CN109964677A - 一种自动行走式园林修剪机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动行走式园林修剪机，包括动力机车和修剪装置，动力机车上转动连接有动力装置驱动水平转动的转盘支座，转盘支座上铰接有下支撑臂和驱动下支撑臂摆动的底座油缸，支撑臂的端部上铰接至少两个外伸支臂和用于驱使外伸支臂摆动且调整外伸距离的伸展油缸，连接座上连接有球体；球体的侧面上设置两组修剪装置，修剪装置包括螺旋装置和修剪环，螺旋装置包括螺旋支架，螺旋支架上设置套筒，修剪装置的旋转刀片可以进行更换，操作人员可以根据被修剪枝条的形状、大小的不同，从而选择合适的刀片，进行操作，使装置的使用范围更为广阔，一旦出现刀片损坏的情况下，可以进行更换新的刀片，节省了维修的时间，提供了工作效率。

Description

一种自动行走式园林修剪机
技术领域
本发明涉及园林机械设备领域，具体是一种自动行走式园林修剪机。
背景技术
目前，城市道路或高速公路两侧皆有绿化带，例如公路两侧种植等高的冬青以及各种形状的小型绿化树等绿化带，在高速公路中间设置的隔离带中种植的绿化树以及高速公路两侧设置绿化树木。大部分园林绿化带的修剪都是人工依靠普通的手持式修剪机来完成，劳动强度大以及劳动效率低下；由于本身修剪机存在一定的自身重量，同时在对高处和侧面的绿化带进行修剪时更是不容易去完成具有较大工作强度，往往长时间如此操作容易造成工作效率低，且很容易导致人身体疲劳，另外，高速公路中间或两侧的绿化树木不易进行修剪，其高度较高且需要人工攀爬，因而不仅劳动效率低而且存在一定的安全隐患。
除此之外，现有的剪枝机机械效率较低，修剪样式单一，不能满足园林修剪要求，并且操作不够简捷，费时费力，效率低，另外修剪装置在使用的过程中由于电机的驱动，导致修剪不稳定，造型不美观，现有的装置对于刀头的部分都是固定的，不可替换的，导致仅仅只能对一种树木或者是花草的类型进行修剪，这样修剪出来的效果单一，而不同的树木之间的的粗细、硬度都不相同，因此会对刀片造成严重的损伤，针对现有技术中存在的缺点，有必要提供一种具有新颖性的装置。
发明内容
本发明的目的针对现有技术中存在的缺点提供一种可对道路两侧的绿化带进行自动修剪且效率高的自动行走式园林修剪机，从而解决现有技术中存在的剪枝机机械效率较低、工作强度大、工作效率低、修剪样式单一、造型不美观等缺点。
一种自动行走式园林修剪机，包括动力机车和修剪装置以及控制器，所述动力机车上转动连接有动力装置驱动水平转动的转盘支座，转盘支座上铰接有下支撑臂和驱动下支撑臂摆动的底座油缸，所述下支撑臂的端部上铰接至少两个外伸支臂和用于驱使外伸支臂摆动且调整外伸距离的伸展油缸，外伸支臂的端部上旋转连接有连接座和用于驱动连接座转动的旋转动力装置，连接座的旋转轨迹所形成的平面和外伸支臂的摆动轨迹所形成的平面相平行或重合，所述连接座上连接有球体；
所述球体的侧面上设置两组修剪装置，所述修剪装置包括螺旋装置和修剪环，螺旋装置包括螺旋支架和设置在螺旋支架上的套筒，两组修剪装置的套筒的长度设置不相同，套筒由内至外依次通过液压气缸设置有两排第一伸缩杆、第二伸缩杆和第三伸缩杆，第三伸缩杆的外端设置有推杆，推杆的外端设置有硬度强的拉簧，拉簧的外端设置有挂钩，所述修剪环包括多根金属骨架，各个金属骨架的两端部及中点位置均设置有销轴安装孔，每两个金属骨架的中部销轴安装孔重合并通过销轴安装成“X”型交叉活动件，每两个“X”型交叉活动件相对侧的端部通过销轴连接，多个“X”型交叉活动件连接成环状的伸缩式修剪环，两个挂钩分别与修剪环上其中一个“X”型交叉活动件的两个金属骨架相固定连接；
所述修剪环内每两个“X”型交叉活动件的连接销轴下方安装有微型电机，微型电机的输出轴上安装有可拆卸的旋转刀片，
所述动力装置、底座油缸、微型电机、伸展油缸和旋转动力装置均由控制器控制。
优选地，所述修剪环处于完全伸展状态时的半径是其处于完全收缩状态时的3倍。
在更为优选的实施例中，所述旋转刀片的最大长度不大于1/2金属骨架的长度。
