CN107538573A - 一种智能伐木去枝切段机器人 - Google Patents

Abstract

一种智能伐木去枝切段机器人，包括四个履带轮、旋转组件、四个底座、四个第一步进电机、四个齿轮、四个伸缩支柱、两个支撑板、两个第一支柱、两个第一电缸、两个第一链锯、第二支柱、两个夹持组件、两个第二电缸、两个切段组件、运转组件、第三电缸、第二步进电机、第四电缸、第一滑动座、第一丝杠、第一轨道、第三步进电机、第三支柱，本发明具有以下优点：本发明高度可调，从而可以调整切段的长度；通过将树木包括起来进行修枝、切段，通过树木的旋转以及链锯的配合达到修枝的目的，大大减小了占地空间，有利于在种植较密的林中工作。

Description

一种智能伐木去枝切段机器人

技术领域

本发明涉及林木业机械设备技术领域，特别涉及一种智能伐木去枝切段机器人。

背景技术

我国每年对木材的需求量非常大，但是我国的林木业伐木机械发展缓慢，很多地区仍需要大量的伐木工人手持链锯进行伐木，不仅效率低下，而且伐倒的树木容易砸伤工人。目前市场上的伐木机械实用性不强、只能适用于特定直径和高度的树木，而且其安全性不高，危险性较高，另外，目前的机械设备无法很好地处理树干上枝杈的修理工作，甚至仍需要手工处理，不仅效率低下，而且工人的人身安全无法保障。如申请号为201710333511.9的一种高效伐木装置主要包括弧形滑轨，所述弧形滑轨的一端部焊接固定有丝杆座，丝杆座内设贯穿设置的螺孔，其中该螺孔内螺纹连接有丝杆，丝杆的外侧端固定锁紧有手轮，且丝杆的内侧端固定焊接有顶紧头，通过转动手轮，从而实现丝杆的移动，从而带动顶紧头的移；所述顶紧头的右侧正对位置设有压紧块，本发明通过推动推手，使得转轴安装架以及燃油马达安装架在滑动安装架的滑动槽内来回滑动，通过主动皮带轮带动从动皮带轮转动，从而实现整个锯片的高速转动，从而实现对树木的切割，同时由于燃油马达安装架可以实现前后滑动，这样使得锯片的前后位置可以实现非常方便的调节。但是它自动化程度远远不够。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种智能伐木去枝切段机器人，包括四个履带轮、旋转组件、四个底座、四个第一步进电机、四个齿轮、四个伸缩支柱、两个支撑板、两个第一支柱、两个第一电缸、两个第一链锯、第二支柱、两个夹持组件、两个第二电缸、两个切段组件、运转组件、第三电缸、第二步进电机、第四电缸、第一滑动座、第一丝杠、第一轨道、第三步进电机、第三支柱，其特征在于：

所述四个底座为矩形筒状，在其前侧面的上端设有矩形孔四个伸缩支柱为矩形柱状，在其前侧面上设有齿型槽，四个伸缩支柱分别滑动安装在四个底座的空腔内，四个第一步进电机分别固定安装在四个底座前侧面的上部，四个齿轮分别固定安装在四个第一步进电机的电机轴上，且四个齿轮分别穿过四个底座前侧面的矩形孔与四个伸缩支柱前侧面上的齿型槽啮合，四个履带轮分别安装在四个底座侧面的下部；

所述两个支撑板为矩形板状，分别固定安装在左右两对的伸缩支柱顶端，两个第一支柱为矩形柱状，分别固定安装在两个支撑板的中部，两个第一电缸底部分别固定安装在两个支撑板之间相对的两个面的上部，两个第一链锯分别竖直向上固定安装在两个第一电缸伸缩杆顶部，两个第二电缸底部分别固定安装在两个支撑板之间相对的两个面的下部，两个夹持组件分别固定安装在两个第二电缸伸缩杆顶端；

所述夹持组件包括第一固定座、两个第七电缸、两个夹板，两个夹板底部分别铰接在第一固定座前端面的两侧，两个第七电缸下端分别铰接在第一固定座的两侧，其伸缩杆顶部分别铰接在两个夹板的上部；

所述两个切段组件中的第二轨道分别水平固定安装在左边两个底座右侧面的下部和左边两个伸缩支柱右侧面的上部，在第二轨道上表面设有前后贯穿的燕尾导轨，第二滑动座通过其底部的燕尾导轨滑动安装在该燕尾导轨中，第六步进电机固定安装在第二轨道的后端，第二丝杠一端通过联轴器与第六步进电机的电机轴固定在一起，另一端通过丝杠支座固定安装在第二轨道的前端，且第二滑动座通过丝杠螺母配合安装在第二丝杠上，第二链锯固定安装在第二滑动座的顶端；

