CN110178569B - 一种修剪机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种修剪机，包括机架、修剪机构、转弯机构、驱动机构以及避障机构。机架通过转弯机构实现移动，并带动修剪机构进行移动，以现实修剪机的独立工作模式。利用第一直线驱动器配合车辊以及传动件对车轮实现转弯控制，而不需要依赖于人工操作。使得机架的转弯更加平滑可控。第二直线驱动器带动转动动力源、主动齿轮和从动齿轮进行升降，从而调节与从动齿轮连接的修剪机构的高度，不需要人工攀爬调节，使得修剪过程更加安全可靠。同时第二直线驱动器高度确定情况下可以依靠主动齿轮带动从动齿轮连带修剪机构进行转动，相应扩大了修剪机构的活动方向自由度，在机架停滞情况下进行大面积修剪，修剪过程更加稳定。

Description

一种修剪机

【技术领域】

本发明涉及一种修剪机，属于园林设备领域。

【背景技术】

目前，国内大部分的公路中间绿化带、城市道路两侧的绿化带以及公园的绿化带每年都要进行多次修剪定型。大部分的修剪工作是通过批量的修剪作业人员采用手持式修剪设备完成。这样的修剪工作，需要大量的修剪作业人员，而且工作效率低，导致作业时间长。对于一些主干道路的修剪工作也会长时间的影响到道路的正常通行。特别是高速绿化带的修剪，低效率的修剪不但会增加对高速道路通行的影响时间，批量的修剪作业人员参与修剪工作，也会增加更多的安全隐患。对于较高的绿篱修剪，工作人员需要借助外部的登高设备，完成修剪作业，操作不方便。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种工作效率高、工作方式灵活的修剪机。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种修剪机，包括机架、修剪机构、转弯机构、驱动机构以及避障机构；转弯机构包括车辊、第一直线驱动器、车轮以及传动件，车辊安装在机架上，第一直线驱动器的一端转动设置在车辊上，另一端转动设置在传动件上，传动件转动安装在车辊上，直线驱动装置伸缩带动传动件在车辊上转动，车轮安装在传动件上，车轮带动机架移动；驱动机构包括第二直线驱动器、转动动力源、主动齿轮和从动齿轮，第二直线驱动器安装在机架上，转动动力源安装在第二直线驱动器上进行升降，转动动力源驱动主动齿轮转动，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮与修剪机构连接；避障机构包括触点、触点开关和碰撞件，触点安装在碰撞件上，触点开关安装在修剪机构上，碰撞件活动安装在剪切机构上以使得触点开关和触点接触或分离，触点开关与转动动力源电连接。

本发明的有益效果为：

机架通过转弯机构实现移动，并带动修剪机构进行移动，以现实修剪机的独立工作模式。利用第一直线驱动器配合车辊以及传动件对车轮实现转弯控制，而不需要依赖于人工操作。使得机架的转弯更加平滑可控。第二直线驱动器带动转动动力源、主动齿轮和从动齿轮进行升降，从而调节与从动齿轮连接的修剪机构的高度，不需要人工攀爬调节，使得修剪过程更加安全可靠。同时第二直线驱动器高度确定情况下可以依靠主动齿轮带动从动齿轮连带修剪机构进行转动，相应扩大了修剪机构的活动方向自由度，在机架停滞情况下进行大面积修剪，修剪过程更加稳定。此外修剪机构在水平移动或者转动情况下靠近障碍物，碰撞件会先于修剪机构与障碍物碰撞并在修剪机构上活动，带动触点和触点开关靠近接触，触点开关发送信号给转动动力源，由转动动力源控制主动齿轮转向从而使修剪机构向远离障碍物的方向转动，修剪机构能够在不碰撞障碍物的情况下实现避让，相应整个修剪机构的寿命得到极大提高，修剪过程也更加安全。