在更为优选的实施例中，两组修剪装置中的每一组修剪装置与球体中间的轴成110°～180°之间设置。
在更为优选的实施例中，所述伸展油缸的后端和活塞杆端分别铰装在相邻两个外伸支臂中前一个外伸支臂的前部和后一个外伸支臂的中前部。
在更为优选的实施例中，所述连接座转动连接在外伸支臂的外伸端部的转轴上，所述旋转动力装置包括连接在外伸支臂上且与伺服驱动电机动力连接的旋转变速箱，旋转变速箱的动力输出轴上设置蜗杆段，所述转轴上装有与蜗杆段啮合的动力蜗轮。
在更为优选的实施例中，所述旋转动力装置包括固接在连接座上的连接杆，连接杆与外伸支臂的外伸端部通过铰轴相铰接，所述外伸支臂上铰装有拉动油缸，拉动油缸的活塞杆与连接座相铰接。
在更为优选的实施例中，所述转盘支座转动连接在动力机车后支撑座的主转轴上，所述动力装置包括连接在后支撑座上且由主驱动电机动力驱动的主变速箱，主变速箱的动力输出轴上设置蜗杆段，所述主转轴上装有与蜗杆段啮合的蜗轮。
在更为优选的实施例中，所述后支撑座上装有由电动推杆驱动且可贴靠在转盘支座上的刹车板，所述电动推杆和主驱动电机由控制器控制。
在更为优选的实施例中，所述控制器采用PLC控制器进行自动控制。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
本发明的修剪装置的旋转刀片可以进行更换，操作人员可以根据被修剪枝条的形状、大小的不同，从而选择合适的刀片进行操作，使装置的使用范围更为广阔，实用性强，一旦出现刀片损坏的情况下，可以进行更换新的刀片，节省了维修的时间，提供了工作效率；
本发明设置了两组的修剪装置，稳定性能高，修剪装置包括螺旋支架，除此之外，螺旋支架结构大大减小了施工人员在操作过程中的震动，从而使装置更加稳定，设置第一伸缩杆、第二伸缩杆、第三伸缩杆、推杆和拉簧，伸缩率大大提高，设置套筒的长度不相同，可以根据不同树枝的高度，通过调节旋转轴选择不同的套筒，根据不同树枝的粗细，更换不同的旋转刀片，从而更好的实现对树枝的修剪。
本发明通过上述机构可对城市道路两侧或高速公路两侧的绿化植物进行自动修剪，具有劳动效率高和修剪范围大的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明所述一种自动行走式园林修剪机的结构示意图；
图2为图1中B向的结构示意图；
图3为沿图2中D-D线剖视的结构示意图；
图4是图1中实施例一种使用状态的结构示意图；
图5是本发明另一种实施例的结构示意图；
图6为本发明所述一种自动行走式园林修剪机的修剪环处于收缩状态时的结构示意图；
图7为本发明所述一种自动行走式园林修剪机的修剪环处于伸展状态时的结构示意图；
图8为本发明所述一种自动行走式园林修剪机的修剪环的结构示意图；
图9为本发明所述一种自动行走式园林修剪机的不同形状的旋转刀片；
图10为本发明所述一种自动行走式园林修剪机的套筒内伸展的状态图；
图11为本发明所述一种自动行走式园林修剪机的套筒内收缩的状态图；
图12为图1中C处的修剪装置的放大图。
附图中标记分述如下:1、动力机车，2、转盘支座，3、下支撑臂，4、底座油缸，5、外伸支臂，6、伸展油缸，7、连接座，8、连接杆，9、拉动油缸，10、主驱动电机，11、主变速箱，12、刹车板，17、动力输出轴，18、修剪装置，19、球体，20、螺旋装置，21、螺旋支架，22、套筒，23、第一伸缩杆，24、第二伸缩杆，25、第三伸缩杆，26、推杆，27、拉簧，28、挂钩，29、修剪环，30、金属骨架，31、销轴，32、微型电机，33、旋转刀片，34、电动推杆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1～图12所示的一种自动行走式园林修剪机，包括动力机车1，动力机车1可采用拖拉机或其他机车，其具体的行走机构、动力机构以及操控机构皆为现有技术，在此不再赘述，动力机车1上转动连接有动力装置驱动水平转动的转盘支座2，转盘支座2上铰接有下支撑臂3和驱动下支撑臂3摆动的底座油缸4，下支撑臂3上铰接有两个外伸支臂5和用于驱使外伸支臂摆动且调整外伸距离的伸展油缸6，在本实施例中，下支撑臂3的端部上依次铰接的两只外伸支臂5，伸展油缸6的后端和活塞杆端分别铰装在相邻两只外伸支臂中前一只外伸支臂5的前部和后一只外伸支臂5的中前部，上述前后位置的意思是靠近动力机车的位置为外伸支臂的后端，下支撑臂3与两只外伸支臂5皆处于同一平面内，因此，通过底座油缸4以及伸展油缸6的动力驱动，可将外伸支臂5的外伸端向外侧扩展。