CN106234043B - 一种多自由度的苗木修剪助力装置 - Google Patents

Abstract

一种多自由度的苗木修剪助力装置，包括行走机构、升降定位机构、夹持机构、纵向给进机构以及万向头机构。万向头机构上的夹持机构能够夹持苗木修剪器，代替人力掌握修剪器，通过纵向给进机构和升降定位机构分别调节苗木修剪器工作的高度和远近距离，同时，万向头机构根据实际的情况转换不同的方向，满足不同方向和角度的修剪要求，操作方便，省力高效。

Description

一种多自由度的苗木修剪助力装置

技术领域

本发明涉及城市绿化林木的修剪器具领域，尤其是一种多自由度的苗木修剪助力装置，适用于中低高度林木修剪。

背景技术

如今，人们越来越重视城市的绿化问题，所以许多城市都在积极地扩大自身的绿化面积，然而，遇到的问题是，城市中花草树木的修剪任务越来越繁重，特别是中低高度草木平整修剪的工作量越来越大。这些修剪的工作大多都是依靠传统的人工作业来完成，通常是劳动人员手握苗木修剪器进行扫掠式的修剪，这种作业方式不仅工作强度大，而且由于修剪的面积比较大，工作效率会随着时间大大降低，远远不能满足日益增长的城市绿化的修剪工作的需求。因此，迫切需要一种简单实用的机械装置来代替人力直接掌握苗木修剪器进行城市林木的修剪。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种多自由度的苗木修剪助力装置，通过将苗木修剪器固定在苗木修剪助力装置上，简单操作苗木修剪助力装置来完成对草木的修剪工作，大大减轻绿化工人的工作强度，提高工作效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种多自由度的苗木修剪助力装置，包括行走机构、升降定位机构、夹持机构、纵向给进机构以及万向头机构，具体结构和连接关系为：

所述行走机构包括定向车轮、转向车轮、扶手及车架，定向车轮和转向车轮共同配合，实现小车的直线行驶和转向，通过人力推拉扶手来实现行走机构的移动。

所述升降定位机构包括丝杆传动轴、手柄、螺母轴承套以及升降定位导向筒，所述丝杆传动轴固定于车架上，丝杆传动轴和螺母轴承套相啮合，螺母轴承套曲面均匀分布四根手柄，转动手柄，通过螺母轴承套和丝杆传动轴配合传递动力给升降定位导向筒，使得升降定位机构上下给进。

所述夹持机构由夹持工作台，第一定位螺钉、第二定位螺钉、第三定位螺钉、第四定位螺钉、第一螺母、第二螺母、第三螺母、第四螺母、第一定位支架，第二定位支架以及推杆组成。第一定位支架由第一定位螺钉、第一螺母、第二定位螺钉、第二螺母竖直固定于夹持工作台上；第二定位支架由第三定位螺钉、第三螺母、第四定位螺钉、第四螺母竖直固定于夹持工作台上，推杆焊接在夹持工作台的下方，通过第一定位支架、第二定位支架定位来固定苗木修剪器的位置，实现苗木修剪器的稳固夹持，通过用手操作推杆来实现对苗木修剪器的操作。

所述纵向给进机构包括导轨、第一销轴、第二销轴、第一滚动轴承、第二滚动轴承、第三滚动轴承、第四滚动轴承以及滑块，第一销轴穿过滑块的下面与第一滚动轴承和第二滚动轴承连接，第二销轴穿过滑块的下面与第三滚动轴承和第四滚动轴承连接，通过第一滚动轴承、第二滚动轴承、第三滚动轴承和第四滚动轴承在导轨中滚动使得纵向给进机构进行纵向的前进和后退。

所述万向头机构包括第五滚动轴承、第一轴承套、第一定位支座、第一定位块、第三销轴、第四销轴以及弹簧，第一轴承套焊接在滑块上，第五滚动轴承和第一轴承套配合，第一定位支座和第五滚动轴承通过第三销轴连接，第一定位块通过第四销轴和第一定位支座连接，弹簧和第一定位支座连接，通过第五滚动轴承的转动实现万向头机构在水平方向的360度旋转，从而实现苗木修剪器的扫掠式修剪，通过第四销轴的转动实现万向头机构在竖直方向的旋转，从而调整苗木修剪器竖直方向的修剪角度，通过两个方向的旋转配合，实现万向旋转功能。弹簧能够在没有人力的情况下支撑夹持工作台，防止其倾斜过度。

所述升降定位机构升降变化范围为400～1100mm。

所述纵向给进机构给进最大长度为800mm。

所述的万向头机构控制苗木修剪器在水平方向进行360度旋转和沿着自身轴线方向上的90度旋转。

本发明的突出优点在于：

升降定位机构能够在竖直方向实现升降，使得夹持机构上的苗木修剪器修剪的高度变化范围为400～1100mm，满足身高在1500～1850mm的操作者使用。

纵向给进机构能够在纵向实现苗木修剪器的前进和后退，最大前进距离为800mm。

万向头机构能够使固定在夹持机构上的苗木修剪器在水平方向进行360度旋转和沿着自身轴线方向上的90度旋转，满足苗木修剪器沿水平方向不同角度和沿轴线不同角度对林木的修剪，操作方便。

