绿篱作为一种广泛分布在城市道路两边及中央绿化带、高速公路绿化带等地方的植物,起到美化环境、防尘降噪等作用。绿篱又是季节性生长类植被,需要定期养护修剪,以此来保障道路行车安全。而人工手持式绿篱修剪机存在修剪效率低、劳动强度大、污染环境、修剪效果差等缺点,因此车载式及自动化绿篱修剪机成为当前园林机械的主流。本文研究一种车载式回转型绿篱修剪机,不仅能修剪常规平面或侧面绿篱,还可以完成球形、圆台、圆柱以及波浪面等造型的修剪设计,自动化程度及修剪效率高,且在一定范围内可以通过控制各关节驱动自动调整修剪大小。首先,根据技术指标以及修剪对象确定最终绿篱机结构方案,采用SolidWorks三维绘图软件对绿篱修剪机各零部件进行三维设计,并实现整机的虚拟装配。利用ANSYS Workbench模块对绿篱修剪机进行有限元静应力分析,保证结构具有足够的刚度和强度;对绿篱修剪机进行模态分析,可以确保结构的固有频率有效避开地面以及修剪刀具引起的激振频率,防止发生共振。并对绿篱机伸缩臂进行截面尺寸优化,减轻伸缩臂的质量,节省材料用量,提高绿篱机整机性能。其次,采用改进的D-H参数法分析绿篱修剪机正运动学问题,并求解正运动学、逆运动学方程。编写相关程序并使用MATLAB机器人工具箱建立绿篱机模型,在此基础上按照蒙特卡洛法求解绿篱机的工作空间。在笛卡尔空间中进行轨迹规划,对空间直线和圆弧插补算法做了理论分析,本文针对球形绿篱的外轮廓曲线造型的修剪采用三次均匀B样条曲线进行轨迹规划,保证末端轨迹运动的平稳和连续性,并通过MATLAB仿真得到各关节运动位移、速度等数据曲线,以此验证算法的合理性。最后,对绿篱机结构进行动力学研究,采用拉格朗日法完成系统动力学建模,探究各关节运动与受力之间的关系。在ADAMS中设置驱动函数,实现虚拟样机球形轨迹仿真分析,一方面验证绿篱机的运动可行性,并检查运动干涉问题;另一方面可测量观察各驱动关节的曲线数据。