外伸支臂5的端部上旋转连接有连接座7和用于驱动连接座7转动的旋转动力装置，连接座7的旋转轨迹所形成的平面和外伸支臂5的摆动轨迹所形成的平面相平行或重合，连接座7上连接有球体19。
两组修剪装置18设置在球体19的侧面，两组修剪装置18中的每一组修剪装置与球体19中间的轴成110°～180°之间设置，修剪装置18包括螺旋装置20和修剪环29，螺旋装置20包括螺旋支架21，螺旋支架21上设置套筒22，两组修剪装置18的套筒22的长度设置不相同，套筒22内由内之外依次通过液压气缸设置有两排第一伸缩杆23、第二伸缩杆24和第三伸缩杆25，第三伸缩杆25的外端设置有推杆26，推杆26的外端设置有硬度强的拉簧27，拉簧27的外端设置有挂钩28，修剪环29包括多根金属骨架30，修剪环29处于完全伸展状态时的半径是其处于完全收缩状态时的3倍，各个金属骨架30的两端部及中点位置均设置有销轴安装孔，每两个金属骨架30的中部销轴安装孔重合并通过销轴31安装成“X”型交叉活动件，每两个“X”型交叉活动件相对侧的端部通过销轴31连接，多个“X”型交叉活动件连接成环状的伸缩式修剪环29，两个挂钩28分别与修剪环29上其中一个“X”型交叉活动件的两个金属骨架30固定连接；修剪环29内每两个“X”型交叉活动件的连接销轴下方安装有微型电机32，微型电机32的输出轴上安装有可拆卸的旋转刀片33，旋转刀片33的最大长度不大于1/2金属骨架30的长度，
动力装置、底座油缸4、微型电机32、伸展油缸6和旋转动力装置皆由控制器控制，在本实施例中，采用PLC控制器进行自动控制，其具体的控制结构根据动作过程即可得出，其为现有技术，在此不再赘述。
所述连接座7转动连接在外伸支臂5的外伸端部的转轴上，所述旋转动力装置包括连接在外伸支臂5上且与伺服驱动电机动力连接的旋转变速箱，旋转变速箱的动力输出轴上设置蜗杆段，所述转轴上装有与蜗杆段啮合的动力蜗轮。
所述旋转动力装置包括固接在连接座7上的连接杆8，连接杆8与外伸支臂5的外伸端部通过铰轴铰接，所述外伸支臂5上铰装有拉动油缸9，拉动油缸9的活塞杆与连接座7铰接。
所述转盘支座2转动连接在动力机车1后支撑座的主转轴上，所述动力装置包括连接在后支撑座上且由主驱动电机10动力驱动的主变速箱11，主变速箱的动力输出轴上设置蜗杆段，所述主转轴上装有与蜗杆段啮合的蜗轮。
所述后支撑座上装有由电动推杆34驱动且可贴靠在转盘支座2上的刹车板12，所述电动推杆34和主驱动电机10由控制器控制。
如图1所示，在本实施例中，所述旋转动力装置包括固接在连接座7上的连接杆8，连接杆8与外伸支臂5的外伸端部通过铰轴铰接，所述外伸支臂5上铰装有拉动油缸9，拉动油缸9的活塞杆与连接座7铰接，通过拉动油缸9的拉动作用，可使连接座7旋转一定角度，即带动自动切割装置进行旋转，调整切割角度。
如图1、图2和图3所示，转盘支座2固接有转动连接在动力机车1的后支撑座上的主转轴，动力装置包括连接在后支撑座上且由主驱动电机10动力驱动的主变速箱11，主变速箱11的动力输出轴上设置蜗杆段，所述主转轴上装有与蜗杆段啮合的蜗轮，该主变速箱11的结构如图3所示，主驱动电机10的动力输入轴输入至主变速箱11中，通过伞齿轮、中传轴以及圆柱齿轮的动力传动将其输送至动力输出轴17，该动力输出轴17上设置上述蜗杆段，当然主变速箱11可以其他的结构，在此不一一例举，上述结构充分利用了蜗轮蜗杆传动时自带的自锁性能，从而保证转盘支座的转动稳定性，所述后支撑座上装有由电动推杆34驱动且可贴靠在转盘支座2上的刹车板12，所述电动推杆34和主驱动电机10由PLC控制器控制，当主驱动电机10驱使转盘支座2转动时，刹车板12在电动推杆34的驱动下脱离转盘支座2，上述转盘支座转动停止时，电动推杆34驱动刹车板12贴靠在转盘支座2上，从而降低转盘支座2的转动惯性，保证其旋转精度和保护动力驱动机构。
