《自動化綠籬苗木修剪機(jī)技術(shù)條件》（征求意見稿）編制說明

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1附件 2廣西地方標(biāo)準(zhǔn)《自動化綠籬苗木修剪機(jī)技術(shù)條件》 （征求意見稿）編制說明一、背景、目的和意義綠籬苗木修剪機(jī)械手用于城市道路、高速公路綠化帶的修剪維護(hù)，以及公園、學(xué)校、機(jī)關(guān)、工廠和小區(qū)等單位景觀苗木的修剪造型。隨著我國城市化進(jìn)程的加快以及公路建設(shè)的推進(jìn),綠籬苗木修剪以及造型己經(jīng)變成景觀綠化作業(yè)中的一項經(jīng)常性的工作。但目前這些主要依靠工人使用各種手持和背負(fù)式綠籬修剪機(jī)完成，作業(yè)時操作者一直處于持重狀態(tài)，勞動強(qiáng)度大、維護(hù)成本高，且工作時機(jī)器產(chǎn)生振動、噪音和廢氣，作業(yè)環(huán)境和安全性差，市場迫切需求自動化綠籬苗木修剪機(jī)。針對這一現(xiàn)狀，國內(nèi)不少單位近年來開始投入大量人力物力研發(fā)自動化綠籬苗木修剪機(jī)械，然而目前市場上的自動化綠籬苗木修剪機(jī)械大都只能修剪平面，功能單一、且可靠性和實用性也較差，無法滿足綠化景觀自動化和多樣性作業(yè)的需求。廣西大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院瞄準(zhǔn)了這一市場需求，近年來聯(lián)合南寧市合辰科技公司致力于自動化綠籬修剪機(jī)械手的創(chuàng)新與研發(fā)，獲得了國家科技部中小企業(yè)創(chuàng)新基金、廣西科技攻關(guān)項目和南寧市科技攻關(guān)項目資助，2目前已成功研發(fā)大中小三種機(jī)型，申請相關(guān)發(fā)明專利 35 項，已獲授權(quán)發(fā)明專利 19 項，實用新型專利 6 項。然而成功研發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品目前面臨市場推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化最大的問題之一是國內(nèi)尚無相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時國內(nèi)目前良莠不齊的自動化修剪機(jī)械也急需要一個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，但至今綠籬苗木修剪機(jī)械只有手持和背負(fù)式的人工作業(yè)機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)。由于自動化修剪機(jī)械與人工作業(yè)機(jī)械無論工作原理、結(jié)構(gòu)特性和各類技術(shù)性能指標(biāo)相差太遠(yuǎn)，不能借鑒人工作業(yè)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)，因此使得自動化綠籬苗木修剪機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)性能、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品功能得不到有效規(guī)范。因此制定綠籬苗木修剪機(jī)械手技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)十分迫切和重要。只有制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，才能使研發(fā)者、制造生產(chǎn)得到有效的規(guī)范，并不斷提高其研發(fā)和生產(chǎn)能力，促進(jìn)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步；對購買使用者的利益也能得到有效保障。該標(biāo)準(zhǔn)的制定也將對廣西產(chǎn)業(yè)優(yōu)化和戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到積極促進(jìn)作用，對整個行業(yè)的持續(xù)發(fā)展、不斷進(jìn)步有著重大意義。二、工作概況（一）任務(wù)來源根據(jù)自治區(qū)質(zhì)監(jiān)局《廣西壯族自治區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局關(guān)于下達(dá) 2016 年第四批廣西地方標(biāo)準(zhǔn)制定（修訂）項目計劃的通知》文件要求，由廣西大學(xué)、廣西壯族自治區(qū)計量檢測研究院、廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站、南寧市合辰科技有限公司等單位聯(lián)合承擔(dān)起草工作。3（二）主要工作過程1. 預(yù)研階段(2016 年 1 月至 2016 年 2 月)成立了標(biāo)準(zhǔn)制定領(lǐng)導(dǎo)小組，組長由廣西大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副院長蒙艷玫擔(dān)任。