所述第一轨道为长方形板状，在其上表面设有前后贯穿的燕尾导轨，第一滑动座通过其底部的燕尾导轨滑动安装在该燕尾导轨中，第三步进电机固定安装在第一轨道的前端，第一丝杠一端通过联轴器与第三步进电机的电机轴固定在一起，另一端通过丝杠支座固定安装在第一轨道的后端，且第一滑动座通过丝杠螺母配合安装在第一丝杠上，第四电缸底部水平向后固定安装在第一滑动座的后面上，第二步进电机固定安装在第四电缸的伸缩杆顶部，第三电缸底部向上固定安装在第二步进电机的电机轴上，运转组件固定安装在第三电缸伸缩杆顶部；

所述运转组件包括第二固定座、两个第八电缸、两个爪，两个爪底部分别铰接在第二固定座前端面的两侧，两个第八电缸下端分别铰接在第二固定座的两侧，其伸缩杆顶部分别铰接在两个爪的中部；

所述第三支柱为矩形柱状，固定安装在右侧两个底座相对侧面的下部，旋转组件中的第四步进电机水平向后固定安装在第三支柱左侧面的中部，第五电缸底部固定安装在第四步进电机的电机轴上，伸缩缸水平向左固定安装在第五电缸伸缩杆顶部，第五步进电机固定安装在伸缩缸的伸缩杆顶部，圆筒支座为空心圆柱状，其开口向左底部固定安装在第五步进电机的电机轴上，在圆筒支座的侧面上周向均匀向心固定有四个第六电缸，其伸缩杆穿过圆筒支座。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：本发明高度可调，从而可以调整切段的长度；通过将树木包括起来进行修枝、切段，通过树木的旋转以及链锯的配合达到修枝的目的，大大减小了占地空间，有利于在种植较密的的林中工作。

附图说明

图1为本发明整体装配的立体结构示意图。

图2为本发明整体装配另一角度的立体结构示意图。

图3为本发明的夹持组件立体结构示意图。

图4为本发明运转组件的立体结构示意图。

图5为本发明切段组件的立体结构示意图。

图6为本发明旋转组件的立体结构示意图。

附图标号：

1-履带轮；2-旋转组件；3-底座；4-第一步进电机；5-齿轮；6-伸缩支柱；7-支撑板；8-第一支杆；9-第一电缸；10-第一链锯；11-第二支柱；12-夹持组件；13-第二电缸；14-切段组件；15-运转组件；16-第三电缸；17-第二步进电机；18-第四电缸；19-第一滑动座；20-第一丝杠；21-第一轨道；22-第三步进电机；

201-第四步进电机；202-第五电缸；203-伸缩缸；204-第五步进电机；205-圆筒支座；206-第六电缸；

1201-第一固定座；1202-第七电缸；1203-夹板；

1401-第六步进电机；1402-第二轨道；1403-第二滑动座；1404-第二丝杠；1405-第二链锯；

1501-第二固定座；1502-第八电缸；1503-爪。

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所示的一种智能伐木去枝切段机器人，包括四个履带轮1、旋转组件2、四个底座3、四个第一步进电机4、四个齿轮5、四个伸缩支柱6、两个支撑板7、两个第一支柱8、两个第一电缸9、两个第一链锯10、第二支柱11、两个夹持组件12、两个第二电缸13、两个切段组件14、运转组件15、第三电缸16、第二步进电机17、第四电缸18、第一滑动座19、第一丝杠20、第一轨道21、第三步进电机22、第三支柱23，其特征在于：

所述四个底座3为矩形筒状，在其前侧面的上端设有矩形孔四个伸缩支柱6为矩形柱状，在其前侧面上设有齿型槽，四个伸缩支柱6分别滑动安装在四个底座3的空腔内，四个第一步进电机4分别固定安装在四个底座3前侧面的上部，四个齿轮5分别固定安装在四个第一步进电机4的电机轴上，且四个齿轮5分别穿过四个底座3前侧面的矩形孔与四个伸缩支柱6前侧面上的齿型槽啮合，四个履带轮1分别安装在四个底座3侧面的下部；

