CN108617309A - 一种高速公路绿化带修剪车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高速公路绿化带修剪车，包括两个对称设置且同步行驶的车身，所述车身包括整体支撑机构和设置在整体支撑机构侧壁上的第一剪裁机构、第二剪裁机构和第三剪裁机构；修剪车作业时，两个车身行驶在绿化带两侧，通过两个车身上的剪裁机构实现对绿化带两侧的修剪。本发明的一种高速公路绿化带修剪车可以实现道路绿化带的自定义造型修剪，修剪过程自动完成且自动化程度高，收集的大部分剪下的枝叶提高了高速公路的安全性。该绿化带修剪车具有降低绿篱苗木修剪的劳动强度、提高工作效率和绿化带的美观性等特点。

Description

一种高速公路绿化带修剪车

技术领域

本发明属于绿化带修剪机械，涉及一种高速公路绿化带修剪车。

背景技术

近年来，随着我国社会和经济的发展，高速公路的通车里程在全国不断地延伸，几乎遍布全国的各个省市，以北京首都为中心的高速公路网正在快速形成，然而高速公路的保养维护工作量同样也在不断的加大，其中包括对中央绿化带的保养工作。

中央分隔带绿化的主要作用是用来遮挡另侧对向车道的车辆灯光，以免对夜间行车时对面方向的汽车灯光干扰驾驶员视线引发安全事故，同时也能增加一定的美观性，但是配植在分隔带中的小乔木、灌木，如紫薇、夹竹桃、月季等，在养护过程中要注意控制它的枝条生长范围，适时进行修剪，防止枝条伸到路面行车道上空，影响行车安全。这通常要人工来进行定期修剪，以保证绿化带的美观和正常使用，当工人在对绿化带进行修剪时，由于中央绿化带所处的位置原因，工人们不得不站立在高速穿行的车流中，这对其人身安全有着极大的隐患，同时人工剪裁存在着不能及时收集剪下的枝叶等问题，枝叶容易被风吹到道路上，也是潜在的安全隐患。但若不对中央绿化带进行修剪，不但其美观性大大降低，而且会影响车辆驾驶人员的视线，存在很大的安全隐患。

目前对中央绿化带的剪草工作主要还是依靠人工和仅有的一些机械手臂。不仅消耗大量体力，而且效率较低、修剪精度较差，影响了修剪的美观性。现如今，高速公路建设呈现里程碑式快速增长，对高速公路绿化带的修剪效率及其美观性也越来越重视，迫切需要一种新型的且高效节能的修剪机器人。

发明内容

本发明提供一种高速公路绿化带修剪车，以解决人工或机械臂剪裁效率低、剪裁效果不美观和剪裁枝叶不能及时收集等问题。

本发明提供一种高速公路绿化带修剪车，包括两个对称设置且同步行驶的车身，所述车身的车厢内设置有第一剪裁机构、第二剪裁机构和第三剪裁机构；所述第一剪裁机构安装于车厢后部用于修剪顶部枝叶，所述第二剪裁机构安装于车厢上部用于修剪顶部枝叶，所述第三剪裁机构安装于车厢中部用于修剪侧边枝叶；修剪车作业时，两个车身行驶在绿化带两侧，通过两个车身上的第一剪裁机构、第二剪裁机构和第三剪裁机构实现对绿化带两侧的修剪。

在本发明的高速公路绿化带修剪车中，所述第一剪裁机构包括：剪式升降机构、曲柄摇杆机构和第一刀具；

所述剪式升降机构包括升降底座、设置于升降底座上的平台、第一电机和第一螺纹螺杆；所述升降底座的第一升降脚与车身侧壁转动连接，第二升降脚设有横梁；第一电机固定在车身的车厢内，第一螺纹螺杆一端与第一电机的输出轴连接另一端与横梁相连接；

