一种行走式电动绿篱机及应用

宋志鹏+刘晨曦+夏书豪

摘 要：伴随我国城市化进程的加快和生态文明建设进程的推进，城市绿化不断扮演着它的重要角色。城市道路两旁的绿篱，作为城市绿化的重要组成部分，其养护问题日益凸显。本文提出了一种行走式电动绿篱机，介绍了其结构和工作原理。该行走式电动绿篱机操作简单、灵活，安全性高，并且适用于不同高度的绿篱修剪。绿篱机修剪部分可拆卸，易于修剪出平整或具有一定艺术效果的绿篱，降低了园林工作者的劳动强度。具有广阔的应用前景。

关键词：园林机械；多功能绿篱机；和逸性

1 背景环境

随着我国园林事业的发展，公园、广场、道路两旁、社区周围绿篱的修剪及造型正在成为城市绿化作业中的一项经常性工作，不仅涉及面广，而且季节性强，作业内容、作业对象及作业条件差异大，地域性特点异常鲜明。

由于养护标准的不断提高，目前以人力为主的养护模式已远远不能满足城市绿化的发展需求。使用修枝剪刀或手持式绿篱机作业方式的主要特征是工人负重作业，劳动条件差、体力消耗大、工作效率低、事故频率高。

与此同时，由于“结构性劳动力短缺”的等原因，绿化工作者普遍年龄偏大，技术水平差异明显，上岗前的培训常常无法得到有效落实，绿篱修剪后的尺寸整齐性和外形美观性往往得不到保证。

由此可见，一种操作简单、灵活，适用性强，能降低园林工作者劳动强度的绿篱机，将具有广阔的应用前景。

2 方案介绍

目前，针对园林机械的研究大多局限于机械结构技术领域，鲜有立足于园林工作者工作体验的研究。而事实上，园林工作者在使用园林机械进行绿化作业时，由于工具的限制，如园林机械工作时产生的振动、噪音、废气等对工作者身体往往带来不良影响。降低园林工作者的工作舒适度，园林工作者工作时易疲劳，无形中降低了工作效率。

为此，本文提出了一种行走式电动绿篱机，把和逸性理念运用在绿篱机的改进设计中，以提升园林工作者的使用舒适度，为他们提供一款操作简单、灵活，使用范围广的绿篱修剪设备。

现将其主要结构介绍如下：一种行走式电动绿篱机，装置整体结构如图1所示。其主要结构包括：车体行走机构1、丝杠升降机构2、平衡连杆机构3、绿篱机修剪机构4和远程控制装置。其中，车体行走机构1作为整套装置的载体，采用电机103驱动，配合脚刹以及电磁制动器作为制动系统，通过远程控制或车体上的控制器来控制装置整体的行进与停止。丝杠升降机构2由步进电机207驱动，可实现平衡连杆机构3、绿篱机修剪机构4的升降，顶部设有旋转法兰210，可实现上端机构的全方位旋转。

平衡连杆机构简图如图2所示，A、C、F三点共线，当AD/AB=DF/DE=m时，当C点固定，设A点竖直位移为y，则F点产生同向位移Y=（m-1）y，当A点固定，设C点水平位移为x，则F点产生同向位移X=mx，其中m被称为放大系数。

在平衡连杆机构3中，F端与绿篱机修剪机构4的刀头401部分连接，DA的延长线上安装有配重即绿篱机修剪机构4的电机402，以平衡刀头部分401的重力，A、C两点的位移由步进电机303驱动，以保证绿篱机修剪机构4在工作平面内的正常移动。由于丝杆升降机构2使整体装置已经具备升降功能，故可将A点固定以简化平衡连杆机构3的结构。

3 创新功能

一种行走式电动绿篱机，代替了人工直接修建植被，很大程度上降低了劳动强度，提高工作效率。

将平衡连杆机构3、绿篱机修剪机构4结合，运用平衡吊原理，延伸了横向作业长度；令电机充当平衡吊配重，运用软轴403连接将绿篱机的电机402与修剪工作部分401分离，减少震动，降低了零部件损坏的可能性，延长使用寿命。

上部机构3、4可360°旋转，进一步扩大了绿篱机工作范围，提高了装置整体灵活性。运用丝杆升降原理可以较精确地將绿篱机修剪机构4调节到合适高度，延伸纵向作业面积，同时将修剪高度固定，有利于修剪出平整美观的绿篱。

绿篱机修剪工作部分401的角度可调节，当笔筒式推杆电机306的长度改变时，将使绿篱机安装座305上前销轴绕后销轴旋转从而改变修剪工作部分401与水平面的夹角，以适应于不同角度的修剪工作。

对于某些由行走式电动绿篱机无法靠近或形状特殊的绿篱，绿篱机修剪工作部分401可以快速地从绿篱机安装座305上取下，由人工手持完成修剪工作，此时由于绿篱机电机与工作部分分离，人手持重量将大幅减少。

当有特殊需要时，如在危险路段工作或为减轻操作工人的劳动强度时，可以通过远程遥控装置操控驱动电机103、步进电机207、步进电机303、笔筒式推杆电机306、绿篱机驱动电机402以及制动机构106的操控来完成。

4 结束语

随着我国园林事业的发展，养护标准的不断提高，目前以人力为主的养护模式已远远不能满足城市绿化的发展需求。本文提出了一种行走式电动绿篱机，操作简单、灵活，适用性强，能降低园林工作者劳动强度。预计伴随我国城市绿环标准的日益提高，将具有广阔的应用前景。

参考文献

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[2]柳禄. 基于剧本导引法的电动绿篱机创新设计[J]. 机械设计，2016，33（11）：110-113.

[3]张燕菲. 园林机械设计研究--绿篱机改进设计[D]. 西安：西安建筑科技大学，2014.endprint