灌木顶面双叶玫瑰形槽图案修剪器的制作方法

本发明涉及园林绿化修剪技术领域，具体是一种灌木顶面双叶玫瑰形槽图案修剪器。

背景技术：

城市道路隔离带上大量种植灌木，有连续型灌木，沿着道路方向看，连续型灌木的内外侧被修剪成竖直平面，顶面也几乎被修剪为平面，间或在连续型灌木中间等间距分布一些高出于连续灌木顶面的球冠形状的灌木；也有分散型灌木，灌木之间的地面上被种上草，分散型灌木的形状多为近似球形、近似球冠形、近似旋转抛物面形、近似双叶双曲面形，形态各异，不仅给人带来绿色的美感，也带来立体造型上的美感，高速公路隔离带上多数种植连续型灌木，道路隔离带上的灌木不仅是起到了隔离的作用，更是净化了空气、降低了噪音、向司机与行人呈现出了绿色与立体景观。

尽管城市道路隔离带上的单簇灌木被修剪成了近似球形、近似球冠形、近似旋转抛物面形与近似双叶双曲面形，但是感觉还是形态不够丰富；尽管高速公路隔离带上连续型灌木顶面被修剪成了平顶，但是感觉还是过于单调。一句话，现在的单簇灌木的边界为连续的曲面，灌木接受阳光的表面积相对较小；高速公路隔离带上连续型灌木为平顶，顶面缺乏立体感。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种灌木顶面双叶玫瑰形槽图案修剪器，可以在近似球形、近似球冠形的单簇灌木的顶部切出双叶玫瑰形槽图案，或者在高速公路隔离带上连续型灌木的平顶相距一定的距离切出双叶玫瑰形槽图案。

本发明通过以下技术方案实现：一种灌木顶面双叶玫瑰形槽图案修剪器，包括双叶玫瑰轨迹生成机构和连接在双叶玫瑰轨迹生成机构下的跟踪球面运动机构；

所述双叶玫瑰轨迹生成机构包括机架；在所述机架上可转动安装有两个平行的左曲柄轴和右曲柄轴，以及一个用于带动左曲柄轴转动的轨迹生成电机；所述左曲柄轴上安装有左曲柄，所述右曲柄轴上安装有右曲柄；在所述左曲柄和右曲柄之间铰接有一根连杆；在所述连杆的中部安装有切槽电机支撑轴；

所述跟踪球面运动机构；包括可转动安装在机架下的圆弧导向组件；所述圆弧导向组件上有一段圆弧形轨道，在圆弧形轨道底部开有一条通槽，所述切槽电机支撑轴穿过圆弧形轨道的通槽；所述切槽电机支撑轴上滑动套装有电机接套组件；在所述圆弧形轨道上安装有沿圆弧形轨道滑动的导向支座组件，导向支座组件与电机接套组件铰接连接；

所述电机接套组件下端安装有切凹槽电机和切枝叶刀。

其进一步是：所述机架包括横向布置的下横梁，所述左曲柄轴和右曲柄轴安装在下横梁的两端；在所述下横梁的中部安装有与左曲柄轴和右曲柄轴平行的上纵梁竖轴；所述上纵梁竖轴上可转动安装有上纵梁支座；在所述上纵梁支座前方固定有纵向的上前梁，在上纵梁支座后方固定有纵向的上后梁；在所述上前梁的前端固定有竖向的前竖杆，所述上后梁的后端固定有竖向的上后梁；所述圆弧导向组件固定在前竖杆和上后梁的下端。

所述圆弧导向组件包括圆弧形底板，以及固定在圆弧形底板两侧的圆弧形前板和圆弧形后板；在圆弧形底板的两端密封有圆弧形左封板和圆弧形右封板；在圆弧形底板上开有一条沿圆弧形底板长度方向布置的通槽，所述切槽电机支撑轴穿过圆弧形底板的通槽。

所述导向支座组件沿圆弧形底板上表面滑动连接；导向支座组件包括相对布置的前连接板和后连接板；前连接板和后连接板的一端通过左连接销轴连接，另一端通过右连接销轴连接；所述左连接销轴两端可转动安装有沿圆弧形底板上表面运动的左前引导轴承、左后引导轴承；所述右连接销轴两端可转动安装有沿圆弧形底板上表面运动的右前引导轴承、右后引导轴承；所述切槽电机支撑轴穿过前连接板和后连接板之间。