在深入調(diào)查綠籬苗木修剪機(jī)生產(chǎn)流程以及技術(shù)指標(biāo)等的基礎(chǔ)上，對項目進(jìn)行了必要的可行性分析和論證。初步確定了標(biāo)準(zhǔn)名稱和基本結(jié)構(gòu)，涵蓋技術(shù)要素，擬出主要章條及各章條所規(guī)定的主要技術(shù)內(nèi)容。2. 立項階段(2016 年 2 月至 2016 年 6 月)工作小組于 2016 年 2 月 29 日提出《廣西地方標(biāo)準(zhǔn)制定（修訂）項目建議書》 ，并于 2016 年 5 月由廣西質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局下達(dá)了任務(wù)。3. 起草階段(2016 年 6 月至 2017 年 6 月)任務(wù)下達(dá)后，領(lǐng)導(dǎo)小組立即組織有關(guān)人員制定了實施方案，并成立了起草小組。起草小組成員包括廣西大學(xué)、廣西壯族自治區(qū)計量檢測研究院、廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站、南寧市合辰科技有限公司，組長由蒙艷玫擔(dān)任，負(fù)責(zé)全面工作。起草小組按照工作安排，通過嚴(yán)格、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乇葘?、整理、匯總有關(guān)的修剪機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)，逐步確定了自動化綠籬苗木修剪機(jī)生產(chǎn)技術(shù)要求，并在廣泛查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，于 2017 年 5 月下旬形成了標(biāo)準(zhǔn)初稿、討論稿。2017 年 5 月，召開了由廣西大學(xué)、廣西壯族自治區(qū)計量檢測研究院、廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站、南寧市4合辰科技有限公司等單位相關(guān)專家參加的討論會。之后在經(jīng)過反復(fù)討論、充分論證、修改完善的基礎(chǔ)上，于 2017 年6 月形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。（三）標(biāo)準(zhǔn)主要起草人員及所做的工作人員 姓名 職稱/職務(wù) 所在單位 承擔(dān)任務(wù)首席專家蒙艷玫 教授、副院長 廣西大學(xué)負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)框架的設(shè)計、組織安排、整體協(xié)調(diào)、最終審核等。韋錦 講師 廣西大學(xué)負(fù)責(zé)項目立項申報、主要技術(shù)內(nèi)容的確定。張長水 高級工程師 廣西計量檢測研究院 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃、實地考察、走訪等。黃志華 高級工程師 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃、資料收集、調(diào)研等。孫啟會 技術(shù)經(jīng)理廣西大學(xué)/南寧市合辰科技有限公司負(fù)責(zé)起草部分標(biāo)準(zhǔn)、意見收集、修改和驗證試驗。唐治宏 高級實驗師 廣西大學(xué)收集資料、實驗方案規(guī)劃，實驗方案修改等。董振 講師 廣西大學(xué)調(diào)研相關(guān)資料、主持驗證試驗。周清 副教授 廣西大學(xué) 負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、主持驗證試驗。成員王小純 教授 廣西大學(xué) 負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、參與草案起草。邱恒先 高級工程師 廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站 負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、參與草案起草。李巖舟 副教授 廣西大學(xué) 負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、參與草案起草。三、標(biāo)準(zhǔn)編制原則（一）規(guī)范性標(biāo)準(zhǔn)的編寫符合 GB/T 1.1-2009 標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第 1部分標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫；按照廣西地方標(biāo)準(zhǔn)制定程序，在預(yù)立項和立項的基礎(chǔ)上，開展了調(diào)研、起草標(biāo)準(zhǔn)、征求意5見等活動，各階段目標(biāo)明確、分工有序、流程嚴(yán)謹(jǐn)、環(huán)環(huán)相扣，并及時對出現(xiàn)的問題進(jìn)行了總結(jié)、改進(jìn)。