灌木顶面可调五瓣槽与五边形槽并存的修剪器的制作方法

本发明涉及园林绿化修剪技术领域，具体是一种灌木顶面可调五瓣槽与五边形槽并存的修剪器。

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可调五瓣槽与五边形槽并存的修剪器，可以在近似球形、近似球冠形的单簇灌木的顶部再次切出可调五瓣槽与五边形槽并存的图案、或仅仅切出内凸曲边正五边形槽的图案。

本发明通过以下技术方案实现：一种灌木顶面可调五瓣槽与五边形槽并存的修剪器，包括五瓣形与五边形轨迹线生成机构和跟踪球面运动机构；

所述五瓣形与五边形轨迹线生成机构包括上支架、固定在上支架上的内齿轮和以可转动方式安装在上支架上的曲柄轴；所述曲柄轴与内齿轮轴心重合，曲柄轴上端连接有用于带动曲柄轴转动的轨迹生成电机，曲柄轴固定有系杆；所述系杆另一端可转动安装有行星轮，行星轮与固定内齿轮相互啮合；在所述行星轮上固定有行星杆；

所述行星杆一端连接有可调位套筒组件；所述可调位套筒组件包括滑动套装在行星杆上的开槽杆套；所述开槽杆套上固定有开有安装通孔的左支座和开有螺纹孔的右螺栓座；所述右螺栓座上安装有用于固定行星杆与杆套相对位置的锁紧螺栓和锁紧螺母；

所述跟踪球面运动机构包括电机安装套筒组件；所述电机安装套筒组件包括安装在可调位套筒组件中左支座内的中心支轴和滑动套装在中心支轴上的中心套筒；所述中心套筒下端安装有切凹槽电机和枝叶切刀；

跟踪球面运动机构还包括一个圆弧导向组件；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，所述中心套筒穿过圆弧形轨道的通槽；在所述圆弧形轨道上安装有沿圆弧形轨道滚动的导向支座组件，导向支座组件与中心套筒铰接连接；

所述系杆长度为a；所述行星轮节圆半径为r₂，行星轮转动中心到中心支轴的距离为b；所述内齿轮的节圆半径为r₃；其中，r₃/r₂＝5，b＝3r₂或2r₂或r₂。

其进一步是：所述左支座安装通孔与杆套垂直，左支座安装通孔上端开有止口；所述开槽杆套上开有轴向的与左支座安装通孔相对的通槽，通槽宽度大于左支座安装通孔直径。

在所述内齿轮的外侧可转动套装有一个导向环；所述圆弧导向组件与导向环固定连接。

所述内齿轮外圆柱面设有一周向式台肩，所述导向环内侧面设有一周向式台肩；导向环套在内齿轮外侧，在导向环和内齿轮之间安装有滚珠。

所述导向环上通过导向环连接螺栓和导向环连接螺母连接有两个对称布置的左支座组件和右支座组件；所述圆弧导向组件连接在左支座组件和右支座组件的下端。

所述上支架包括下圆环和与下圆环同心的高于下圆环的上圆板；所述上圆板边缘通过多个均匀布置的倾斜的侧板与下圆环固定连接；所述下圆环通过上支架螺栓和上支架螺母连接在固定内齿轮上端面。

所述圆弧导向组件包括弧形的圆弧形底板和固定在圆弧形底板两侧的圆弧形前板和圆弧形后板；在所述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，所述中心套筒穿过圆弧形底板的通槽；在圆弧形底板的两端分别焊接有用于提高导向组件支撑刚度的圆弧形左封板和圆弧形右封板。

所述导向支座组件沿圆弧形底板上表面滚动连接；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支轴连接，另一端通过右连接支轴连接；所述左连接支轴两端可转动安装有沿圆弧形底板上表面运动的左前轴承、左后轴承；所述右连接支轴两端可转动安装有沿圆弧形底板上表面运动的右前轴承、右后轴承；所述中心套筒穿过前连接板和后连接板之间，前连接板和后连接板分别通过前连接销轴、后连接销轴与中心套筒铰接。

