《自动化绿篱苗木修剪机技术条件》（征求意见稿）编制说明

1附件 2广西地方标准自动化绿篱苗木修剪机技术条件 （征求意见稿）编制说明一、背景、目的和意义绿篱苗木修剪机械手用于城市道路、高速公路绿化带的修剪维护，以及公园、学校、机关、工厂和小区等单位景观苗木的修剪造型。随着我国城市化进程的加快以及公路建设的推进,绿篱苗木修剪以及造型己经变成景观绿化作业中的一项经常性的工作。但目前这些主要依靠工人使用各种手持和背负式绿篱修剪机完成，作业时操作者一直处于持重状态，劳动强度大、维护成本高，且工作时机器产生振动、噪音和废气，作业环境和安全性差，市场迫切需求自动化绿篱苗木修剪机。针对这一现状，国内不少单位近年来开始投入大量人力物力研发自动化绿篱苗木修剪机械，然而目前市场上的自动化绿篱苗木修剪机械大都只能修剪平面，功能单一、且可靠性和实用性也较差，无法满足绿化景观自动化和多样性作业的需求。广西大学机械工程学院瞄准了这一市场需求，近年来联合南宁市合辰科技公司致力于自动化绿篱修剪机械手的创新与研发，获得了国家科技部中小企业创新基金、广西科技攻关项目和南宁市科技攻关项目资助，2目前已成功研发大中小三种机型，申请相关发明专利 35 项，已获授权发明专利 19 项，实用新型专利 6 项。然而成功研发的创新产品目前面临市场推广应用和产业化最大的问题之一是国内尚无相关的技术标准，同时国内目前良莠不齐的自动化修剪机械也急需要一个技术标准进行规范，但至今绿篱苗木修剪机械只有手持和背负式的人工作业机械的标准。由于自动化修剪机械与人工作业机械无论工作原理、结构特性和各类技术性能指标相差太远，不能借鉴人工作业机械标准，因此使得自动化绿篱苗木修剪机械产品技术性能、产品质量、产品功能得不到有效规范。因此制定绿篱苗木修剪机械手技术规范和标准十分迫切和重要。只有制定相应的技术标准，才能使研发者、制造生产得到有效的规范，并不断提高其研发和生产能力，促进企业技术进步；对购买使用者的利益也能得到有效保障。该标准的制定也将对广西产业优化和战略性新型产业发展起到积极促进作用，对整个行业的持续发展、不断进步有着重大意义。二、工作概况（一）任务来源根据自治区质监局广西壮族自治区质量技术监督局关于下达 2016 年第四批广西地方标准制定（修订）项目计划的通知文件要求，由广西大学、广西壮族自治区计量检测研究院、广西壮族自治区农业机械鉴定站、南宁市合辰科技有限公司等单位联合承担起草工作。3（二）主要工作过程1. 预研阶段(2016 年 1 月至 2016 年 2 月)成立了标准制定领导小组，组长由广西大学机械工程学院副院长蒙艳玫担任。在深入调查绿篱苗木修剪机生产流程以及技术指标等的基础上，对项目进行了必要的可行性分析和论证。初步确定了标准名称和基本结构，涵盖技术要素，拟出主要章条及各章条所规定的主要技术内容。2. 立项阶段(2016 年 2 月至 2016 年 6 月)工作小组于 2016 年 2 月 29 日提出广西地方标准制定（修订）项目建议书 ，并于 2016 年 5 月由广西质量技术监督局下达了任务。3. 起草阶段(2016 年 6 月至 2017 年 6 月)任务下达后，领导小组立即组织有关人员制定了实施方案，并成立了起草小组。起草小组成员包括广西大学、广西壮族自治区计量检测研究院、广西壮族自治区农业机械鉴定站、南宁市合辰科技有限公司，组长由蒙艳玫担任，负责全面工作。起草小组按照工作安排，通过严格、严谨地比对、整理、汇总有关的修剪机械的标准，逐步确定了自动化绿篱苗木修剪机生产技术要求，并在广泛查阅相关资料的基础上，于 2017 年 5 月下旬形成了标准初稿、讨论稿。2017 年 5 月，召开了由广西大学、广西壮族自治区计量检测研究院、广西壮族自治区农业机械鉴定站、南宁市4合辰科技有限公司等单位相关专家参加的讨论会。之后在经过反复讨论、充分论证、修改完善的基础上，于 2017 年6 月形成了标准征求意见稿。（三）标准主要起草人员及所做的工作人员 姓名 职称/职务 所在单位 承担任务首席专家蒙艳玫 教授、副院长 广西大学负责标准框架的设计、组织安排、整体协调、最终审核等。