氣動剪枝機的工作原理 氣動剪枝機的組成.氣動剪枝機主要包括動力源(空氣壓縮機),氣動修剪工具和氣動附件(氣管,氣接頭)等3部分.空氣壓縮機按照動力來源可分為交流電機,汽油機及柴油機等驅動.按行走方式可分為手推式,機動式及拖拉機懸掛式等.氣動修剪工具包括氣動剪,氣動綠籬機及氣動油鋸等.常用的是氣動剪.氣動剪是氣動剪枝機的主要配套作業(yè)工具.它包括氣動低枝剪和氣動高枝剪.有的氣動低枝剪安裝上可伸縮的加長桿后可作為高枝剪使用.

車載式公路綠籬修剪機避障結構,包括防護外殼,刀架,驅動結構和避障組件;防護外殼包括側擋板和弧形罩,側擋板固定地設在弧形罩兩端;刀架鉸接在側擋板上且位于弧形罩內;驅動結構設在一側擋板上,驅動結構與刀架連接并可驅動刀架轉動;避障組件包括集繩卷筒座,復位拉繩和復位結構,所述集繩卷筒座和復位結構均設在弧形罩頂部,所述復位拉繩一端與復位結構連接,另一端與集繩卷筒座連接;本實用新型結構設計合理,可實現(xiàn)防護外殼的大范圍擺動,其不僅利于避障,同時還可促進刀架使用的靈活性,增加使用的方便性.

我國幅員遼闊,各省市之間交通多有不便,為了加快各地區(qū)經濟發(fā)展,我國從1988年開始著手建設高速公路。在高速公路的建設中,其中央隔離帶和邊坡的綠化成為不可或缺的一部分,起到恢復和改善因修建高速公路而破壞的沿線植被、自然景觀和穩(wěn)定路基邊坡的作用。通過對國內外綠籬修剪技術的研究對比,研發(fā)一種針對高速公路綠籬修剪的設備,對提高修剪工作效率,修剪工作質量和減少勞動強度均具有重大的意義。目前國內廠家自主研發(fā)的高速公路綠籬修剪機多采用單臂修剪,雖然結構簡單,設計易于實現(xiàn),但其修剪寬度不夠,故在作業(yè)過程中要進行大量的重復工作,不能滿足率、的工作要求。本文所設計的車載式雙臂綠籬機采用長、短臂相配合的修剪方式,能實現(xiàn)不同高度、不同寬度的動作,可以一次性完成單側邊坡或中央綠籬帶的修剪工作。此外,在非工作狀態(tài)下,長、短臂可以完全收回到車廂內,保障了行車安全。在上述車載式雙臂綠籬機設計要求的基礎上,參考各類液壓系統(tǒng),對綠籬機液壓系統(tǒng)進行了設計；其次,根據(jù)所設計的車載式雙臂綠籬機液壓系統(tǒng)和綠籬機的工況要求,對所設計的液壓元件進行計算選型；后利用AMESim軟件對液壓系統(tǒng)進行建模和仿真,為上述理論研究提供有力的依據(jù)；此外對綠籬機的加工和調試進一步驗證了液壓系統(tǒng)設計和計算的可行性。