所述中心套筒上端可转动安装有导向轴承，导向轴承位于前连接板和后连接板之间。

所述中心支轴圆柱表面开有一条轴向布置的键槽，键槽内安装有导向键；在所述中心套筒上设有用于连接中心套筒和导向键的键锁紧圈。

使用时，本发明作为一个无动力的装置，通过外接轴安装在25马力左右的拖拉机前部或后部的平板车上，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可调五瓣槽与五边形槽并存的图案，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可调五瓣槽与五边形槽并存的图案，五瓣槽图案分布在五边形槽的顶点外，当不需要五瓣槽图案时，单簇灌木的顶部切出内凸曲边正五边形槽的图案，更加具有空间感，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，使行人感觉具有空间异质感。

附图说明

图1是本发明中五瓣形与五边形轨迹线生成机构(大五瓣与小五边形轨迹)的结构示意图；

图2是本发明中五瓣形与五边形轨迹线生成机构(小五瓣与大五边形轨迹)的结构示意图；

图3是本发明中五瓣形与五边形轨迹线生成机构(内凸大五边形轨迹)的结构示意图；

图4是本发明的主视图；

图5上支架和内齿轮的主视图；

图6是上支架和内齿轮的俯视图；

图7是外连接杯形组件的主视图；

图8是外连接杯形组件的左视图；

图9是曲柄轴杯形组件的主视图；

图10是曲柄轴杯形组件的A–A向视图；

图11是曲柄轴杯形组件的俯视图；

图12是系杆的主视图；

图13是系杆的俯视图；

图14是可调位套筒组件的主视图；

图15是可调位套筒组件的俯视图；

图16和图17是图15中可调位套筒组件另两个长度的示意图；

图18是可调位套筒组件的D–D截面图；

图19是行星轮组件的主视图；

图20是曲柄轴组件的主视图；

图21是外接轴的主视图；

图22是圆弧导向组件的主视图；

图23是圆弧导向组件的俯视图；

图24是圆弧导向组件的B–B截面图；

图25是圆弧导向组件的C–C截面图；

图26是跟踪球面运动机构的主视图；

图27是跟踪球面运动机构的俯视图；

图28是图24中的D–D截面图。

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。

一种灌木顶面可调五瓣槽与五边形槽并存的修剪器，包括五瓣形与五边形轨迹线生成机构和一个通过可调位套筒组件37连接在五瓣形与五边形轨迹线生成机构下的跟踪球面运动机构。

如图3至图5所示，机架：

上支架16包括下圆环16–4和与下圆环16–4同心的高于下圆环16–4布置的上圆板16–1；上圆板16–1边缘通过均匀布置的倾斜的第一幅板16–2、第二幅板16–5、第三幅板16–8、第四幅板16–10、第五幅板16–12、第六幅板16-14、第七幅板16-16、第八幅板16-18与下圆环16–4焊接固定；在第一幅板16–2、第二幅板16–5、第三幅板16–8、第四幅板16–10、第五幅板16–12、第六幅板16-14、第七幅板16-16、第八幅板16-18下表面与上圆板16–1下表面之间分别焊接有第一筋板16–3、第二筋板16–6、第三筋板16–9、第四筋板16–11、第五筋板16–13、第六筋板16–15、第七筋板16–17、第八筋板16–19；下圆环16–4通过上支架螺栓14和上支架螺母15连接在固定内齿轮3上端面，在下圆环16–4和固定内齿轮3之间还设有定位销16–7，用于限定下圆环16–4与固定内齿轮3的位置，方便安装。

再结合图7和图8所示，上圆板16–1上侧中心位置连接有外连接杯形组件19；外连接杯形组件19包括杯形套19–2；在杯形套19–2上端焊接有杯形顶圆板19–1，在杯形套19–2下端焊接有杯形底圆环19–3；如图19，外接轴20穿过杯形顶圆板19–1的中心孔并与杯形顶圆板19–1焊接，外接轴20用于与外部动力装置连接，在外接轴20开有上下排列的两个安装通孔。