所述两个支撑板7为矩形板状，分别固定安装在左右两对的伸缩支柱6顶端，两个第一支柱8为矩形柱状，分别固定安装在两个支撑板7的中部，两个第一电缸9底部分别固定安装在两个支撑板7之间相对的两个面的上部，两个第一链锯10分别竖直向上固定安装在两个第一电缸9伸缩杆顶部，两个第二电缸13底部分别固定安装在两个支撑板7之间相对的两个面的下部，两个夹持组件12分别固定安装在两个第二电缸13伸缩杆顶端；

所述夹持组件12包括第一固定座1201、两个第七电缸1202、两个夹板1203，两个夹板1203底部分别铰接在第一固定座1201前端面的两侧，两个第七电缸1202下端分别铰接在第一固定座1201的两侧，其伸缩杆顶部分别铰接在两个夹板1203的上部；

所述两个切段组件14中的第二轨道1402分别水平固定安装在左边两个底座3右侧面的下部和左边两个伸缩支柱6右侧面的上部，在第二轨道1402上表面设有前后贯穿的燕尾导轨，第二滑动座1403通过其底部的燕尾导轨滑动安装在该燕尾导轨中，第六步进电机1401固定安装在第二轨道1402的后端，第二丝杠1404一端通过联轴器与第六步进电机1401的电机轴固定在一起，另一端通过丝杠支座固定安装在第二轨道1402的前端，且第二滑动座1403通过丝杠螺母配合安装在第二丝杠1404上，第二链锯1405固定安装在第二滑动座1403的顶端；

所述第一轨道21为长方形板状，在其上表面设有前后贯穿的燕尾导轨，第一滑动座19通过其底部的燕尾导轨滑动安装在该燕尾导轨中，第三步进电机22固定安装在第一轨道21的前端，第一丝杠20一端通过联轴器与第三步进电机22的电机轴固定在一起，另一端通过丝杠支座固定安装在第一轨道21的后端，且第一滑动座19通过丝杠螺母配合安装在第一丝杠20上，第四电缸18底部水平向后固定安装在第一滑动座19的后面上，第二步进电机17固定安装在第四电缸18的伸缩杆顶部，第三电缸16底部向上固定安装在第二步进电机17的电机轴上，运转组件15固定安装在第三电缸16伸缩杆顶部；

所述运转组件15包括第二固定座1501、两个第八电缸1502、两个爪1503，两个爪1503底部分别铰接在第二固定座1501前端面的两侧，两个第八电缸1502下端分别铰接在第二固定座1501的两侧，其伸缩杆顶部分别铰接在两个爪1503的中部；

所述第三支柱23为矩形柱状，固定安装在右侧两个底座3相对侧面的下部，旋转组件2中的第四步进电机201水平向后固定安装在第三支柱23左侧面的中部，第五电缸202底部固定安装在第四步进电机201的电机轴上，伸缩缸203水平向左固定安装在第五电缸202伸缩杆顶部，第五步进电机204固定安装在伸缩缸203的伸缩杆顶部，圆筒支座205为空心圆柱状，其开口向左底部固定安装在第五步进电机204的电机轴上，在圆筒支座205的侧面上周向均匀向心固定有四个第六电缸206，其伸缩杆穿过圆筒支座205。

本发明工作原理为：本发明在使用前，将两个切段组件14的链锯移至后端，运转组件15调整为竖直状态，然后履带轮1工作，使树木位于本发明两个夹持组件12之间，然后两个第二电缸13、两个夹持组件12工作，夹紧树木，然后第二步进电机17使运转组件15抱住树木，并夹紧，然后两个切段组件14工作，将树木底部切段，然后第三步进电机22、第四电缸18工作，将树段运至本发明后部取出，然后第四步进电机201、第五电缸202工作，使圆筒支座205位于树木正下方，然后伸缩缸203伸展，四个第六电缸206夹紧树木，然后两个夹持组件12适当松开树木，不至于树木脱落，然后第五步进电机204、伸缩缸203工作，使树木边旋转边下降，同时第一电缸9、第一链锯10工作，将树木周围枝叶去除，然后继续重复以上切段步骤，完成树木的修枝切段工作。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二”“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

Claims (2)

1.一种智能伐木去枝切段机器人，包括四个履带轮（1）、旋转组件（2）、四个底座（3）、四个第一步进电机（4）、四个齿轮（5）、四个伸缩支柱（6）、两个支撑板（7）、两个第一支柱（8）、两个第一电缸（9）、两个第一链锯（10）、第二支柱（11）、两个夹持组件（12）、两个第二电缸（13）、两个切段组件（14）、运转组件（15）、第三电缸（16）、第二步进电机（17）、第四电缸（18）、第一滑动座（19）、第一丝杠（20）、第一轨道（21）、第三步进电机（22）、第三支柱（23），其特征在于：

