CN109769492B - 一种用于球形植被修剪的绿篱刀及绿篱机 - Google Patents

Abstract

本发明的用于球形植被修剪的绿篱刀及绿篱机，包括底板、两侧板、下锯齿刀片、上锯齿刀片、活动板和转轴，侧板与底板之间设置有开槽，活动板的两端位于开槽中；特征在于：下锯齿刀片固定于底板的外侧，上锯齿刀片位于下锯齿刀片的上方并与活动板固定；活动板伸出开槽的两端均固定有竖向的导向板，导向板的中央开有导向槽，转轴的两端设置于两侧板上，转轴伸出侧板的两端均固定有曲柄，曲柄伸入导向板的导向槽中；两侧板之间的转轴上固定有两皮带轮。本发明的绿篱刀及绿篱机，在皮带带动皮带轮和转轴转动的过程中，转轴两端的曲柄通过对活动板的驱动，可带动活动板来回运动，进而带动上锯齿刀片相对于下锯齿刀片来回运动，进而实现对植物的修剪作业。

Description

一种用于球形植被修剪的绿篱刀及绿篱机

技术领域

本发明涉及一种绿篱刀及绿篱机，更具体的说，尤其涉及一种用于球形植被修剪的绿篱刀及绿篱机。

背景技术

绿篱机可实现对园林、绿化道路中绿色植物的修剪，绿篱机替代了修剪钳完全依靠人工修剪的形式，其采用电机或汽油机驱动，人工拿持绿篱机即可实现对植物的修剪作业。伴随着园林设计对植物形状多变的要求，常规的平齐形状不再满足要求，越来越多植物要求球形的造型，如冬青球、黄杨球等。如果采用纯人工修剪植物的球形造型，不仅工作效率低，而且劳动强度也很大，当遇到植物比较高大时，还需借助登高工具，增加了修剪的难度和危险性。

因此，目前已经有些人研究了专门用于修剪球形造型的绿篱机，如专利号为CN2017108464243、发明创造名称为“一种可用于球形植被的变形修剪机”，就公开了一种用于球形植被修剪的绿篱机，为了实现球形植被的修剪，绿篱刀是最为重要的部件之一，绿篱刀的结构设计是否合理，会直接影响植被的修剪速度及绿篱刀的使用寿命。专利文件CN2017108464243中所公开的绿篱刀驱动轴是竖向设置的，这种结构不利于皮带的布置，尤其是当多个绿篱刀组成弧形的修剪刀时，皮带布置起来更加困难，会影响整个修剪刀的正常使用。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种用于球形植被修剪的绿篱刀及绿篱机。

本发明的用于球形植被修剪的绿篱刀，包括底板、两侧板、下锯齿刀片、上锯齿刀片、活动板和转轴，两侧板固定于底板的两侧，侧板与底板之间设置有开槽，活动板的两端位于开槽中；其特征在于：下锯齿刀片固定于底板的外侧，上锯齿刀片位于下锯齿刀片的上方并与活动板的一端固定；活动板伸出开槽的两端均固定有竖向的导向板，导向板的中央沿其长度方向开设有导向槽，转轴的两端转动设置于两侧板上，转轴的两端伸出两侧板；转轴伸出侧板的两端均固定有曲柄，曲柄伸入导向板的导向槽中；两侧板之间的转轴上固定有两皮带轮；

所述下锯齿刀片（3）和上锯齿刀片（4）上均设置有锯齿（19），上锯齿刀片上锯齿的数量为3个，下锯齿刀片上锯齿的数量为4个。

本发明的用于球形植被修剪的绿篱刀，包括由两柱形筒（12）和U形杆组成的张紧机构，两柱形筒分别固定于两侧板上，柱形筒的内部空腔中设置有弹簧，U形杆的两端插入柱形筒的内部空腔中，弹簧的下端固定于柱形筒上，弹簧的上端固定于U形杆上。

