许国新
河北工程大学机械与装备工程学院 河北 邯郸 056002
中图分类号：S2 文献标识码：B
摘要：针对目前绿篱修剪设备存在的问题,设计了一种可调节修剪高度的绿篱修剪设备,对现有设备进行了优化和改善,功能上实现了可同时对绿化带的两个表面进行修剪,修剪高度可根据修剪对象实时调节,提高了绿篱机的修剪效率与适用性。此设备的研发旨在通过机械化的修剪流程提高工作效率，实现绿篱修剪的全自动化，减轻修剪工的工作强度，在修剪绿篱的同时将修剪的残枝收集起来，回收再利用，践行节能降耗、生态环保的可持续发展理念。本文主要分析了目前我国绿篱修剪的现状、阐述了绿篱修剪车的创新性研发要点，以及为我国绿篱修剪机械的研发提供参考。
关键词：修剪;中绿篱;可持续发展;机械化
Development of a medium hedge trimming vehicle
with adjustable trimming height
Xu Guoxin（Hebei University of Engineering Mechanical and Equipment Engineering，Handan 056002）
Abstract：Aiming at the problems of hedge pruning device, designed a kind of adjustable cutting height hedge cutting equipment, the existing equipment, the optimization and improvement, function realized at the same time two surfaces of green belt clip, clip can be adjusted according to the clip object in real time, improve the cutting efficiency and applicability of hedgerow machine. The research and development of this equipment aims to improve the work efficiency through the mechanized pruning process, realize the full automation of hedge pruning, reduce the work intensity of the pruners, collect the pruning residue while pruning the hedge, recycle and reuse, and practice the sustainable development concept of energy saving, consumption reduction and ecological environmental protection. This paper mainly analyzes the current situation of hedgerow pruning in China, expounds the innovative research and development points of hedgerow pruning vehicles, and provides reference for the research and development of hedgerow pruning machinery in China.
Key words： Clip; The hedge; Sustainable development; Mechanization
正文
1 前言
随着人们生活质量的提高，人们对周边环境的绿化质量也有了较高的要求。
国家住建部在《住房城乡建设部关于促进城市园林绿化事业健康发展的指导意见》中提到要大力发展城市园林的绿化水平，积极推进城市园林绿化工作,创造良好人居环境,促进城市可持续发展。[1]。目前中绿篱在城市园林中利用广泛，但就公园小区而言，一般没有很大的操作空间来让卡车进行修剪，大部分还需依靠人力修剪。[2]目前市场上现有产品并没有一款综合效果较为符合的产品，一是大型的修剪设备需要大型车辆装载，二是人工手持的修剪设备，在遇到绿篱种植高度不一的情况，需要多次修剪或者出现无法修剪等情况，降低了工作效率，带来较大的噪音污染和粉尘污染[3]。
2 作业对象的分析
此设备面向于城市园林里的绿篱修剪，而中绿篱在园林建设中应用最大、栽植最多，其高度不超过1.3米，宽度不超过1米。多为双行几何曲线栽植，起着分隔作用[4]。因此若要对城市园林的绿篱进行机械化修剪则对绿篱修剪设备的修剪效率与效果提出了更高的要求。
3 整体结构设计
根据作业对象的高度及宽度，设计出了中绿篱修剪设备的整体架构。设备由上修剪部分残枝传送带、上修剪机构、上修剪机构升降系统、上修剪机构旋转底座、侧修剪部分残枝收集通道、侧修剪机构、残枝粉碎机、离心风机、残枝收集箱、设备装载车等组成。上修剪机构固定在旋转底座上，旋转底座安装于升降系统上，使得上修剪机构可以平面90度旋转，并且可以针对绿篱高度进行上下调节。在工作时上部分和侧部分修剪机构同时工作；上部分修剪下来的残枝通过传送带进入残枝收集通道，侧部分修剪下来的残枝被离心风机抽入残枝收集通道；收集下来的残枝经过残枝粉碎机，粉碎后进入残枝收集箱，在完成作业后，可将上部分修剪机构旋转复位，不占用过多空间，降低安全风险。
4 创新性研发要点
4.1 双向修剪
采用了双向修剪的方式，争取高效率、高质量、最省力的代替人工完成修剪任务。上修剪机构主要是为了修剪道路两旁绿化带的上表面。因为中绿篱通常宽度不超过1m，所以在设计过程中上修剪机构的刀片长度为120cm，以满足修剪上表面的长度要求。绿化带侧表面的绿篱底部距地面的距离一般为20cm左右，因此在设计侧修剪机构时，侧刀片最底部离地距离为25cm，侧修剪机构的刀片长度为110cm。
4.2 上修剪机构旋转及升降
非工作状态时，上修剪机构处于修剪车内，当需要工作时，上修剪机构旋转到指定位置，升降系统工作，根据绿篱的实际高度，升降系统将上修剪机构送至指定区域。为了实现上部分修剪平台的升降问题，我们采用了三个步进电机带动丝杠运动，丝杠运动带动平台的升降。平台升降使修剪装置不再拘于一种高度的绿篱修剪，使得高度可以随意切换。利用Creo建立三维模型，模拟了真实的工作状态，模拟结果证明此设备的平台升降高度完全适合于中绿篱的高度。
4.3 回收残枝
上修剪机构进行绿篱修剪时，随着设备的移动，绿篱残枝进入传送带，传送带将绿篱残枝送入残枝收集通道；侧修剪机构进行绿篱修剪时，离心风机工作，将侧修剪机构修剪的绿篱残枝送入残枝收集通道。绿篱残枝进入收集通道之后，被离心风机带入粉碎机，粉碎机工作将绿篱残枝粉碎，送入收集箱。回收残枝的运用，不仅可以大大降低人工清扫的成本，更重要的是残枝可以回收再利用，符合可持续发展的要求。
5 结束语
本文为满足目前城市园林对于中绿篱修剪的实际使用要求，设计了一种可调节修剪高度的中绿篱修剪车，可以实现对绿化带顶面和侧面的双向修剪，提高了工作效率。对于高度、宽度不一的绿篱，可以实现自由调整修剪状态，提高了产品的兼容性。同时，残枝收集使得此设备满足绿色发展的需要，符合可持续发展要求。文中介绍了整体结构的设计，对于园林修剪设备具有应用价值，同时对于同类修剪设备的设计也有借鉴意义[5]。
参考文献
[1]住房城乡建设部关于促进城市园林绿化事业健康发展的指导意见[J].建筑设计管理,2012,29(12):75-78.
[2]崔建波,王振爽,白玉双.机械化技术在园林绿化养护中的应用探讨[J].智能城市,2020,6(23):52-53
[3]马得力,王刚,邵现田,司癸卯.车载式双臂绿篱机的结构设计[J].机电工程技术,2020,49(01):140-142.
[4]曹涤环. 绿篱类型及应用[J]. 中国花卉报, 2009(12):6-7.
[5]许珂,吕懿娴,穆晓蝶,王登文.一种车载式绿篱修剪手臂的设计[J].农业开发与装备,2020(09):117-118.