【摘 要】
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一字型树木修剪机常用道路绿化树木的绿化修剪,由于该设备对同一施工区域最少进行三次换位作业、修剪能力较弱、作业步骤多,导致作业效率较低。为此,本论文设计了一种新型的绿化养护矩形修剪机,能够一次完成对行、修剪、清扫和枝叶打包等步骤,其作业效率是一字型修剪机的三倍以上。主要研究内容如下:（1）绿化养护矩形修剪机总体结构设计。该装备主要包括修剪机构部分、传动机构部分、液压控制系统、风力清扫部分及打包压块部
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一字型树木修剪机常用道路绿化树木的绿化修剪,由于该设备对同一施工区域最少进行三次换位作业、修剪能力较弱、作业步骤多,导致作业效率较低。为此,本论文设计了一种新型的绿化养护矩形修剪机,能够一次完成对行、修剪、清扫和枝叶打包等步骤,其作业效率是一字型修剪机的三倍以上。主要研究内容如下:（1）绿化养护矩形修剪机总体结构设计。该装备主要包括修剪机构部分、传动机构部分、液压控制系统、风力清扫部分及打包压块部分。（2）机械臂运动学分析。运用机器人学、D-H参数法和机器人仿真模块Robotics System Toolbox检验机械臂在空间中位置的可控性和确定性,对运动学正逆求解进行运算,得到了机械臂工作头的位置。根据机械臂受力情况,给出了在不同角度下、各转轴处及液压支座处受力情况。并对机械臂关键部分的受力情况进行有限元分析,各部分的应力极值和形变均在合理范围之内。（3）液压系统设计。根据实际工况,确定了各部分液压元件及相关参数,并设置液压系统闭环仿真环境。利用AMEsime和Matlab进行液压工况的的联合仿真实验,优化了液压系统的控制算法,比较在PID算法和PID模糊算法这两种不同算法下,液压元件位移的精度。在两种控制模式下,模糊PID控制精度均高于PID控制,但是模糊PID在行程较大的液压缸上的调节时间明显增大。所以,在长位移高精度的系统中选择模糊PID控制更有优势。（4）通过对修剪机构的研究,完成了修剪机刀具的结构设计并分析了切割过程中的受力情况。通过受力情况建立起切割受力模型,根据模型计算出相应的结构参数和剪切力。由此确定了剪切全过程中所需要的功率,最后完成了驱动电机的选型。通过对粉碎机机构的研究,完成了粉碎机刀具结构设计其中包括了指数螺旋线定刀和动刀的空间排布设计。再根据其切削受力情况和转速要求,确定了粉碎机构整体的功率需求完成了电机的选型。（5）负压清扫风道设计。确定了颗粒的悬浮速度,并优化设计管道的形状和接口,通过ANSYS的fluent软件模拟粒子在流体中的流通情况,确认整个过程无阻塞和泄露。
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