本发明的用于球形植被修剪的绿篱刀，包括底座，底座上固定有旋转轴，旋转轴的上端设置有轴承，底座的两侧均固定有多个成弧形分布的绿篱刀，绿篱刀与底座之间、相邻两绿篱刀之间经具有固定角度的合页固定连接；底座上固定有绿篱电机，相邻绿篱刀上的皮带轮经皮带传动连接，绿篱电机的输出轴上固定有两皮带轮，绿篱电机输出轴上的两皮带轮经皮带分别于底座两侧的绿篱刀上的皮带轮传动连接。

本发明的用于球形植被修剪的绿篱刀构成的绿篱机，包括机架、升降架、外方形管和内方形管，机架底部的四个角上均固定有万向轮，机架上端的四个角上均固定有液压缸，升降架的四个角固定于液压缸的伸缩杆上；外方形管水平固定于升降架上，内方形管插入外方形管的内部空腔中，旋转轴经轴承固定于内方形管的外端。

本发明的用于球形植被修剪的绿篱刀构成的绿篱机，所述机架的两侧均设置有落叶收集装置，落叶收集装置由落叶收集箱、收集槽、传送带和外延板组成，落叶收集箱固定于机架上，收集槽设置于收集箱的底部，外延板固定于收集槽的内侧；外延板用于将落叶导流至收集槽中，传送带将收集槽中的落叶运送至落叶收集箱中；内方形管的前端固定有对待修剪植物进行图像采集和识别的摄像头。

本发明的有益效果是：本发明的用于球形植被修剪的绿篱刀，底板的一侧固定下锯齿刀片，上锯齿刀片固定于活动板上，活动板的两端均固定导向板，固定于转轴两端的曲柄伸入导向板上的导向槽中，这样，在皮带带动皮带轮和转轴转动的过程中，转轴两端的曲柄通过对活动板的驱动，可带动活动板来回运动，进而带动上锯齿刀片相对于下锯齿刀片来回运动，进而实现对植物的修剪作业。进一步地，通过在底座的两侧设置有多个绿篱刀组成的弧形机构，在绿篱电机的带动作用下，可实现对球形植物的修剪作业。

附图说明

图1为本发明的用于球形植被修剪的绿篱刀的主视图；

图2为本发明的用于球形植被修剪的绿篱刀的左视图；

图3为本发明的用于球形植被修剪的绿篱刀的俯视图；

图4为本发明的用于球形植被修剪的绿篱刀的立体图；

图5为本发明的绿篱刀所构成的球形修剪刀的结构示意图；

图6为本发明的绿篱刀所构成的第一种绿篱机的结构示意图；

图7为本发明的绿篱刀所构成的第二种绿篱机的结构示意图。

图中：1底板，2侧板，3下锯齿刀片，4上锯齿刀片，5活动板，6转轴，7开槽，8导向板，9曲柄，10导向槽，11皮带轮，12柱形筒，13 U形杆，14底座，15旋转轴，16轴承，17绿篱电机，18皮带，19锯齿，20绿篱刀，21机架，22升降架，23万向轮，24液压缸，25外方形管，26内方形管，27落叶收集箱，28收集槽，29传送带，30外延板，31摄像头。

实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图4所示，分别给出了本发明的用于球形植被修剪的绿篱刀的主视图、左视图、俯视图和立体图，所示的绿篱刀由底板1、两侧板2、下锯齿刀片3、上锯齿刀片4、活动板5、转轴6、两导向板8以及两皮带轮11组成，两侧板2固定于底板1的两侧，侧板2与底板1之间形成开槽7。下锯齿刀片3固定于底板1的外侧，上锯齿刀片4位于下锯齿刀片3的上方，且上锯齿大片4与下锯齿刀片3叠合在一起，以便在上锯齿刀片4相对于下锯齿刀片3往复运动的过程中，可将植物的枝叶修剪下来。活动板5的两端伸入两侧板2下方的开槽7中，开槽7实现对活动板5的限位和导向，活动板5的两端伸出开槽7，活动板5上伸出开槽7的部位上均固定有导向板8。

