CN106428279A - 一种智能树木攀爬修枝机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能树木攀爬修枝机器人，包括两个履带轮、车体、下固定爪、第一步进电机、下支架、第一液压缸、下曲柄、第二液压缸、上曲柄、第三液压缸、上支架、第二步进电机、上固定爪、顶盘、旋转环、链锯组件，其特征在于：所述两个履带轮分别安装在车体的两侧；所述下固定爪固定安装在车体上；所述第一步进电机固定安装在下固定爪上；本发明结构紧凑、体积小巧、自动化程度高，适合在城市道路、居民小区等空间狭小的区域中运转，能够安全高效的对树木进行修枝工作，大大减轻了工人的劳动强度。

Description

一种智能树木攀爬修枝机器人

技术领域

本发明涉及一种林业机械设备，具体涉及一种智能树木攀爬修枝机器人，属于机器人技术领域。

背景技术

随着社会经济的发展，城市越来越重视美化工作，然而城市公路旁树木的修枝工作成了难题，目前市场上的树木修枝设备有则体积庞大，不易在城市道路运转，甚至影响交通、造成混乱，有则自动化程度不够，需要人工攀爬树木，不仅工人的劳动强度大、费时费力，甚至可能造成人身财产的损失。因此需一种结构紧凑、体积小巧、自动化程度高、安全可靠且等达到高质量修枝的机械设备。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种智能树木攀爬修枝机器人，其通过上下攀爬装置攀爬，通过独特的修枝装置进行修枝，方便快捷、安全高效。

本发明采取的技术方案为：一种智能树木攀爬修枝机器人，包括两个履带轮、车体、下固定爪、第一步进电机、下支架、第一液压缸、下曲柄、第二液压缸、上曲柄、第三液压缸、上支架、第二步进电机、上固定爪、顶盘、旋转环、链锯组件，其特征在于：所述两个履带轮分别安装在车体的两侧，所述下固定爪固定安装在车体上，所述第一步进电机固定安装在下固定爪上，所述下支架固定安装在第一步进电机的轴上；所述下曲柄下端铰接在下支架顶端，所述上曲柄底部与下曲柄顶部铰接，所述上曲柄顶端与上支架低端铰接，所述第一液压缸下端铰接在下支架后端，其上端铰接在下曲柄背部中上部，所述第二液压缸下端铰接在下曲柄腹部中下部，其上端铰接在上曲柄腹部中上部，所述第三液压缸下端铰接在上支架后部，其上端铰接在上曲柄背部中下部；所述第二步进电机固定安装在上支架上，所述上固定爪固定安装在第二步进电机的轴上，所述顶盘固定安装在上固定爪上；

所述顶盘在上部设有第一内齿轮，在第一内齿轮下方设有第一槽口，所述旋转环上部设有第二内齿轮，在第二内齿轮下方设有第二槽口，在旋转环底部右边安装有第一固定杆，在第一固定杆底部转动安装有第一滑轮，所述第三步进电机安装在旋转环底部且位于第一固定杆的右边，所述第一齿轮固定安装在第三步进电机的轴上，所述第二滑轮转动安装在第一齿轮底端，所述第一齿轮与第一内齿轮啮合，所述第一滑轮、第二滑轮配合安装在第一槽口内；

所述链锯组件包括第二固定杆、第三滑轮、链锯、第四步进电机、第二齿轮、第四滑轮，所述第二固定杆固定安装在链锯的底部，所述第三滑轮转动安装在第二固定杆的底端，所述第四步进电机固定安装在链锯的底部，并位于第二固定杆的右端，所述第二齿轮固定安装在第四步进电机的轴上，所述第四滑轮转动安装在第二齿轮底部，所述第二齿轮与第二内齿轮啮合，所述第三滑轮、第四滑轮配合安装在第二槽口内；