本发明所述车辊转动设置在机架上。

本发明所述传动件为U型板，U型板的一端与第一直线驱动器的端部转动连接，U型板的另一端与车辊的端部转动连接，车辊的端部位于U型板的开口内。

本发明所述车轮数量有多个，传动件之间设置有联动杆，联动杆的端部拆装于传动件上，联动杆通过传动件与车轮连接。

本发明所述第二直线驱动器上固定有轴承，从动齿轮套在轴承的外侧。

本发明所述从动齿轮上固定有挡板，第二直线驱动器上安装有位置开关，从动齿轮带动挡板遮挡或者离开位置开关，位置开关与转动动力源电连接。

本发明所述第二直线驱动器包括支撑臂、第三直线驱动器和第一转动条，第三直线驱动器的一端转动设置在支撑臂的一端，第三直线驱动器的另一端转动设置在第一转动条的一端，第一转动条的另一端转动设置在修剪机构上，且修剪机构转动设置在支撑臂的另一端。

本发明所述第二直线驱动器还包括第二转动条，第二转动条的一端转动设置在支撑臂上，第二转动条的另一端转动设置在第三直线驱动器和第一转动条的连接处，以使得第三直线驱动器和支撑臂留出空隙。

本发明所述碰撞件上安装有第一磁吸件，剪切机构上安装有第二磁吸件，碰撞件相对剪切机构移动以控制第一磁吸件和第二磁吸件靠近或者分离。

本发明所述碰撞件为碰撞杆，碰撞杆上设置有转动柱，剪切机构的侧部设置有转杆，转杆上设置有转孔，转动柱转动设置在转孔内。

本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明实施例的修剪机立体结构示意图；

图2为本发明实施例的转弯机构立体结构示意图；

图3为本发明实施例的修剪机局部立体结构示意图一；

图4为图3中A处放大结构示意图；

图5为本发明实施例的修剪机局部立体结构示意图二；

图6为图5中B处放大结构示意图；

图7为本发明实施例的修剪机局部立体结构示意图三；

图8为图7中C处放大结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者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。

实施例：

如图1-8所示，本实施例展示的一种修剪机，包括机架1、修剪机构2、转弯机构、驱动机构以及避障机构。

转弯机构包括车辊3、第一直线驱动器4、车轮5以及传动件6。车辊3安装在机架1的前部底侧，车轮5安装在车辊3的端部，相应车轮5为修剪机的前轮，车轮5带动机架1移动。

其中车辊3通过一根转轴22转动设置在机架1上。因此当车轮5行进至高低不平的路面时，车辊3可以相对机架1转动，以尽可能使机架1保持水平，使修剪机构2得修剪动作尽可能稳定。

其中第一直线驱动器4的一端转动设置在车辊3上，另一端转动设置在传动件6上，传动件6转动安装在车辊3上。第一直线驱动器4、车辊3以及传动件6大致形成一个三角结构，且三个顶点均可转动。由于第一直线驱动器4的两端在车辊3以及传动件6上的位置确定，因此第一直线驱动器4伸缩时会相对车辊3发生转动，同时带动传动件6在车辊3上转动。车轮5安装在传动件6上，传动件6相对车辊3转动以带动车轮5相对车辊3转动，从而相对机架1转动，实现机架1转弯的目的。此外传动件6还能作为车轮5的支撑将车轮5安装至车辊3上。

第一直线驱动器4在车辊3上的端部以及传动件6在车辊3上的端部之间间距为定值，传动件6上与第一直线驱动器4连接的部位以及传动件6上与车辊3连接的部位间距同样为定值，因此第一直线驱动器4长度确定的情况下，依据余弦定理传动件6和车辊3之间的夹角是确定的唯一值，相应车轮5和车辊3夹角确定，因此转弯过程的行进路线和角度确定，不依赖于转弯时车轮5所处环境。因而车轮5转弯角度可控，第一直线驱动器4伸缩后会直接作用于车轮5，因此转弯效果也更为灵敏，不会发生车轮5打滑造成转弯失灵。此外通过调节传动件6的尺寸形状或第一直线驱动器4的伸缩能力还能调节车轮5的最大转角，从而改变转弯机构的转弯能力。

为了提升第一直线驱动器4的伸缩能力可控性和精确性，第一直线驱动器4优选为油缸或者气缸。相应车辊3上安装有气缸座，第一直线驱动器4的端部转动设置在气缸座上，通过气缸座与车辊3连接。

优选的，传动件6为U型板，U型板的一端与第一直线驱动器4的端部转动连接，U型板的另一端与车辊3的端部转动连接，车辊3的端部位于U型板的开口内。通过U型板的开口实现传动件6转动过程中对车辊3的避让，减少或者避免车辊3对车轮5转动过程的干扰。