所示导向板8的中央沿其长度方向开设有导向槽10。转轴6的两端可转动地设置于两侧板2上，转轴6的两端伸出于两侧板2。转轴6伸出侧板2的两端均固定有曲柄9，曲柄9伸入至导向板8上的导向槽10中。两侧板2之间的转轴6上固定有两皮带轮11，皮带轮11经皮带驱使其转动。

在采用皮带驱使皮带轮11转动的过程中，为了实现对皮带的张紧，还设置有由两柱形筒12和U形杆13组成的张紧机构，两柱形筒12分别固定于两侧板2上，柱形筒12的内部空腔中设置有弹簧，U形杆13的两端插入两柱形筒12的内部空腔中，弹簧的下端固定在柱形筒12中，弹簧的上端固定于U形杆13上。这样，通过弹簧对U形杆13的支撑作用，可实现对皮带的张紧作用。

使用过程中，皮带带动皮带轮11、转轴6和曲柄9同步转动，曲柄9转动的过程中又会驱使导向板8和活动板5沿开槽7的长度方向往复运动，进而带动上锯齿刀片4相对于下锯齿刀片3前后往复运动，在上锯齿刀片4相对于下锯齿刀片3往复运动的过程中，即可将植物上的枝叶修剪下来。

如图5所示，给出了本发明的绿篱刀所构成的球形修剪刀的结构示意图，所示底座14的两侧均设置有多个绿篱刀20，每个的多个绿篱刀20形成弧形形状，以形对球形植物修剪的修剪刀。绿篱刀20与底座14之间、相邻两绿篱刀20之间经固定角度的合页固定连接，使得底座14两侧的绿篱刀形成弧形形状。

所示底座14上固定有旋转轴15，旋转轴15的顶端设置有轴承16，在对球形植物修剪的过程中，可驱使旋转轴15和底座14同步转动，以实现球形修剪。所示底座14上设置有绿篱电机17，绿篱电机17的输出轴上固定有两个皮带轮11，绿篱电机17输出轴上的两皮带轮11经皮带分别与底座14两侧的第一个绿篱刀20上的皮带轮11传动连接，相邻绿篱机20上的皮带轮11经皮带传动连接，这样，在绿篱电机17的带动作用下，即可驱使所有的绿篱刀20同时工作，以实现对植物的修剪作业。

如图6所示，给出了本发明的绿篱刀所构成的第一种绿篱机的结构示意图，其由机架21、升降架22、外方形管25、内方形管26组成，机架21起固定和支撑作用，机架21下方的四个角上均固定有万向轮23，以方便地推动整个绿篱机行走，实现对不同位置上的植物进行修剪。机架21上端的四个角上均固定有液压缸24，升降架22固定于液压缸24的液压杆上，以驱使升降架22运行至不同的高度，实现对不同高度的植物进行修剪。

外方形管25以水平状态固定于升降架22上，内方形管26插在外方形管25中，底座14上的旋转轴15经轴承16固定于外方形管25的外端，方形管25上设置有驱使旋转轴15转动的电机，只有底座14可进行旋转运动，才可将植物修剪出球形。

如图7所示，给出了本发明的绿篱刀所构成的第二种绿篱机的结构示意图，其除了设置有与第一种绿篱机中相同的机架21、升降架22、外方形管25、内方形管26、万向轮23和液压缸24外，机架21的两侧均设置有落叶收集装置，落叶收集装置用于修剪球形植物时的落叶收集，落叶收集装置由落叶收集箱27、收集槽28、传送带29和外延板30组成，落叶收集箱27固定于机架21上，收集槽28设置于收集箱27的底部，外延板30固定于收集槽28的内侧；外延板30用于将落叶导流至收集槽28中，传送带29将收集槽28中的落叶运送至落叶收集箱27中；内方形管26的前端固定有对待修剪植物进行图像采集和识别的摄像头31。