所述电机接套组件包括滑动套装在切槽电机支撑轴上的立套；在所述切槽电机支撑轴圆柱表面开有一条轴向布置的键槽，键槽安装有导向键；所述立套上设有用于连接立套和导向键的键锁紧圈；所述立套上端与导向支座组件铰接；立套下端安装有切凹槽电机和切枝叶刀。

所述立套上端可转动安装有导向轴承，导向轴承轴线与切槽电机支撑轴轴线重合。

所述机架上端连接有外连接支座组件；所述外连接支座组件上连接有外接悬挂轴；所述外接悬挂轴连接有伸缩支架；所述伸缩支架包括垂直支撑钢管底座和固定在垂直支撑钢管底座上的垂直下固定套筒；所述垂直下固定套筒可转动套装有垂直支撑钢管；

所述垂直支撑钢管上滑动套装有垂直支撑套，在垂直支撑钢管上开有沿着轴线方向的通透的导槽；在垂直支撑钢管内沿着轴线布置有垂直油缸；所述垂直油缸上端连接有垂直油缸上销轴，垂直油缸上销轴的两端穿过导槽并与外侧的垂直支撑套连接；垂直油缸下端通过垂直油缸下销轴铰接一个回转支撑轴；所述回转支撑轴可转动安装在垂直支撑钢管底座上；

所述垂直支撑钢管下端固定套装有从动齿轮，所述从动齿轮一侧设有与从动齿轮相互啮合的主动齿轮；

所述垂直支撑套上固定有水平支撑套；所述水平支撑套内滑动安装有水平伸缩套；在水平支撑套和水平伸缩套之间铰接有水平油缸；在所述水平伸缩套外端连接有用于与正七角星轨迹线生成机构连接的悬吊销轴。

所述回转支撑轴下端套装有垂直支撑轴承，所述垂直支撑轴承的外圆安装在垂直支撑钢管底座上的孔中。

所述从动齿轮套装在垂直支撑钢管上，并通过从动齿轮键固定连接；所述主动齿轮通过回转轴键连接有回转油缸。

使用时，本发明作为一个无动力的装置，安装在25马力左右的拖拉机前部或后部的平板车上，由一个垂直油缸驱动向上或向下移动，由一个水平油缸驱动向内或向外移动，由一个回转油缸驱动向左或右摆动，使用、调节方便，效率高；由拖拉机的柴油机提供电力，带动一台轨迹生成电机，电机的转速为5r/min左右，带动另一台切凹槽电机，电机的转速为600r/min左右。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在单簇灌木的边界已是近似球形、近似球冠形的基础上，将顶部的连续边界再次修剪一次，即在近似球形、近似球冠形的单簇灌木的顶部切出双叶玫瑰形槽图案，或者将高速公路隔离带上连续型灌木的平顶相距一定的距离切出双叶玫瑰形槽图案，使灌木接受阳光的表面积相对增大，灌木反射噪音的曲面增大且反射方向变化，从而进一步降低车辆噪音，使高处的司机感觉更加具有动感，使行人感觉更加具有空间异质感。

附图说明

图1是本发明双叶玫瑰轨迹生成机构的结构示意图；

图2是本发明双叶玫瑰轨迹生成机构的一个动态过程示意图；

图3是本发明双叶玫瑰轨迹生成机构和跟踪球面运动机构的主视图；

图4是图3中机架与圆弧形导向组件连接部分和圆弧形导向组件的俯视图；

图5是图4中左视图；

图6是图4中右视图；

图7是图4中A–A截面图；

图8是圆弧形导向组件和导向支座组件的俯视图；

图9是圆弧形导向组件和导向支座组件的主视图；

图10是图9中C-C向视图；

图11是下横梁的主视图；

图12是下横梁的俯视图；

图13是外连接支座组件的主视图；

图14是外连接支座组件的俯视图；

图15是曲柄支撑轴套筒的主视图；

图16是曲柄支撑轴套筒的B–B向视图；

图17是左曲柄的主视图；

图18是左曲柄的俯视图；

图19是右曲柄的主视图；

图20是右曲柄的俯视图；

图21是连杆的主视图；

图22是连杆的俯视图；

图23是本发明结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。

一种灌木顶面双叶玫瑰形槽图案修剪器，主要包括机架，伸缩支架，双叶玫瑰轨迹生成机构，跟踪球面运动机构。

如图1至图3所示，双叶玫瑰轨迹生成机构：

在机架上可转动安装有两个平行的左曲柄轴1–2和右曲柄轴5，以及一个用于带动左曲柄轴1–2转动的轨迹生成电机20；左曲柄轴1–2上安装有左曲柄2，右曲柄轴5上安装有右曲柄7；在左曲柄2和右曲柄7之间铰接有一根连杆4；在所述连杆4的中部安装有切槽电机支撑轴6。

