CN102893814A - 车载式多自由度数控绿篱修剪机 - Google Patents

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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G3/00—Cutting implements specially adapted for horticultural purposes; Delimbing standing trees
    • A01G3/04—Apparatus for trimming hedges, e.g. hedge shears
    • A01G3/0417—Guiding frames for trimming hedges

Abstract

车载式多自由度数控绿篱修剪机，包括承载小车和置于承载小车上的修剪机，承载小车为小型简易车，承载小车上设有车轮、蓄电池、数控系统及控制台和用于安装修剪机的底座；修剪机包括立柱、横臂、转臂、修剪马达、刀具架和刀具，立柱的一侧开有滑槽，内设传动丝杆；横臂穿过滑槽安装在传动丝杆上，且可以在滑槽内上下移动；横臂内设伸缩杆；伸缩杆通过转轴和转臂连接；转臂的另一端部安装刀具架，刀具架可以绕转臂转动；刀具安装在刀具架上。其优点是：体积小，灵活机动性强，适用范围广，工作效率高，易于操作，安全性好，能耗低，修剪样式多，可广泛适用于公路、广场、公园、小区和家庭等各种场所的园林作物修剪。

Description

车载式多自由度数控绿篱修剪机
技术领域
本发明属于一种园林机械设备，尤其涉及一种绿篱修剪机。
背景技术
花卉和苗木不仅可以美化城市的整体环境，为生活节奏紧张的城市居民提供一道道美丽怡人的风景，还可以吸收汽车、工业、人口排放的过多的二氧化碳，减少空气污染，缓解城市热岛效应，使城市空气流通交换，更加新鲜宜人。一些大型的植物造型如用绿篱做成的墙，可以作为园林小品的背景，同时又起着分隔空间、组织游览路线的作用，增强园林景观趣味性；面目前林园绿化部门对于公园、校园或街道等一些公共场所的树木和花卉进行的修剪、美化和造型工作多数是由工人手工来完成的，人工作业工作效率低、劳动强度大、且造型的形状单一。
为了提高效率，目前国内市场上开发了很多绿篱修剪机，归纳起来主要有以下两种：(1)手持式单刃绿篱机，工作人员通过手持绿篱机的方式对树木和苗木进行小规模修剪。这种修剪机只能简单代替人工剪断动作，造型和移动等都由人工来完成。这种绿篱机的工作效率低、安全性差、而且修剪高度难以一致，剪裁的形状完全由人工完成。(2)大型的货车车载式的盘式绿篱机，工作人员需坐在机器上面操作控制绿篱机的修剪工作。这种修剪方式只适用于修剪一些小苗木，且要求路面平坦，在修剪区域没有任何障碍的理想条件下进行工作，而且造型单一。另外，由于设备比较庞大，需要动用专用货车，所以不能用在家庭、公园及一些没有行车道的公共场所，同时由于工作人员要坐在机器上进行复杂的动作，对人员的安全性也造成了一定的威胁。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种自带小车，可以自由移动、方便灵活的多自由度数控绿篱修剪机。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：车载式多自由度数控绿篱修剪机，包括承载小车和置于承载小车上的修剪机，其特征在于：承载小车为小型简易车，承载小车上设有车轮、蓄电池、数控系统及控制台和用于安装修剪机的底座；修剪机包括立柱、横臂、转臂、修剪马达、刀具架和刀具，立柱可以在底座上横向移动；立柱的一侧开有滑槽，内设传动丝杆；横臂穿过滑槽安装在传动丝杆上，且可以在滑槽内上下移动；横臂内设伸缩杆；伸缩杆通过转轴和转臂连接，转臂可以上下转动；转臂的另一端部安装刀具架，刀具架可以绕转臂转动；修剪用的刀具安装在刀具架上。
本发明的进一步改进，所述承载小车由电机控制，车轮上装有履带，可用于一些道路不好的死角或是阶梯上面，使小车行走更加稳健。
承载小车内设蓄电池和数控系统，外接动力电源，通过控制台上的按钮可以控制承载小车的前进后退、修剪机在底座上的左右运动、横臂的上下运动和伸缩、转臂和刀具架的旋转及刀具的运转，这些动作的组合，可使刀具在X、Y、Z三个方向上移动，实现水平面剪，竖直面剪和斜面剪，从而剪切出弧形、球形、方形等各种式样。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
1、将类似于控制切削机床运动的数控系统引入绿篱修剪设备，使园林修剪工作走向机械化和自动化方向，提高园林修剪质量和修剪效率。
2、多自由度运动可以使园林修剪造型多样化，更美观，减少园林造型对人工的依赖，同时可以减轻园林修剪工人的劳动强度。
3、数控修剪机将使计算机辅助园林造型和修剪成为可能。
因此，本发明体积小，灵活机动性强，适用范围广，工作效率高，易于操作，安全性好，能耗低，修剪样式多，满足人们视觉的审美需求，能更好的展示园林的美景。本发明可广泛适用于公路、广场、公园、小区和家庭等各种场所的园林作物修剪。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中，1车轮，2承载小车，3转轴，4转臂，5刀具，6刀具架，7伸缩杆，8横臂，9传动丝杆，10滑槽，11立柱，12底座，13控制台，14履带。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括承载小车2和置于承载小车2上的修剪机，其特征在于：承载小车2为小型简易车，承载小车2上设有车轮1、蓄电池、数控系统及控制台13和用于安装修剪机的底座12；修剪机包括立柱11、横臂8、转臂4、修剪马达、刀具架6和刀具5，立柱11可以在底座12上横向移动；立柱11的一侧开有滑槽10，内设传动丝杆9；横臂8穿过滑槽10安装在传动丝杆9上，且可以在滑槽10内上下移动；横臂8内设伸缩杆7；伸缩杆7通过转轴3和转臂4连接，转臂4可以上下转动；转臂4的另一端部安装刀具架6，刀具架6可以绕转臂4转动；修剪用的刀具5安装在刀具架6上。承载小车由电机控制，车轮上装有履带。
本发明的修剪机中动力部分由五个电动机提供：第一个电机用于给水平底座12内的丝杆提供动力，以实现修剪机左右移动；第二个电机用于给立柱11内的传动丝杆9提供动力，实现横臂8在竖直方向上的位移调整，使之满足剪切的高度要求，以适应不同高度的植物；第三个电机用于控制转臂的转动，当需要修剪圆柱等几何形状时产生旋转动作，使刀具具有多自由度的旋转；第四个电机用于控制刀具架的旋转；第五个电机用于调整刀具在刀具架的上的位置，以满足剪切的宽度要求。这些电机均是由小车上的数控系统控制。
机器的传动部分主要采用丝杆传动，由电动机带动丝杆的转动使相应的部位移动，立柱11在小车上的横向移动，横梁8在立柱上的上下移动均由丝杆传动。
本发明的每个部件的移动或转动都是由数控系统控制，通过控制电动机的运行、转速和停止来控制部件的移动、速度、运动与停止；通过控制部件的旋转速度、位移和速度，可使刀具实现水平剪切、垂直面剪切，或倾斜面剪切，形成不同种类的植物造型。
修剪机修剪工作原理如下：
在剪矩形绿篱时：先控制刀具架旋转，使刀具竖直向下，通过立柱的横向移动，定位刀具在绿篱的内侧面的剪切点，定位好后启动刀具，承载小车纵向行驶，使绿篱内侧面修剪完成；修剪绿篱上表面时，先使刀具转向水平，通过横梁在立柱上的上下移动定位绿篱的修剪高度，小车向前移动修剪上表面；当修剪绿篱的外侧面时，修剪方法与内侧面的修剪方法类似，外侧面的定位由刀具架、横臂和立柱的移动共同完成。
当修剪圆柱型绿篱时，先通过横臂的移动定位绿篱的修剪高度，然后修剪上表面，由立柱的横向移动找绿篱的圆柱上表面的圆心，通过刀具架和伸缩臂7的横向移动调整修剪绿篱的半径，刀具向下，通过旋转体的旋转使刀具走圆形，从而剪出圆柱形绿篱。
修剪复杂的形状时可以换成小刀，以便提高修剪精度。
操作系统内可以设定程序，在操作台上可以设定一些相应的按钮，比如修剪圆形按钮、正方形按钮等，按下相应的按钮，设置好相应的参数，通过设定的程序进行控制，让小车和修剪机的各个部位的动作相互配合，便可以剪出各种形状。