韦锦 讲师 广西大学负责项目立项申报、主要技术内容的确定。张长水 高级工程师 广西计量检测研究院 标准规划、实地考察、走访等。黄志华 高级工程师 广西壮族自治区农业机械鉴定站标准规划、资料收集、调研等。孙启会 技术经理广西大学/南宁市合辰科技有限公司负责起草部分标准、意见收集、修改和验证试验。唐治宏 高级实验师 广西大学收集资料、实验方案规划，实验方案修改等。董振 讲师 广西大学调研相关资料、主持验证试验。周清 副教授 广西大学 负责协调、主持验证试验。成员王小纯 教授 广西大学 负责协调、参与草案起草。邱恒先 高级工程师 广西农业机械鉴定站 负责协调、参与草案起草。李岩舟 副教授 广西大学 负责协调、参与草案起草。三、标准编制原则（一）规范性标准的编写符合 GB/T 1.1-2009 标准化工作导则第 1部分标准的结构和编写；按照广西地方标准制定程序，在预立项和立项的基础上，开展了调研、起草标准、征求意5见等活动，各阶段目标明确、分工有序、流程严谨、环环相扣，并及时对出现的问题进行了总结、改进。（二）指导性及可操作性本标准的起草由广西大学、广西壮族自治区计量检测研究院、广西壮族自治区农业机械鉴定站、南宁市合辰科技有限公司等机构全程参与，运用科学的方法对相关技术细节做了充分研讨，提出了具有普遍指导意义的技术要求，并在广泛查阅和研究相关标准的基础上完成。本标准表述准确、逻辑严谨、通俗易懂、科学适用、指导性强。四、主要技术内容1. 术语和定义绿篱，由灌木或小乔木以近距离的株行距密植，栽成单行或双行，紧密结合的规则的种植形式，称为绿篱。自动化绿篱苗木修剪机,是一种自动化修剪绿篱的机械设备，主要用于高速公路、市政园林、城市绿化、茶园采剪等大幅度修建工程，可修剪平面、半球等形状。2. 型号编制规则规定了修剪机的型号编制应遵循的要求，并列出了型号编制示例。3.主要性能指标及依据3.1 枝条直径 根据用户需求和现场勘查确定修剪的树枝直径的最大6值，原值约为 27mm，进行向上取整为 30mm，然后根据不同场合的树枝直径值，将其再划分成三个范围，同时进行向上取整。如：小区、学校等绿篱树枝基本在 27mm 以下；城市公路中一般在 18mm 以下，而高速公路上的绿篱直径一般在 10mm 以下。3.2 劈裂率劈裂率是指单位数量修剪枝条内，切口破裂的枝条数量所占的比率。劈裂率影响着修剪后绿篱的美观和之后的生长状态。直径较小且植株密集时，少量的劈裂率对整体生长和美观影响不大。直径较大时，劈裂率影响着修剪后绿篱的美观和之后的生长状态。因此在不同直径下制定不同指标，通过试验和调查得出，劈裂率在低速取 4%、中速取 8%、高速取 11%左右对其生长影响不大，美观上劈裂率在低速取 3%、中速取 6%、高速取 10%用户体验更好。3.3 剪切密度比剪切密度比是单位修剪面积内，修剪枝条截面的总面积所占的比率。比率越大，修剪面积越大，刀盘所需修剪时间越多，修剪速度变慢。剪切密度比既影响着修剪质量，也影响着修剪机的磨损状况。指标的确定由装备的使用场合（小区学校、高速公路、城市公路等）确定，调查使用场合绿篱的剪切密度比。本指标要满足绝大多数修剪情况，在满足场合需要的情况下，做大量试验确定在连续修剪过7程中保证刀具不开刃、设备不受破坏时的指标值，做到既满足用户需求，又能保证设备工作状态良好，并尽量做到范围较大。现场调查，小区、学校一般为为 7%左右，城市公路一般为 5%，高速公路一般为 4%。通过试验，当指标分别取 10%、8%、5%时，对设备的破坏影响较小。3.4 漏切率漏切率是单位数量修剪枝条内，未切断的枝条数量所占的比率。漏切率对后期生长也有影响但影响较小，主要是对美观和后期修剪的影响。试验后通过对不同场景不同漏切率的观察，并结合用户需求，在中速、低速、高速下分别取 0.11%、0.07%、0.05%效果较好。3.5 单次修剪深度该项指标由绿篱的生长周期、用户工作频率、特殊情况下用户单次需要修剪深度综合确定。首先是要记录该工作场合下（小区学校、城市公路、高速公路等）单位时间绿篱的生长速度，之后确定单位时间内绿篱需要被修剪的次数，以此得到每次修剪的修剪深度。