CN108466282A - 一种多用途绿化养护机械装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多用途绿化养护机械装置。该装置配置有不同功能的工作配件头，根据不同工作项目需求灵活更换模块化设计的工作配件头，能够实现绿篱造型修剪、草坪修剪、农药喷洒、广告牌清洗、护栏清洗、地面清洗、树枝修剪等功能，一机多用，降低了使用成本，提高了工作效率；拥有三级机械臂和两组旋转平台以及一组滑动平台，因此具备更大的工作半径和更为多样的工作姿态，同时本装置三级机械手臂等可以折叠，拥有小巧的初始状态体积，减少了设备占用空间，运输更为方便，满足了跨区域作业时的便捷运输的需求；且全液压驱动，极大的避免了工作时产生的噪音，可与轻型卡车、大型农用拖拉机等不同种类的载运工具进行适配安装，提高了产品的实用性。

Description

一种多用途绿化养护机械装置

技术领域

本发明属于环卫绿化养护技术领域，具体涉及一种多用途绿化养护机械装置。

背景技术

随着中国城市化水平稳步提高，保护和治理城市环境、扩大绿化面积，成为各大城市可持续发展所面临的首要问题。绿化养护作业主要包括：(1)绿化带植被造型修剪；(2)路边杂草、灌木丛修剪；(3)草坪修理；(4)路边景观树枝叶修剪；(5)农药喷洒等内容。由于绿化植被设计的丰富多样性，城市绿化养护作业面临的是多个作业项目互相组合的内容。目前国内普遍采用的是环卫工人手持简单的绿化养护设备逐项处理的方式，其使用的设备大体分为电机、单缸汽油机驱动两种方式。需要大量的劳动力才能满足季度性养护任务要求，修剪效率低下而且容易产生大量的噪音，对环境造成污染。

目前市场上普遍使用的绿化养护设备主要有：(1)背负式割草机通过软轴传动，由手持长柄控制杂草修剪范围，割幅一般在1.5～2米之间，其发动机功率一般为0.75～1.2千瓦；(2)手推式割草机以单缸汽油机作为动力，行走机构采用手推车架。汽油机转动带动长轴，长轴转动传递到弧形齿轮，两个呈角度的弧形齿轮改变转动的方向，最后转动传递到割草装置，割草装置通过安装在轴上的个刀盘带动割刀旋转完成割草作业；(3)手提式绿篱机以手提的方式进行作业，通过双手把握手柄控制油门开关使机器运行，根据绿篱植被的品种不同又分为单刀、双刀、粗牙、细牙等不同刀头，通过双手协作调节实现对不同平面的修剪，如球型、圆锥型等特殊造型的绿篱修剪任务。

由于手持绿化养护设备的功能较为单一，而且需要大量人力操作。在处理城市飞速发展所带来的绿化面积的极速增加及绿化植被的多样化等问题时，传统的绿化养护作业方式已经不能够很好的满足其需求。因此我们迫切需要一种集多种用途于一体的绿化养护机械装置，以提高工作效率和质量，同时降低对周围环境的影响。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明设计了一种自动化操控、纯液压驱动的多用途绿化养护机械装置，填补现有技术的空白，克服传统绿化养护工具机械化低、工作效率低下、适用范围较为局限等不足。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种多用途绿化养护机械装置，包括滑轨支撑平台2、滑车5、滑车驱动机构3、机械臂旋转底座、机械臂旋转驱动机构4、机械臂、配件头二自由度旋转机构、工作配件头16，其中：

滑轨支撑平台2前侧设有滑轨，滑车5安装在滑轨支撑平台2前端滑轨处，滑轨与滑车5滑动装配，滑轨支撑平台2内测设有滑车驱动机构3的安装孔位，用于安装滑车驱动机构3，滑车驱动机构3安装于滑轨支撑平台2和滑车5之间，用于驱动滑车5在滑轨上做线性位移；

滑车5前侧设置有机械臂旋转底座安装孔位，用于安装机械臂旋转底座，滑车5后侧设置有机械臂旋转驱动机构4的安装孔位，用于安装机械臂旋转驱动机构4；

机械臂旋转底座分为上下两个部分，机械臂旋转底座上部分7用于安装机械臂，机械臂旋转底座下部分6安装于滑车5前端设置的机械臂旋转底座安装孔位上；

机械臂旋转驱动机构4安装于滑车5后侧设置的机械臂旋转驱动机构4的安装孔位上，与机械臂旋转底座下半部分6进行装配，用于驱动机械臂围绕机械臂旋转底座在水平方向上的单自由度旋转；

