电动遥控绿篱修剪机的设计

随着绿化面积的大大增加,单纯靠人工修剪绿篱已逐渐不能满足需求,并且人工修剪效率低下,危险性高,环保性差。该文设计的电动绿篱修剪机以驱动车装载绿篱修剪机的形式进行修剪作业,由手机APP进行远程操作。从机器整体设计要求入手,进行驱动车以及绿篱修剪机的机械设计,加工制造驱动车及绿篱修剪机水平、垂直方向的调节机构,选配驱动电机、推杆电机、刀具旋转电机、导轨、电动千斤顶等,完成电控设计及整机软件编写。     

移动式绿篱修剪机设计

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。     

林果业修剪机械手的设计与试验

通过对以往林果业绿篱修剪情况的分析,发现采用人工修剪绿篱时,存在人工劳动强度较大、工作效率较低等问题,限制了林果业绿篱修剪水平的提升。随着科学技术的发展,绿篱修剪机械手逐渐被提出来并投入研发中。为此,设计了苗木修剪机械手,且通过D-H矩阵理论,实现对苗木修剪机械手运动学正解、逆解的求解,将其应用于实际林果业修剪工作中。文中对林果业机械修剪手的总体设计进行了阐述,分析了林果业修剪机械手的主要结构及运动学正解、逆解,并通过仿真及试验,验证了林果业修剪机械手的设计效果。     

常见绿篱修剪设备研究

对绿篱定期进行适当的修剪、整形工作,是一项很重要的养护管理技术。文章通过对常见修剪机设备类型和相关修剪刀具的特点进行分析,为合理设计和选择绿篱修剪设备提供一定的依据。     

绿篱顶侧面枝叶同步修剪机设计与试验

针对我国高速公路中央分隔绿化带车载式修剪机械功能单一、成本高、效率低、普及推广量小等问题,结合高速公路绿化养护工程实际需要,借鉴现有绿篱修剪机技术,研制出一种顶侧部同步修剪的绿篱修剪机。该机型以四轮拖拉机为动力,具有切割器的升降、避障、残枝残叶清扫、角度调节及离合操作等功能,整机一次往返作业即可完成中央分隔绿化带的修剪工作。试验表明,曲柄主轴转速为628 r/min时,切割器平均速度1.67 m/s,绿化带有效修剪宽幅0～1 500 mm,修剪高度0～1 500 mm,作业速度在4～5 km/h,切割器往复切频次在,600～650次/min的范围内修剪效果最佳。该机各项性能指标满足高速公路中央分隔绿化带修剪养护需要,为绿化带修剪设备的进一步研发与推广提供一种新的解决方案,具有一定的推广价值,对于同类修剪设备的设计也有借鉴意义。     

一种五自由度修剪机器人结构设计与分析

为满足多样化景观绿篱修剪造型对修剪机器人工作空间、结构刚度和强度的需求，设计一种用于园林绿植的五自由度修剪机器人结构。首先采用D-H法对机器人进行建模与运动学分析，利用蒙特卡洛法得到机器人的工作空间；然后以球形绿篱为修剪目标，基于机器人有效空间体积比和速度全域性能指标，确定机器人臂架结构主要杆件的尺寸；最后对臂架结构进行有限元静力学和振动模态仿真分析。仿真结果表明：当大臂尺寸为800 mm，小臂尺寸为900 mm，腕臂尺寸为350 mm时，该机器人垂直修剪作业范围为0~2 000 mm，水平修剪作业范围为-1 300~1 300 mm，工作空间可满足园林绿篱的修剪需求；臂架结构的最大等效应力为34.245 MPa，最大变形为1.897 1 mm，刚度和强度均满足技术指标的要求，且其固有频率可有效避开外界频率，避免共振现象。本研究为景观绿篱修剪机器人研制提供机械结构设计方法与方案，具有一定的应用价值。     

手持往复式绿篱机作业过程的人机关系研究

使用手持式绿篱修剪机进行园林绿化作业时,枝条的工作阻力、绿篱机的自重及运动部件产生的惯性力将不断地通过操作手柄传递到人体上。本研究从人体工程学角度出发,引入软固体压切断裂力学理论,通过对绿篱修剪需要的切割力及其传递过程的理论分析和实际测试,建立了手持式绿篱机作业过程的人机相互作用的力学关系。结果表明,作用于绿篱机手柄上的纵向力及垂直力主要与绿篱机的自重及运动部件的惯性力有关,而与绿篱枝条的切割阻力无关,但绿篱枝条切割阻力的增加将会引起绿篱机手柄上的横向力及手柄扭矩的急剧突变。期望本研究能为新型绿篱机切割装置的性能改进和先进拟人化智能修剪机器人的设计研发提供相应的理论基础。     