所述四个底座（3）为矩形筒状，在其前侧面的上端设有矩形孔四个伸缩支柱（6）为矩形柱状，在其前侧面上设有齿型槽，四个伸缩支柱（6）分别滑动安装在四个底座（3）的空腔内，四个第一步进电机（4）分别固定安装在四个底座（3）前侧面的上部，四个齿轮（5）分别固定安装在四个第一步进电机（4）的电机轴上，且四个齿轮（5）分别穿过四个底座（3）前侧面的矩形孔与四个伸缩支柱（6）前侧面上的齿型槽啮合，四个履带轮（1）分别安装在四个底座（3）侧面的下部；

所述两个支撑板（7）为矩形板状，分别固定安装在左右两对的伸缩支柱（6）顶端，两个第一支柱（8）为矩形柱状，分别固定安装在两个支撑板（7）的中部，两个第一电缸（9）底部分别固定安装在两个支撑板（7）之间相对的两个面的上部，两个第一链锯（10）分别竖直向上固定安装在两个第一电缸（9）伸缩杆顶部，两个第二电缸（13）底部分别固定安装在两个支撑板（7）之间相对的两个面的下部，两个夹持组件（12）分别固定安装在两个第二电缸（13）伸缩杆顶端；

所述夹持组件（12）包括第一固定座（1201）、两个第七电缸（1202）、两个夹板（1203），两个夹板（1203）底部分别铰接在第一固定座（1201）前端面的两侧，两个第七电缸（1202）下端分别铰接在第一固定座（1201）的两侧，其伸缩杆顶部分别铰接在两个夹板（1203）的上部；

所述两个切段组件（14）中的第二轨道（1402）分别水平固定安装在左边两个底座（3）右侧面的下部和左边两个伸缩支柱（6）右侧面的上部，在第二轨道（1402）上表面设有前后贯穿的燕尾导轨，第二滑动座（1403）通过其底部的燕尾导轨滑动安装在该燕尾导轨中，第六步进电机（1401）固定安装在第二轨道（1402）的后端，第二丝杠（1404）一端通过联轴器与第六步进电机（1401）的电机轴固定在一起，另一端通过丝杠支座固定安装在第二轨道（1402）的前端，且第二滑动座（1403）通过丝杠螺母配合安装在第二丝杠（1404）上，第二链锯（1405）固定安装在第二滑动座（1403）的顶端；

所述第一轨道（21）为长方形板状，在其上表面设有前后贯穿的燕尾导轨，第一滑动座（19）通过其底部的燕尾导轨滑动安装在该燕尾导轨中，第三步进电机（22）固定安装在第一轨道（21）的前端，第一丝杠（20）一端通过联轴器与第三步进电机（22）的电机轴固定在一起，另一端通过丝杠支座固定安装在第一轨道（21）的后端，且第一滑动座（19）通过丝杠螺母配合安装在第一丝杠（20）上，第四电缸（18）底部水平向后固定安装在第一滑动座（19）的后面上，第二步进电机（17）固定安装在第四电缸（18）的伸缩杆顶部，第三电缸（16）底部向上固定安装在第二步进电机（17）的电机轴上，运转组件（15）固定安装在第三电缸（16）伸缩杆顶部；

所述运转组件（15）包括第二固定座（1501）、两个第八电缸（1502）、两个爪（1503），两个爪（1503）底部分别铰接在第二固定座（1501）前端面的两侧，两个第八电缸（1502）下端分别铰接在第二固定座（1501）的两侧，其伸缩杆顶部分别铰接在两个爪（1503）的中部。

2.根据权利要求1所述的一种智能伐木去枝切段机器人，其特征在于：所述第三支柱（23）为矩形柱状，固定安装在右侧两个底座（3）相对侧面的下部，旋转组件（2）中的第四步进电机（201）水平向后固定安装在第三支柱（23）左侧面的中部，第四步进电机（202）底部固定安装在第四步进电机（201）的电机轴上，伸缩缸（203）水平向左固定安装在第四步进电机（202）伸缩杆顶部，第五步进电机（204）固定安装在伸缩缸（203）的伸缩杆顶部，圆筒支座（205）为空心圆柱状，其开口向左底部固定安装在第五步进电机（204）的电机轴上，在圆筒支座（205）的侧面上周向均匀向心固定有四个第六电缸（206），其伸缩杆穿过圆筒支座（205）。