园林球形灌木修剪机设计研究

摘要：园林球形灌木修剪机主要对灌木进行球面修剪，园林球形灌木修剪机的传动机构，即空间双联偏心轮右侧的齿轮及偏心轮与左侧的齿轮及偏心轮大小相等、形状一样、偏心相反。空间双联偏心轮转动时，上连杆、下连杆随之做空间摆动，从而使工作部件上圆弧弯刀、下圆弧弯刀上下往复作圆弧运动。园林工人只要手持园林球形灌木修剪机，围着灌木走一圈，即可将灌木上半部修剪成半球形，或将灌木的下半部修剪成半球形。

关键词：球形灌木修剪机；组成结构；传动特征；工作原理

为了获得造型各异的树木、绿篱及草坪等，都需要进行不同的修剪作业。绿地是体现设计意图、营造优美景观、展示建设成果的必然要求，也是绿化得以存续、发展的根本保证。只有在全过程中重视了养护和管理工作，园林植物造景效果才能真正实现。目前，园林用于灌木球形枝叶的修剪一般就是大长剪和平面割草机，大长剪和平面割草机主要用于草木的平面修剪，对于球形灌木的球面修剪，是花工凭经验靠技能进行修剪，一是工作效率低，二是修剪不规范欠美观。园林球形灌木修剪机用于灌木球形枝叶的修剪，不用凭经验进行修剪，修剪机的结构简单、易于操作，工作效率高、修剪规范美观等优点。

1园林球形灌木修剪机的组成结构

绿篱机械按动力主要有人力、气动和液动的绿篱机械，按工作机构分为往复式、旋转式刀头绿篱机械。园林球形灌木修剪机是往复式空间运动的绿篱修剪机械。园林球形灌木修剪机由动力机构、传动机构、工作机构和辅助机构组成。从图1～3可以看出，动力机构是电动机1；传动机构是空间传动机构，有传动带2、双联齿轮3、连接球4、大半球壳5、空间双联偏心轮6、右连杆7、左连杆8、球形连接体9（由连接球4和大半球壳5组成）；工作机构有上圆弧弯刀10、下圆弧弯刀11；辅助机构有控制板12、上固定板13、下固定板14、箱体15、箱盖16、滑槽17、提手18、定位销19。辅助零部件定位销19可以在圆弧弯刀的滑槽17里相对运动，在定位销19、控制板12控制下，上圆弧弯刀10和下圆弧弯刀11在上固定板13和下固定板14之间运动，上圆弧弯刀10和下圆弧弯刀11的运动是上下往返圆弧曲线运动。

2园林球形灌木修剪机的制作组装

首先，制作园林球形灌木修剪机的工作部件，即上圆弧弯刀10和下圆弧弯刀11。按照图1、2所示，根据需要制造成多种规格（如球径为0.5米、1.0米、1.5米和2.0米等）的上圆弧弯刀10和下圆弧弯刀11，上圆弧弯刀10和下圆弧弯刀11的有效长度约等于园周长的1/4。再制作修剪机的传动部件，即按照圆弧弯刀的尺寸，制造与之配套的右连杆7、左连杆8、双联齿轮3、空间双联偏心轮6。其三是制作修剪机的辅助部件，即控制板12、上固定板13、下固定板14、箱体15、箱盖16。动力机构电动机1以及其他部件传动带2等标准件，在市场上进行选购即可。然后，组装园林球形灌木修剪机的所有部件。一是组装修剪机传动机构的关键部件，是两个空间双联偏心轮6和四个球形连接体9。空间双联偏心轮6由齿轮20和空间偏心轮21组成，两个空间双联偏心轮6由左空间双联偏心轮和右空间双联偏心轮组成。左空间双联偏心轮和右空间双联偏心轮的齿轮20是左右对称的两个齿轮，左右空间偏心轮21大小相等、形状一样、偏心相反。二是组装修剪机的四个球形连接体9。四个球形连接体9由四个连接球4和四个大半球壳5组成，大半球壳5的开口处的直径略小于连接球4的直径，以保证转动过程中连接球4在大半球壳5中不会脱落。安装时，用热装法将连接球4装入大半球壳5中，即首先将连接球4进行冷却使之体积缩小，将大半球壳5加热膨胀使之开口扩大，然后，将连接球4装入大半球壳5中。随后，对连接球4和大半球壳5进行热处理，以增强连接球4和大半球壳5的硬度，提高连接球4和大半球壳5的耐磨性能。最后，将修剪机的动力机构、传动机构、工作机构和辅助机构组装在一起，就是一台园林球形灌木修剪机，同时，注意修剪机的润滑，就可以接通电源进行修剪作业。