所述曲柄摇杆机构包括设置于平台上的第二电机、第一皮带、曲柄和摇杆；第二电机通过第一皮带的传动带动曲柄旋转，曲柄末端与摇杆连接进而带动摇杆往复运动；

所述第一刀具包括第一定刀、第一动刀、第三电机、第二皮带和第一曲柄滑块，所述第一定刀包括刀头和刀柄，刀柄与平台旋转连接，刀柄上开设有通槽，所述摇杆末端卡设在所述通槽且可沿通槽滑动；所述第一动刀安装于第一定刀的刀头下部，所述第三电机设置在第一定刀的刀柄上，第三电机通过第二皮带的传动带动第一曲柄滑块往复运动，第一曲柄滑块带动第一动刀往复运动，第一定刀和第一动刀相互配合剪除枝叶。

在本发明的高速公路绿化带修剪车中，第二剪裁机构包括：第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第二刀具；

第一机械臂一端转动连接于车身上部，另一端与第二机械臂转动连接，第三机械臂与第二机械臂转动连接；

第二刀具包括第二定刀、第二动刀、第四电机、第三皮带和第二曲柄滑块；第二定刀与第三机械臂转动连接，所述第二动刀安装于第二定刀的下部，所述第四电机设置在第二定刀上，第四电机通过第三皮带的传动带动第二曲柄滑块往复运动，第二曲柄滑块带动第二动刀往复运动，第二定刀和第二动刀相互配合剪除枝叶。

在本发明的高速公路绿化带修剪车中，第三剪裁机构包括：支架臂构件、第三刀具、水平位置调节机构、和倾斜角度调节机构；

所述支架臂构件一侧通过长螺栓安装在车身侧壁上且可沿长螺栓滑动和旋转，在支架臂构件上设有槽孔；

所述第三刀具包括：锯条和第五电机；锯条和第五电机都安装在支架臂构件的另一侧，第五电机带动锯条转动，实现修剪侧边枝叶；

所述水平位置调节机构包括：推动杆，第六电机，内螺纹杆，滑块和第四皮带；第六电机固定安装于滑块上方，内螺纹杆安装于滑块中部，推动杆套在内螺纹杆中，推动杆另一端滑动连接于支架臂构件上的槽孔中，第六电机通过第四皮带传动，带动内螺纹杆转动，在螺纹的作用下，实现推动杆的伸缩，进而实现支架臂构件水平位置的调节；

所述倾斜角度调节机构包括：第七电机和第二螺纹螺杆，水平位置调节机构的滑块安装于第二螺纹螺杆上，第七电机带动第二螺纹杆旋转，进而实现滑块的水平移动，进而实现支架臂构件倾斜角度的改变。

在本发明的高速公路绿化带修剪车中，在第一动刀的底部和第二动刀的底部都设有将修剪下的枝叶扫落的拨片，在第三剪裁机构的支架臂构件上设有传送枝叶的传送皮带，所述传送皮带平行设置于第三刀具下方，在传送皮带顶部下方设有可滑动斜槽，枝叶通过传送皮带掉入可滑动斜槽上，再通过可滑动斜槽滑入可滑动斜槽下方的垃圾桶中。

在本发明的高速公路绿化带修剪车中，所述修剪车上设有处理器、超声波传感器和RUPS系统；两个车身的上端分别设有气动伸缩杆，在气动伸缩的末端设有磁力表座，通过磁力表座实现两个车身的连接；超声波探测器设置于车身顶部当检测到前方有障碍物时，超声波探测器向处理器发出信号，处理器根据信号控制磁力表座中的磁体旋转，进而两个车身会随着气动伸缩杆的收缩而分离通过障碍物。

在本发明的高速公路绿化带修剪车中，所述车上前端安装有红外传感器，以识别两边高速公路超车道左侧的指示线。

在本发明的高速公路绿化带修剪车中，在车身靠近绿化带的车轮轴上安装有超声波传感器以实现对路沿的实时测距。

在本发明的高速公路绿化带修剪车中，所述修剪车上设有GPS系统。

在本发明的高速公路绿化带修剪车中，所述修剪车上设有太阳能电池板。

本发明的高速公路绿化带修剪车适用于不同类型的高速公路的道路，可以实现道路绿化带的自定义造型修剪，修剪过程自动完成且自动化程度高，收集的大部分剪下的枝叶提高了高速公路的安全性。该绿化带修剪车具有降低绿篱苗木修剪的劳动强度、提高工作效率和绿化带的美观性等特点。操作和控制简便，节能高效。安全系数高，稳定性良好。自动化程度高，资源利用率高，适用于智慧城市高速公路的生态化建设。高效率全方位修剪和花样修剪工艺，提升高速公路的美观度，促进绿色生态文化建设。废叶的收集处理及时，既能够保证道路清洁，又能够实现废叶的修剪和环保处理。