所述下固定爪包括下固定爪主架、两个第四液压缸、第一滚轮、两个下爪，所述上固定爪包括上固定爪主架、两个第五液压缸、第二滚轮、两个上爪，所述下固定爪和上固定爪具有相同结构， 所述两个下爪底部分别铰接在下固定爪主架两侧，所述两个第四液压缸下端分别铰接在下固定爪主架两侧，其上端分别铰接在两个下爪中部。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：本发明结构紧凑、体积小巧、自动化程度高，适合在城市道路、居民小区等空间狭小的区域中运转，能够安全高效的对树木进行修枝工作，大大减轻了工人的劳动强度。

附图说明

图1为本发明的整体装配立体结构示意图。

图2为本发明下固定爪的立体结构示意图。

图3为本发明上固定爪的立体结构示意图。

图4为本发明底盘的立体结构示意图。

图5为本发明旋转环的立体结构示意图。

图6为本发明链锯组件的立体结构示意图。

附图标号：1-履带轮；2-车体；3-下固定爪；4-第一步进电机；5-下支架；6-第一液压缸；7-下曲柄；8-第二液压缸；9-上曲柄；10-第三液压缸；11-上支架；12-第二步进电机；13-上固定爪；14-顶盘； 15-旋转环；16-链锯组件；301-下固定爪主架；302-第四液压缸；303-第一滚轮；304-下爪；1301-上固定爪主架；1302-第五液压缸；1303-第二滚轮；1304-上爪；1401-第一内齿轮；1402-第一槽口；1501-第二内齿轮；1502-第二槽口；1503-第一固定杆；1504-第一滑轮；1505-第三步进电机；1506-第一齿轮；1507-第二滑轮；1601-第二固定杆；1602-第三滑轮；1603-链锯；1604-第四步进电机；1605-第二齿轮；1606-第四滑轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种智能树木攀爬修枝机器人，包括两个履带轮1、车体2、下固定爪3、第一步进电机4、下支架5、第一液压缸6、下曲柄7、第二液压缸8、上曲柄9、第三液压缸10、上支架11、第二步进电机12、上固定爪13、顶盘14、旋转环15、链锯组件16，其特征在于：所述两个履带轮1分别安装在车体2的两侧，所述下固定爪3固定安装在车体2上，所述第一步进电机4固定安装在下固定爪3上，所述下支架5固定安装在第一步进电机4的轴上；所述下曲柄7下端铰接在下支架5顶端，所述上曲柄9底部与下曲柄7顶部铰接，所述上曲柄9顶端与上支架11低端铰接，所述第一液压缸6下端铰接在下支架5后端，其上端铰接在下曲柄7背部中上部，所述第二液压缸8下端铰接在下曲柄7腹部中下部，其上端铰接在上曲柄9腹部中上部，所述第三液压缸10下端铰接在上支架11后部，其上端铰接在上曲柄9背部中下部；所述第二步进电机12固定安装在上支架11上，所述上固定爪13固定安装在第二步进电机12的轴上，所述顶盘14固定安装在上固定爪13上；

所述顶盘14在上部设有第一内齿轮1401，在第一内齿轮1401下方设有第一槽口1402，所述旋转环15上部设有第二内齿轮1501，在第二内齿轮1501下方设有第二槽口1502，在旋转环15底部右边安装有第一固定杆1503，在第一固定杆1503底部转动安装有第一滑轮1504，所述第三步进电机1505安装在旋转环15底部且位于第一固定杆1503的右边，所述第一齿轮1506固定安装在第三步进电机1505的轴上，所述第二滑轮1507转动安装在第一齿轮1506底端，所述第一齿轮1506与第一内齿轮1401啮合，所述第一滑轮1504、第二滑轮1507配合安装在第一槽口1402内；

所述链锯组件16包括第二固定杆1601、第三滑轮1602、链锯1603、第四步进电机1604、第二齿轮1605、第四滑轮1606，所述第二固定杆1601固定安装在链锯1603的底部，所述第三滑轮1602转动安装在第二固定杆1601的底端，所述第四步进电机1604固定安装在链锯1603的底部，并位于第二固定杆1601的右端，所述第二齿轮1605固定安装在第四步进电机1604的轴上，所述第四滑轮1606转动安装在第二齿轮1605底部，所述第二齿轮1605与第二内齿轮1501啮合，所述第三滑轮1602、第四滑轮1606配合安装在第二槽口1502内；