3园林球形灌木修剪机的传动特征

首先，看园林球形灌木修剪机传动机构的结构特征。由图3、图4可以看出，修剪机传动机构的结构特征，一是空间双联偏心轮6是由一对齿轮和一对空间偏心轮21组成，右空间偏心轮21与左空间偏心轮21大小相等、形状一样、偏心相反，空间偏心轮21的侧面是凹形的圆柱面。二是空间双联偏心轮6上有球形连接体9，球形连接体9包括连接球4和大半球壳5。三是四个大半球壳5与右连杆7、左连杆8的端部是固定连接的，四个球形连接体9中的四个连接球4与四个大半球壳5是活动连接的。二是修剪机工作机构的结构特征，工作机构的上圆弧弯刀10和下圆弧弯刀11，对于灌木球径不同为0.5米、1.0米、1.5米和2.0米等，上圆弧弯刀10和下圆弧弯刀11的有效长度约等于球园周长的1/4。然后，看园林球形灌木修剪机的运动特征。其一是修剪机传动机构的运动特征，右连杆7、左连杆8、四个球形连接体9必须做空间的曲线运动。而四个球形连接体9中的四个连接球4与四个大半球壳5必须做空间的相对转动，才能提供给右连杆7、左连杆8空间的曲线运动。因此，当大半球壳5与右连杆7、左连杆8随空间双联偏心轮6摆动时，上下球形连接体9则做空间的曲线运动，从而能够满足工作机构上圆弧弯刀10、下圆弧弯刀11上下往复的圆弧运动。园林工人只要手持园林球形灌木修剪机围着灌木走一圈，就使上圆弧弯刀10、下圆弧弯刀11做了一个半球面运动。最后，是修剪机工作机构的运动特征，其上圆弧弯刀10和下圆弧弯刀11运动曲线是圆弧，因此，传动机构必须满足上圆弧弯刀10和下圆弧弯刀11的圆弧运动。

4园林球形灌木修剪机的工作原理

（1）园林球形灌木修剪机圆弧运动的工作原理。修剪机的电动机1的转动通过传动带2传递给双联齿轮3转动，双联齿轮3带动空间双联偏心轮6转动，空间双联偏心轮6通过下侧的两个球形连接体9带动右连杆7和左连杆8运动，右连杆7和左连杆8再通过上侧的两个球形连接体9分别带动上圆弧弯刀10和下圆弧弯刀11做上下（顺时针和逆时针）圆弧运动。（2）园林球形灌木修剪机修剪灌木枝叶的工作原理。修剪机的电动机1不停的转动，就会使双联齿轮3和空间双联偏心轮6不停地转动，进而带动球形连接体9、右连杆7和左连杆8运动。最后，带动上圆弧弯刀10和下圆弧弯刀11不停的上下往复做圆弧运动。这样进入上圆弧弯刀10和下圆弧弯刀11刀口之间的灌木枝叶就会被剪断。（3）园林球形灌木修剪机的特点。第一在环境保护方面解决了噪音和尾气污染，在工作时电动机设备产生的噪音不到40dB，完全符合环保要求。而且该装置不会产生任何尾气污染环境。环保树墙修剪机具有绿色环保、操作简便、人性化设计等特点。第二是结构简单、维修方便，操作方便，不用凭经验靠技就能进行修剪；第三是省工省时、工作效率高，园林球形灌木修剪机工作效率是灌木平面修剪机的10倍多；第四是修剪规范美观，园林工人只要手持园林球形灌木修剪机，围着灌木走一圈，即可将灌木上半部修剪成半球形，或将灌木的下半部修剪成半球形。

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作者：付保英 单位：鹤壁职业技术学院