任 博，马昊楠，刘 洋

（沈阳化工大学工业与艺术设计系，辽宁 沈阳 110142）

1 去除枯草的重要性

草坪是城市绿化中不可缺少的一环，是衡量现代化城市绿化水平的标志，草坪可以吸收太阳光中的紫外线，减缓了太阳光的辐射力度；净化了整个区域的空气，对裸露在空气中的散尘和浮尘有着极强的吸附作用；草坪还能进行杀菌，保持水土平衡而减少水流失的现象；草坪还为人们提供了休闲娱乐的场所，如球场等。草坪的草在生长过程中，会不断有老的枝叶死亡、新的枝叶产生，在自然条件下死亡的有机体残余物，被不同的微生物和动物分解、利用，形成腐殖质，并在土壤中积累。当新组织的产生速度大于分解时，长期积累即形成枯草层 。枯草层犹如一层紧实的编织物处于地表与绿色植物之间。枯草层分为两层，上层是横向生长的茎叶和刚腐烂的植物体；下层是像泥炭一样难以分解的底层。枯草层的少量积累是有利的，可以减少杂草的侵入，保蓄水分，减弱极端温度对草坪的不良影响，但是枯草层过厚积累则会为病害提供滋生的环境，减少水分的渗透与气体的交换，草坪水肥状况恶化，由于土壤比枯草层更容易变干，而且变干后重新恢复湿度相当困难，使土壤对大气温度变化的缓冲作用失效，草坪易受到高温胁迫的损害。所以为了避免枯草层过厚产生的一系列不良影响，应该及时的修建过厚的枯草层。那么在北方由于气候原因，草坪会全部进入枯黄期，有些草坪管理者会在春天来临之前对枯草进行大面积燃烧处理，这严重的危害了环境健康，加剧了空气污染，同时也使草坪的密度下降，均一性变差。因此需要及时的应用除草机对其进行修剪。目前市面上有一些小型除草机，适用于家庭使用，方便携带，但是大面积的草坪使用通常会耗费大量的人力，有时还会因为分区域除草而造成差异化，除掉后的枯草也无法利用起来，而且它更适用于生长旺盛的绿色草坪的修剪，对于北方冬天的大面积枯草难以使用。现在已经有了针对农作物秸秆的打捆机等设施来进行资源的循环利用，所以现在拟设计一款除枯草车，对枯草进行这种收集压缩处理并进行回收利用。

2 除枯草车的设计

拟设计的全自动除枯草车是由环保的生物柴油燃料驱动，车辆自动驾驶并智能规划路线对草坪进行切割，车前方设置横向旋转切割刀轮进行草的收割，在车前进的过程中下方有吸草口利用风机吸入对割下的枯草进行回收，车内的压缩机构最大化压缩枯草并暂时存储，在整个草坪切割完毕后运走可供给畜牧业进行牲畜的喂养。

生物柴油是以植物果实，种子、植物导管乳汁或动物脂肪油、废弃的食用油等为原料与醇类经交酯化反应获得的可供内燃机使用的一种燃料，是一种清洁含氧燃料，具有可再生，易于降解，燃烧污染排放低，温室气体排放低等特点。生物柴油作为新型交通能源，资源丰富，能量密度高，使用性能好而且经济实用，很多国家正在把生物柴油作为普通柴油的替代燃料大力发展，中国是能源消耗大国，更要合理有序的发展生物柴油。所以它作为汽车新能源具有很大的潜力，这款除枯草车设计为生物柴油作为动力，可以更好地推进环保政策。

除枯草车的自动驾驶人工智能避障技术解放人力利用无人驾驶，无人驾驶对外界的感知主要是通过传感器，例如移动机器人的超声波传感器，能够将障碍物迅速检测并躲避。应用了人工智能规划路线，节省人力的同时还能保证路线的最优化；可以保证安全，避免事故。人工智能在生活中已经被熟知，在现代社会发展背景下，人工智能的广泛应用成为一种必然，科学合理地应用人工智能对社会的进一步发展会产生积极的推动作用。

除草车的切割轮设置为车前方两个横向伸缩切割轮，同时向车中轴线方向旋转向内摆动切割，能保障切下来枯草的集中性。切割轮高度设置为略低于枯草层的最佳覆盖高度，枯草层超过1.9cm就会对草坪产生不良影响，切割后高度可设计为0.9～1.1cm自由调节。除草车的吸草器利用了风机，风机叶轮在电动机的高速驱动下，叶轮中的叶片对空气做功，使叶轮中空气得到能量，并以极高的速度排出风机，同时风机前端吸草部位的空气不断补充叶轮中的空气，使吸草器内形成了瞬时真空，内外压力相差大，从而使附近的枯草屑随气流吸入吸草器。

吸入后经过机械设备的传送将枯草逐步挤压到模板中，辊轮部件将原本松散的枯草压到预制的模具中，因为模具空间有限，材料之间会发生相互挤压并发生形变；当模具中的枯草积累到一定量后，摩擦会变得更加强烈并产生热量，不同粒子之间也会产生一定粘合力，使枯草压缩成相应的形状。成型后的枯草炭块体积仅相当于原草料的1/30，是同重量枯草的10～15倍，其密度为0.9～1.4g/cm3。除草完毕后，除草车就可以把压缩块运走进行利用了。

为了保障除枯草车行驶的可通过性以及对土壤的保护，车采用米其林农业机械轮胎，应用可调整轮胎充气压力系统，并可根据作业种类和区域的土壤状况调整轮胎充气压力，能够更有效的保护土壤，减少车辆燃料的消耗，最重要的是可以延长轮胎的使用寿命，保护草地，保证有效的抓着力。

3 结语

城市绿化越来越完全，草坪的发展前景也越来越好，因此草坪护理占领着很重要的部分。这款除枯草车不但可以用来除枯草，同样可以用于修建过高的青草，两者结合可以为草坪管理节约很多资源。所以虽然这款车目前只是处于初步设想阶段，但由于目前所应用的各项技术已经发展比较成熟，环境的保护和资源循环利用越来越被重视，这样一款车的出现也将成为必然。