摄像头31来识别机器前方的场景，然后把视频流截取为一帧一帧的图片并且对图片进行处理，包括膨胀与腐蚀、将RGB空间转换为HSI空间，然后在场景中识别出绿色物体，并标记出绿色物的中心，运用优化函数成功滤除了干扰物对绿色物体识别的干扰,经过多次调试，最终给出了适当的H、S取值范围，以最准确的方式识别出绿色物体。当物体不满足帧差法识别时,再引入模板匹配的算法，并对传统的模板匹配算法进行了程序设计改进，最后通过控制机器的电机使其追踪绿色的目标。我们对电机的控制采用的是国际上比较先进的PID控制算法。

Claims (4)

1.一种用于球形植被修剪的绿篱刀，包括底板（1）、两侧板（2）、下锯齿刀片（3）、上锯齿刀片（4）、活动板（5）和转轴（6），两侧板固定于底板的两侧，侧板与底板之间设置有开槽（7），活动板的两端位于开槽中；其特征在于：下锯齿刀片固定于底板的外侧，上锯齿刀片位于下锯齿刀片的上方并与活动板的一端固定；活动板伸出开槽的两端均固定有竖向的导向板（8），导向板的中央沿其长度方向开设有导向槽（10），转轴的两端转动设置于两侧板上，转轴的两端伸出两侧板；转轴伸出侧板的两端均固定有曲柄（9），曲柄伸入导向板（8）的导向槽中；两侧板之间的转轴上固定有两皮带轮（11）；

包括底座（14），底座上固定有旋转轴（15），旋转轴的上端设置有轴承（16），底座的两侧均固定有多个成弧形分布的绿篱刀（20），绿篱刀与底座之间、相邻两绿篱刀之间经具有固定角度的合页固定连接；底座上固定有绿篱电机（17），相邻绿篱刀上的皮带轮（11）经皮带（18）传动连接，绿篱电机的输出轴上固定有两皮带轮，绿篱电机输出轴上的两皮带轮经皮带分别于底座两侧的绿篱刀上的皮带轮传动连接；

所述下锯齿刀片（3）和上锯齿刀片（4）上均设置有锯齿（19），上锯齿刀片上锯齿的数量为3个，下锯齿刀片上锯齿的数量为4个。

2.根据权利要求1所述的用于球形植被修剪的绿篱刀，其特征在于：包括由两柱形筒（12）和U形杆（13）组成的张紧机构，两柱形筒分别固定于两侧板上，柱形筒的内部空腔中设置有弹簧，U形杆的两端插入柱形筒的内部空腔中，弹簧的下端固定于柱形筒上，弹簧的上端固定于U形杆上。

3.一种基于权利要求1所述的用于球形植被修剪的绿篱刀的绿篱机，其特征在于：包括机架（21）、升降架（22）、外方形管（25）和内方形管（26），机架底部的四个角上均固定有万向轮（23），机架上端的四个角上均固定有液压缸（24），升降架的四个角固定于液压缸的伸缩杆上；外方形管（25）水平固定于升降架（22）上，内方形管插入外方形管的内部空腔中，旋转轴（15）经轴承（16）固定于内方形管（26）的外端。

4.根据基于权利要求3所述的用于球形植被修剪的绿篱刀的绿篱机，其特征在于：所述机架（21）的两侧均设置有落叶收集装置，落叶收集装置由落叶收集箱（27）、收集槽（28）、传送带（29）和外延板（30）组成，落叶收集箱固定于机架上，收集槽设置于收集箱的底部，外延板固定于收集槽的内侧；外延板用于将落叶导流至收集槽中，传送带将收集槽中的落叶运送至落叶收集箱中；内方形管（26）的前端固定有对待修剪植物进行图像采集和识别的摄像头（31）。