新型高速公路车载式绿篱机结构分析

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机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
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MECHANICAL ENGINEER
新型高速公路车载式绿篱机结构分析
倪磊， 郭翔， 严靖易 （西南科技大学 制造科学与工程学院，四川 绵阳 621010）
摘 要：在调查和分析现有车载式绿篱修剪机的基础上，重新设计出一款简单、高效的车载式绿篱机。用UG设计出新型结
构，经过运动学仿真后，得到一套切实可行的运动方案；用ANSYS Workbench进行有限元静力学分析，完成了结构的强度
characteristics of simple operation and high reliability. It has a good application prospects.
Keywords: parallelogram mechanism; six-bar mechanism; motion simulation; ANSYS finite element analysis
为实现绿篱机高度可调的功能，决定采用剪式升降 机构[7]，图1为结构简图及模型。该机构通过较小的液压伸 缩行程，实现0耀700 mm的高度调整。 1.2.2 机械臂结构
为实现绿篱机与绿化带之间的距离能够调整，决定
基金项目：大学生创新创业项目（201510619014）
图 1 剪式升降结构简图及模型
网址：www.jxgcs.com 电邮：hrbengineer@163.com 圆园员8 年第 2 期
校核。该车载式绿篱机以PLC为控制基础,采用机械手臂式作业方式, 绿篱修剪宽度可调,车辆上的绿篱承载台与绿篱带之
间的距离可自动调节,能避障,能够对绿篱的3个所需要修剪的面进行一次性成形修剪, 以提高修剪效率。操作简单,可靠性
高 ,具有很好的应用前景。
关键词：平行四边形机构；六杆机构；运动仿真；ANSYS有限元分析
针对车载式绿篱机的上述缺点，拟设计一种自动化 程度高、工作效率高、污染小的新型车载式绿篱机[2]。 1 绿篱机结构设计 1.1 绿篱机设计目标
设计的绿篱机可以装载在普通货车后槽，作业场地
是高速公路和城市公路，作业对象是高速公路中央隔离 带和城市公路绿化带[6]。根据作业对象的性质和特征，绿 篱机设计目标如下：1） 绿篱机以自动化程度高的修剪模 式取代劳动强度大的传统人工修剪模式，采用PLC实现自 动化控制，提高工作效率。2）能够对绿化带的3个所需要 修剪的面进行一次性成形修剪，以提高修剪效率。3）绿篱 机修剪宽度可根据实际绿化带宽度调整。4）绿篱机能够 躲避绿化带中间的障碍物，如树木、标志牌等。 1.2 绿篱机各部分结构设计 1.2.1 高度升降结构
绿化植物是生长型植物，需要定时养护和修理，由于 植物生长参差不齐，可能会阻挡交通标志牌或者影响驾 驶员的视线[4]。因此，绿篱的修剪和管理是一项很重要的 任务。因为高速公路有车流量大、车速快、路程长等特点， 所以在高速公路进行人工修剪有危险性高、劳动强度大、 耗时长等弊端[5]。而车载式绿篱机修剪能够克服其中一些 弊端，因此车载式绿篱机修剪代替人工修剪已经成为一 种趋势。目前我国现有的车载式绿篱机存在如下问题：1) 自动化程度低;2)噪声大，造成噪声污染;3)工人劳动强度 大;4)修剪效率不高，无法三面一次性成型修剪。
distance between the hedging station and the hedge tape on the vehicle can be adjusted automatically to avoid obstacles.
The trimming surfaces of the three hedges can be trimmed at one time to improve the cutting efficiency. It has the
0引言 高速公路中央分隔带位于高速公路中央，具有分隔
交通、防止眩光、诱导视线等功能[1]。高速公路中央分隔带 是与驾乘人员距离最近的单元，其绿化的质量直接影响 整 条 道 路 和 覆 盖 区 域 的 建 设 管 理 水 平 [2] ，同 时 对 净 化 空 气，减少污染、降低噪声、改善地温与气温等方面有着一 定的作用[3]。
a set of practical exercise program; ANSYS Workbench is used for finite element static analysis and structural strength
check. The car-type hedge trimmer uses PLC control and robotic arm operation. The hedge trim width is adjustable. The
Abstract: Based on the investigation and analysis of the existing vehicle-mounted hedge trimmer, a simple and efficient
vehicle-mounted hedge trimmer is redesigned. UG is used to design a new structure. Kinematics simulation is used to get
中图分类号：U 418;TH122
文献标志码：A
文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园员8）02原园087原园5
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Structural Analysis of a New Highway Vehicular Hedgerow Machine
NI Lei, GUO Xiang, YAN Jingyi
（School of Manufacturing Science and Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China）