（二）指導(dǎo)性及可操作性本標(biāo)準(zhǔn)的起草由廣西大學(xué)、廣西壯族自治區(qū)計量檢測研究院、廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站、南寧市合辰科技有限公司等機(jī)構(gòu)全程參與，運(yùn)用科學(xué)的方法對相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)做了充分研討，提出了具有普遍指導(dǎo)意義的技術(shù)要求，并在廣泛查閱和研究相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上完成。本標(biāo)準(zhǔn)表述準(zhǔn)確、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、通俗易懂、科學(xué)適用、指導(dǎo)性強(qiáng)。四、主要技術(shù)內(nèi)容1. 術(shù)語和定義綠籬，由灌木或小喬木以近距離的株行距密植，栽成單行或雙行，緊密結(jié)合的規(guī)則的種植形式，稱為綠籬。自動化綠籬苗木修剪機(jī),是一種自動化修剪綠籬的機(jī)械設(shè)備，主要用于高速公路、市政園林、城市綠化、茶園采剪等大幅度修建工程，可修剪平面、半球等形狀。2. 型號編制規(guī)則規(guī)定了修剪機(jī)的型號編制應(yīng)遵循的要求，并列出了型號編制示例。3.主要性能指標(biāo)及依據(jù)3.1 枝條直徑 根據(jù)用戶需求和現(xiàn)場勘查確定修剪的樹枝直徑的最大6值，原值約為 27mm，進(jìn)行向上取整為 30mm，然后根據(jù)不同場合的樹枝直徑值，將其再劃分成三個范圍，同時進(jìn)行向上取整。如：小區(qū)、學(xué)校等綠籬樹枝基本在 27mm 以下；城市公路中一般在 18mm 以下，而高速公路上的綠籬直徑一般在 10mm 以下。3.2 劈裂率劈裂率是指單位數(shù)量修剪枝條內(nèi)，切口破裂的枝條數(shù)量所占的比率。劈裂率影響著修剪后綠籬的美觀和之后的生長狀態(tài)。直徑較小且植株密集時，少量的劈裂率對整體生長和美觀影響不大。直徑較大時，劈裂率影響著修剪后綠籬的美觀和之后的生長狀態(tài)。因此在不同直徑下制定不同指標(biāo)，通過試驗和調(diào)查得出，劈裂率在低速取 4%、中速取 8%、高速取 11%左右對其生長影響不大，美觀上劈裂率在低速取 3%、中速取 6%、高速取 10%用戶體驗更好。3.3 剪切密度比剪切密度比是單位修剪面積內(nèi)，修剪枝條截面的總面積所占的比率。比率越大，修剪面積越大，刀盤所需修剪時間越多，修剪速度變慢。剪切密度比既影響著修剪質(zhì)量，也影響著修剪機(jī)的磨損狀況。指標(biāo)的確定由裝備的使用場合（小區(qū)學(xué)校、高速公路、城市公路等）確定，調(diào)查使用場合綠籬的剪切密度比。本指標(biāo)要滿足絕大多數(shù)修剪情況，在滿足場合需要的情況下，做大量試驗確定在連續(xù)修剪過7程中保證刀具不開刃、設(shè)備不受破壞時的指標(biāo)值，做到既滿足用戶需求，又能保證設(shè)備工作狀態(tài)良好，并盡量做到范圍較大?，F(xiàn)場調(diào)查，小區(qū)、學(xué)校一般為為 7%左右，城市公路一般為 5%，高速公路一般為 4%。通過試驗，當(dāng)指標(biāo)分別取 10%、8%、5%時，對設(shè)備的破壞影響較小。3.4 漏切率漏切率是單位數(shù)量修剪枝條內(nèi)，未切斷的枝條數(shù)量所占的比率。漏切率對后期生長也有影響但影響較小，主要是對美觀和后期修剪的影響。試驗后通過對不同場景不同漏切率的觀察，并結(jié)合用戶需求，在中速、低速、高速下分別取 0.11%、0.07%、0.05%效果較好。3.5 單次修剪深度該項指標(biāo)由綠籬的生長周期、用戶工作頻率、特殊情況下用戶單次需要修剪深度綜合確定。首先是要記錄該工作場合下（小區(qū)學(xué)校、城市公路、高速公路等）單位時間綠籬的生長速度，之后確定單位時間內(nèi)綠籬需要被修剪的次數(shù)，以此得到每次修剪的修剪深度。某些特殊場合（只修剪一次）由用戶需求確定修剪深度。綜合考慮上述情況，低速時取 300mm，中速時取 250mm，高速時取 200mm。3.6 連續(xù)工作時間該項指標(biāo)由兩方面確定，一方面是，修剪裝備在這個時間段內(nèi)不會由于發(fā)熱和疲勞造成裝備的損壞，這項數(shù)據(jù)8通過試驗獲得。另一方面是根據(jù)用戶需求確定，通過用戶給出所需的合適的修剪長度，結(jié)合修剪裝備的運(yùn)行速度，確定出對應(yīng)的連續(xù)工作時間。綜合考慮上述情況，中速、低速連續(xù)修剪時間 3 小時，高速連續(xù)修剪時間為 2 小時能夠滿足需求。3.7 刀具額定轉(zhuǎn)速在已知最大修剪直徑和修剪機(jī)行走速度的情況下，進(jìn)行修剪試驗，逐步增加刀具轉(zhuǎn)速，直到修剪后劈裂率、剪切密度比、漏切率滿足要求。大量試驗記錄平均值，并進(jìn)行向上取整。