【正文】 1 第一章 緒論 我國草坪業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會 進(jìn)步 ,人們對生存環(huán)境的要求越來越高。 草坪綠化已成為衡量一個國家、地區(qū)或城市文明與發(fā)展程度的一個重要指標(biāo)，在美化環(huán)境、固土護(hù)坡、凈化空氣等方面已成為人類的共識，在生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護(hù)方面將扮演著越來越重要的角色。 我國的草坪建設(shè)也得到了迅速發(fā)展 ,如城市園林綠化、興建 休閑場所 等都需要大量的高質(zhì)量草坪 ,江河堤壩、高速公路、鐵路等交通水利設(shè)施的護(hù)坡以及屋頂花園、室內(nèi)綠化也都需要優(yōu)質(zhì)草坪。 據(jù)不完全統(tǒng)計 ,在全國 500 城市 66 萬 hm178。綠地面積中 ,草坪占 18 萬 hm178。,1994 年上海草坪綠化面積為 300 hm178。1997 年為 800 hm178。,以后每年以 400hm178。的速度增長 。1997 年北京綠地面積已突破 2 000hm178。,人均公共綠地面積為 7. 8m178。,現(xiàn)在每年草坪以 300 hm178。的速度增長 。 修剪是草坪區(qū)別于其它一些植物的特殊要求。草坪通過修剪 ,可以阻止草坪的草抽穗、開花、結(jié)果 。修剪可以阻止草坪的草一味地向上生長 ,使草橫向發(fā)展而成為坪 。修剪可以有效地阻止雜草的生長和病蟲害。因此 ,草坪業(yè)的迅猛發(fā)展必并將帶動一系列產(chǎn)業(yè)的興起。我國的草坪業(yè)發(fā)展自 20 世紀(jì) 80 年代才起步，在 90 年代后期發(fā)展迅速，到 2021 年為止，全國已建成各類草坪 3 億 m178。以上，經(jīng)營草業(yè)的公司有 5000 多家，草坪業(yè)從業(yè)人員 20 多萬人，總產(chǎn)值超過 100 億元，而且規(guī)模呈逐年擴(kuò)大趨勢。 在我國 500 個城市 66 萬 h m178。 綠地面積中 ,草坪占 18 萬 h m178。,并呈高速增長趨勢。 90 年代以來我國的草坪業(yè)年增長率高達(dá) 30 %～ 40 %。隨著人們對環(huán)境保護(hù)、固土防沙意識的日益增強(qiáng)，退耕還草政策的進(jìn)一步實行，草坪業(yè)必然快速發(fā)展。修剪是草坪區(qū)別于其它一些植物的特殊要求，草坪業(yè)的迅猛發(fā)展，意味著草 坪剪草機(jī)械的大量需求 ??15 。 草坪剪草機(jī)的國內(nèi)市場 從世界上第一臺滾刀式剪草機(jī)的問世 ,到現(xiàn)在已經(jīng)過了 100 多 年 ,原來主要應(yīng)用于牧場的機(jī)械已經(jīng)發(fā)展成為有幾十個品種 ,適用于不同場合的剪草機(jī)。根據(jù)其工作原理和形式可分為滾刀式、懸刀式和掃雷式三種類型。我國生產(chǎn)剪草機(jī)起步較晚 ,生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍較小 ,產(chǎn)品用途較為單一 ,均沒有形成規(guī)模批量 ,所以長期以來 ,草坪剪草機(jī)均以進(jìn)口為主。據(jù)統(tǒng)計 ,到 1999 年底我國有各種園林機(jī)械保有量達(dá) 10 萬臺 ,1999 年的剪草機(jī)銷售量在 3 萬臺左右 ,其中 80 %為進(jìn)口。 國內(nèi)目前生產(chǎn)的剪草機(jī)械按動力劃分可以分為機(jī)動和人推的兩類。按動力又分為柴油機(jī)、汽油機(jī)騎式 (駕乘式 )；按配套動力和作業(yè)方式分為手推式、手扶推行式、手扶自行式、駕乘式、拖拉機(jī)式等。剪草機(jī)的剪草幅寬一般為 400～ 2 1000mm，剪草高度從 15～ 100mm 有幾個調(diào)節(jié)擋位。 以 刀具類型可分為滾刀式和旋刀式兩大類。滾刀式剪草機(jī)由帶有刀片的滾筒和不動的床刀組成。它較旋刀式剪草機(jī)有更好的修剪質(zhì)量 ,是高質(zhì)量草坪最常用的剪草機(jī)型。適用于草高 3～ 80 mm 的草坪 ,其問題主要是價格貴 ,維 修保養(yǎng)要求嚴(yán)格。而旋刀式剪草機(jī) (又稱懸刀式 ) 是由橫向懸掛在直立軸上的刀片高速旋轉(zhuǎn)打切草的上部葉片 ,它適于 25～ 80 mm 范圍內(nèi)剪草。 