此外，U型板的中段为平板，车轮5转动安装在U型板的中段处。平板一方面增加了车轮5和U型板之间的接触面积，增加车轮5和U型板之间连接强度，防止车轮5的水平晃动，另一方面对车辊3和车轮5进行阻断，车轮5在转弯过程中始终使平板位于车轮5和车辊3之间。

车轮5在转弯时一般是在平行于地面的情况下，因此传动件6的转动平面最好平行于地面，以避免传动件6转动时带动车轮5相对地面翘起。因此为了对传动件6的转动平面进行限制，传动件6上设置有相互平行的第一转动轴23和第二转动轴24，且第一转动轴23和第二转动轴24均垂直于地面。第一转动轴23转动安装在第一直线驱动器4的端部，第一直线驱动器4通过第一转动轴23与传动件6转动连接，第二转动轴24安装在车辊3上，传动件6通过第二转动轴24与车辊3转动连接。

转弯过程需要多个车轮5进行配合，不同车轮5之间若采用多个第一直线驱动器4进行控制，可能产生不同车轮5转弯角度不匹配的问题，为此本实施例中车轮5之间连接有联动杆13，由第一直线驱动器4控制其中一个车轮5进行转弯，该车轮5再经由联动杆13传动另一个车轮5进行转弯，保证不同车轮5之间转弯的同时性和角度匹配。

以本实施例为例，安装在同一根车辊3上的车轮5数量为两个，第一直线驱动器4控制其中一个车轮5转弯，再经由联动杆13控制另一个车轮5转弯。其中气缸座位于车辊3的中间，以使得第一直线驱动器4的端部转动连接在车辊3的中间。两个车轮5均通过各自的传动件6安装在车辊1上，两个传动件6形状尺寸完全一致，因此第一直线驱动器4可以通过与任意一个传动件6连接达到完全相同的转弯效果。

联动杆13的端部拆装于传动件6上，以便于联动杆13的替换。传动件6之间通过联动杆13连接，联动杆13通过传动件6与车轮5连接。联动杆13不直接对两个车轮5进行连接，以剔除车轮5滚动时对联动杆13的影响。同时联动杆13还能使两个传动件6的转动平面相互制约，尽可能防止传动件6转动面翘起。

驱动机构包括第二直线驱动器、转动动力源7、主动齿轮8和从动齿轮9，第二直线驱动器安装在机架1上，转动动力源7安装在第二直线驱动器上进行升降。转动动力源7驱动主动齿轮8转动，主动齿轮8与从动齿轮9啮合，从动齿轮9与修剪机构2连接，主动齿轮8随转动动力源7一并升降，在保证主动齿轮8与从动齿轮9啮合的状态下，修剪机构2能够随从动齿轮9一并升降，同时修剪机构2能在从动齿轮9带动下进行转动。

第二直线驱动器和转动动力源7之间的工作过程相互独立，因此第二直线驱动器高度位置确定情况下，转动动力源7对修剪机构2的转动过程可控，可以灵活控制修剪机构2进行切割或者对障碍物避让。

转动动力源7既可以是电机，也可以是由电磁阀控制的液压马达。

修剪机构2包括修剪马达27、刀具25和修剪机架26，修剪马达27安装在修剪机架26上并驱动刀具25转动，刀具25上设置有方管连接轴，修剪机架26上设置有方形孔，方管连接轴拆装于方形孔内，刀具25通过螺母固定在修剪机架26上，便于刀具25的替换。

为了确保主动齿轮8和从动齿轮9始终处于啮合状态，并且第二直线驱动器能够带动从动齿轮9连带修剪机构2进行升降，本实施例中第二直线驱动器的端部为一块安装板28，转动动力源7固定在安装板28的上表面，主动齿轮8位于安装板28的下表面。安装板28的下表面固定有轴承，从动齿轮9套在轴承的外侧。通过安装板28，实现第二直线驱动器带动主动齿轮8和从动齿轮9同步升降。

从动齿轮9与修剪机架26固定，从动齿轮9能够连带修剪机架26绕轴承的轴线转动，实现修剪机构2定轴转动，便于修剪机构2转动轨迹控制，利于修剪机构2修剪以及对障碍物的避让，增加了修剪机构2的移动方向自由度。