附图说明

图1是本发明的一种高速公路绿化带修剪车的整体示意图；

图2是本发明的一种高速公路绿化带修剪车的主视图；

图3是本发明的车身的内部布局图；

图4是本发明的第一剪裁机构的结构示意图；

图5是图4中A处放大图；

图6是本发明的第二剪裁机构的结构示意图；

图7是图6中B处放大图；

图8是本发明的第三剪裁机构的结构示意图；

图9是本发明的第三剪裁机构的水平位置调节机构的示意图。

具体实施方式

参照附图1至9对本发明的一种高速公路绿化带修剪车进行详细说明。

如图1至图3所示，本发明的一种高速公路绿化带修剪车包括：两个对称设置且同步行驶的车身10，车身10整体采用衍架镂空设计，底部采用密度较高的钢材，车厢由密度低强度高的材料制作而成，从而在保证车身10牢固性的同时也能维持车身10的稳定性。所述车身10的车厢内设置有三组枝叶剪裁机构，分为用于侧边枝叶的剪裁和顶部枝叶的剪裁。其中包括两组顶部枝叶剪裁机构和一组侧边枝叶剪裁机构，可根据需求使用合适的枝叶剪裁机构。具体包括，第一剪裁机构100、第二剪裁机构200和第三剪裁机构300。第一剪裁机构100安装于车厢后部用于修剪顶部枝叶，第二剪裁机构200安装于车厢上部用于修剪顶部枝叶，第三剪裁机构300安装于车厢中部用于修剪侧边枝叶。在修剪车作业时，两个车身10行驶在绿化带两侧，通过两个车身10上的第一剪裁机构100、第二剪裁机构200和第三剪裁机构300实现对绿化带两侧的修剪。三组枝叶剪裁机构都能够快速的收回车厢内部，这样保证了两个车身10从中分开后各自独立前进时不会发生侧翻，也从而避开障碍物。

如图4和图5所示，第一剪裁机构100包括：剪式升降机构、曲柄摇杆机构和第一刀具。所述剪式升降机构包括升降底座101、设置于升降底座上的平台102、第一电机103和第一螺纹螺杆104。所述升降底座101的第一升降脚与车身10的侧壁转动连接，第二升降脚设有横梁；第一电机103固定在车身10的车厢内，第一螺纹螺杆104一端与第一电机103的输出轴连接另一端与横梁相连接。所述曲柄摇杆机构包括设置于平台102上的第二电机105、第一皮带106、曲柄107和摇杆108；第二电机105通过第一皮带106的传动带动曲柄107旋转，曲柄107末端与摇杆108连接进而带动摇杆108往复运动。所述第一刀具包括第一定刀109、第一动刀110、第三电机111、第二皮带112和第一曲柄滑块113。所述第一定刀109包括刀头和刀柄，刀柄与平台102旋转连接，刀柄上开设有通槽，所述摇杆108末端卡设在所述通槽且可沿通槽滑动。所述第一动刀110安装于第一定刀109的刀头下部，所述第三电机111设置在第一定刀109的刀柄上，第三电机111通过第二皮带112的传动带动第一曲柄滑块113往复运动，第一曲柄滑块113带动第一动刀110往复运动，第一定刀109和第一动刀110相互配合剪除枝叶。当只需要将顶部简单的修剪平整时，可用第一剪裁机构100进行作业，第一剪裁机构100工作时，采用汽车雨刷器工作方式，可将顶部枝叶剪裁干净，同时在第一动刀110后方带有拨片114，可在第一刀具旋转剪切的同时将剪下的枝叶扫至下方的传送皮带上401，进而完成收集。

