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(jīng)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(nèi)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(zhì)量和減少勞動強度均具有重大的意義。目前國內(nèi)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(nèi),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(diào)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(nèi)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(qū)動系統(tǒng)的工作方式和控制系統(tǒng)的設計要求,完成驅(qū)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(diào)節(jié)策略優(yōu)化勢場模型,建立斥力場擾動機制調(diào)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.

針對車載綠籬修剪機難以在公園道路自動行走的問題,在視覺系統(tǒng)的基礎上,提出一種初始點Hough變換算法,可用于指導小型車輛在公園道路的自動化導航,從而實現(xiàn)公園綠籬修剪的機械化和智能化.算法主要包括五部分:目標區(qū)域的截取,HSI彩色空間的轉換,S分量圖的二值化及形態(tài)學處理,導航點的求取與導航線的擬合.為了減少圖像的計算量和干擾,只截取拍攝圖像的部分區(qū)域作為目標區(qū)域;為了減少光照不均勻的影響,將RGB圖像轉換為HSI圖像,并提取S分量圖作為研究對象;采用Otsu法二值化S分量圖,并采用形態(tài)學處理填充二值圖像的孔洞;針對傳統(tǒng)的Hough變換計算量大的缺點,提出一種初始點Hough變換擬合導航路徑.試驗結果表明,該文提出的初始點Hough變換具有較高的性,實時性的優(yōu)點.

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(diào),以適應不同尺寸的綠籬.根據(jù)修剪力大小,調(diào)整刀片的轉速,達到良好的修剪效果,調(diào)速范圍寬,經(jīng)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.

一、產(chǎn)品介紹

高速公路綠籬修剪機主要用于高速公路、市政園林、城市美化、高速路綠籬修剪機茶園采剪等大幅度修剪工程，它可調(diào)理成平形、梯形、塔形等開關的修剪，江蘇修剪機，修剪速度每小時10-200公里，高速路綠籬修剪機大幅度的進步了作業(yè)功率，綠籬修剪車，減少了勞動力或不安全要素，增強了修剪效果一種用于高速公路植物的修剪機，其特征在于：包括推車、車輪、推動把手、垃圾存放袋、吸風機、傾斜擋板、電鋸固定裝置、螺孔、電鋸支撐裝置、絞接件、電鋸罩、電鋸、電鋸開關、動力裝置、傳動裝置、切割工作裝置、啟動器、油門控制器、油箱、油泵、動力輸出軸、主動齒輪、從動齒輪、調(diào)速器、刀片、刀片保護板；所述推車包括車體、車輪、推動把手，所述車體的內(nèi)部設置有可更換的垃圾存放袋，所述垃圾存放袋為具有透氣功能的袋子

二、使用注意事項

1.運用車載式綠籬機前請有必要仔細閱讀運用說明書，高速路綠籬修剪機將機械的功用以及運用注意事項弄清楚。

2.車載式綠籬機的用處是修剪樹籬、基地分隔帶，路兩端作物等。

3.綠枝機設備的是高速活動切割刀.運用車載式綠籬機前請有必要仔細閱讀運用說明書，高速路綠寒修剪機將機械的功用以及運用主意事項弄清楚。

4.車載式綠籬機的用處是修剪樹籬、基地分隔帶，路兩滿作物等。

5.綠技機設備的是高速活動切割刀，高速路綠籬修剪機車載式修技機，配有兩幅刀片，高速作業(yè)，操作人員一定在堅持清醒下運用，服用了感置藥住后或喝酒在后，請勿運用綠籬修剪機。

6.以下各類場合，請勿運用。

①腳下滑，高速路綠籬修剪機難以堅持不變的功課姿勢時。

②因濃霧或夜間，對作業(yè)現(xiàn)場附近的安全難以招認時。天色欠佳時（下雨、刮勁風、打雷等），

7.運用時高速路綠籬修剪機，有必要先請有閱歷者對綠籬修剪車的用法進行練習后，方可初步實習。

8.未成年者不允許操作綠嵩修剪車。高速路基地綠化帶修剪機已成為中國林區(qū)手持式采伐主導機械綠化帶。高速路基地綠化帶修剪機高枝油據(jù)用于森林采伐、造材、綠化帶打枝等以及木場造材、高速路基地爆化帶修剪機振動小、綠化帶據(jù)切功率高、砍木本錢低很多利益。