采用半机械作业代替人工作业，改变了传统的作业方式，提高了工作效率，减少了工人的工作强度。

附图说明

图1是本发明所述多自由度苗木修剪助力装置的结构示意图。

图2是本发明所述多自由度苗木修剪助力装置的夹持机构和万向头机构的结构示意图。

图3是本发明所述多自由度苗木修剪助力装置的夹持机构俯视结构示意图。

图4是本发明所述多自由度苗木修剪助力装置的夹持机构仰视结构示意图。

图5是本发明所述多自由度苗木修剪助力装置的行走机构右视结构示意图。

图6是本发明所述多自由度苗木修剪助力装置的夹持机构和万向头机构的右视结构示意图。

图中的标记为：

第一定位支架1、夹持工作台2、弹簧3、第一定位支座4、导轨5、手柄6、螺母轴承套7、丝杆传动轴8、车架9、转向车轮10、推杆11、扶手12、第一定位块13、第一轴承套14、滑块15、升降定位导向筒16、定向车轮17、第四销轴18、第一滚动轴承19、第一销轴20、第二销轴21、第二滚动轴承22、第一定位螺钉和第一螺母23、第二定位螺钉和第二螺母24、第三定位螺钉和第三螺母25、第四定位螺钉和第四螺母26、第二定位支架27、第三滚动轴承28、第四滚动轴承29、第五滚动轴承30。

具体实施方式

如图1至图6所示，本发明所述多自由度苗木修剪助力装置，包括行走机构、升降定位机构、夹持机构、纵向给进机构以及万向头机构。具体结构和连接关系为：

所述行走机构包括定向车轮17、转向车轮10、扶手12及车架9，转向车轮10起转向作用，定向车轮17和转向车轮10共同配合，实现小车的直线行驶和转向。通过人力推拉扶手12来实现行走机构的移动。

所述升降定位机构包括丝杆传动轴8、手柄6、螺母轴承套7以及升降定位导向筒16，所述丝杆传动轴8固定于车架9上，丝杆传动轴8上有外螺纹，螺母轴承套7内侧有内螺纹。丝杆传动轴8和螺母轴承套7相啮合，螺母轴承套7曲面均匀分布四根手柄6，通过螺母轴承套7和丝杆传动轴8配合传递动力给升降定位导向筒16，使得升降定位机构上下给进。

所述夹持机构包括夹持工作台2、第一定位螺钉23、第二定位螺钉24、第三定位螺钉25、第四定位螺钉26、第一螺母23、第二螺母24、第三螺母25、第四螺母26、第一定位支架1，第二定位支架27以及推杆11。第一定位支架1由第一定位螺钉23、第一螺母23、第二定位螺钉24、第二螺母24竖直固定在夹持工作台2上；第二定位支架由第四定位螺钉25、第四螺母25、第五定位螺钉26、第五螺母26竖直固定在夹持工作台2上。推杆11焊接在夹持工作台2的下方。通过第一定位支架1、第二定位支架27固定苗木修剪器的位置，实现苗木修剪器的稳固夹持。通过用手操作推杆11来实现对苗木修剪器的操作。

所述纵向给进机构包括导轨5、第一销轴20、第二销轴21、第一滚动轴承19、第二滚动轴承22、第三滚动轴承28、第四滚动轴承29以及滑块15。第一销轴20穿过滑块15的下面与第一滚动轴承19和第二滚动轴承22连接，第二销轴21穿过滑块的下面与第三滚动轴承28和第四滚动轴承29连接。通过第一滚动轴承19、第二滚动轴承22、第三滚动轴承28和第四滚动轴承29在导轨5中滚动使得纵向给进机构进行纵向的前进和后退。

所述万向头机构包括第五滚动轴承30、第一轴承套14、第一定位支座4、第一定位块13、第三销轴、第四销轴18以及弹簧3。第一轴承套14焊接在滑块15上，第五滚动轴承30和第一轴承套14配合，第一定位支座4和第五滚动轴承30通过第三销轴连接，第一定位块13通过第四销轴18和第一定位支座4连接，弹簧3和第一定位支座4连接。通过第五滚动轴承30的转动实现万向头机构在水平方向的360度旋转，从而实现苗木修剪器的扫掠式修剪。通过第四销轴18的转动实现万向头机构在竖直方向的旋转，从而调整苗木修剪器竖直方向的修剪角度。通过两个方向的旋转配合，实现万向旋转功能，弹簧3可以在没有人力的情况下支撑夹持工作台2，防止其倾斜过度。

