新型綠籬修剪機,它包括:車體;底盤回轉(zhuǎn)裝置,其包括底盤和底盤驅(qū)動機構(gòu),底盤可旋轉(zhuǎn)地安裝在車體上;靜臂支承,其一端安裝在底盤上;靜臂,其鉸接在靜臂支承的另一端上;舉升動力件,其設(shè)置在靜臂與靜臂支承之間,并用于驅(qū)動靜臂支承在靜臂上繞鉸接處旋轉(zhuǎn);動臂,其一端套設(shè)在靜臂上,并可相對于靜臂滑動;伸縮動力件,其設(shè)置在靜臂與動臂之間,并用于驅(qū)動動臂相對于靜臂滑動;刀頭組件,其安裝在動臂的另一端.本發(fā)明能同時實現(xiàn)高位綠籬修剪,水平綠籬修剪與低位綠籬修剪三種修剪工況,修剪范圍更大,轉(zhuǎn)換工況速度快,結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,自動化程度高,工作,修剪工況多樣化,適用范圍廣.

全自動液壓式綠籬修剪機,它包括固定板;固定板的后側(cè)通過活動連桿和調(diào)距絲桿Ⅱ與車架連接;固定板的前側(cè)通過卡槽與底座后端的卡舌卡接;底座的前端通過轉(zhuǎn)軸與伸縮臂的后端相互轉(zhuǎn)動連接;伸縮臂的前端通過關(guān)節(jié)Ⅰ,Ⅱ與支架的后端連接;支架的中部和前端分別設(shè)有與縱向,橫向鋸片傳動連接的齒輪油泵Ⅰ,Ⅱ;齒輪油泵Ⅰ,Ⅱ分別通過管路與泵站相互連通.固定板可通過調(diào)節(jié)絲桿來調(diào)整固定板的角度;伸縮臂通過關(guān)節(jié)Ⅰ,Ⅱ與支架連接,支架可根據(jù)需要進行橫向和縱向的調(diào)整,適合修剪不同類型的綠籬植物;齒輪油泵Ⅰ,Ⅱ可在滑道上滑動連接,從而可調(diào)整縱向,橫向鋸片的位移距離,達到對綠籬植物的標(biāo)準(zhǔn)化修剪,適合微距調(diào)整.

全自動綠籬修剪機,動力系統(tǒng),剪切系統(tǒng),升降系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),移動系統(tǒng),控制系統(tǒng)和支架,所述動力系統(tǒng)與剪切系統(tǒng),升降系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),移動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)分別通過導(dǎo)線連接,所述控制系統(tǒng)與剪切系統(tǒng),升降系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)和移動系統(tǒng)通過通訊連接,所述剪切系統(tǒng)分別與升降系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)相適配,所述移動系統(tǒng)與支架相適配,所述升降系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)于支架上.本實用新型的各個系統(tǒng)相互配合,在能源驅(qū)動的情況的,完成各種整體性綠籬的修剪,具有勞動強度低,修剪效果好的優(yōu)點.

目前園林修剪機多使用人工操作,存在自動化程度和效率低,修剪不得當(dāng)?shù)葐栴}.采用視覺識別進行智能信息采集,可以使修剪機智能作業(yè),并且對刀具進行了合理設(shè)計,通過有限元分析,找到了刀具工作中受力薄弱部分,以減輕磨損,提高刀具使用壽命.

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(qū)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.

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(biāo),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(shè)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(shè)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(xué)分析,操作空間求解,剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)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(xué)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(biāo)和修剪機器人的技術(shù)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(shè)計高速公路綠籬修剪機器人的本體結(jié)構(gòu),分析驅(qū)動系統(tǒng)的工作方式和控制系統(tǒng)的設(shè)計要求,完成驅(qū)動系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的設(shè)計,構(gòu)建并研制實驗樣機.
(2)以設(shè)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(xué)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(xué)解耦,推導(dǎo)各關(guān)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(xué)模型的正確性和修剪機械臂結(jié)構(gòu)的合理性,為后續(xù)動力學(xué)和避障規(guī)劃研究作鋪墊.
(3)基于多體柔性動力學(xué)理論,通過浮動系法建立柔性修剪機械臂系統(tǒng)坐標(biāo)系,根據(jù)假設(shè)模態(tài)法描述臂桿彈性變形量,采用Lagrange法及虛功原理推導(dǎo)修剪機械臂剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)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(xué)對比仿真,研究柔性因素對系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響,進一步驗證建立剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型的必要性,為以后控制和結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究提供理論依據(jù).
(4)針對非結(jié)構(gòu)環(huán)境下高速公路綠籬修剪機器人手臂實時準(zhǔn)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(gòu)建包絡(luò)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(biāo)不可達等現(xiàn)象.在避碰空間應(yīng)用PAPF算法進行路徑規(guī)劃仿真,仿真結(jié)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(biāo)點,驗證了該方法的有效性和可行性.