三、技術參數(shù)

修剪寬度：2000mm

刀片尺寸：650*70*6mm

材質(zhì)：SKD-11

平剪高度：900mm~3000 mm

平剪距離（距回轉中心）：4500 mm

伸縮臂尺寸：2000*175*200mm

伸縮臂節(jié)數(shù)：3

出臂距離：6000mm

電壓：380V

遙控器電壓：24V

液壓泵站：1.1KW

電控箱：遙控/手動均可

底盤：帶360°回轉支撐

可輕松修剪直徑20毫米以下的灌木

發(fā)電機功率：8kw

主電機功率：3*1.1kw

主電機轉速：2800 rpm

整機重量：約1000kg

外形尺寸：3480*950*1750 mm

（注：以上數(shù)據(jù)與承載車尺寸有關，僅供參考）

四、主要組成

車載式綠籬修剪機包括承載車，及置于承載車上的修剪機，修剪機底盤內(nèi)設有液壓泵站和液壓控制總成，具體說明如下：（1）承載車：由一輛1.5噸輕型貨車構成。（2）修剪裝置：由底盤、修剪機立臂、油缸、可調(diào)節(jié)角度刀具、刀片、修剪馬達。（3）液壓操縱裝置：通過操縱在駕駛室儀表臺上的控制手柄，由多路電磁閥控制液壓裝置，使本設備能夠靈活的升降、水平收縮、輕便地完成水平修剪、垂直修剪、高低尺寸修剪等工作步驟。

（4）警示裝置：包括駕駛室內(nèi)的導向指示燈等組成。高速公路綠籬機，是機械針對高速公路綠化帶的修剪發(fā)的一款多用途產(chǎn)品，既能對中.央分車帶綠籬進行平剪、立剪，又能對邊坡樹籬及灌木雜草進行剪平或剪除，具有動力強勁、作業(yè)、可靠性高等優(yōu)點，其設計理念、綜合性能比同類產(chǎn)品好不少。高速公路綠籬機，主要包括汽油機、傳動機構、手柄、開關及刀片機構等，所述的汽油機動力經(jīng)傳動機構帶動刀片機構進行工作，主手柄位于機器的后部，前手柄安裝于機器殼體的前部，前手柄可進行一定角度的旋轉，其特征在于：主手柄通過伸縮桿與與機器主體相連，并且在主手柄與伸縮桿連接處或伸縮桿與機器主體間是通過一旋轉機構相連，該綠籬修剪機的兩側還包括一對側手柄，兩個側手柄也通過伸縮桿相連并通過伸縮機構安裝于機器上，在與機器連接處通過旋轉機構相連，操作者可根據(jù)需要和使用習慣選擇手柄的握持方式、旋轉角度及伸縮長度，操作簡單、方便，工作。
車載式綠籬修剪機 高速公路邊坡自動修剪機

一、高速公路修剪機產(chǎn)品介紹：車載高速公路綠化帶修剪機
公路綠籬修剪機設計中機架采用型鋼焊接而成，由主體機架和副機架構成，整體置于小型推車上。 修剪位置調(diào)節(jié)和行進快慢視具體情況由工人員控制。公路綠籬修剪機采用直流電動機驅(qū)動。一件古的小型手推車臺面為基臺，臺面還放置電機和電瓶(以電動機為動力)或郵箱，在基臺上有兩組機架，一組機架上裝置與電機出阿東的帶輪：一組機架裝置刀具，刀具與生姜柱相連接，升降柱與手動式液壓泵相連接。

二、公路綠籬修剪機是由哪些零件組成的：
在修剪機上還設有監(jiān)控攝像頭；在承載車的尾部設有警示裝置；一燃油發(fā)電機組連接并向修剪馬達提供電力；監(jiān)控攝像頭、修剪馬達、警示裝置、液壓控制總成均與設置在承載車駕駛室內(nèi)的控制臺和監(jiān)視屏相連。
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