如图6和图7所示，第二剪裁机构200包括：第一机械臂201、第二机械臂202、第三机械臂203和第二刀具。第一机械臂201一端转动连接于车身10上部，另一端与第二机械臂202转动连接，第三机械臂203与第二机械臂202转动连接。

第二刀具包括第二定刀204、第二动刀205、第四电机206、第三皮带207和第二曲柄滑块208。第二定刀204与第三机械臂203转动连接，所述第二动刀205安装于第二定刀204的下部，所述第四电机206设置在第二定刀204上，第四电机206通过第三皮带207的传动带动第二曲柄滑块208往复运动，第二曲柄滑块208带动第二动刀205往复运动，第二定刀204和第二动刀205相互配合剪除枝叶。当需要进一步修剪出一些美观的造型时，可使用第二剪裁机构200进行作业，第二剪裁机构200由3节机械臂组成，可实现多自由度调节刀具位置，这样可以不仅能让我们的修剪车在更多的情况下适用，也能修剪出更加美观的绿化带。同时在第二动刀205下方带有拨片114，可在第二刀具剪切的同时将剪下的枝叶扫至下方的传送皮带上401，进而完成收集。

如图8和图9所示，第三剪裁机构300包括：支架臂构件301、第三刀具、水平位置调节机构和倾斜角度调节机构。所述支架臂构件301一侧通过长螺栓安装在车身10的侧壁上且可沿长螺栓滑动和旋转，在支架臂构件301上设有槽孔302。所述第三刀具包括：锯条303和第五电机304；锯条303和第五电机304都安装在支架臂构件301的另一侧，第五电机304带动锯条303转动，实现修剪侧边枝叶。所述水平位置调节机构包括：推动杆305，第六电机306，内螺纹杆307，滑块308和第四皮带309。第六电机306固定安装于滑块308上方，内螺纹杆307安装于滑块308中部，推动杆305套在内螺纹杆307中，推动杆305另一端滑动连接于支架臂构件301上的槽孔302中，第六电机306通过第四皮带309传动，带动内螺纹杆307转动，在螺纹的作用下，实现推动杆305的伸缩，进而实现支架臂构件301水平位置的调节。所述倾斜角度调节机构包括：第七电机310和第二螺纹螺杆311，水平位置调节机构的滑块308安装于第二螺纹螺杆311上，第七电机310带动第二螺纹杆311旋转，进而实现滑块308的水平移动，进而实现支架臂构件301倾斜角度的改变。

第三剪裁机构300采用锯条式结构，结构简单，较为轻便，同时该刀具能够在第二螺纹螺杆311的作用下调整倾斜角度，也能在水平位置调节机构的推动下改变刀具的水平位置，进行修剪宽度的调整和避开障碍物。

在第一动刀110和第二动刀205上都设有将修剪下的枝叶扫落的拨片114，在第三剪裁机构300的支架臂301上设有传送枝叶的传送皮带401，所述传送皮带401平行设置于第三刀具下方，在传送皮带401顶部下方设有可滑动斜槽402，可滑动斜槽402可由齿轮齿条传动控制伸缩，当枝叶传送到所述传送皮带401最高点后掉入可滑动斜槽402上，最后通过可滑动斜槽402滑入可滑动斜槽402下方的垃圾桶405中。

为了使车身10正常行进，在两个车身10前端都安装有红外传感器，以清楚地识别两边高速公路超车道左侧的指示线。修剪车在行进过程中还存在着各种不可预知的情况，比如，暴雨等。为了保障修剪车能够应对各种不同的情况，在两个车身靠近绿化带的车轮的轴上分别安装了超声波传感器以实现对路沿的实时测距，保证修剪车的行走路线正确规范。