工作原理及过程

通过行走机构的定向车轮17和转向车轮10，能够实现整个装置的直线行走和转向功能，通过人力推拉扶手12实现行走机构的移动。

转动升降定位机构中安装在螺母轴承套7外侧曲面均匀分布四根手柄6，传动动力使其实现上下给进；推杆11、夹持工作台2和纵向给进机构连接在一起，手动推进或者回拉推杆11，能够使第一滚动轴承19、第二滚动轴承22、第三动轴承28、第四滚动轴承29在导轨5中运动实现纵向给进机构的前进或后退；通过左右水平摆动推杆11，使第五滚动轴承30在第一轴承套14中转动实现万向头机构水平方向360旋转；通过上下摆动推杆11带动第三销轴转动来实现万向头机构沿第五滚动轴承30轴线方向90度的转动，通过两个方向转动的配合来实现万向旋转功能；将苗木修剪器放置在夹持工作台2上，通过第一定位支架，第二定位支架来卡住苗木修剪器完成固定。

使用方法：

先松开第一定位螺钉23、第二定位螺钉24、第三定位螺钉25、第四位螺钉26，将苗木修剪器放置在夹持工作台2上，然后上紧第一螺母23、第二螺母24、第三螺母25、第四螺母26，完成对苗木修剪器的固定。通过转动手柄6来调节苗木修剪器修剪的高度；通过控制推杆11来完成万向头机构在水平方向的旋转，从而实现苗木修剪器对林木反复扫掠式的修剪，将林木修剪成平整的平面；抬升或降低推杆11来实现万向头机构沿轴线方向的旋转，从而实现苗木修剪器修剪草木的角度。通过两个方向旋转的配合，来完成对苗木任意角度的修剪作业。

Claims (4)

1.一种多自由度的苗木修剪助力装置，包括行走机构，所述行走机构包括定向车轮及车架，定向车轮安装在车架下面，纵向给进机构包括导轨和第一滚动轴承，通过第一滚动轴承在导轨中滚动使得纵向给进机构进行纵向的前进和后退，万向头机构包括第五滚动轴承、第一定位支座、第一定位块和第四销轴，所述第五滚动轴承和第一轴承套配合，第一定位支座和第五滚动轴承通过第三销轴连接，第一定位块通过第四销轴和第一定位支座连接，通过第四销轴的转动实现万向头机构在竖直方向的旋转，从而调整苗木修剪器竖直方向的修剪角度，通过两个方向的旋转配合，实现万向旋转功能，其特征在于，还包括升降定位机构、夹持机构，具体结构和连接关系为：

所述行走机构还包括转向车轮及扶手，定向车轮和转向车轮共同配合，实现小车的直线行驶和转向，通过人力推拉扶手来实现行走机构的移动，

所述升降定位机构包括丝杆传动轴、手柄、螺母轴承套以及升降定位导向筒，所述丝杆传动轴固定于车架上，丝杆传动轴和螺母轴承套相啮合，螺母轴承套曲面均匀分布四根手柄，转动手柄，通过螺母轴承套和丝杆传动轴配合传递动力给升降定位导向筒，使得升降定位机构上下给进，

所述夹持机构由夹持工作台，第一定位螺钉、第二定位螺钉、第三定位螺钉、第四定位螺钉、第一螺母、第二螺母、第三螺母、第四螺母、第一定位支架，第二定位支架以及推杆组成，第一定位支架由第一定位螺钉、第一螺母、第二定位螺钉和第二螺母竖直固定于夹持工作台上，第二定位支架由第三定位螺钉、第三螺母、第四定位螺钉和第四螺母竖直固定于夹持工作台上，推杆焊接在夹持工作台的下方，通过第一定位支架、第二定位支架定位来固定苗木修剪器的位置，实现苗木修剪器的稳固夹持，通过用手操作推杆来实现对苗木修剪器的操作，

所述纵向给进机构还包括第一销轴、第二销轴、第二滚动轴承、第三滚动轴承、第四滚动轴承以及滑块，第一销轴穿过滑块的下面与第一滚动轴承和第二滚动轴承连接，第二销轴穿过滑块的下面与第三滚动轴承和第四滚动轴承连接，通过第一滚动轴承、第二滚动轴承、第三滚动轴承和第四滚动轴承在导轨中滚动使得纵向给进机构进行纵向的前进和后退，

所述万向头机构还包括第一轴承套、第三销轴以及弹簧，第一轴承套焊接在滑块上，弹簧和第一定位支座连接，通过第五滚动轴承的转动实现万向头机构在水平方向的360度旋转，从而实现苗木修剪器的扫掠式修剪。

2.根据权利要求1所述的多自由度的苗木修剪助力装置，其特征在于，所述升降定位机构升降变化范围为400～1100mm。

3.根据权利要求1所述的多自由度的苗木修剪助力装置，其特征在于，所述纵向给进机构给进最大长度为800mm。

4.根据权利要求1所述的多自由度的苗木修剪助力装置，其特征在于，所述的万向头机构能固定苗木修剪器在水平方向进行360度旋转和沿着自身轴线方向上的90度旋转。