再结合图11和图12所示，机架包括一个下横梁23，下横梁23包括一个矩形带圆角的下横梁板23–1；在下横梁板23–1的中部固定有一个下横梁套30；下横梁套30的两侧与在下横梁板23–1下表面之间分别焊接有下横梁左筋24–1、下横梁右筋24–2；在下横梁板23–1的右端固定有圆柱筒形的下横梁右支座23–2，下横梁右支座23–2内可转动安装右曲柄轴5；在下横梁板23–1的左端安装左曲柄2。

再结合图15和图16所示，曲柄支撑轴套筒17由曲柄座顶圆板17–1，曲柄座筋板17–2，曲柄座套筒17–3组成；曲柄座顶圆板17–1焊接在曲柄座套筒17–3顶端作为连接之用，所述的两块曲柄座筋板17–2对称焊接在曲柄座套筒17–3的两侧以提高支撑刚度；曲柄座顶圆板17–1通过套筒连接螺栓18和套筒连接螺母19安装在下横梁板23–1的左端下侧。

再结合图17至图22所示，左曲柄轴1-2安装在曲柄座套筒17–3底板上，在左曲柄轴1-2上端设有左曲柄轴定位销1–4，在左曲柄轴定位销1–4和曲柄座套筒17–3底板之间安装有左曲柄轴轴承1–3；轨迹生成电机20安装在下横梁板23–1的左端上表面；左曲柄轴1-2上端通过左曲柄内连接键1–5与轨迹生成电机20输出轴连接。

左曲柄2包括左曲柄板2–2，以及焊接固定在左曲柄板2–2两端的左曲柄左套筒2–1和左曲柄右套筒2–3；左曲柄左套筒2–1套装在左曲柄轴1-2下端，并通过左曲柄外连接键1–1连接。

右曲柄7包括右曲柄板7–2，以及焊接固定在右曲柄板7–2两端的右曲柄左套筒7–1和右曲柄右套筒7–3；右曲柄右套筒7–3套装在右曲柄轴5下端，并通过右曲柄连接键33连接、通过右曲柄右定位销34–1定位。

连杆4包括连杆上板4–2，以及焊接固定在连杆上板4–2两端的连杆左套筒4–1和连杆右套筒4–6；在连杆上板4–2的中间位置还固定有连杆中套筒4–4；在连杆左套筒4–1、连杆上板4–2和连杆中套筒4–4之间焊接固定连杆下左筋板4–3；在连杆中套筒4–4、连杆上板4–2和连杆右套筒4–6之间焊接固定连杆下右筋板4–5；连杆左销轴3同时安装在左曲柄右套筒2–3和连杆左套筒4–1上，连杆左销轴3下端有用于定位连杆左套筒4–1的周向式抬肩，连杆左销轴3上端和左曲柄右套筒2–3之间通过左曲柄右定位销34-3定位；连杆右销轴8同时安装在右曲柄左套筒7–1和连杆右套筒4–6上，连杆右销轴8下端有用于定位连杆右套筒4–6的周向式抬肩，连杆右销轴8上端和右曲柄左套筒7–1之间通过右曲柄左定位销34-2定位。在连杆中套筒4–4内安装切槽电机支撑轴6。切槽电机支撑轴6、连杆右销轴8、连杆左销轴3、右曲柄轴5和左曲柄轴1–2相互平行。

其中，左曲柄与右曲柄等长，连杆的长度与左曲柄轴和右曲柄轴之间的长度相等，切槽电机支撑轴的轴线位于连杆组件长度的正中间，连杆长度正中间点的轨迹为平面型双叶玫瑰线。

在双叶玫瑰轨迹生成机构中，设左曲柄的杆长为a，右曲柄的杆长为c，a＝O₁A＝c＝O₃B，设连杆的杆长为b，左曲柄轴和右曲柄轴之间的长度为d，b＝AB＝d＝O₁O₃，当左曲柄2做匀速转动时，右曲柄7做反向变速转动，连杆4上P点的轨迹为一条交叉封闭曲线，P点位于连杆4长度的中点，r＝AP＝0.5b，P点的轨迹为对称双叶玫瑰，在图示的坐标系中，A、B两点的坐标分别为x_B＝b+acosδ，y_B＝asinδ，该机构的位移方程为(x₄-x_B)²+(y_A-y_B)²＝b²，即