如图1至图4所示，五瓣形与五边形轨迹线生成机构：

在上圆板16–1下侧中心位置连接有曲柄轴杯形组件39，如图9至图11；曲柄轴杯形组件39包括曲柄座套筒39–3；曲柄座套筒39–3上端开口，下端有底板，底板开有中心孔；在曲柄座套筒39–3上端焊接曲柄座顶圆板39–1，曲柄座顶圆板39–1与曲柄座套筒39–3之间焊接有曲柄座筋板39–2；曲柄座顶圆板39–1通过套筒连接螺栓24和套筒连接螺母25连接在上圆板16–1下表面。

曲柄轴组件8与曲柄轴杯形组件39连接，如图20；曲柄轴8-1可转动安装在曲柄座套筒39–3底板中心孔内；在曲柄轴8-1上端设有一个横销8–3和推力轴承8–5；推力轴承8–5位于横销8–3和曲柄座套筒39–3底板之间；轨迹生成电机21通过轨迹电机连接螺栓22和轨迹电机连接螺母23固定在上圆板16–1上侧中心位置；曲柄轴8-1上端通过轨迹电机键8–2与轨迹生成电机21输出轴连接。

系杆1连接在曲柄轴8-1下端，如图12和图13；系杆1包括系杆主板1-2和固定在系杆主板1-2两端的系杆左套1–1和系杆右套1–3；系杆左套1–1配合套装在曲柄轴8-1下端并通过系杆键8-4连接。

行星轮组件2与系杆1的系杆右套1–3连接，如图19所示；行星轮组件2包括行星轮2-1和以过盈的方式安装在行星轮2-1中心孔内的行星轮轴套2–2；行星轮轴套2–2内安装连杆外销轴26，行星轮轴套2–2为青铜材料以减少与连杆外销轴26之间的减磨，连杆外销轴26上端安装在系杆右套1–3内，并通过连杆外销钉27定位；行星轮2-1与固定内齿轮3相互啮合。

再如图14至图18，行星杆32一端连接在行星轮2-1上，另一端连接有可调位套筒组件37；行星杆32的一端开有左、右两个安装通孔，行星杆32右安装通孔通过行星杆右销轴30和行星杆右销钉31固定在行星轮2-1上；行星杆32左安装通孔通过行星杆左销轴33和行星杆左销钉34固定在行星轮2-1上。可调位套筒组件37包括滑动套装在行星杆32上的开槽杆套37-1；开槽杆套37-1上固定有开有安装通孔的左支座37–2和开有螺纹孔的右螺栓座37–3；右螺栓座37–3上安装有用于固定行星杆32与杆套37-1相对位置的锁紧螺栓35和锁紧螺母36；左支座37–2安装通孔与杆套37-1垂直，左支座37–2安装通孔上端开有止口；开槽杆套37-1上开有轴向的与左支座37–2安装通孔相对的通槽，通槽宽度大于左支座37–2安装通孔直径。左支座37–2用于安装跟踪球面运动机构中电机安装套筒组件38。可调位套筒组件37中开槽杆套37-1与行星杆32的相对位置可以通过锁紧螺栓35和锁紧螺母36调整，通过调节这个长度，可以改变电机安装套筒组件38的轨迹形状。

五瓣形与五边形轨迹线生成机构，用于完成平面型五瓣形与五边形图案的生成。设系杆组件的长度O₁O₂＝a、角位移为角速度为ω₁，行星轮组件的节圆半径为r₂、角位移为δ、角速度为ω₂、转动中心O₂到行星轮组件上任意一点P的有向距离O₂P＝b，内齿圈的节圆半径为r₃，则a＝O₁O₂＝O₃O₂＝r₃–r₂，令k＝r₃/r₂，则a＝r₂(k–1)，于是，行星轮系的传动比为

行星轮组件2与主动件1之间的转角关系为行星轮组件2上P点的坐标x_P、y_P分别为

设k＝5，a＝r₃–r₂。当b＝3r₂时，生成大五瓣小五边形的图案，五瓣槽的外接圆直径d_wybx＝2(r₃+2r₂)，当b＝2r₂时，生成小五瓣大五边形的图案，五瓣槽的外接圆直径d_wybx＝2(r₃+r₂)，当b＝r₂时，生成无五瓣的内凸曲边正五边形的图案，内凸曲边正五边形的外接圆直径d_wbx＝2(r₃–r₂+r₂)。

