【摘 要】
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目前国内的草坪修剪机基本采用汽油机作为动力来源,在使用过程中会产生较强的振动与噪声,不但会使得操作者处于恶劣的噪声工作环境,给人们的工作和生活带来诸多不良影响。同时,汽油机的排放物还会在一定程度上对环境造成污染。为改善上述情况,减少汽油驱动的草坪修剪机对环境污染的影响,研制一种专用于草坪美化的遥控电动草坪修剪机具有重要的现实意义。本课题通过对市面上的多款草坪修剪机进行调查研究,针对存在的不足,设计
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目前国内的草坪修剪机基本采用汽油机作为动力来源,在使用过程中会产生较强的振动与噪声,不但会使得操作者处于恶劣的噪声工作环境,给人们的工作和生活带来诸多不良影响。同时,汽油机的排放物还会在一定程度上对环境造成污染。为改善上述情况,减少汽油驱动的草坪修剪机对环境污染的影响,研制一种专用于草坪美化的遥控电动草坪修剪机具有重要的现实意义。本课题通过对市面上的多款草坪修剪机进行调查研究,针对存在的不足,设计了一种带草屑回收功能的遥控电动草坪修剪机,主要开展的研究工作如下:（1）查阅国内外关于草坪美化的草坪修剪机的相关资料和文献,在了解研究背景及调研分析国内外研究现状的基础上,确定装置的总设计方案。为解决汽油草坪修剪机产生的噪声和污染问题,在现有的研究技术基础上,设计一种纯电动的草坪修剪机,实现遥控操作和助力手扶两种工作模式,并实现草屑的高效自动收集。（2）对草坪修剪机的刀具、电机、电源和相关机械结构进行了设计和研究。草坪修剪机的刀具在结构上进行整体设计,确定其工作行进速度、效率、刀具的样式以及割草方式等;借助物理模型和相关计算确定各个电机参数,包括电机类型、功率、电压、转速等,最终给出电机选型方案;蓄电池为装置提供持续稳定的电流和电压,在综合考虑其安全性、经济性和续航能力基础上,确定电池容量;对刀盘升降结构和行走与转向结构进行设计,确定最佳工作方案。（3）对草坪修剪机的硬件电路和软件构架进行设计。结合装置的设计要求,设计并改进一套无极升降装置,能够根据实际割草需要以及地面起伏自动调节整车及刀盘高度,同时还带有自动升降刀盘避障的功能,并在软件上进行了优化,加入了一阶低通数字滤波器;使用非线性磁链观测器作为草坪修剪机甩刀电机和驱动电机的基本无感算法,具有更好的性能。（4）完成了遥控电动草坪修剪机样机试制与试验。根据设计的参数,进行机械加工与装配。整机装配完成后对草坪修剪机的刀盘高度调节能力进行测试,通过草坪修剪机在两种工作场景以及遥控操作方式下的试验结果可知:在地面起伏情况下,遥控电动草坪修剪机的刀盘离地高度自动或遥控可调;留茬高度的平均误差为2.52mm,小于3mm的评价标准;平均集草率为86.61%,大于85%的评价标准,均符合中华人民共和国林业行业标准LY/T 3018-2018《园林机械以锂离子电池为动力源的旋刀式步进式草坪修剪机》。该草坪修剪机的实际工作效果良好,达到了设计和使用要求。
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