪設(shè)備，可以提高修修剪質(zhì)量并降低維護成本。

1 機器對比

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)在沒有出現(xiàn)一種能夠像人工操作那樣靈活的機器，人工修剪的機器一般采用的是鏈刀式切割器，更適合切割較為柔軟的樹枝，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，以及安全性問題，增加了綠化帶的維護成本。

機械式修剪機常見的是將修剪機構(gòu)安裝于車上，多采用回轉(zhuǎn)式切割器[2]，即利用多個在同一平面上的刀頭旋轉(zhuǎn)切割綠化帶，刀頭周圍一般設(shè)有防護邊，防止切掉的植物殘枝飛濺到路上對交通或者行人造成影響。其切割速度快，而且安全性有保證，但通過車載來進行作業(yè)顯得較為笨重，而且這種大型機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，讓人工來修剪。

2 設(shè)計思路

本修剪機的結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮到城市中的道路綠化帶特點，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)常會出現(xiàn)路燈、指路牌，或者一些高點的樹木等，因此設(shè)計需要考慮到如何在不影響作業(yè)效率的前提下進行修剪，而且城市道路由于路寬不等，因此修剪機構(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行造型的設(shè)計，本設(shè)計還提出了一種對綠化帶簡單造型的方案。

3 總體闡述

綠化帶修剪機為了能夠適應(yīng)不同高度并提高修剪效率，設(shè)計了兩組修剪機構(gòu)，每組修剪機構(gòu)由2個獨立的電機和兩個刀片。通過電機帶動刀片的高速旋轉(zhuǎn)以達到修剪綠化帶的功能，兩個修剪機構(gòu)都具有3個自由度。前修剪機構(gòu)可左右移動、上下移動和繞軸轉(zhuǎn)動，后修剪機構(gòu)可前后移動、左右移動、上下移動。

前修剪機構(gòu)通過液壓裝置和固定于導軌上的前臂套連接，前臂套固定于導軌上不可移動，可增加前修剪系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以提高整機運行時的安全性。后修剪機構(gòu)通過液壓裝置和導軌上的下臂套連接，下臂套可沿著導軌上下運動，并且下臂套所在的導軌固定于后臂套上，后臂套可沿著導軌前后移動，通過一系列的機構(gòu)使得后修剪系統(tǒng)可以實現(xiàn)前后、左右、上下移動，因此使得后方的修剪系統(tǒng)可根據(jù)路況的不同寬度進行調(diào)節(jié)，以達到合適的工作位置。

前修剪機構(gòu)與上方的軸為偏心連接，當前修剪系統(tǒng)受到來自前方的阻力時能夠在外力作用下繞軸轉(zhuǎn)動然后復位。工作時遇到桿類障礙物時，由于車整體向前運動，使得前修剪系統(tǒng)左側(cè)受到阻力，右側(cè)受到動力，可在擠壓力作用下繞著軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)不間斷作業(yè)。后修剪機構(gòu)可通過液壓裝置以及滑動機構(gòu)左右、上下、前后移動，以適應(yīng)不同寬度的綠化帶，工作時還可讓修剪機進行前修剪機構(gòu)和后修剪機構(gòu)的規(guī)律性運動，可以實現(xiàn)對綠化帶的造型，使綠化帶更具美觀性。

4 結(jié)語

通過現(xiàn)存的修剪機的對比，可以看出機械式修剪的巨大優(yōu)勢。實現(xiàn)綠化帶修剪的機械化和自動化、機械化是大勢所趨，也是實現(xiàn)效率提升，安全性提高的有效手段。本文也設(shè)計了一種新型的綠化帶修剪機結(jié)構(gòu)，可在實現(xiàn)更高效率的同時，還可以充分適應(yīng)不同尺寸的綠化帶，以及復雜的地形，能讓修剪機在修剪過程中很好的避開綠化帶中的燈柱，指示牌等障礙物，進一步提高修剪效率。

參考文獻

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

[2] 長安大學.一種車載式綠籬修剪機：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設(shè)計與研究[D].山東理工大學，2015.