如图1至图11所示，当需要对城市道路一侧的绿化植物进行修剪时，操控动力机车1运行到城市道路的路边，通过底座油缸4以及伸展油缸6的动力驱动，可将外伸支臂5的外伸端向外侧扩展使其位于绿化植物的上方或侧方，再通过拉动油缸9的动力驱动，驱使连接座7转动一定角度，使切割定刀和切割动刀处于最佳的切割角度，通过动力机车1的行走，对绿化植物进行修剪，修剪装置18包括螺旋装置20和修剪环29，螺旋装置20包括螺旋支架21，螺旋支架21上设置有两组套筒22，两组修剪装置18的套筒22的长度设置不相同，当需要修剪高处的树枝时，通过旋转球体19，将套筒长的对应树枝，进行修剪，反之选择短的；当修剪环29到达作业位置后，PLC控制器进行自动控制，撑开“X”型交叉活动件，当需要修剪粗树枝时，PLC控制器进行自动控制，实现修剪环29的伸展，扩大其修剪半径，反之当修剪细树枝时，实现修剪环29的收缩，收缩其修剪半径，修剪环29伸展或者收缩到位后，控制微型电机32驱动旋转刀片33作业，同时，根据修剪树叶形状的不同，从而更换不同形状的旋转刀片33，如图9所示。
如图10和图12所示，通过PLC控制器控制液压气缸的伸缩，从而控制第一伸缩杆23、第二伸缩杆24、第三伸缩杆25的伸缩，进而推动推杆26的伸缩，从而控制拉簧27以及修剪环29的伸缩，当需要修剪树枝时，伸展开来，当不需要修剪树枝时，缩进去，这样不仅可以节省占用的面积，而且不能误伤到其他人，安全，没有隐患。
如图5所示，本发明提供了另一种实施例，其基本结构与上述结构相同，不同点在于：连接座7转动连接在外伸支臂5的外伸端部的转轴上，旋转动力装置包括连接在外伸支臂5上且与伺服驱动电机动力连接的旋转变速箱，旋转变速箱的动力输出轴上设置蜗杆段，所述转轴上装有与蜗杆段啮合的动力蜗轮，上述结构未在图中详细描述，具体可以采用类似于上述第一个实施例中主变速箱的动力传动结构，在此不再赘述。
本发明的修剪装置的旋转刀片可以进行更换，操作人员可以根据被修剪枝条的形状、大小的不同，从而选择合适的刀片，进行操作，使装置的使用范围更为广阔，实用性强，一旦出现刀片损坏的情况下，可以进行更换新的刀片，节省了维修的时间，提供了工作效率。
本发明设置了两组的修剪装置，稳定性能高，修剪装置18包括螺旋支架21，除此之外，螺旋支架21结构大大减小了施工人员在操作过程中的震动，从而使装置更加稳定，设置第一伸缩杆23、第二伸缩杆24、第三伸缩杆25、推杆26和拉簧27，伸缩率大大提高，设置套筒22的长度不相同，可以根据不同树枝的高度，通过调节旋转轴选择不同的套筒22，根据不同树枝的粗细，更换不同的旋转刀片33，从而更好的实现对树枝的修剪。
本发明通过上述机构可对城市道路两侧或高速公路两侧的绿化植物进行自动修剪，具有劳动效率高和修剪范围大的优点。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“前上方”、“端部”、“长度”、“宽度”、“内”、“上”、“另一端”、“两端”、“水平”、“同轴”、“底部”、“下方”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，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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“啮合”、“连接”、“嵌装”、“罩盖”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动行走式园林修剪机，其特征在于：包括动力机车(1)和修剪装置以及控制器，所述动力机车(1)上转动连接有动力装置驱动水平转动的转盘支座(2)，转盘支座(2)上铰接有下支撑臂(3)和驱动下支撑臂(3)摆动的底座油缸(4)，所述下支撑臂(3)的端部上铰接至少两个外伸支臂(5)和用于驱使外伸支臂(5)摆动且调整外伸距离的伸展油缸(6)，外伸支臂(5)的端部上旋转连接有连接座(7)和用于驱动连接座(7)转动的旋转动力装置，连接座(7)的旋转轨迹所形成的平面和外伸支臂(5)的摆动轨迹所形成的平面相平行或重合，所述连接座(7)上连接有球体(19)；
