4YS_600型树木移栽机铲刀臂的改进设计

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1、第25卷第3期农业工程学报Vol.25No.3602009年3月TransactionsoftheCSAEMar.20094YS-600型树木移栽机铲刀臂的改进设计※李耀明，徐立章，陈航（江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室/江苏省重点实验室，镇江212013）摘要：为了解决4YS-600型树木移栽机铲刀臂出现局部断裂的问题，该文从受力、运动和空间几何的角度，确定了铲刀臂的空间位置和改进方案，并运用Pro/E和ADAMS对树木移栽机进行了三维建模和运动仿真，仿真结果表明铲刀臂的设计方案在结构上可行。对树木移栽机

2、样机进行了挖掘移栽试验，试验结果表明树木移栽机铲刀臂的结构设计方案可行。铲刀臂受力和位移的仿真结果与实地测试数据基本相符，表明改进方案可行。关键词：树木移栽机，结构设计，运动，仿真+中图分类号：S776.247文献标识码：A文章编号：1002-6819(2009)-3-0060-04李耀明，徐立章，陈航.4YS-600型树木移栽机铲刀臂的改进设计[J].农业工程学报，2009，25(3)：60－63.LiYaoming,XuLizhang,ChenHang.Improveddesignofspadearmin4YS-600t

3、reetransplanter[J].TransactionsoftheCSAE,2009,25(3)：60－63.(inChinesewithEnglishabstract)合完成，铲刀组件用来铲断树木的底根，铲斗组件用来0引言切断树木的侧根并使根部形成圆锥型土球。主框架刚性目前中国植树造林多采用人海战术，劳动强度大、固定在配套拖拉机或其他动力机械上；提升架、铲刀组效率低、成本高。日本洋马公司的YM-60R型树木移栽件和铲斗组件均分别由液压油缸独立驱动。树木移栽机机，售价16万元人民币，超过中国普通农民的购买能力，的工作

4、流程为：将树木移栽机行至要移栽的树木旁，操不适合中国国情。欧美等国的林木移栽机械主要针对大纵开合油缸使铲斗组件张开，让移栽树木处于铲斗组件[1,2]型树木，且价格昂贵。国内用于树木移栽的机械尚在中间位置时收缩开合油缸。然后操纵铲刀油缸，使铲刀研究开发初期，典型机型主要有湖南林业工业研究所自组件切断树木的底根，同时铲斗组件下压切断树木的侧行研制的2QT-50型树木移栽机和杭州园林机械厂生产的根，再由提升油缸将已挖掘树木提升至地面，最后张开2ZS-150型树木移栽机等。江苏大学与徐州丰县果蔬特种铲斗组件及铲刀组件，完成树木的挖掘

5、工作。实地挖掘机械厂也联合研制开发了一种新型的中小型树木移栽机时发现铲刀组件中的铲刀臂与铲刀（图1中4与8）的连——4YS-600型树木移栽机，主要用于城市园林部门、果接处容易出现局部断裂，因此需要对铲刀臂结构进行改园、林场、苗圃等处，挖土球直径600mm，移植树木径进设计。级90～150mm。本文针对4YS-600型树木移栽机在试验中铲刀臂局部断裂等问题，通过对其运动仿真和理论计算，提出机械结构改进方案，从而保证其工作可靠。1铲刀臂的运动学分析1.1树木移栽机结构组成及工作原理树木移栽机是一种将选定的苗木从其生长的苗圃移植

6、到指定位置的机械，为了提高移栽成活率，须带土球[3]移栽。4YS-600型树木移栽机由主框架、提升架滑道、铲刀油缸、铲刀臂、提升架、铲斗组件滑道、铲斗组件和铲刀组件等部件组成，其总体结构如图1所示，其中A为铲刀油缸支撑座铰接点，B为铲刀油缸与主框架的铰接点，O为原点。挖树的动作是由铲刀组件和铲斗组件配图1树木移栽机总体结构示意图Fig.1Generalstructureofthetreetransplanter收稿日期：2007-12-29修订日期：2009-02-20基金项目：江苏省农机三项工程项目（NJ200606）1.

7、2建立坐标系作者简介：李耀明（1959－），男，江苏张家港人，博士，教授，博士生导师，主要从事现代农业装备研究。镇江江苏大学农业工程研究院，212013。为满足圆锥型土球大端直径600mm，下挖深度Email:ymli@ujs.edu.cn815mm的要求，铲刀臂的旋转半径a=1000mm，主框架※通讯作者：徐立章（1979－），男，江苏宿迁人，博士生，助理研究员，到被挖树木的中心距离b=550mm，铲刀臂的总长度主要从事现代农业装备研究。镇江江苏大学农业工程研究院，212013。22Email:justxlz@ujs.ed

8、u.cncab=1141mm。建立如图2所示坐标系，以铲刀臂第3期李耀明等：4YS-600型树木移栽机铲刀臂的改进设计61的旋转轴为原点，垂直地面方向为Y轴，旋转轴为Z轴，XAlcoscosX1轴垂直于Y轴和Z轴。设AO=l，A1点坐标A1（AX1，AY1，Alsin