如图9所示，修剪车在高速公路上行驶，会遇到各种各样的障碍物。如何规避障碍物是一大技术难点。本发明的修剪车采用车身分离避障法。在修剪车上设置处理器、超声波传感器和RUPS系统。两个车身的上端分别设有气动伸缩杆403，在气动伸缩杆403的末端设有磁力表座404，通过磁力表座404实现两个车身的连接。超声波传感器设置于车身10顶部当检测到前方有障碍物时，超声波传感器向处理器发出信号，处理器根据信号控制磁力表座404中的磁体旋转90度，进而两个车身会随着气动伸缩杆403的收缩而分离通过障碍物。在两个车身分开成两部分之后，为了使两边实时同步行进，通过RUPS系统，两边相互检测位置，保证车身通过障碍物之后能够完美的合体。所述修剪车上还设有GPS系统。管理者可随时观察修剪车运作情况以及工作地点，进行实时的监控，当修剪车发生故障或遇到高速公路突发事件时，会立即切断电源，并利用GPS系统向管理者发出信号。

本发明的修剪车用控制电路作为主要的控制装置，保证车身能够按照一定的指令完成相应的工作。以电池作为主要的能源装置，太阳能板作为辅助能源装置，保障修剪车有足够的电力供应。在车身的前端装有红外传感器，并在车轮上安装超声波传感器，确保两个车身能够在沿着高速公路左侧超车道白线安全区域前行。考虑到高速公路的障碍物问题，在车身10的前端也装有超声波传感器，对车身前端的道路情况进行评估，确保修剪车够安全前行。修剪车进行高速公路绿化带自动修剪过程时，车身内的传送皮带将枝叶收集到车身的垃圾桶内，经垃圾桶打包后，轻放在路面上。

目前，市面上的高速公路保养车主要是采用人工操作的方式，控制机械臂来修剪绿化带，或者直接通过人工的方式进行修剪。相比之下，本发明的修剪车有许多的创新点，能够完全自动化的方式进行绿化带的修剪以及废叶的收集，装有锯齿状无支撑修剪装置，方便机器对绿化带的修建和造型，并能够达到环保节能的目的。

本发明的修剪机采用往复式切割方式，而在有无定刀具的选上，按照支撑条件包括两种形式，分别是有支撑切割方式和无支撑切割方式两种。相对与无支撑切割方式来说，本发明的有支撑切割方式需要的切割速度较慢，在相同切割阻力的情况下，切割的速度越小，所需要的切割功率就越小，可以选择小功率液压马达作为输入的动力源，降低的生产成本。另外，切割速度较低的情况下，对于动刀片的磨损程度就会降低，这有利于延长动刀片的使用寿命。因此本次设计选择往复式切割与低速有支撑切割方式相结合的修剪方式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速公路绿化带修剪车，其特征在于，包括两个对称设置且同步行驶的车身，所述车身的车厢内设置有第一剪裁机构、第二剪裁机构和第三剪裁机构；所述第一剪裁机构安装于车厢后部用于修剪顶部枝叶，所述第二剪裁机构安装于车厢上部用于修剪顶部枝叶，所述第三剪裁机构安装于车厢中部用于修剪侧边枝叶；修剪车作业时，两个车身行驶在绿化带两侧，通过两个车身上的第一剪裁机构、第二剪裁机构和第三剪裁机构实现对绿化带两侧的修剪。

2.如权利要求1所述的高速公路绿化带修剪车，其特征在于，所述第一剪裁机构包括：剪式升降机构、曲柄摇杆机构和第一刀具；

所述剪式升降机构包括升降底座、设置于升降底座上的平台、第一电机和第一螺纹螺杆；所述升降底座的第一升降脚与车身侧壁转动连接，第二升降脚设有横梁；第一电机固定在车身的车厢内，第一螺纹螺杆一端与第一电机的输出轴连接另一端与横梁相连接；