所述球体(19)的侧面上设置两组修剪装置(18)，所述修剪装置(18)包括螺旋装置(20)和修剪环(29)，螺旋装置(20)包括螺旋支架(21)和设置在螺旋支架(21)上的套筒(22)，两组修剪装置(18)的套筒(22)的长度设置不相同，套筒(22)由内至外依次通过液压气缸设置有两排第一伸缩杆(23)、第二伸缩杆(24)和第三伸缩杆(25)，第三伸缩杆(25)的外端设置有推杆(26)，推杆(26)的外端设置有硬度强的拉簧(27)，拉簧(27)的外端设置有挂钩(28)，所述修剪环(29)包括多根金属骨架(30)，各个金属骨架(30)的两端部及中点位置均设置有销轴安装孔，每两个金属骨架(30)的中部销轴安装孔重合并通过销轴(31)安装成“X”型交叉活动件，每两个“X”型交叉活动件相对侧的端部通过销轴(31)连接，多个“X”型交叉活动件连接成环状的伸缩式修剪环，两个挂钩(28)分别与修剪环(29)上其中一个“X”型交叉活动件的两个金属骨架(30)相固定连接；
所述修剪环(29)内每两个“X”型交叉活动件的连接销轴下方安装有微型电机(32)，微型电机(32)的输出轴上安装有可拆卸的旋转刀片(33)，
所述动力装置、底座油缸(4)、微型电机(32)、伸展油缸(6)和旋转动力装置均由控制器控制。
2.根据权利要求1所述的一种自动行走式园林修剪机，其特征在于：所述修剪环(29)处于完全伸展状态时的半径是其处于完全收缩状态时的3倍。
3.根据权利要求1所述的一种自动行走式园林修剪机，其特征在于：所述旋转刀片(33)的最大长度不大于1/2金属骨架(30)的长度。
4.根据权利要求1所述的一种自动行走式园林修剪机，其特征在于：两组修剪装置(18)中的每一组修剪装置与球体(19)中间的轴成110°～180°之间设置。
5.根据权利要求1所述的一种自动行走式园林修剪机，其特征在于：所述伸展油缸(6)的后端和活塞杆端分别铰装在相邻两个外伸支臂(5)中前一个外伸支臂(5)的前部和后一个外伸支臂(5)的中前部。
6.根据权利要求1所述的一种自动行走式园林修剪机，其特征在于：所述连接座(7)转动连接在外伸支臂(5)的外伸端部的转轴上，所述旋转动力装置包括连接在外伸支臂(5)上且与伺服驱动电机动力连接的旋转变速箱，旋转变速箱的动力输出轴上设置蜗杆段，所述转轴上装有与蜗杆段啮合的动力蜗轮。
7.根据权利要求1所述的一种自动行走式园林修剪机，其特征在于：所述旋转动力装置包括固接在连接座(7)上的连接杆(8)，连接杆(8)与外伸支臂(5)的外伸端部通过铰轴相铰接，所述外伸支臂(5)上铰装有拉动油缸(9)，拉动油缸(9)的活塞杆与连接座(7)相铰接。
8.根据权利要求1所述的一种自动行走式园林修剪机，其特征在于：所述转盘支座(2)转动连接在动力机车后支撑座的主转轴上，所述动力装置包括连接在后支撑座上且由主驱动电机(10)动力驱动的主变速箱(11)，主变速箱(11)的动力输出轴(17)上设置蜗杆段，所述主转轴上装有与蜗杆段啮合的蜗轮。
9.根据权利要求1所述的一种自动行走式园林修剪机，其特征在于：所述后支撑座上装有由电动推杆驱动且可贴靠在转盘支座(2)上的刹车板(12)，所述电动推杆(34)和主驱动电机(10)由控制器控制。
10.根据权利要求1所述的一种自动行走式园林修剪机，其特征在于：所述控制器采用PLC控制器进行自动控制。
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