所述下固定爪3包括下固定爪主架301、两个第四液压缸302、第一滚轮303、两个下爪304，所述上固定爪13包括上固定爪主架1301、两个第五液压缸1302、第二滚轮1303、两个上爪1304，所述下固定爪3和上固定爪13具有相同结构， 所述两个下爪304底部分别铰接在下固定爪主架301两侧，所述两个第四液压缸302下端分别铰接在下固定爪主架301两侧，其上端分别铰接在两个下爪304中部。

本发明工作原理为：两个履带轮2工作，使机器人行至树木前方，然后下固定爪3工作抱紧树木，然后第一液压缸6、第二液压缸8、第三液压缸10工作，使上曲柄9和下曲柄7展开，将上半部分抬高，然后上固定爪13工作，抱紧树木，然后下固定爪3工作，松开树木，循环上述步骤本发明实现爬树的工作，当链锯组件16距离待修树枝合适位置时，第二步进电机12工作，调整链锯组件16的位置，然后链锯组件16、旋转环15工作，对待修枝进行修理，重复以上步骤，对树木进行修枝工作。

Claims (2)

1.一种智能大型钢板自动打孔机器人，包括底座（1）、四个行走轮（2）、转头动力部分（3）、两个导航摄像机（4）、第一舵机底座（5）、第一舵机（6）、导航摄像机固定板（7）、第一转头部分（8）、第二转头部分（9）、第三转头部分（10），其特征在于：所述的四个行走轮（2）的伸缩套筒固定座（201）内侧面固定安装在底座（1）的行走轮固定座（112）上，所述的转头动力部分（3）的滑块（309）滑动安装在底座（1）的导轨（102）里，所述的第一转头部分（8）、第二转头部分（9）和第三转头部分（10）分别安装在三个转头安装孔（111）里面；

所述的底座（1）包括底板（101），底板（101）是个长方形的板子，在其左右两侧各设有两个行走轮固定座（112），在其上面设有两条互相平行的水平导轨（102），在导轨（102）内侧设有两条齿条（103）；在底板（101）中间位置设有三个沿底板长度方向并列安装的转头安装孔（111），在底板（101）前面设有一个长方形板子，所述的第一舵机底座（5）固定安装在底板（101）前面的长方形板子上，所述的第一舵机（6）竖直向上放置，其底端固定安装在第一舵机底座（5）里，其电机轴与导航摄像机固定板（7）固定连接，所述的两个导航摄像机（4）固定安装在导航摄像机固定板（7）上；在底板（101）下面的左面位置设有三个沿底板长度方向并列安装的润滑液喷出头固定座（104），在润滑液喷出头固定座（104）的斜面上固定安装有润滑液喷出头（105）；所述的第一半圆弧固定架（106）的前端是一个半圆形的圆弧，该圆弧与对应的转头安装孔（111）同心，该圆弧后部固定在底板（101）下方；在三个转头安装孔（111）下方各设有一个第一半圆弧固定架（106），在第一半圆弧固定架（106）圆弧左右两边缘处各设有一个支撑板，在支撑板上各设有一个圆孔，在圆弧中间位置设有一个支撑架，所述的支撑架固定安装在底板（101）下面；在底板（101）下面的右面位置设有三个第一液压缸固定座（107），所述的第一液压缸（108）缸体后端固定安装在第一液压缸固定座（107）上，其活塞杆端部与第二半圆弧固定架（109）的支撑板固定连接，第二半圆弧固定架（109）的另一个支撑板上的定位柱（110）滑动安装在第一液压缸固定座（107）另一个支撑板上的圆孔里；

