苗木自动修剪装置的设计

莫韦花

【摘 要】目前，绝大多数苗木修剪装置技术的聚焦点在如何改进刀片结构上，而能够实现自动修剪的苗木装置较少。为此，设计了一种苗木自动修剪装置，主要包括剪刀、驱动机构和进回机构;剪刀由刀头、刀柄通过第一合页链接铰接组成;驱动机构包括电机和齿套伸缩杆;进回机构主要由第一合页链接杆及其连接的底座组成，第一合页链接杆包括进退滑块、进退伸缩杆和进退导槽，底座包括左右滑块、左右伸缩杆和左右导槽。该装置设计新颖、结构简单，其中驱动机构和进回机构实现了苗木修剪全程自动化，提高了修剪效率和修剪质量，而且克服了人工修剪不平整的问题，大大提高苗木修剪后的美观性。

【关键词】苗木;修剪装置;结构;自动化

【中图分类号】S776.274 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）05-0047-02

0 前言

园林观赏苗木中的花果树，在园林景色中起着增加色彩变化的重要作用。然而，不合理的整形修剪，使其体内养分分配失调，使苗木开花、结果的数量大大减少，有的甚至造成某些花木无花可赏，果树无果可观。

实用新型专利“一种农业苗木修剪器”（专利号：2018200

20634.7，公告日：2018-08-24），公开了一种农业苗木修剪器，包括安装板、第一握柄、安装螺钉、第二安装柄和复位钢筋，其中可拆卸的剪切刀片及刀片回收槽可以对较小的树枝进行修剪，同时也便于刀片的更换。

2018年，由郑鑫提出的“一种多自由度的苗木修剪助力装置”（专利号201721413333.2，公告日2018-07-10），包括设备主体，设备主体的下方设有滚轮，它可将底板上下摆动和360°旋转，对苗木进行多自由度的修剪，提高了工作效率。

尽管诸如上述苗木修剪器在一定程度上提高了修剪效率，但并不能完全实现全程修剪自动化，苗木修剪更多的是定点修剪而不能移动修剪。此外，绝大多数的技术聚焦点都在如何改进刀片结构上。

1 苗木修剪装置结构设计

所设计的装置要解决的技术问题是提供一种设计新颖、结构简单、效果良好的园林苗木自动修剪装置，实现苗木修剪全程自动化，提高修剪效率和修剪质量。

为解决上述技术问题，设计的装置采用以下技术方案。

针对目前园林苗木修剪存在的问题，发明人设计并制作了一种园林苗木自动修剪装置，主要包括剪刀、驱动机构和进回机构;剪刀由刀头、刀柄通过第一合页链接铰接组成;驱动机构包括电机和齿套伸缩杆;进回机构主要由第一合页链接杆及其连接的底座组成，第一合页链接杆包括进退滑块、进退伸缩杆和进退导槽，底座包括左右滑块、左右伸缩杆和左右导槽。该装置设计新颖、结构简单，其中驱动机构和进回机構实现了苗木修剪全程自动化，提高了修剪效率和修剪质量，而且克服了人工修剪不平整的问题，大大提高苗木修剪后的美观性。

如图1和图2所示，所设计的装置的园林苗木自动修剪装置主要包括剪刀2、驱动机构和进回机构;剪刀由刀头、刀柄通过第一合页链接1铰接组成，剪刀可绕着第一合页链接旋转开合;驱动机构包括电机3和齿套伸缩杆7，电机的电机轴4末端与第一齿轮5紧固连接，第一齿轮与第二齿轮6啮合、第二齿轮与齿套伸缩杆后端上的齿轮套啮合，齿套伸缩杆前端通过第二合页链接8与刀柄铰接，刀柄下方安装超声波传感器9;进回机构主要由第一合页链接杆10及其连接的底座11组成，第一合页链接杆包括进退滑块12、进退伸缩杆和进退导槽18，进退伸缩杆13一端连接第一合页链接另一端连接进退导槽内的进退滑块，底座包括左右滑块15、左右伸缩杆18和左右导槽14，左右伸缩杆连接左右导槽内的左右滑块，左右滑块可沿着左右导槽内滑动，左右滑块通过其上的第一合页链接杆链接孔16与第一合页链接杆连接。其中，电机轴、进退伸缩杆和左右伸缩杆连接并由电控单元控制。

2 苗木修剪装置控制方法

电控单元给电机通正向电流，电机正转，带动电机轴正转，从而带动第一齿轮正转，第一齿轮带动第二齿轮反转，通过齿套伸缩杆上的齿轮套带动齿套伸缩杆正转旋进，通过第二合页链接带动剪刀张开;当剪刀张开到限值，电控单元通过超声波传感器确定剪刀张开距离到限值，并切断电机正向电流。

电控单元控制进退伸缩杆收缩，此时进退滑块向前移动，进退伸缩杆与进退滑块紧固连接，此时剪刀向前移动;进退伸缩杆移动到限值时，电控单元切断控制进退伸缩杆运动的电机电流，剪刀停止运动;电控单元给电机通反向电流，电机反转，带动电机轴反转，从而带动第一齿轮反转，第一齿轮带动第二齿轮正转，通过齿套伸缩杆上的齿轮套带动齿套伸缩杆反转旋出，通过第二合页链接带动剪刀闭合;当剪刀闭合到限值，电控单元通过超声波传感器确定剪刀张开距离到限值，并切断电机反向电流。

电控单元控制进退伸缩杆伸长，此时进退滑块向后移动，此时剪刀向后移动;电控单元控制左右伸缩杆伸长，左右滑块在导槽内移动到下一位置，由于第一合页链接杆链接孔与第一合页链接杆紧固连接，剪刀随之运动到下一位置。

其中，电控单元可由单片机、信号放大电路及功率放大器等模块组装而成，信号放大电路用于调理超声波传感器信号，并将调理后信号输出到单片机中;功率放大器用于将单片机输出的控制信号放大，以此推动电机轴旋转。电控单元每次输出电流时间2 s，从而控制电机轴旋转2 s，进退伸缩杆或左右伸缩杆伸长或缩短2 s，由此控制其每次伸缩距离不变，确保苗木修剪的均匀性。

参 考 文 献

[1]李学俊.黄河故道地区桃树起垄栽培Y形整枝修剪技术[J].山东林业科技，2018，48（5）：86-87.

[2]刘海骞.凌源地区苗圃地选择及苗木养护修剪技术的研究[J].江西农业，2018（10）：87.

[3]李丰红.园林绿化苗木的栽植和养护技术探讨[J].吉林农业，2018（4）：84.

[责任编辑：钟声贤]