它的價格相對低廉，保養(yǎng)、維修和使用都很方便，是國內(nèi)外目前最流行的剪草機(jī)。此外，還有 甩繩式 和 甩 刀式剪草機(jī)。 據(jù)調(diào)查 ,國內(nèi)生產(chǎn)剪草機(jī)的廠家約有 50 家左右。多數(shù)為園藝系統(tǒng)的公司以及轉(zhuǎn)產(chǎn)剪草機(jī)的機(jī)械廠。市場上草坪修剪機(jī)的品牌很多 ,有進(jìn)口產(chǎn)品 ,也有國內(nèi)制造和中外合資的。功率從 2. 6～ 16. 2 kW,剪幅從 43. 2～ 127 cm不等。 進(jìn)口剪草機(jī)主要來自于日本、美國、意大利和瑞 典等國 ,主要品牌和售價詳見表 1— 1。 表 1— 1 進(jìn)口剪草機(jī)的主要品牌和售價 國別 型式 價格 日本 本田 H1011 坐騎式帶草袋 76 cm H3011 坐騎式帶草袋 71 cm LM5360HX 自行可控刀式帶草袋 53 cm 5. 2 萬元 / 臺 5. 8 萬元 / 臺 1. 08 萬元 / 臺 美國 MID(美神 ) : B560C 坐騎式帶草袋 76 cm 38C 自行式側(cè)除草 53 cm 2. 98 萬元 / 臺 0. 5 萬元 / 臺 Murray(美麗 ) : 2. 6～ 2. 8 kW 手推式后草袋型 22355 型、 22545 型手推式側(cè)排草 21386 型手推式、 21855 型自行式 2197 2285 22856 型適用大面積長時間剪草 意大利 花園牌 : R484TR 自行式帶草箱 46 cm R484 手推式帶草箱 46 cm 0. 43 萬元 / 臺 0. 38 萬元 / 臺 瑞典 Kusovarna 系列剪草機(jī) 3 我國剪草機(jī)市場預(yù)測 按城市人均應(yīng)有的草坪面積來預(yù)測 根據(jù)國外有關(guān)專家的研究 ,城市人均應(yīng)有 25～ 30 m178。的草坪才能解決人們的二氧化碳和氧氣交換的需要。 國外一些城市人均草坪面積與中國及北京的對比表見表 1— 2。 從表 1— 2 可以看出 ,我國人均占有草坪面積與發(fā)達(dá)國家相比 ,有 著較大的差距。 全國現(xiàn)有各類草坪面積約為 18 萬 hm178。 ,若每公頃需 5 臺剪草機(jī) ,現(xiàn)有市場容量就達(dá) 90 萬臺。隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展 ,剪草機(jī)的市場容量將成倍增長。 表 1— 2 國外一些城市和中國及北京人均草坪面積 名稱 面積 / m2 名稱 面積 / m2 倫敦 70. 4 巴黎 24. 7 紐約 45. 7 堪培拉 70. 5 莫斯科 37. 0 中國 1 華沙 73. 5 北京 8 按種草草坪面積來預(yù)測 新建草坪有兩種方式 ,一種是以種草種為主 ,另一種是移植草皮。據(jù)不完全統(tǒng)計 ,歷年進(jìn)口草種的噸數(shù)如下 ,1995 年前約為 6 000 t ,1996 年為 2 500 t ,1998 年為 5 000 t ,1999 年為 6 000 t 。一般 1 m178。 需 20g 草種 ,按此計算 ,1999 年種草面積為 3 萬 hm178。 ,移種面積為 9 萬 hm178。 ,共約 12 萬 hm178。 ,若按每公頃需 5 臺剪草機(jī) ,僅 1999 年時就需剪草機(jī) 60 萬臺。 按國家建設(shè)部規(guī)劃來預(yù)測 按國家建設(shè)部規(guī)定 ,2021 年后城市綠化面積需達(dá)到 30 %。目前深圳、珠海、廈門等城市的綠化面積已超過此值。城市人均綠地面積需達(dá)到 7 m178。 以上。 照此估計 每年約需 5～ 6 萬 hm178。草坪 ,剪草機(jī) 30 萬臺。在草坪的建設(shè)過程中 ,隨之而來的相關(guān)園林設(shè)備的市場無疑是十分廣闊的。 選題目的 意義： 綜上所述 ,我國綠化環(huán)境使剪草機(jī)行業(yè)的迅速發(fā)展勢在必行 ,為此必須防止為爭奪這一市場一哄而起、在低水平低質(zhì)量上重復(fù)建廠生產(chǎn)的不良局面 ,建議有志于開發(fā)這類產(chǎn)品的企業(yè)聯(lián)合起來開發(fā)產(chǎn)銷對路的產(chǎn)品。在創(chuàng)名牌 ,上規(guī)模 ,上品種 ,上檔次等方面進(jìn)行有益 的競爭 ,抓住這個商機(jī) ,充分利用原有的廠房設(shè)備 ,適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行技術(shù)改造進(jìn)行一定規(guī)模的生產(chǎn)。 