某些特殊场合（只修剪一次）由用户需求确定修剪深度。综合考虑上述情况，低速时取 300mm，中速时取 250mm，高速时取 200mm。3.6 连续工作时间该项指标由两方面确定，一方面是，修剪装备在这个时间段内不会由于发热和疲劳造成装备的损坏，这项数据8通过试验获得。另一方面是根据用户需求确定，通过用户给出所需的合适的修剪长度，结合修剪装备的运行速度，确定出对应的连续工作时间。综合考虑上述情况，中速、低速连续修剪时间 3 小时，高速连续修剪时间为 2 小时能够满足需求。3.7 刀具额定转速在已知最大修剪直径和修剪机行走速度的情况下，进行修剪试验，逐步增加刀具转速，直到修剪后劈裂率、剪切密度比、漏切率满足要求。大量试验记录平均值，并进行向上取整。如：在低速下，刀盘转速达到约 3300rpm，能够满足修剪后劈裂率、剪切密度比、漏切率的要求，向上取整取到 3500rpm；中速和高速分别为 3700rpm 和3800rpm，向上取整都取到 4000rpm。4. 生产试验生产试验是设备投产前的重要一步。为了避免试验过程中，设备运行发生偶然性失误，且考虑试验的经济性，设备选取 2 台为宜。设备的连续工作时间为 3 小时，处于修剪工人正常的工作时长范围内。设备运行 3 小时后测量电机温升，根据电机规格说明书确定温升应低于 55。根据设备运行的速度，确定单次工作距离不少于 3 公里。在基本的试验准备完成后通过测定劈裂率、剪切密度比、漏切率、修剪深度这四个核心指标，若试验结果满足9指标的要求，证明设备的工作可靠性、性能稳定性达到要求，设备通过试验。5.检验规则为了使设备能够满足修剪机所的需要功能，对已生产的设备给出了严格的检验规则。检验项目及不及格分类的原则：A 类：安全是国家标准 GB 10396-2006 的强制规定，因此必须放入 A 类。如果产品没有物理性破坏，其在完整状态下运行，某些参数不合格而使得修剪机不能完成修剪任务、且该参数无法通过单一因素进行校正，是由整体决定的，我们将其称为产品的重要性能参数项。因此，重要参数项有以下判据，当重要性能参数项不合格时，无论其他项是否合格，产品都被认定为不合格。综上重要指标项应放入 A 类。修剪机的修剪速度和修剪深度指标都无法通过单一因素控制，且其不合格，修剪机无法完成任务，因此应放入 A 类。B 类：B 类中若出现不合格，可通过材料替换、品质替换等方式使其合格，即可以通过单一因素的改变将其校正成合格的产品，我们将此分为 B 类，图样的规定可以让车间重新加工予以满足，传动轴、机械臂的强度可以通过更换材料的方式加强，刀盘、电机线缆可通过增强品质方式加强，修剪路程可通过增强续航能力来加强。因此上述应10被分为 B 类。C 类：C 类中若出现不合格，一般是由管控粗糙、部分产品异常、操作性、因节约减少某些必要成分（如标志外观等）造成的，这些常常会造成产品使用时出现隐患或者使用过程人机交互体验不佳。综上，铸件、外购件、焊接件、机械加工等质量的管控，因产品异常或选型不合理导致电机温升高、操作性不灵活、噪音过高、外观质量、产品标志等应被分为 C 类。五、与相关标准及强制性标准的关系经查阅，未发现国内外类似标准。本标准通过引用下列标准，符合国家强制性标准的要求：GB/T 1209.3-2009 农业机械 切割器 第 3 部分：动刀片、定刀片和刀杆GB/T 3852-2008 联轴器轴孔和联结型式与尺寸JB/T 5673-2015 农林拖拉机及机具涂漆 通用技术条件GB 10396-2006 农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械安全标志和危险 图形 总则GB 10395.1-2009 农林拖拉机和机械 安全技术要求 第 1 部分:总则GB/T 5667-2008 农业机械 生产试验方法GB 2828.1-2012 计数抽样检验程序 第 1 部分 11GB/T 191-2008 包装储运图示标志GB/T 13306-2011 标牌六、标准作为强制性标准或推荐性标准的建议建议将本标准作为推荐性标准。