进一步地，所述的机械臂围绕机械臂旋转底座在水平方向上的单自由度旋转角度为0°～255°；

进一步地，所述的滑车驱动机构3和机械臂旋转驱动机构4采用液压马达。

机械臂能够伸缩及折叠，机械臂铰接安装在机械臂旋转底座上部分7上，机械臂的自由端通过配件头二自由度旋转机构连接工作配件头16，配件头二自由度旋转机构使工作配件头16能够实现水平及垂直方向的自由转动；

工作配件头16为多个不同功能的工作配件头，根据不同工作项目需求灵活更换使用，工作配件头16采用工作配件头驱动液压马达18驱动。

进一步地，所述的工作配件头16包括单刀、双刀、粗牙或细牙不同型号的绿篱修剪刀头，草皮粉碎工作头，树枝修剪工作头，广告牌清洗工作头，护栏清洗工作头，地面清洗工作头，农药喷头和抓举机械爪。

进一步地，所述的机械臂包括三组机械单臂和三组机械臂驱动液压缸，分别为一级机械臂9、二级机械臂12、三级机械臂15、一级机械臂驱动液压缸8、二级机械臂驱动液压缸10、三级机械臂驱动液压缸13；

所述一级机械臂9一端铰接安装于机械臂旋转底座上部分7上，另一端与二级机械臂12铰接，一级机械臂驱动液压缸采用铰接方式安装于一级机械臂9与机械臂旋转底座上部分7之间，用于驱动一级机械臂9围绕一级机械臂9与机械臂安装底座上半部分7的铰接轴在垂直方向上单自由度旋转；

进一步地，所述的一级机械臂9围绕一级机械臂9与机械臂安装底座上半部分7的铰接轴在垂直方向上的单自由度旋转角度为0°～90°。

所述二级机械臂12两端分别铰接一级机械臂9和三级机械臂15，二级机械臂驱动液压缸10通过第一连杆机构11铰接安装于二级机械臂12与一级机械臂9之间，用于驱动二级机械臂12围绕一级机械臂9与二级机械臂12的铰接轴在垂直方向上单自由度旋转；

进一步地，所述的二级机械臂12围绕一级机械臂9与二级机械臂12的铰接轴在垂直方向上单自由度旋转角度为0°～200°。

所述三级机械臂15一端铰接二级机械臂12，另一端安装配件头二自由度旋转机构，三级机械臂驱动液压缸13通过第二连杆机构14铰接安装于三级机械臂15与二级机械臂12之间，用于驱动三级机械臂15围绕二级机械臂12与三级机械臂15的铰接轴在垂直方向上单自由度旋转。

进一步地，所述的三级机械臂15围绕二级机械臂12与三级机械臂15的铰接轴在垂方向上的单自由度旋转角度范围为0°～180°。

进一步地，所述的配件头二自由度旋转机构由第一液压马达19、第二液压马达17和安装底座20构成，第一液压马达19、第二液压马达17和安装底座20能够根据实际需要灵活拆装组装，安装底座20可任意安装在第一液压马达19或第二液压马达17上，安装底座20上安装工作配件头16，通过安装在三级机械臂15末端的第一液压马达19驱动工作配件头16在三组机械臂所在平面内的转动，通过安装在第一液压马达19输出轴盘上的第二液压马达17驱动工作配件头16在垂直于三组机械臂所在平面的平面内转动，最终实现复杂工况的处理需求。

进一步地，所述的工作配件头16配置有与配件头二自由度旋转机构相同标准的安装底座20，以实现工作配件头16能够任意选择安装在第一液压马达19或第二液压马达17上，满足不同工作项目要求旋转的自由度需要。

进一步地，所述的机械臂旋转底座上部分7和机械臂旋转底座下部分6之间通过螺栓联接的方式装配。

进一步地，所述的滑轨支撑平台2的后侧设置有吊座1，多用途绿化养护机械装置通过吊座1与相应的轻型卡车、农用拖拉机、叉车等载运车辆连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)配置有不同功能的工作配件头，根据不同工作项目需求灵活更换相应功能的工作配件头，通过更换模块化设计的工作配件头，可以解决在复杂的作业项目下需要快速更换不同的修剪刀具的问题，能够实现绿篱造型修剪、草坪修剪、农药喷洒、广告牌清洗、护栏清洗、地面清洗、树枝修剪等功能，实现一机多用，有效降低了使用成本，提高了工作效率；

