園林球形灌木修剪機的設計研制

付保英

（鶴壁職業(yè)技術學院 機電工程學院，河南 鶴壁 458030）

為了獲得造型各異的樹木、綠籬及草坪等，都需要進行不同的修剪作業(yè)。綠地是體現(xiàn)設計意圖、營造優(yōu)美景觀、展示建設成果的必然要求，也是綠化得以存續(xù)、發(fā)展的根本保證。只有在全過程中重視了養(yǎng)護和管理工作，園林植物造景效果才能真正實現(xiàn)。

目前，園林用于灌木球形枝葉的修剪一般就是大長剪和平面割草機，大長剪和平面割草機主要用于草木的平面修剪，對于球形灌木的球面修剪，是花工憑經驗靠技能進行修剪，一是工作效率低，二是修剪不規(guī)范欠美觀。園林球形灌木修剪機用于灌木球形枝葉的修剪，不用憑經驗進行修剪，修剪機的結構簡單、易于操作，工作效率高、修剪規(guī)范美觀等優(yōu)點。

1 園林球形灌木修剪機的組成結構

綠籬機械按動力主要有人力、氣動和液動的綠籬機械，按工作機構分為往復式、旋轉式刀頭綠籬機械。園林球形灌木修剪機是往復式空間運動的綠籬修剪機械。

園林球形灌木修剪機由動力機構、傳動機構、工作機構和輔助機構組成。從圖1 ～3 可以看出，動力機構是電動機1；傳動機構是空間傳動機構，有傳動帶2、雙聯(lián)齒輪3、連接球4、大半球殼5、空間雙聯(lián)偏心輪6、右連桿7、左連桿8、球形連接體9（由連接球4 和大半球殼5 組成）；工作機構有上圓弧彎刀10、下圓弧彎刀11；輔助機構有控制板12、上固定板13、下固定板14、箱體15、箱蓋16、滑槽17、提手18、定位銷19。輔助零部件定位銷19 可以在圓弧彎刀的滑槽17 里相對運動，在定位銷19、控制板12 控制下，上圓弧彎刀10 和下圓弧彎刀11 在上固定板13 和下固定板14 之間運動，上圓弧彎刀10 和下圓弧彎刀11 的運動是上下往返圓弧曲線運動。

圖1 園林球形灌木修剪機示意圖

圖2 圓弧彎刀及其他零部件位置圖

2 園林球形灌木修剪機的制作組裝

首先，制作園林球形灌木修剪機的工作部件，即上圓弧彎刀10 和下圓弧彎刀11。按照圖1、2 所示，根據需要制造成多種規(guī)格（如球徑為0.5 米、1.0 米、1.5 米和2.0 米等）的上圓弧彎刀10 和下圓弧彎刀11，上圓弧彎刀10 和下圓弧彎刀11 的有效長度約等于園周長的1/4。

再制作修剪機的傳動部件，即按照圓弧彎刀的尺寸，制造與之配套的右連桿7、左連桿8、雙聯(lián)齒輪3、空間雙聯(lián)偏心輪6。其三是制作修剪機的輔助部件，即控制板12、上固定板13、下固定板14、箱體15、箱蓋16。動力機構電動機1 以及其他部件傳動帶2 等標準件，在市場上進行選購即可。

然后，組裝園林球形灌木修剪機的所有部件。一是組裝修剪機傳動機構的關鍵部件，是兩個空間雙聯(lián)偏心輪6和四個球形連接體9。空間雙聯(lián)偏心輪6 由齒輪20 和空間偏心輪21 組成，兩個空間雙聯(lián)偏心輪6 由左空間雙聯(lián)偏心輪和右空間雙聯(lián)偏心輪組成。左空間雙聯(lián)偏心輪和右空間雙聯(lián)偏心輪的齒輪20 是左右對稱的兩個齒輪，左右空間偏心輪21 大小相等、形狀一樣、偏心相反。二是組裝修剪機的四個球形連接體9。四個球形連接體9 由四個連接球4 和四個大半球殼5 組成，大半球殼5 的開口處的直徑略小于連接球4 的直徑，以保證轉動過程中連接球4 在大半球殼5中不會脫落。安裝時，用熱裝法將連接球4 裝入大半球殼5中，即首先將連接球4 進行冷卻使之體積縮小，將大半球殼5 加熱膨脹使之開口擴大，然后，將連接球4 裝入大半球殼5 中。隨后，對連接球4 和大半球殼5 進行熱處理，以增強連接球4 和大半球殼5 的硬度，提高連接球4 和大半球殼5 的耐磨性能。