为对修剪机构2在第二直线驱动器上初始位置进行锁定，从动齿轮9和轴承之间安装有弹簧销29，具体的弹簧销29安装在安装板28上。修剪机构2在初始位置时，弹簧销29将从动齿轮9和轴承固定，因此修剪时刀具25较为稳定。当修剪机构2转动后，弹簧销29弹出，从动齿轮9能绕轴承转动。修剪机构2复位后，弹簧销29重新将从动齿轮9和轴承固定。

为了对修剪机构2转动角度进行限制，从动齿轮9的底部固定有挡板14，安装板28上安装有位置开关15，从动齿轮9带动挡板14遮挡或者离开位置开关15，位置开关15与转动动力源7电连接。当挡板14遮住位置开关15，位置开关15发送信号给转动动力源7，转动动力源7控制修剪机构2停转或者复位。

为了进一步增加修剪机构2的活动方向自由度，本实施例的第二直线驱动器包括第四直线驱动器、支撑臂16、第三直线驱动器17和第一转动条18，第三直线驱动器17的一端转动设置在支撑臂16的一端，第三直线驱动器17的另一端转动设置在第一转动条18的一端，第一转动条18的另一端转动设置在安装板28上，且安装板28转动设置在支撑臂16的另一端。安装板28带动修剪机架26活动。第四直线驱动器带动支撑臂16进行升降，第三直线驱动器17伸缩带动第一转动条18转动，第一转动条18带动安装板28绕支撑臂16的端部转动。通过第三直线驱动器17的伸缩增加修剪机构2的转动平面。支撑臂16为第二直线驱动器靠近安装板28的部分。

相应从动齿轮9垂直于第一转动条18的转动平面，以使得修剪机构2的两个转动平面相互垂直为最优方案，对修剪机构2的活动方向扩充最多。

考虑到第三直线驱动器17伸缩时可能会刮擦支撑臂16，本实施例中第二直线驱动器还包括第二转动条19，第二转动条19的一端转动设置在支撑臂16上，第二转动条19的另一端转动设置在第三直线驱动器17和第一转动条18的连接处，相应第三直线驱动器17伸缩时会一并推动第二转动条19在支撑臂16上转动。以第二转动条19的端部为支点，以使得第三直线驱动器17和支撑臂16留出空隙。

进一步的，支撑臂16上还安装有转动支架30，第三直线驱动器17的端部转动设置在转动支架30上，从而使第三直线驱动器17相对支撑臂16转动，转动支架30配合第二转动条19将支撑臂16与第三直线驱动器17完全分离，第三直线驱动器17伸缩时完全不会与支撑臂16之间产生刮擦。

避障机构包括触点11、触点开关12和碰撞件10，触点11安装在碰撞件10上，触点开关12安装在修剪机架26上，碰撞件10活动安装在修剪机架26上以使得触点开关12和触点11接触或分离，触点开关12与转动动力源7电连接。

修剪机构2移动前，触点开关12处于打开状态。修剪机构2在转动过程中碰撞件10会先于修剪机构2朝向障碍物进行碰撞，之后碰撞件10会在修剪机架26上活动，使得触点开关12和触点11从接触状态转换至分离状态，又或者从分离状态转换为接触状态，从而使触点开关12达到闭合状态。

触点开关12闭合后向转动动力源7发送信号，通过转动动力源7控制修剪机构2在第二直线驱动器上转动，从而使修剪机构2带动碰撞件10一并朝向远离障碍物的方向移动，一方面能够逐渐使碰撞件10和障碍物分离，减少其相互之间的作用力，从而减少障碍物对碰撞件10的损坏，另一方面由碰撞件10代替修剪机构2与障碍物碰撞，能够最大限度保护修剪机构2。

触点开关12可以是常开开关，也可以常闭开关。例如本实施例中触点开关12为常开开关，因此碰撞件10受撞击移动前触点开关12和触点11之间是相互分离的，触点开关12断开，只有碰撞件10受到撞击活动之后触点开关12和触点11才会接触，使触点开关12闭合，向转动动力源7发送电信号。

为了尽可能使触点开关12和触点11的接触状态稳定，碰撞件10和修剪机构2之间设置有定位装置，通过定位装置，确保修剪机构2靠近触点开关12后二者的接触位置相对稳定。