(2)拥有三级机械臂和两组旋转平台以及一组滑动平台，因此具备更大的工作半径和更为多样的工作姿态，以适应不同的作业项目；同时本装置三级机械手臂等可以折叠，拥有小巧的初始状态体积，转场运输更为方便；

(3)多自由度运转，灵活的收放设计，增加了该装置的工作范围，同时减少了设备占用的空间，满足了跨区域作业时的便捷运输的需求；

(4)全液压驱动，极大的避免了工作时产生的噪音；

(5)可与不同种类的载运工具进行适配安装，如轻型卡车、大型农用拖拉机、叉车、中型装载机、中型挖掘机等提高了产品的实用性，降低了使用成本。

基于以上理由，本发明具有非常高的环卫绿化养护领域推广使用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中多用途绿化养护机械装置初始折叠状态的结构示意图；

图2为图1展开状态的主视图；

图3为图2的侧视图；

图4为图2的俯视图；

图中：1吊座，2滑轨支撑平台，3滑车驱动机构，4机械臂旋转驱动机构，5滑车，6机械臂旋转底座下半部分，7机械臂旋转底座上半部分，8一级机械臂驱动液压缸，9一级机械臂，10二级机械臂驱动液压缸，11第一连杆机构，12二级机械臂，13三级机械臂驱动液压缸，14第二连杆机构，15三级机械臂，16工作配件头，17第二液压马达，18工作配件头驱动液压马达，19第一液压马达，20安装底座。

具体实施方式

下面结合实例对本发明的技术方案作进一步具体说明。

实施例1

如图1至图4所示，一种多用途绿化养护机械装置，包括滑轨支撑平台2、滑车5、滑车驱动机构3、机械臂旋转底座、机械臂旋转驱动机构4、机械臂、配件头二自由度旋转机构、工作配件头16，其中：

滑轨支撑平台2的后侧设置有两个吊座1，多用途绿化养护机械装置通过吊座1与相应的轻型卡车、农用拖拉机、叉车等载运车辆连接；滑轨支撑平台2前侧设有滑轨，滑车5安装在滑轨支撑平台2前端滑轨处，滑轨与滑车5滑动装配，滑轨支撑平台2内测设有滑车驱动机构3的安装孔位，用于安装滑车驱动机构3，滑车驱动机构3安装于滑轨支撑平台2和滑车5之间，所述的滑车驱动机构3包括液压马达、液压马达安装底座、联轴器、滚珠丝杠副、滚珠丝杠安装底座和滚珠螺母安装底座，液压马达安装底座将液压马达固定在滑轨支撑平台2内部预设的液压马达安装底座安装孔位处，通过螺纹副进行装配，滚珠丝杠安装底座分别固定滚珠丝杠两端并通过螺纹副将滚珠丝杠装配在滑轨支撑平台2内部预设的滚珠丝杠安装底座安装孔位处，所述滚珠螺母安装底座将滚珠螺母装配在滑车5内测预留的滚珠螺母安装底座安装孔位处，通过联轴器将滚珠丝杠与液压马达动力输出轴联接可以实现将液压马达的转动转换为滑车5在滑轨上线性移动。

滑车5前侧设置有机械臂旋转底座安装孔位，机械臂旋转底座分为上下两个部分，机械臂旋转底座上部分7用于安装一级机械臂9和一级机械臂驱动液压缸8，机械臂旋转底座下部分6安装于滑车5前端设置的机械臂旋转底座安装孔位上，机械臂旋转底座上部分7和机械臂旋转底座下部分6之间通过螺栓联接的方式装配；滑车5后侧设置有机械臂旋转驱动机构4的安装孔位，用于安装机械臂旋转驱动机构4；机械臂旋转驱动机构4包括液压马达、齿轮组、液压马达安装底座，其中齿轮组的传动比为1:4，小齿轮安装在液压马达输出轴上，大齿轮安装在机械臂旋转底座下半部分6轴杆上，并通过齿轮外啮合的联接方式进行装配，所述液压马达安装底座安装在滑车5外侧，机械臂旋转底座下半部分6通过圆锥滚子轴承和止推轴承共同固定在滑车5预留的轴承安装孔位处；机械臂旋转驱动机构4驱动一级机械臂9围绕机械臂旋转底座下半部分6轴杆在水平方向上进行0°～255°的单自由度旋转。