令k＝b/a＞1，展开上式得

由于sinδ＝2tan(δ/2)/[l+tan²(δ/2)]，cosδ＝[l-tan²(δ/2)]/[l+tan²(δ/2)]，令z＝tan(δ/2)，于是，式(2)进一步转化为

当时，δ的解为

当时，δ的解为

连杆4的角位移β为

设连杆4上的P点到A点的长度为r，P点的坐标x_P，y_P分别为

轨迹在x轴上的最大长度L_xmax＝2(a+b/2–b)+b＝2a，轨迹在y轴上的最大长度L_ymax≈0.6a。

如图3所示，跟踪球面运动机构：

主要包括可转动安装在机架下的圆弧导向组件35；圆弧导向组件35上有一段圆弧形轨道，在圆弧形轨道底部开有一条通槽，切槽电机支撑轴6穿过圆弧形轨道的通槽；切槽电机支撑轴6上滑动套装有电机接套组件15；在圆弧形轨道上安装有沿圆弧形轨道滑动的导向支座组件16，导向支座组件16与电机接套组件15铰接连接。

再结合图4至图7所示，圆弧导向组件35以及与机架的连接部分：下横梁套30内安装有上纵梁竖轴28；上纵梁竖轴28上端依次安装有上纵梁支座26和上纵梁轴承29；上纵梁支座26前方焊接固定有纵向的上前梁38，在上纵梁支座26后方焊接固定有纵向的上后梁42；在上前梁38的前端焊接固定有竖向的前竖杆36，上后梁42的后端焊接固定有竖向的上后梁41；在上前梁38和前竖杆36之间焊接有上前梁筋44，在上后梁42和上后梁41之间焊接有上后梁筋45；前竖杆36下端通过左上前筋37、左下前筋47，以及右上后筋40、右下后筋49与圆弧导向组件35中圆弧形后板35–4焊接；上后梁41下端通过左上后筋43、左下后筋46，以及右上前筋39、右下前筋与圆弧导向组件35中圆弧形前板35–2焊接；其中，左上前筋37、右上后筋40、左上后筋43和右上前筋39位于同一层面，呈正四方形布置；左下前筋47、右下后筋49、左下后筋46和右下前筋位于同一层面，呈正四方形布置。

圆弧导向组件35包括圆弧形底板35–5，以及固定在圆弧形底板35–5两侧的圆弧形前板35–2和圆弧形后板35–4；在圆弧形底板35–5的两端密封有圆弧形左封板35–1和圆弧形右封板35–3；在圆弧形底板35–5上开有一条沿圆弧形底板35–5长度方向布置的通槽，切槽电机支撑轴6穿过圆弧形底板35–5的通槽。

再结合图8至图10所示，导向支座组件16：导向支座组件16包括相对布置的前连接板16–10和后连接板16–4；前连接板16–10和后连接板16–4的一端通过左连接销轴16–2连接，另一端通过右连接销轴16–7连接；所述左连接销轴16–2两端可转动安装有沿圆弧形底板35–5上表面运动的左前引导轴承16–1、左后引导轴承16–3；所述右连接销轴16–7两端可转动安装有沿圆弧形底板35–5上表面运动的右前引导轴承16–8、右后引导轴承16–6；导向支座组件16类似一个沿圆弧形底板35–5上表面顺着前连接板16–10和后连接板16–4滑动的小车。切槽电机支撑轴6穿过前连接板16–10和后连接板16–4之间。

电机接套组件15包括滑动套装在切槽电机支撑轴6上的立套；在切槽电机支撑轴6圆柱表面开有一条轴向布置的键槽，键槽安装有导向键14；立套上设有用于连接立套和导向键14的键锁紧圈16–14；立套上端位于导向支座组件16中前连接板16–10和后连接板16–4之间；前连接板16–10和后连接板16–4分别通过前连接销轴16-9、后连接销轴16-5与立套上端铰接。在立套上端可转动安装有导向轴承16–11，导向轴承16–11通过轴承上挡圈16–12和轴承下挡圈16–13定位，导向轴承16–11轴线与切槽电机支撑轴6轴线重合。其中，导向轴承16–11或者与前连接板16–10接触组成相对滚动关系，或者与后连接板16–4接触组成相对滚动关系，这取决于相对运动的方向；导向轴承16–11用于确保电机接套组件15的方位为垂直状态。