高速公路不僅是交通運輸業(yè)的一部分,也是""發(fā)展戰(zhàn)略的核心.如今,我國的高速公路總里程已達13.1萬公里,全球,用于綠化環(huán)境,防止眩光,保障安全的綠籬隔離帶在高速公路中處處可見.為了達到良好的綠化指標,需要對其進行定期的養(yǎng)護修剪.傳統(tǒng)的高速公路綠籬修剪設備存在智能化程度低,修剪穩(wěn)定性弱,功能多樣性差等問題,針對上述問題設計一款新型的高速公路綠籬修剪機器人,對修剪機械臂進行正/逆運動學分析,操作空間求解,剛柔耦合動力學建模以及避障路徑規(guī)劃等研究.本課題源于國家自然科學基金資助項目(項目編號:51375519).本文主要研究內容如下:
(1)根據(jù)綠籬隔離帶的綠化指標和修剪機器人的技術要求,規(guī)劃與建立高速公路綠籬修剪機器人的總體布局,從修剪對象,養(yǎng)護功能以及實際情況等考慮,設計高速公路綠籬修剪機器人的本體結構,分析驅動系統(tǒng)的工作方式和控制系統(tǒng)的設計要求,完成驅動系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的設計,構建并研制實驗樣機.
(2)以設計的修剪機械臂為研究對象,通過D-H法創(chuàng)建其連桿簡化模型,進行運動學正解,求得修剪機械臂的末端刀具位姿方程,采用反變換法進行修剪機械臂逆運動學解耦,推導各關節(jié)角運動表達式,基于Monte Carlo法求解修剪機械臂操作空間,通過MATLAB進行操作空間的數(shù)值仿真,驗證運動學模型的正確性和修剪機械臂結構的合理性,為后續(xù)動力學和避障規(guī)劃研究作鋪墊.
(3)基于多體柔性動力學理論,通過浮動系法建立柔性修剪機械臂系統(tǒng)坐標系,根據(jù)假設模態(tài)法描述臂桿彈性變形量,采用Lagrange法及虛功原理推導修剪機械臂剛柔耦合動力學方程,在ADAMS仿真軟件中進行修剪機械臂剛性和柔性的動力學對比仿真,研究柔性因素對系統(tǒng)動力學特性的影響,進一步驗證建立剛柔耦合動力學模型的必要性,為以后控制和結構優(yōu)化研究提供理論依據(jù).
(4)針對非結構環(huán)境下高速公路綠籬修剪機器人手臂實時準確避障問題,提出一種基于擾動人工勢場法(PAPF)的避障路徑規(guī)劃解決方法.根據(jù)綠籬隔離帶與障礙物分布情況,構建包絡障礙物簡化模型,分析機械臂與障礙物的碰撞條件,求解機械臂在修剪過程中的避碰空間.引入斥力場調節(jié)策略優(yōu)化勢場模型,建立斥力場擾動機制調整斥力影響方式,消除傳統(tǒng)算法中局部極小點和目標不可達等現(xiàn)象.在避碰空間應用PAPF算法進行路徑規(guī)劃仿真,仿真結果表明,機械臂跳出局部極小點,靈活順利避障,成功抵達目標點,驗證了該方法的有效性和可行性.

新型屬于園林機械領域,具體涉及一種電動智能綠籬修剪機.操作方式為自動控制或手動遙控控制,可自動行駛,實現(xiàn)前進,后退,轉向等功能,在不同的情況下都能輕松操作,通過性能好;可攜帶大重量蓄電池,工作時間長且成本低,刀片的垂直高度,水平位置可調,以適應不同尺寸的綠籬.根據(jù)修剪力大小,調整刀片的轉速,達到良好的修剪效果,調速范圍寬,經濟性能好.電動智能綠籬修剪機具有多個傳感器,可以檢測綠籬高度,寬度及前方障礙物,根據(jù)綠籬尺寸自動控制修剪高度,修剪寬度,實現(xiàn)自動運行修剪,也可通過手機APP控制修剪高度,寬度,進行修剪作業(yè).當出現(xiàn)危險狀況時,操作者可利用手機將電動智能綠籬修剪機緊急制動.

本實用新型涉及綠化帶修剪用設備,尤其是環(huán)保型車載式綠籬修剪機.它包括基礎車,控制室,修剪機頭,吸納管,和集料箱,其結構要點是,基礎車上固定有連接修剪機頭的支座,支座有水平轉臂支座和豎直轉臂支座,分別連接修剪平面綠籬的水平面修剪機頭和修剪豎直面綠籬的豎直面修剪機頭,修剪機頭與支座間連接有油缸,油缸調整修剪機頭的位置,支座,油缸,修剪機頭間采用銷軸連接,操控室安裝在靠基礎車駕駛室車廂前部,吸納管一端連接修剪機頭出料口,另一端與集料箱連接.該修剪機能夠同時修剪綠籬的頂面和側面,且能自動收集清理修剪下的枝葉,修剪速度快,,且不污染環(huán)境.