所述的行走轮（2）包括伸缩套筒固定座（201）、伸缩套筒（202）、第二液压缸（203）、第二舵机（204）、,第二舵机固定座（205）、连接柱（206）、连接柱底板（207）、探测摄像头固定座（208）、探测摄像头（209）、五个第三液压缸（210）、第一并联机构座（211）、轮子支座（212）、轮子轴（213）、轮子（214）、步进电机（215）、步进电机固定座（216）、第二并联机构座（217）、伸缩杆（218），所述的伸缩套筒固定座（201）右端固定安在行走轮固定座（112）上，所述的伸缩套筒（202）一端固定安装在伸缩套筒固定座（201）左面上，伸缩杆（218）滑动安装在伸缩套筒（202）的另一端孔里，所述的第二液压缸（203）缸体后端固定安装在伸缩套筒（202）上面的支架上，其活塞杆端部与第二舵机固定座（205）的一侧固定连接，所述的第二舵机固定座（205）固定安装在伸缩杆（218）上面；所述的第二舵机（204）竖直向下放置，其右侧面固定安装在第二舵机固定座（205）的左面，其电机轴穿过伸缩杆（218）上面的孔固定安装在连接柱（206）上端面，所述的连接柱（206）下端面固定安装在连接柱底板（207）上端面；所述的探测摄像头固定座 （208）固定安装在连接柱底板（207）的左面，所述的探测摄像头（209）固定安装在探测摄像头固定座 （208）下面；所述的第一并联机构座（211）和第二并联机构座（217）是一个正五边形的板子，所述的五个第三液压缸（210）活塞杆端部分别与第一并联机构座（211）通过球铰连接，其缸体后端部与第二并联机构座（217）通过通过球铰连接；所述的第二并联机构座（217）上端面与连接柱底板（207）固定连接，第一并联机构座（211）与轮子支座（212）固定连接；所述的轮子轴（213）转动安装在轮子支座（212）上面的孔里，轮子（214）固定安装在轮子轴（213）上，所述的步进电机（215）水平放置，其侧面固定安装在步进电机固定座（216）下面，其电机轴通过联轴器与轮子轴（213）右端面固定连接，所述的步进电机固定座（216）左侧固定安装在轮子支座（212）右侧面；

所述的转头动力部分（3）包括第四液压缸顶板（301）、第一伺服电机（302）、四个第四液压缸（303）、两个第二伺服电机固定座（304）、套筒（305）、两个第二伺服电机（306）、两个齿轮（307）、两个第二伺服电机固定板（308）、两个滑块（309），所述的第二伺服电机固定板（308）是一个长方形的板子，在其下面设有一个滑块（309），所述的滑块（309）滑动安装在导轨（102）里；所述的第二伺服电机固定座（304）固定安装在第二伺服电机固定板（308）上面，所述的第二伺服电机（306）水平放置，其固定安装在第二伺服电机固定座（304）里，其电机轴与齿轮（307）固定连接，齿轮（307）与齿条（103）相互啮合；所述的四个第四液压缸（303）竖直向上放置并且对称在第四液压缸顶板（301）两侧，其缸体后端分别固定安装在两个第二伺服电机固定座（304）上面，其活塞杆端部与第四液压缸顶板（301）底面固定连接；所述的第一伺服电机（302）竖直向下放置，其固定安装在第四液压缸顶板（301）上面的孔里，其电机轴与套筒（305）固定连接，所述套筒（305）底部有一个正六边形孔；

所述的第三转头部分（10）包括固定块（1001）、转动轴（1002）、转头套筒（1003）、转头安装头（1004）、钻头（1005），所述的转动轴（1002）是一个圆形轴，在其上面设有固定块（1001），所述的固定块（1001）是一个正六边形凸起块，所述的固定块（1001）插在套筒（305）的六边形孔里；所述的在转头套筒（1003）内部设有轴承，轴承内环与转动轴（1002）固定连接，所述的转头安装头（1004）固定安装在转动轴（1002）下端面，所述的钻头（1005）固定安装在转头安装头（1004）上面。

2.根据权利要求1所述的一种智能大型钢板自动打孔机器人，其特征在于：通过润滑液喷出头（105）喷出润滑液来冷却钻头（1005）。