绿篱修剪车臂架系统刚柔耦合动力学分析

以某型臂架式绿篱修剪车为研究对象,结合整车技术参数利用三维建模软件建立实体模型。由于臂架系统主要对绿篱修剪刀具起承载定位作用,其修剪刀具平稳性受臂架系统摆动影响较大。因此考虑用柔性臂架替换刚性臂架进行分析。分别以绿篱修剪车三节臂架及刀具的初始收拢状态和垂直状态为基础,对第1节、第2节、第3节臂架以及绿篱修剪刀具进行两种情况下的5种不同工况进行动力学分析。研究变幅油缸行程与臂架升程对应的曲线关系,分析比较相同工况下多刚体模型和刚柔耦合模型中液压缸的受力。仿真结果表明,该方法可实现对复杂臂架系统的刚柔耦合分析,为臂架变幅油缸的选型及控制策略优化提供依据。     

凌云茶叶冬剪机械化

时下正值凌云县茶叶冬剪季节,与往年不同的是大部分茶园里机声隆隆,机械绿篱剪取代手工修剪,工效是手工修剪的￣倍,每710天可为茶农节约工钱￣元。4060逻楼镇综合场种茶大户冯文阳在外营销茶叶时,看见城市园林工人用绿篱剪修剪路树。于是年2004月他花元购买了一台绿篱剪对自家的茶园进行冬剪。原来全家个人半个月才剪完的茶园,现在1040003用绿篱剪仅用天时间。当地茶农纷5纷请他去为自己的茶园进行冬剪,他每天收取元服务费。去年一个70茶叶冬剪季节,冯文阳不仅收回购买绿篱剪的成本,还赚了元服1200务费。现在在该县逻楼镇综合场、莲灯异地安…     

手推式绿篱修剪机的设计

针对园林绿地绿篱修剪中存在的不足,设计开发一种手推式绿篱修剪机,根据使用功能提出了手推式绿篱修剪机的结构方案与总体尺寸,接着采用机械设计的方法设计出了手推式绿篱修剪机的主要零部件,之后,应用软件对手推式绿篱修剪机进行了三维建模,并对其中的关键部件作了静力学分析,在此基础上优化了该部件结构尺寸,最后,指出了手推式绿篱修剪机的应用情况.     

番茄枝叶修剪机械手视觉伺服控制系统研究

为解决番茄枝叶修剪机械手无法准确找到番茄侧枝修剪点的问题，保证番茄枝叶修剪机械手工作效率，提出基于不同边缘类型的番茄侧枝特征点识别方法。在粒子群算法优化的神经网络(PSO-BP)的基础上设计“眼在手上”视觉伺服控制系统。通过对番茄植株横纵边缘分割，分别进行横向边缘和纵向边缘的提取，用阈值分割除去番茄叶片的短边缘，并记录其交点横纵坐标，限制交点分别在横向边缘的上边缘和下边缘，得到对偶的番茄侧枝点。试验结果表明，所设计的视觉伺服系统能成功的识别番茄侧枝点，仿真试验测试得到图像特征的实际值和期望值误差在3~5个像素之间，五自由度的机械手能在4 s内移动到期望位置，为农业修剪枝叶机器人进一步研究提供参考。     

基于DA2-YOLOv4算法绿篱识别研究

针对车载式绿篱修剪机自动化修剪需要快速、准确识别绿篱的问题,提出一种DA2-YOLOv4绿篱识别算法。提出一种针对性Mosaic数据增强以获得更合理的数据扩充,使训练结果更具鲁棒性;在CSPDarknet53中引入空洞卷积得到D-CSPDarknet53,获得更大感受野,提升准确率和速度;在SPP中引入平均池化得到A-SPP,充分利用信息,使网络更具鲁棒性;删减小目标检测,获得巨大的速度提升;使用Soft-DIOU-NMS算法,提升目标重叠时的识别效果。最后制作绿篱数据集,对改进效果进行测试,并与其他算法进行对比。试验结果表明,DA2-YOLOv4算法mAP达到98.5%,检测速度达到83.1 FPS,较原始YOLOv4算法分别提高了8.1%和14.9 FPS,而且算法各方面性能均显著优于其他目标检测算法。DA2-YOLOv4完全满足绿篱识别要求,为绿篱修剪行业自动化提供了有力保障。     

手持式电动绿篱修剪机的研究与设计

通过对目前市场上绿篱修剪机结构和使用特点的详细分析,设计了一种用220V照明电为电源、手提砂轮机作为主机,用专门制作的切割器替换砂轮片实现快速修剪成形的手持式电动绿篱修剪机。试验表明,该修剪机有很好的实用价值和推广前景。     