Claims (3)

1.车载式多自由度数控绿篱修剪机，包括承载小车和置于承载小车上的修剪机，其特征在于：承载小车(2)为小型简易车，承载小车(2)上设有车轮(1)、蓄电池、数控系统及控制台(13)和用于安装修剪机的底座(12)；修剪机包括立柱(11)、横臂(8)、转臂(4)、修剪马达、刀具架(6)和刀具(5)，立柱(11)可以在底座(12)上横向移动；立柱(11)的一侧开有滑槽(10)，内设传动丝杆(9)；横臂(8)穿过滑槽(10)安装在传动丝杆(9)上，且可以在滑槽(10)内上下移动；横臂(8)内设伸缩杆(7)；伸缩杆(7)通过转轴(3)和转臂(4)连接，转臂(4)可以上下转动；转臂(4)的另一端部安装刀具架(6)，刀具架(6)可以绕转臂(4)转动；修剪用的刀具(5)安装在刀具架(6)上。
2.根据权利要求1所述的车载式多自由度数控绿篱修剪机，其特征在于：所述承载小车(2)由电机控制，车轮(1)上装有履带(14)。
3.根据权利要求1所述的车载式多自由度数控绿篱修剪机，其特征在于：所述修剪机中动力部分有五个电动机，第一个电机用于给水平底座(12)内的丝杆提供动力，以实现修剪机左右移动；第二个电机用于给立柱(11)内的传动丝杆(9)提供动力，实现横臂(8)在竖直方向上的位移调整；第三个电机用于控制转臂(4)的转动；第四个电机用于控制刀具架(6)的旋转；第五个电机用于调整刀具(5)在刀具架上的位置；这些电机均是由小车上的数控系统控制。
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