以本实施例为例，碰撞件10上安装有第一磁吸件20，修剪机架26上安装有第二磁吸件21，碰撞件10在修剪机架26上移动，当触点11和触点开关12开关相互靠近之后，第一磁吸件20和第二磁吸件21也会同步相互靠近，第一磁吸件20和第二磁吸件21之间的磁性吸力会对碰撞件10上的触点11起到导向作用，使触点11精准地与触点开关12接触。当第一磁吸件20和第二磁吸件21相互吸住时，触点11精准地与触点开关12也能够牢固地接触在一起。之后复位只需手动拨开碰撞件10，使第一磁吸件20和第二磁吸件21相互分离，同时使触点11和触点开关12分离，从而使触点开关12重新断开即可。

为了能够碰撞件10在修剪机架26上的活动方向受到限制，从而确保碰撞件10活动时使触点11朝向触点开关12移动，碰撞件10选为碰撞杆，碰撞杆的侧壁边缘凸出形成一根转动柱31，修剪机架26的侧壁上设置有一根转杆32，转杆32的一端与修剪机架26的侧壁固定，另一端设置有转孔，转动柱31转动设置在转孔内。相应碰撞杆受到障碍物撞击后会绕转孔转动，因此触点11和触点开关12在碰撞杆的转动周向上相对。此外碰撞杆具有较长长度，能够尽可能覆盖修剪机架26的侧部，因此碰撞杆能尽可能对修剪机架26乃至整个修剪机构2起到保护作用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (7)

1.一种修剪机，其特征在于：包括机架、修剪机构、转弯机构、驱动机构以及避障机构；转弯机构包括车辊、第一直线驱动器、车轮以及传动件，车辊安装在机架上，第一直线驱动器的一端转动设置在车辊上，另一端转动设置在传动件上，传动件转动安装在车辊上，直线驱动装置伸缩带动传动件在车辊上转动，车轮安装在传动件上，车轮带动机架移动；驱动机构包括第二直线驱动器、转动动力源、主动齿轮和从动齿轮，第二直线驱动器安装在机架上，转动动力源安装在第二直线驱动器上进行升降，转动动力源驱动主动齿轮转动，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮与修剪机构连接；避障机构包括触点、触点开关和碰撞件，触点安装在碰撞件上，触点开关安装在修剪机构上，碰撞件活动安装在剪切机构上以使得触点开关和触点接触或分离，触点开关与转动动力源电连接；所述传动件为U型板，U型板的一端与第一直线驱动器的端部转动连接，U型板的另一端与车辊的端部转动连接，车辊的端部位于U型板的开口内；U型板的中段为平板，车轮转动安装在U型板的中段处；所述碰撞件上安装有第一磁吸件，剪切机构上安装有第二磁吸件，碰撞件相对剪切机构移动以控制第一磁吸件和第二磁吸件靠近或者分离；所述碰撞件为碰撞杆，碰撞杆上设置有转动柱，剪切机构的侧部设置有转杆，转杆上设置有转孔，转动柱转动设置在转孔内。

2.根据权利要求1所述的修剪机，其特征在于：所述车辊转动设置在机架上。

3.根据权利要求1所述的修剪机，其特征在于：所述车轮数量有多个，传动件之间设置有联动杆，联动杆的端部拆装于传动件上，联动杆通过传动件与车轮连接。

4.根据权利要求1所述的修剪机，其特征在于：所述第二直线驱动器上固定有轴承，从动齿轮套在轴承的外侧。

5.根据权利要求1所述的修剪机，其特征在于：所述从动齿轮上固定有挡板，第二直线驱动器上安装有位置开关，从动齿轮带动挡板遮挡或者离开位置开关，位置开关与转动动力源电连接。

6.根据权利要求1所述的修剪机，其特征在于：所述第二直线驱动器包括支撑臂、第三直线驱动器和第一转动条，第三直线驱动器的一端转动设置在支撑臂的一端，第三直线驱动器的另一端转动设置在第一转动条的一端，第一转动条的另一端转动设置在修剪机构上，且修剪机构转动设置在支撑臂的另一端。

7.根据权利要求6所述的修剪机，其特征在于：所述第二直线驱动器还包括第二转动条，第二转动条的一端转动设置在支撑臂上，第二转动条的另一端转动设置在第三直线驱动器和第一转动条的连接处，以使得第三直线驱动器和支撑臂留出空隙。