城市园林自动修剪机器人动力学仿真研究

园林修剪的意义在于提升整体城市绿化与规划水平。为此,在深入理解城市园林自动修剪机器人的整体结构与工作原理的基础上,结合机构部件的运动学规律,得出修剪机器人的动力学理论模型,并根据修剪机器人各关节的工作空间,通过驱动函数与下位机程序控制,开关量输出至修剪机器人各运动执行部件开展修剪仿真作业试验。结果表明:利用机构的运动定位与补偿功能,可实现修剪机器人各关节作业定位的准确性,定位误差控制在6%左右;不同轨迹跟踪,多次目标函数优化,便于掌握各关节臂的运动角度与作业过程中的扭矩变化情况,了解自动修剪机器人实际运动轨迹及各主要执行关节扭矩与剪切力,可为相似修剪机器人的开发与改进提供一定思路。     

论园林树木的整形修剪原则和方法

整形修剪是栽培养护园林树木一项重要的技术措施,也是体现园林美的一种造型艺术手段。对园林树木正确地进行修剪,可调整其生长发育,创造通风透光的良好树体结构,形成一定的园景特色。文章对园林树木整形修剪的目的、作用、原则、方法及时间进行了介绍,列举了松柏类、灌木类、藤本类、绿篱类的整形修剪,旨在园林绿化管养过程中,通过树木的整形修剪达到最佳观赏效果。     

一种粮食立体仓储的升降平台设计

针对粮食的立体化仓储,设计了一种升降式立体仓储平台。该立体仓储平台由升降平台机构,液压缸驱动机构,控制电路模块构成。该立体仓储的升降平台机构使用了双铰接剪叉式液压升降台。利用MSC. Adams对升降机构的关键零件进行了受力分析,再导入Solid Works中,采用simulation模块计算应力、应变和安全系数,对关键部件折叠梁和中间轴进行了有限元应力分析,设计了安全可靠的升降平台机构。      

粮食立体仓储升降平台设计

针对粮食的立体化仓储,设计了一种升降式立体仓储平台。立体仓储平台由升降平台机构,液压缸驱动机构,控制电路模块构成。该立体仓储的升降平台机构使用了双铰接剪叉式液压升降台。利用MSC. Adams对升降机构的关键零件进行了受力分析,再导入Solid Works中,采用simulation模块计算应力、应变和安全系数,对关键部件折叠梁和中间轴进行了有限元应力分析,设计了安全可靠的升降平台机构。     

三轮自走式升降平台作业安全性分析

目前三轮自走式升降平台在果园内的修剪管理方面得到了广泛应用,由于该平台是高空作业,其安全性能尤其重要。本文根据新疆农业科学院农业机械化研究所前期研制的三轮自走式升降平台自身的工作参数,对升降平台的行走安全性进行研究分析,结果表明,该三轮自走式升降平台的设计参数满足在升降工作时不倾覆等安全条件。     

三臂回转式水稻钵苗移栽机构反求设计与试验

针对前期正向设计得到的三移栽臂水稻钵苗移栽机构应用中存在绝对运动轨迹回程段前倾造成秧苗回带,以及推苗角偏小造成推苗直立度差的问题,提出一种基于局部运动轨迹的反求设计方法完成三臂回转式水稻钵苗移栽机构设计。首先,分析机构绝对运动轨迹和相对运动轨迹之间关系,结合原机构存在的问题预设局部较理想绝对运动轨迹回程段轨迹、取推苗角,确定移栽机构局部相对运动轨迹关键位置点,应用三次非均匀B样条曲线拟合生成相对运动轨迹;然后,建立基于相对运动轨迹的移栽机构反求设计模型,开发了基于Matlab的反求设计辅助分析软件,优化获得满足设计目标的移栽轨迹和机构参数;最后,对三臂回转式水稻钵苗移栽机构进行了结构设计、虚拟仿真与样机试验,结果表明：仿真轨迹、样机试验轨迹与理论计算轨迹基本一致,且移栽臂推秧角较原机构增大了9.08°以上、绝对运动轨迹回程高度大于120 mm、取推苗角度差与秧箱实际安装角误差控制在±2°以内,满足水稻钵苗高直立度移栽要求,验证了所提出方法和三臂回转式水稻钵苗移栽机构设计的正确性。     

3-PRC并联机构的运动轨迹规划与仿真

利用螺旋理论对具有三角平台的3-PRC并联机构进行了运动性分析,应用并联机构逆运动学分析理论,对3-PRC并联机构动平台的运动轨迹进行了分析研究。由齐次坐标变换公式推导出其运动学反解计算公式,进而确定了动平台上某一点按预期轨迹运动时应在原动件上施加的运动规律。最后,借助UG创建了该机构的装配模型,通过ADAMS仿真对所规划的运动轨迹进行了验证。