如图4所示，跟踪球面运动机构：包括圆弧导向组件29、导向支座组件7和电机安装套筒组件38；圆弧导向组件29用于解决切枝叶刀的三维运动的引导问题，导向支座组件7用于解决切枝叶刀相对于圆弧形导向组件的垂直方向运动的引导问题；

再结合图22至图25所示，圆弧导向组件29包括弧形的圆弧形底板29-4和焊接在圆弧形底板29-4两侧的圆弧形前板29–2和圆弧形后板29-3；在圆弧形底板29-4上开有一条沿圆弧形底板29-4长度方向布置的通槽；在圆弧形底板29-4的两端分别密封有圆弧形左封板29-1和圆弧形右封板29-5。在圆弧导向组件29的两端分别固定有相对称的左支座组件10和右支座组件28；左支座组件10包括与圆弧形前板29–2焊接的左支座前侧板10–2，和与圆弧形后板29-3焊接的左支座后侧板10–3；在左支座前侧板10–2和左支座后侧板10–3上端焊接有左支座顶板10–1；同样的，右支座组件28包括右支座顶板28–1、右支座前侧板28–2和右支座后侧板28–3。如图4，行星轮2-1外圆柱面设有一周向式台肩，导向环9内侧面设有一周向式台肩；导向环9套在行星轮2-1外侧，在导向环9和内齿轮3之间安装有滚珠13，导向环9可绕内齿轮3转动；左支座顶板10–1、右支座顶板28–1分别通过导向环连接螺栓11和导向环连接螺母12连接在导向环9上。

结合图26和图27所示，导向支座组件7沿圆弧形底板29-4上表面滚动连接；导向支座组件7包括相对布置的前连接板7-10和后连接板7-4；前连接板7-10和后连接板7-4的一端通过左连接支轴7-2连接，另一端通过右连接支轴7-7连接；左连接支轴7-2两端可转动安装有沿圆弧形底板29-4上表面运动的左前轴承7-1、左后轴承7-3；右连接支轴7-7两端可转动安装有沿圆弧形底板29-4上表面运动的右前轴承7-8、右后轴承7-6。

再结合图28所示，电机安装套筒组件38包括安装在可调位套筒组件37中左支座37–2内的中心支轴38-2和滑动套装在中心支轴38-2上的中心套筒38–1,中心支轴38-2上端又一圈周向式的用于与左支座35–2安装通孔止口配合的台肩；中心支轴38-2圆柱表面开有一条轴向布置的键槽，键槽内安装有导向键38-3；在中心套筒38-1上设有用于连接中心套筒38-1和导向键38-3的键锁紧圈38-8，中心套筒38-1可以沿中心支轴38-2上下滑动；中心支轴38-2和中心套筒38–1穿过圆弧形底板29-4的通槽和前连接板7-10和后连接板7-4之间，其中前连接板7-10和后连接板7-4分别通过前连接销轴7-9、后连接销轴7-5与中心套筒38–1铰接，用于带动中心套筒38–1的上下移动。中心套筒38–1上端可转动安装有导向轴承38-5，导向轴承38-5通过轴承下挡圈38–6和轴承上挡圈38–7定位，导向轴承38-5位于前连接板7-10和后连接板7-4之间。

中心套筒38–1下端焊接有下法兰38-4，切凹槽电机6通过切槽电机连接螺栓40和切槽电机连接螺母41与下法兰36-4连接，切凹槽电机6下端输出轴通过切刀连接键8连接枝叶切刀4。

使用时，本发明作为一个无动力的装置，通过外接轴安装在25马力左右的拖拉机前部或后部的平板车上，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。

轨迹生成电机带动曲柄轴转动，曲柄轴带动系杆绕曲柄轴轴线转动，进而带动行星轮沿着内齿轮自转和公转，行星轮上行星杆一端中心支轴的运动轨迹是正四叶线轨迹；通过调节可调位套筒组件37可以选择生成大五瓣小五边形的图案、小五瓣大五边形的图案或者无五瓣的内凸曲边正五边形的图案；中心支轴运动时，导向轴承也推动圆弧导向组件运动，导向支座组件在圆弧导向组件上位置改变，进而带动中心套筒的上下移动，最终带动枝叶切刀形成一个球形弧面运动轨迹。