所述曲柄摇杆机构包括设置于平台上的第二电机、第一皮带、曲柄和摇杆；第二电机通过第一皮带的传动带动曲柄旋转，曲柄末端与摇杆连接进而带动摇杆往复运动；

所述第一刀具包括第一定刀、第一动刀、第三电机、第二皮带和第一曲柄滑块，所述第一定刀包括刀头和刀柄，刀柄与平台旋转连接，刀柄上开设有通槽，所述摇杆末端卡设在所述通槽且可沿通槽滑动；所述第一动刀安装于第一定刀的刀头下部，所述第三电机设置在第一定刀的刀柄上，第三电机通过第二皮带的传动带动第一曲柄滑块往复运动，第一曲柄滑块带动第一动刀往复运动，第一定刀和第一动刀相互配合剪除枝叶。

3.如权利要求2所述的高速公路绿化带修剪车，其特征在于，第二剪裁机构包括：第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第二刀具；

第一机械臂一端转动连接于车身上部，另一端与第二机械臂转动连接，第三机械臂与第二机械臂转动连接；

第二刀具包括第二定刀、第二动刀、第四电机、第三皮带和第二曲柄滑块；第二定刀与第三机械臂转动连接，所述第二动刀安装于第二定刀的下部，所述第四电机设置在第二定刀上，第四电机通过第三皮带的传动带动第二曲柄滑块往复运动，第二曲柄滑块带动第二动刀往复运动，第二定刀和第二动刀相互配合剪除枝叶。

4.如权利要求3所述的高速公路绿化带修剪车，其特征在于，第三剪裁机构包括：支架臂构件、第三刀具、水平位置调节机构、和倾斜角度调节机构；

所述支架臂构件一侧通过长螺栓安装在车身侧壁上且可沿长螺栓滑动和旋转，在支架臂构件上设有槽孔；

所述第三刀具包括：锯条和第五电机；锯条和第五电机都安装在支架臂构件的另一侧，第五电机带动锯条转动，实现修剪侧边枝叶；

所述水平位置调节机构包括：推动杆，第六电机，内螺纹杆，滑块和第四皮带；第六电机固定安装于滑块上方，内螺纹杆安装于滑块中部，推动杆套在内螺纹杆中，推动杆另一端滑动连接于支架臂构件上的槽孔中，第六电机通过第四皮带传动，带动内螺纹杆转动，在螺纹的作用下，实现推动杆的伸缩，进而实现支架臂构件水平位置的调节；

所述倾斜角度调节机构包括：第七电机和第二螺纹螺杆，水平位置调节机构的滑块安装于第二螺纹螺杆上，第七电机带动第二螺纹杆旋转，进而实现滑块的水平移动，进而实现支架臂构件倾斜角度的改变。

5.如权利要求4所述的高速公路绿化带修剪车，其特征在于，在第一动刀的底部和第二动刀的底部都设有将修剪下的枝叶扫落的拨片，在第三剪裁机构的支架臂构件上设有传送枝叶的传送皮带，所述传送皮带平行设置于第三刀具下方，在传送皮带顶部下方设有可滑动斜槽，枝叶通过传送皮带掉入可滑动斜槽上，再通过可滑动斜槽滑入可滑动斜槽下方的垃圾桶中。

6.如权利要求1所述的高速公路绿化带修剪车，其特征在于，所述修剪车上设有处理器、超声波传感器和RUPS系统；两个车身的上端分别设有气动伸缩杆，在气动伸缩的末端设有磁力表座，通过磁力表座实现两个车身的连接；超声波探测器设置于车身顶部当检测到前方有障碍物时，超声波探测器向处理器发出信号，处理器根据信号控制磁力表座中的磁体旋转，进而两个车身会随着气动伸缩杆的收缩而分离通过障碍物。

7.如权利要求1所述的高速公路绿化带修剪车，其特征在于，所述车上前端安装有红外传感器，以识别两边高速公路超车道左侧的指示线。

8.如权利要求1所述的高速公路绿化带修剪车，其特征在于，在车身靠近绿化带的车轮轴上安装有超声波传感器以实现对路沿的实时测距。

9.如权利要求1所述的高速公路绿化带修剪车，其特征在于，所述修剪车上设有GPS系统。

10.如权利要求1所述的高速公路绿化带修剪车，其特征在于，所述修剪车上设有太阳能电池板。