4 根據(jù)市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 剪草機(jī)必須符合當(dāng)今人類對環(huán)境保護(hù)方面的需求 ,目前市面上的剪草機(jī)大多都是動力引擎這會產(chǎn)生較大的噪音 ， 帶來環(huán)境 污染 ， 在辦公和學(xué)習(xí)的地方 ， 這種動力引擎的剪草機(jī)非常不受歡迎 。 由于動力引擎剪草機(jī)有動力裝置 ， 保養(yǎng)維護(hù)費用較高 。同時動力引擎剪草機(jī)主要依靠刀片的高速旋轉(zhuǎn)把草割斷 ， 通過旋轉(zhuǎn)氣流把草排出 ， 因此 ， 對整機(jī)的安全性要求較高 ， 操作時也會給工作人員帶來強(qiáng)烈的震動 ， 使得操作很不舒服 。 雖然動力引擎剪草機(jī)剪草效率較高 ， 剪草效 果較好 ， 但是價格也較昂貴 ， 對于一般的用戶難以接受 。 所以研究一種無引擎驅(qū)動且造價較低的剪草機(jī)勢在必行 ！ 5 第二章 方案設(shè)計 工作原理 通過市場調(diào)研 ， 我們決定設(shè)計一種無引擎驅(qū)動 ， 無噪音污染 ， 剪草高度可調(diào)節(jié) ， 簡潔輕便 ， 操作舒適和美觀適用的草坪剪草機(jī) 。 工作原理如圖 2— 1 所示，剪草機(jī)工作時由人推動機(jī)器行走， 從而使剪草機(jī)的后輪 1 轉(zhuǎn)動， 帶動大齒輪 2 的轉(zhuǎn)動， 通過齒輪 2 和 1 組成的增速機(jī)構(gòu)使得速度得以提升， 并帶動 大鏈輪 4 回轉(zhuǎn)，通過大鏈輪 4 帶動小鏈輪 5 運動將 運動 傳遞給滾刀 ， 使固定其上的刀片與固定在底刀軸 上的固定刀片形 成 剪切運動 。 圖 2— 1 機(jī)構(gòu)運動簡圖 我們所設(shè)計的手推式草坪剪草機(jī)首先要通過一個傳 力構(gòu)件將人力傳遞出去。為了讓操作者在正常行走的速度下操作， 傳遞出去的力應(yīng)該 通過增速機(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞，運動傳遞到滾刀。 通過分析得到 手推式草坪剪草機(jī)的組成框圖，如圖 2— 2所示。 傳動機(jī)構(gòu) 能夠?qū)崿F(xiàn)手推草坪剪草機(jī)功能的技術(shù)原理很多，但各有利有弊，具體分析如下： 驅(qū)動方式選擇： 1） 用腳驅(qū)動 用腳驅(qū)動時，一般操作者都需要站在或者坐在被驅(qū)動的的機(jī)器上用力操作，這樣所設(shè)計的剪草機(jī)除了要完成剪草動作外，還要承受操作者的自重 ，且要有方向控制裝置，使的機(jī)器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、尺寸較大，不適合小面積草坪使用。 6 2） 用 手驅(qū)動 用手驅(qū)動可以避免用腳驅(qū)動時存在的問題，使得所設(shè)計的剪草機(jī)小巧，且可以靈活操作。因此我們選擇設(shè)計手動式剪草機(jī)。 圖 2— 2 草坪剪草機(jī)的組成框圖 斷草方式選擇： 1） 用割的方式 即用 刀將草截斷。但是草柔軟，而且一端自由，采用割的方式將草截斷較難以實現(xiàn)。 2） 用打的方式 即用刀片或打草繩將草打斷。用這種方法修草時所需要的速度非常高，要求在草還沒被打倒之前將草打斷，這樣的修草 產(chǎn)品 也 有， 但是都得用引擎驅(qū)動，不符合我們的環(huán)保設(shè)計要求。 3） 用 剪斷的 方式 即用刀將草剪斷，用兩個刀片作相對運動的原理較容易將草剪斷，而且不需要很高的速度。因此我們選擇設(shè)計 剪斷方式斷草。 手動的形式又有用手搖動和用手推動兩種。機(jī)械容易實現(xiàn)的是簡單的轉(zhuǎn)動，如果用手搖動手柄實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的往復(fù)移動，由于剪草機(jī)還要靠人力推著向前行進(jìn)，操作者要完成的動作太多，操作很不方便。要使得操作者只通過簡單的操作即可完成剪草動作，可以用手推著剪草機(jī)向前行進(jìn)，靠剪草機(jī)輪子的轉(zhuǎn)動將轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)變成往復(fù)移動而輸出到執(zhí)行構(gòu)件。顯然設(shè)計 成手推動式草坪剪草機(jī)是合理可