机械臂包括三组机械单臂和三组机械臂驱动液压缸，分别为一级机械臂9、二级机械臂12、三级机械臂15、一级机械臂驱动液压缸8、二级机械臂驱动液压缸10、三级机械臂驱动液压缸13；所述一级机械臂9一端铰接安装于机械臂旋转底座上部分7设置的安装孔位上，另一端与二级机械臂12铰接，一级机械臂驱动液压缸采用铰接方式安装于一级机械臂9与机械臂旋转底座上部分7之间，用于驱动一级机械臂9围绕一级机械臂9与机械臂安装底座上半部分7的铰接轴在垂直方向上进行0°～90°单自由度旋转；所述二级机械臂12两端分别铰接一级机械臂9和三级机械臂15，二级机械臂驱动液压缸10通过第一连杆机构11铰接安装于二级机械臂12与一级机械臂9之间，用于驱动二级机械臂12能够围绕一级机械臂9与二级机械臂12的铰接轴在垂直方向上进行0°～200°单自由度旋转；所述三级机械臂15一端铰接二级机械臂12，另一端安装配件头二自由度旋转机构，三级机械臂驱动液压缸13通过第二连杆机构14铰接安装于三级机械臂15与二级机械臂12之间，用于驱动三级机械臂15围绕二级机械臂12与三级机械臂15的铰接轴在垂直方向上进行0°～180°单自由度旋转。

三级机械臂15的自由端通过配件头二自由度旋转机构连接工作配件头16，配件头二自由度旋转机构使工作配件头16能够实现水平及垂直方向的自由转动；所述的配件头二自由度旋转机构由第一液压马达19、第二液压马达17和安装底座20构成，第一液压马达19、第二液压马达17和安装底座20能够根据实际需要灵活拆装组装，安装底座20可任意安装在第一液压马达19或第二液压马达17上，安装底座20上安装工作配件头16，通过安装在三级机械臂15末端的第一液压马达19驱动工作配件头16在三组机械臂所在平面内的转动，通过安装在第一液压马达19输出轴盘上的第二液压马达17驱动工作配件头16在垂直于三组机械臂所在平面的平面内转动，最终实现复杂工况的处理需求。

工作配件头16为多个不同功能的工作配件头，包括单刀、双刀、粗牙、细牙等不同型号的绿篱修剪刀头，草皮粉碎工作头，树枝修剪工作头，广告牌清洗工作头，护栏清洗工作头，地面清洗工作头，农药喷头和抓举机械爪等，根据不同工作项目需求灵活更换使用，工作配件头16采用工作配件头驱动液压马达18驱动，本实施例中的工作配件头16为草皮粉碎工作头，所述的工作配件头16配置有与配件头二自由度旋转机构相同标准的安装底座20，本实施例中安装底座20的对接盘尺寸相同，并且都拥有八个均匀分布的螺栓孔，其螺栓孔的大小及开设位置均相同，以实现工作配件头16能够任意选择安装在第一液压马达19或第二液压马达17上，满足不同工作项目要求旋转的自由度需要。

本发明为自动化操控、纯液压驱动的多用途绿化养护机械装置，填补现有技术的空白，克服传统绿化养护工具机械化低、工作效率低下、适用范围较为局限等不足。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多用途绿化养护机械装置，其特征在于，包括滑轨支撑平台、滑车、滑车驱动机构、机械臂旋转底座、机械臂旋转驱动机构、机械臂、配件头二自由度旋转机构、工作配件头，其中：

滑轨支撑平台前侧设有滑轨，滑车安装在滑轨支撑平台前端滑轨处，滑轨与滑车滑动装配，滑轨支撑平台内测设有滑车驱动机构的安装孔位，滑车驱动机构采用液压马达，用于安装滑车驱动机构，滑车驱动机构安装于滑轨支撑平台和滑车之间，用于驱动滑车在滑轨上做线性位移；

滑车前侧设置有机械臂旋转底座安装孔位，用于安装机械臂旋转底座，滑车后侧设置有机械臂旋转驱动机构的安装孔位，用于安装机械臂旋转驱动机构；

机械臂旋转底座分为上下两个部分，机械臂旋转底座上部分7用于安装机械臂，机械臂旋转底座下部分安装于滑车前端设置的机械臂旋转底座安装孔位上；

机械臂旋转驱动机构安装于滑车后侧设置的机械臂旋转驱动机构的安装孔位上，机械臂旋转驱动机构采用液压马达，与机械臂旋转底座下半部分进行装配，用于驱动机械臂围绕机械臂旋转底座在水平方向上的单自由度旋转；