最后，將修剪機的動力機構、傳動機構、工作機構和輔助機構組裝在一起，就是一臺園林球形灌木修剪機，同時，注意修剪機的潤滑，就可以接通電源進行修剪作業(yè)。

3 園林球形灌木修剪機的傳動特征

首先，看園林球形灌木修剪機傳動機構的結構特征。由圖3、圖4 可以看出，修剪機傳動機構的結構特征，一是空間雙聯(lián)偏心輪6 是由一對齒輪和一對空間偏心輪21 組成，右空間偏心輪21 與左空間偏心輪21 大小相等、形狀一樣、偏心相反，空間偏心輪21 的側面是凹形的圓柱面。二是空間雙聯(lián)偏心輪6 上有球形連接體9，球形連接體9 包括連接球4 和大半球殼5。三是四個大半球殼5 與右連桿7、左連桿8 的端部是固定連接的，四個球形連接體9 中的四個連接球4 與四個大半球殼5 是活動連接的。二是修剪機工作機構的結構特征，工作機構的上圓弧彎刀10 和下圓弧彎刀11，對于灌木球徑不同為0.5 米、1.0 米、1.5 米和2.0 米等，上圓弧彎刀10 和下圓弧彎刀11 的有效長度約等于球園周長的1/4。

然后，看園林球形灌木修剪機的運動特征。其一是修剪機傳動機構的運動特征，右連桿7、左連桿8、四個球形連接體9 必須做空間的曲線運動。而四個球形連接體9 中的四個連接球4 與四個大半球殼5 必須做空間的相對轉動，才能提供給右連桿7、左連桿8 空間的曲線運動。因此，當大半球殼5 與右連桿7、左連桿8 隨空間雙聯(lián)偏心輪6 擺動時，上下球形連接體9 則做空間的曲線運動，從而能夠滿足工作機構上圓弧彎刀10、下圓弧彎刀11 上下往復的圓弧運動。園林工人只要手持園林球形灌木修剪機圍著灌木走一圈，就使上圓弧彎刀10、下圓弧彎刀11 做了一個半球面運動。

最后，是修剪機工作機構的運動特征，其上圓弧彎刀10和下圓弧彎刀11 運動曲線是圓弧，因此，傳動機構必須滿足上圓弧彎刀10 和下圓弧彎刀11 的圓弧運動。

圖3 球形連接體的剖視圖

圖4 空間雙聯(lián)偏心輪

4 園林球形灌木修剪機的工作原理

（1）園林球形灌木修剪機圓弧運動的工作原理。修剪機的電動機1 的轉動通過傳動帶2 傳遞給雙聯(lián)齒輪3 轉動，雙聯(lián)齒輪3 帶動空間雙聯(lián)偏心輪6 轉動，空間雙聯(lián)偏心輪6通過下側的兩個球形連接體9 帶動右連桿7 和左連桿8 運動，右連桿7 和左連桿8 再通過上側的兩個球形連接體9 分別帶動上圓弧彎刀10 和下圓弧彎刀11 做上下（順時針和逆時針）圓弧運動。

（2）園林球形灌木修剪機修剪灌木枝葉的工作原理。修剪機的電動機1 不停的轉動，就會使雙聯(lián)齒輪3 和空間雙聯(lián)偏心輪6 不停地轉動，進而帶動球形連接體9、右連桿7和左連桿8 運動。最后，帶動上圓弧彎刀10 和下圓弧彎刀11 不停的上下往復做圓弧運動。這樣進入上圓弧彎刀10 和下圓弧彎刀11 刀口之間的灌木枝葉就會被剪斷。

（3）園林球形灌木修剪機的特點。第一在環(huán)境保護方面解決了噪音和尾氣污染，在工作時電動機設備產生的噪音不到40dB，完全符合環(huán)保要求。而且該裝置不會產生任何尾氣污染環(huán)境。環(huán)保樹墻修剪機具有綠色環(huán)保、操作簡便、人性化設計等特點。第二是結構簡單、維修方便，操作方便，不用憑經驗靠技就能進行修剪；第三是省工省時、工作效率高，園林球形灌木修剪機工作效率是灌木平面修剪機的10倍多；第四是修剪規(guī)范美觀，園林工人只要手持園林球形灌木修剪機，圍著灌木走一圈，即可將灌木上半部修剪成半球形，或將灌木的下半部修剪成半球形。