如：在低速下，刀盤轉(zhuǎn)速達(dá)到約 3300rpm，能夠滿足修剪后劈裂率、剪切密度比、漏切率的要求，向上取整取到 3500rpm；中速和高速分別為 3700rpm 和3800rpm，向上取整都取到 4000rpm。4. 生產(chǎn)試驗生產(chǎn)試驗是設(shè)備投產(chǎn)前的重要一步。為了避免試驗過程中，設(shè)備運(yùn)行發(fā)生偶然性失誤，且考慮試驗的經(jīng)濟(jì)性，設(shè)備選取 2 臺為宜。設(shè)備的連續(xù)工作時間為 3 小時，處于修剪工人正常的工作時長范圍內(nèi)。設(shè)備運(yùn)行 3 小時后測量電機(jī)溫升，根據(jù)電機(jī)規(guī)格說明書確定溫升應(yīng)低于 55℃。根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的速度，確定單次工作距離不少于 3 公里。在基本的試驗準(zhǔn)備完成后通過測定劈裂率、剪切密度比、漏切率、修剪深度這四個核心指標(biāo)，若試驗結(jié)果滿足9指標(biāo)的要求，證明設(shè)備的工作可靠性、性能穩(wěn)定性達(dá)到要求，設(shè)備通過試驗。5.檢驗規(guī)則為了使設(shè)備能夠滿足修剪機(jī)所的需要功能，對已生產(chǎn)的設(shè)備給出了嚴(yán)格的檢驗規(guī)則。檢驗項目及不及格分類的原則：A 類：安全是國家標(biāo)準(zhǔn) GB 10396-2006 的強(qiáng)制規(guī)定，因此必須放入 A 類。如果產(chǎn)品沒有物理性破壞，其在完整狀態(tài)下運(yùn)行，某些參數(shù)不合格而使得修剪機(jī)不能完成修剪任務(wù)、且該參數(shù)無法通過單一因素進(jìn)行校正，是由整體決定的，我們將其稱為產(chǎn)品的重要性能參數(shù)項。因此，重要參數(shù)項有以下判據(jù)，當(dāng)重要性能參數(shù)項不合格時，無論其他項是否合格，產(chǎn)品都被認(rèn)定為不合格。綜上重要指標(biāo)項應(yīng)放入 A 類。修剪機(jī)的修剪速度和修剪深度指標(biāo)都無法通過單一因素控制，且其不合格，修剪機(jī)無法完成任務(wù)，因此應(yīng)放入 A 類。B 類：B 類中若出現(xiàn)不合格，可通過材料替換、品質(zhì)替換等方式使其合格，即可以通過單一因素的改變將其校正成合格的產(chǎn)品，我們將此分為 B 類，圖樣的規(guī)定可以讓車間重新加工予以滿足，傳動軸、機(jī)械臂的強(qiáng)度可以通過更換材料的方式加強(qiáng)，刀盤、電機(jī)線纜可通過增強(qiáng)品質(zhì)方式加強(qiáng)，修剪路程可通過增強(qiáng)續(xù)航能力來加強(qiáng)。因此上述應(yīng)10被分為 B 類。C 類：C 類中若出現(xiàn)不合格，一般是由管控粗糙、部分產(chǎn)品異常、操作性、因節(jié)約減少某些必要成分（如標(biāo)志外觀等）造成的，這些常常會造成產(chǎn)品使用時出現(xiàn)隱患或者使用過程人機(jī)交互體驗不佳。綜上，鑄件、外購件、焊接件、機(jī)械加工等質(zhì)量的管控，因產(chǎn)品異?；蜻x型不合理導(dǎo)致電機(jī)溫升高、操作性不靈活、噪音過高、外觀質(zhì)量、產(chǎn)品標(biāo)志等應(yīng)被分為 C 類。五、與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系經(jīng)查閱，未發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外類似標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)通過引用下列標(biāo)準(zhǔn)，符合國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的要求：GB/T 1209.3-2009 農(nóng)業(yè)機(jī)械 切割器 第 3 部分：動刀片、定刀片和刀桿GB/T 3852-2008 聯(lián)軸器軸孔和聯(lián)結(jié)型式與尺寸JB/T 5673-2015 農(nóng)林拖拉機(jī)及機(jī)具涂漆 通用技術(shù)條件GB 10396-2006 農(nóng)林拖拉機(jī)和機(jī)械、草坪和園藝動力機(jī)械安全標(biāo)志和危險 圖形 總則GB 10395.1-2009 農(nóng)林拖拉機(jī)和機(jī)械 安全技術(shù)要求 第 1 部分:總則GB/T 5667-2008 農(nóng)業(yè)機(jī)械 生產(chǎn)試驗方法GB 2828.1-2012 計數(shù)抽樣檢驗程序 第 1 部分 11GB/T 191-2008 包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志GB/T 13306-2011 標(biāo)牌六、標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或推薦性標(biāo)準(zhǔn)的建議建議將本標(biāo)準(zhǔn)作為推薦性標(biāo)準(zhǔn)。