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高枝绿篱修剪车高速公路绿化园林车载绿篱修剪机,绿篱修剪机

花匠小妙招
2024-11-18 07:43

新型绿篱修剪机,它包括:车体;底盘回转装置,其包括底盘和底盘驱动机构,底盘可旋转地安装在车体上;静臂支承,其一端安装在底盘上;静臂,其铰接在静臂支承的另一端上;举升动力件,其设置在静臂与静臂支承之间,并用于驱动静臂支承在静臂上绕铰接处旋转;动臂,其一端套设在静臂上,并可相对于静臂滑动;伸缩动力件,其设置在静臂与动臂之间,并用于驱动动臂相对于静臂滑动;刀头组件,其安装在动臂的另一端.本发明能同时实现高位绿篱修剪,水平绿篱修剪与低位绿篱修剪三种修剪工况,修剪范围更大,转换工况速度快,结构简单,操作方便,自动化程度高,工作,修剪工况多样化,适用范围广.

针对绿篱修剪机的发展现状,设计开发了一种小型自走式绿篱修剪机,包括动力系统设计和行走装置设计、修剪装置设计,并且利用三维建模软件建立了移动式绿篱修剪机的三维模型.所设计的移动式绿篱修剪机在所查阅的文献中尚未发现有相同机型的报道,属原创型产品.相比现在小型绿篱修剪机以手持式为主的状况,该绿篱修剪机能够有效降低绿篱修剪的劳动强度,提高修剪质量,有比较广阔的市场前景.

连杆式可调绿篱修剪机,包括机架和修剪刀头,所述移动底盘车,旋转电机,转动平板以及连杆结构,所述机架设在移动底盘车上,所述转动平板通过转轴可转动的设在机架上,旋转电机可驱动转轴转动的设在机架上,所述连杆结构悬空设在转动平板下部,修剪刀头设在连杆结构上.该连杆式可调绿篱修剪机结构设计合理,通过上下两个电机即可完成距离的设定和所需要绿篱修剪半径调整,调节简便,便于曲面造型绿篱修剪,降低了劳动强度,提高了修剪效率,保障了工人的安全性.

目前园林修剪机多使用人工操作,存在自动化程度和效率低,修剪不得当等问题.采用视觉识别进行智能信息采集,可以使修剪机智能作业,并且对刀具进行了合理设计,通过有限元分析,找到了刀具工作中受力薄弱部分,以减轻磨损,提高刀具使用寿命.

高速公路不仅是交通运输业的一部分,也是""发展战略的核心.如今,我国的高速公路总里程已达13.1万公里,,用于绿化环境,防止眩光,保障安全的绿篱隔离带在高速公路中处处可见.为了达到良好的绿化指标,需要对其进行定期的养护修剪.传统的高速公路绿篱修剪设备存在智能化程度低,修剪稳定性弱,功能多样性差等问题,针对上述问题设计一款新型的高速公路绿篱修剪机器人,对修剪机械臂进行正/逆运动学分析,操作空间求解,刚柔耦合动力学建模以及避障路径规划等研究.本课题源于国家自然科学基金资助项目(项目编号:51375519).本文主要研究内容如下:
(1)根据绿篱隔离带的绿化指标和修剪机器人的技术要求,规划与建立高速公路绿篱修剪机器人的总体布局,从修剪对象,养护功能以及实际情况等考虑,设计高速公路绿篱修剪机器人的本体结构,分析驱动系统的工作方式和控制系统的设计要求,完成驱动系统与控制系统的设计,构建并研制实验样机.
(2)以设计的修剪机械臂为研究对象,通过D-H法创建其连杆简化模型,进行运动学正解,求得修剪机械臂的末端刀具位姿方程,采用反变换法进行修剪机械臂逆运动学解耦,推导各关节角运动表达式,基于Monte Carlo法求解修剪机械臂操作空间,通过MATLAB进行操作空间的数值仿真,验证运动学模型的正确性和修剪机械臂结构的合理性,为后续动力学和避障规划研究作铺垫.
(3)基于多体柔性动力学理论,通过浮动系法建立柔性修剪机械臂系统坐标系,根据假设模态法描述臂杆弹性变形量,采用Lagrange法及虚功原理推导修剪机械臂刚柔耦合动力学方程,在ADAMS仿真软件中进行修剪机械臂刚性和柔性的动力学对比仿真,研究柔性因素对系统动力学特性的影响,进一步验证建立刚柔耦合动力学模型的必要性,为以后控制和结构优化研究提供理论依据.
(4)针对非结构环境下高速公路绿篱修剪机器人手臂实时准确避障问题,提出一种基于扰动人工势场法(PAPF)的避障路径规划解决方法.根据绿篱隔离带与障碍物分布情况,构建包络障碍物简化模型,分析机械臂与障碍物的碰撞条件,求解机械臂在修剪过程中的避碰空间.引入斥力场调节策略优化势场模型,建立斥力场扰动机制调整斥力影响方式,消除传统算法中局部极小点和目标不可达等现象.在避碰空间应用PAPF算法进行路径规划仿真,仿真结果表明,机械臂跳出局部极小点,灵活顺利避障,成功抵达目标点,验证了该方法的有效性和可行性.

本实用新型涉及绿化带修剪用设备,尤其是环保型车载式绿篱修剪机.它包括基础车,控制室,修剪机头,吸纳管,和集料箱,其结构要点是,基础车上固定有连接修剪机头的支座,支座有水平转臂支座和竖直转臂支座,分别连接修剪平面绿篱的水平面修剪机头和修剪竖直面绿篱的竖直面修剪机头,修剪机头与支座间连接有油缸,油缸调整修剪机头的位置,支座,油缸,修剪机头间采用销轴连接,操控室安装在靠基础车驾驶室车厢前部,吸纳管一端连接修剪机头出料口,另一端与集料箱连接.该修剪机能够同时修剪绿篱的顶面和侧面,且能自动收集清理修剪下的枝叶,修剪速度快,,且不污染环境.