机械臂能够伸缩及折叠，机械臂铰接安装在机械臂旋转底座上部分上，机械臂的自由端通过配件头二自由度旋转机构连接工作配件头，配件头二自由度旋转机构使工作配件头能够实现水平及垂直方向的自由转动；

工作配件头为多个不同功能的工作配件头，根据不同工作项目需求灵活更换使用，工作配件头采用工作配件头驱动液压马达驱动。

2.根据权利要求1所述的多用途绿化养护机械装置，其特征在于，所述的机械臂围绕机械臂旋转底座在水平方向上的单自由度旋转角度为0°～255°。

3.根据权利要求1或2所述的多用途绿化养护机械装置，其特征在于，所述的机械臂包括三组机械单臂和三组机械臂驱动液压缸，分别为一级机械臂、二级机械臂、三级机械臂、一级机械臂驱动液压缸、二级机械臂驱动液压缸、三级机械臂驱动液压缸；

所述一级机械臂一端铰接安装于机械臂旋转底座上部分上，另一端与二级机械臂铰接，一级机械臂驱动液压缸采用铰接方式安装于一级机械臂与机械臂旋转底座上部分之间，用于驱动一级机械臂围绕一级机械臂与机械臂安装底座上半部分的铰接轴在垂直方向上单自由度旋转；

所述二级机械臂两端分别铰接一级机械臂和三级机械臂，二级机械臂驱动液压缸通过第一连杆机构铰接安装于二级机械臂与一级机械臂之间，用于驱动二级机械臂围绕一级机械臂与二级机械臂的铰接轴在垂直方向上单自由度旋转；

所述三级机械臂一端铰接二级机械臂，另一端安装配件头二自由度旋转机构，三级机械臂驱动液压缸通过第二连杆机构铰接安装于三级机械臂与二级机械臂之间，用于驱动三级机械臂围绕二级机械臂与三级机械臂的铰接轴在垂直方向上单自由度旋转。

4.根据权利要求3所述的多用途绿化养护机械装置，其特征在于，所述的一级机械臂围绕一级机械臂与机械臂安装底座上半部分的铰接轴在垂直方向上的单自由度旋转角度为0°～90°。

5.根据权利要求3所述的多用途绿化养护机械装置，其特征在于，所述的二级机械臂围绕一级机械臂与二级机械臂的铰接轴在垂直方向上单自由度旋转角度为0°～200°。

6.根据权利要求3所述的多用途绿化养护机械装置，其特征在于，所述的三级机械臂围绕二级机械臂与三级机械臂的铰接轴在垂方向上的单自由度旋转角度范围为0°～180°。

7.根据权利要求1所述的多用途绿化养护机械装置，其特征在于，所述的配件头二自由度旋转机构由第一液压马达、第二液压马达和安装底座构成，第一液压马达、第二液压马达和安装底座能够根据实际需要灵活拆装组装，安装底座能够任意安装在第一液压马达或第二液压马达上，安装底座上安装工作配件头，通过安装在三级机械臂末端的第一液压马达驱动工作配件头在三组机械臂所在平面内的转动，通过安装在第一液压马达输出轴盘上的第二液压马达驱动工作配件头在垂直于三组机械臂所在平面的平面内转动，最终实现复杂工况的处理需求。

8.根据权利要求1所述的多用途绿化养护机械装置，其特征在于，所述的工作配件头包括单刀、双刀、粗牙或细牙不同型号的绿篱修剪刀头，草皮粉碎工作头，树枝修剪工作头，广告牌清洗工作头，护栏清洗工作头，地面清洗工作头，农药喷头和抓举机械爪。

9.根据权利要求8或9所述的多用途绿化养护机械装置，其特征在于，所述的工作配件头配置有与配件头二自由度旋转机构相同标准的安装底座，以实现工作配件头能够任意选择安装在第一液压马达或第二液压马达上，满足不同工作项目要求旋转的自由度需要。

10.根据权利要求1所述的多用途绿化养护机械装置，其特征在于，所述的滑轨支撑平台的后侧设置有吊座，多用途绿化养护机械装置通过吊座与载运车辆连接。