立套下端通过下螺栓12、下螺母13固定连接切凹槽电机11，切凹槽电机11下端输出轴通过切刀连接键10连接切枝叶刀9。

结合图13、图14和图23所示，伸缩支架50，以及与机架的连接部分：

垂直下固定套筒50–13焊接固定在垂直支撑钢管底座50–26上，垂直支撑钢管底座50–26通过固定连接螺栓50–16、固定连接螺母50–17固定连接在车架顶板36上；垂直支撑钢管50–7以可转动的方式套装在垂直下固定套筒50–13上；在垂直支撑钢管50–7下端套装一个从动齿轮50–14，并通过从动齿轮键50–15固定连接；在从动齿轮50–14一侧设有与从动齿轮50–14相互啮合的主动齿轮50–21，主动齿轮50–21通过回转轴键50–23连接有回转油缸50–22，回转油缸50–22通过回转油缸连接螺栓50–24、回转油缸连接螺母50–25固定连接在车架顶板36上；这样，回转油缸50–22就可以控制垂直支撑钢管50–7的转动；

在车架顶板36上还通过防护罩连接螺栓50–19、防护罩连接螺母50–20固定有一个防护罩50-18，用于保护垂直支撑钢管50–7下端和回转油缸50–22部分；

在垂直支撑钢管50–7上滑动套装有垂直支撑套50–8，垂直支撑钢管50–7上开有沿着轴线方向的通透的导槽C₁，在垂直支撑钢管50–7内沿着轴线还布置有垂直油缸50–11；如图16所示，垂直油缸50–11上端连接有垂直油缸上销轴50–9，垂直油缸上销轴50–9的两端穿过导槽C₁并与外侧的垂直支撑套50–8连接，垂直支撑套50–8可以相对垂直支撑钢管50–7上下移动，而不能转动；垂直油缸50–11下端通过垂直油缸下销轴50–12铰接一个回转支撑轴50–28；回转支撑轴50–28下端套装有垂直支撑轴承50–27，垂直支撑轴承50–27的外圆安装在垂直支撑钢管底座50–26上的孔中；这样，垂直油缸50–11就可以控制垂直支撑套50–8的上下移动；

垂直支撑套50–8上焊接固定有水平支撑套50–3；水平伸缩套50–2滑动安装在水平支撑套50–3内，为了控制水平伸缩套50–2的水平移动，在水平支撑套50–3和水平伸缩套50–2之间设置有水平油缸50–4；水平油缸50–4左端通过水平油缸左销轴50–5与水平支撑套50–3铰接，水平油缸50–4右端通过水平油缸右销轴50–6与水平伸缩套50–2铰接；在水平支撑套50–3上还设有一个用于限制水平伸缩套50–2最大滑出长度的弹性开口销50–29；在水平伸缩套50–2外端固定有悬吊销轴50–1；悬吊销轴50–1与外接悬挂轴27连接。

外接悬挂轴27通过外连接支座组件25与机架的下横梁23连接；支座顶圆板25–1的两侧对称焊接有支座左侧环25–5、支座右侧环25–2；支座左侧环25–5下端焊接有支座左侧底环25–4，支座右侧环25–2下端焊接有支座右侧底环25–3；支座左侧底环25–4和支座右侧底环25–3分别通过外连接支座螺栓31、外连接支座螺母32与下横梁23连接。

使用时，本发明作为一个无动力的装置，安装在25马力左右的拖拉机前部或后部的平板车上，由一个垂直油缸驱动向上或向下移动，由一个水平油缸驱动向内或向外移动，由一个回转油缸驱动向左或右摆动，使用、调节方便，效率高；由拖拉机的柴油机提供电力，带动一台轨迹生成电机，电机的转速为5r/min左右，带动另一台切凹槽电机，电机的转速为600r/min左右。

轨迹生成电机带动左曲柄转动，左曲柄带动连杆，以及右曲柄运动，位于连杆中间位置的切槽电机支撑轴运动轨迹是双叶玫瑰形；切槽电机支撑轴运动时，导向轴承推动圆弧导向组件摆动，进而改变导向支座组件在圆弧导向组件上位置，进而立套的高度变化，最终带动切刀形成一个球形的双叶玫瑰形空间运动轨迹；伸缩支架用于调节双叶玫瑰轨迹生成机构和跟踪球面运动机构的三维空间位置。