道路绿化树木修剪机液压系统的设计与仿真.pdfVIP

道路绿化树木修剪机液压系统的设计与仿真--第1页

道路绿化树木修剪机液压系统的设计与仿真

韩书葵;刘宏伟;赵子开;王佳;苏泽盛

【摘要】针对道路绿化树木修剪机在作业空间中受振动、冲击及外负载等影响,设

计了修剪机的液压系统,并对该液压系统的工作原理及基本回路进行了分析.运用

AMESim液压仿真软件建立了液压系统仿真模型,通过对各液压元件进行参数设置,

实现了液压系统动态仿真,得出了液压缸推力、同步误差及位移变化曲线.仿真结果

表明,该液压系统满足工作平稳性及可靠性要求,体现出了闭环控制系统的优越性,对

未来道路绿化实现全自动平稳修剪具有重要参考价值.

【期刊名称】《液压与气动》

【年(卷),期】2018(000)008

【总页数】5页(P33-37)

【关键词】道路绿化;修剪机;液压系统;AMESim

【作者】韩书葵;刘宏伟;赵子开;王佳;苏泽盛

【作者单位】北华航天工业学院机电工程学院,河北廊坊065000;北华航天工业学

院机电工程学院,河北廊坊065000;北华航天工业学院机电工程学院,河北廊坊

065000;北华航天工业学院机电工程学院,河北廊坊065000;北华航天工业学院机

电工程学院,河北廊坊065000

【正文语种】中文

【中图分类】TH137

道路绿化树木修剪机液压系统的设计与仿真--第1页

道路绿化树木修剪机液压系统的设计与仿真--第2页

引言

目前，道路绿化树木修剪多数采用手工修枝剪、链锯和半机械进行修剪作业，修剪

幅度受限制。当修剪一些高大的树木时还需要借助手扶梯或其他辅助工具来完成，

其工作效率低，而且工人劳动强度大，振动噪声和树枝掉落对作业人员还存在一定

危险性，因此，迫切需求道路绿化树木修剪机械手实现自动化平稳作业[1-2]。

德国Ducker公司研制的一款HS20型号的道路绿化树木修剪机，可以对树木和绿

篱进行修剪，其修剪半径为2m，修剪高度为5m。张铁等[3]研制的一款ZLX2-

1型号适用于高速公路旁的绿篱修剪机，可对绿篱进行水平和垂直修剪；东北林业

大学的尼姝丽等[4]研制了一款液压控制的道路绿化树木养护多功能机，并对其进

行了稳定性分析研究。

道路绿化树木修剪机的平稳性和可靠性是提高修剪作业效率的重要指标[5]，而修

剪机械手经常位姿变换，其主要受振动、冲击及外载荷影响，通常采用液压驱动的

方式来保证传动系统的平稳性和可靠性[6]。针对道路绿化树木修剪机的工作环境

及外负载特点，对整机的液压系统进行了设计并运用AMESim软件进行仿真分析。

1道路绿化树木修剪机总体结构设计

道路绿化树木修剪机总体结构如图1所示，主要由汽车底盘、回转装置、修剪机

械手、发电系统、液压系统、储屑箱、削片机、传动系统、喷药喷水系统、控制系

统等组成。通过控制修剪机械手的运动高度，可以对道路绿化树木进行修剪、喷药

喷水等，对修剪下来的枝叶进行削片和存储等。

1.控制系统2.液压泵3.液压油箱4.车架体5.喷雾喷药装置6.木屑传送管道7.木材

削片机8.木屑存储箱9.修剪机械手图1道路绿化树木修剪养护多功能机总体结构

1.1修剪机械手结构

修剪机械手是道路绿化树木修剪机的关键部位，为了使修剪刀具在工作空间内做任

道路绿化树木修剪机液压系统的设计与仿真--第2页

道路绿化树木修剪机液压系统的设计与仿真--第3页

意轨迹的平稳切削运动，需要具有修剪范围广、结构灵活等特点，因此，本研究采

用关节串联的空间开链机构[7]。该修剪机械手主要由修剪刀具、刀具旋转机构、

伸缩装置、回转装置、液压系统、控制系统等组成。修剪机械手结构如图2所示