CN110972881A - 一种砍树机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及木材砍伐技术领域，更具体地，涉及一种砍树机器人，包括活动支架，所述活动支架上设有用于爬树的主动轮机构、若干从动轮机构、用于砍树的电锯机构、用于控制树干倒向的助推机构；所述砍树机器人还包括控制模块，所述主动轮机构、从动轮机构、电锯机构、助推机构均与控制模块电连接。本发明能够在合适的位置砍伐树木，提高工作效率，还能够控制树木倒向，防止发生不必要的电力事故以及人身事故，提高安全性。

Description

一种砍树机器人

技术领域

本发明涉及木材砍伐技术领域，更具体地，涉及一种砍树机器人。

背景技术

在城市发展的过程中，保障电力供应是保障城市基本运作的前提，而清除输电线路树障就成为保障电力供应的必要条件。目前清除输电线路树障多采用传统人工锯树工具，传统人工锯树工具只能从树根部位进行砍伐，该种作业方式还存在劳动强度大、效率低等弊端。目前已有一些用于砍树的装置，但这些砍树的装置在树上攀爬的过程中若遇上树木横枝便无法继续攀爬作业，除此之外，在砍树作业过程中无法控制树木倒下的方向，树木倒下时容易砸伤人，使得极易产生电力事故以及人身事故，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的砍树装置不能够控制树木倒向的不足，提供一种砍树机器人，能够在合适的位置砍伐树木，提高工作效率，还能够控制树木倒向，防止发生不必要的电力事故以及人身事故，提高安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种砍树机器人，包括活动支架，所述活动支架上设有用于爬树的主动轮机构、若干从动轮机构、用于砍树的电锯机构、用于控制树干倒向的助推机构；所述砍树机器人还包括控制模块，所述主动轮机构、从动轮机构、电锯机构、助推机构均与控制模块电连接。

本发明为一种砍树机器人，主动轮机构和从动轮机构用于爬树，使砍树机器人能够在树干上合适的位置进行砍伐；电锯机构用于砍伐树木以及清理横枝，防止砍树机器人在攀爬过程中受阻；助推机构用于控制树干倒下的方向，防止发生不必要的电力事故以及人身事故，提高安全性。

优选地，所述活动支架包括若干用于环绕树干的环绕结构，环绕结构之间通过若干支撑杆连接；所述主动轮机构连接于支撑杆上，从动轮机构连接于环绕结构。环绕结构的设置使砍树机器人能够通过主动轮机构、从动轮机构在树干上攀爬。

优选地，所述从动轮机构包括从动轮，所述从动轮上装接有弹性伸缩装置，所述弹性伸缩装置通过压力传感装置与环绕结构连接。压力传感装置的设置，使弹性伸缩装置的伸缩量能够通过控制模块采集到的压力数值来进行控制，进而使得围绕在树干上的若干从动轮与树干之间能够保持夹紧状态。

优选地，所述弹性伸缩装置包括第一连接架和第二连接架，所述第一连接架和第二连接架之间通过第一电动伸缩杆连接，所述第一电动伸缩杆上还套设有弹簧。第一连接架、第二连接架、第一电动伸缩杆、弹簧的设置使弹性伸缩装置的伸缩量便于调节。

优选地，所述主动轮机构包括主动轮和与主动轮连接的第一电机。主动轮与支撑杆的延伸方向呈一定倾斜角度设置。主动轮和第一电机的设置使砍树机器人能够在树干上攀爬。

优选地，所述电锯机构包括用于砍树的第一电锯装置和用于修剪横枝的第二电锯装置，所述第二电锯装置与环绕结构之间通过第一底座连接，所述第一电锯装置与第一底座之间通过第五电机连接。第一电锯装置的砍伐端与环绕结构相互水平设置，第二电锯装置的砍伐端与环绕结构相互垂直设置，使得第一电锯装置能够通过第五电机在第一底座上转动完成砍伐树干的工作，第二电锯装置能够用于修剪树干上的横枝，防止砍树机器人在攀爬过程中受阻。

优选地，所述助推机构包括伸缩器、旋转盘、推板、若干液压伸缩杆，所述伸缩器与液压伸缩杆的一端通过旋转盘连接，液压伸缩杆的另一端与所述推板铰接；所述伸缩器与活动支架的顶部通过第二电动伸缩杆连接；所述旋转盘上通过齿轮机构连接有第四电机。第二电动伸缩杆、伸缩器、旋转盘、液压伸缩杆、推板的设置使助推机构能够控制砍伐树木时树木倒下的方向。

优选地，所述活动支架上装设有高度传感装置，所述高度传感装置与控制模块电连接。高度传感装置的设置使砍树机器人能够获取其所在高度。

优选地，所述控制模块包括STC芯片和与所述STC芯片电连接的蓝牙模块。蓝牙模块的设置使砍树机器人能够接收远程客户端的信号。

优选地，所述砍树机器人还包括供电装置，所述主动轮机构、从动轮机构、电锯机构、助推机构、控制模块均与供电装置电连接。供电装置的设置使砍树机器人能够运作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)主动轮机构和从动轮机构用于爬树，使砍树机器人能够在树干上合适的位置进行砍伐。

(2)第一电锯装置的砍伐端与环绕结构相互水平设置，第二电锯装置的砍伐端与环绕结构相互垂直设置，使得第一电锯装置能够用于砍伐树干，第二电锯装置能够用于修剪树干上的横枝，防止砍树机器人在攀爬过程中受阻。

(3)助推机构用于控制树干倒下的方向，防止发生不必要的电力事故以及人身事故，提高安全性。

附图说明

图1为本发明一种砍树机器人的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明从动轮机构的结构示意图。

图4为本发明助推机构的结构示意图。

图5为图4的俯视图。

图示标记说明如下：

1-活动支架，11-环绕结构，111-第一半环，112-第二半环，113-第三半环，114-第四半环，12-支撑杆，13-连接板，14-卡扣，15-连接杆，16-转轴，2-主动轮机构，21-主动轮，22-第一电机，23-固定板，3-从动轮机构，31-从动轮，32-弹性伸缩装置，321-弹簧，322-第一电动伸缩杆，323-第一连接架，324-第二连接架，33-压力传感装置，4-电锯机构，41-第一电锯装置，411-第一锯片，412-第二底座，42-第二电锯装置，421-第二锯片，43-第一底座，5-助推机构，51-第二电动伸缩杆，52-伸缩器，53-旋转盘，54-液压伸缩杆，55-推板，56-连接块，6-控制模块，7-高度传感装置，8-供电装置。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“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，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

实施例1

如图1至图5所示为本发明一种砍树机器人的第一实施例，包括活动支架1，活动支架1上设有用于爬树的主动轮机构2、若干从动轮机构3、用于砍树的电锯机构4、用于控制树干倒向的助推机构5；砍树机器人还包括控制模块6，主动轮机构2、从动轮机构3、电锯机构4、助推机构5均与控制模块6电连接。

主动轮机构2和从动轮机构3用于爬树，使砍树机器人能够在树干上合适的位置进行砍伐；电锯机构4用于砍伐树木以及清理横枝，防止砍树机器人在攀爬过程中受阻；助推机构5用于控制树干倒下的方向，防止发生不必要的电力事故以及人身事故，提高安全性。

另外，活动支架1包括若干用于环绕树干的环绕结构11，环绕结构11之间通过若干支撑杆12连接；主动轮机构2连接于支撑杆12上，从动轮机构3连接于环绕结构11上。环绕结构11的设置使砍树机器人能够通过主动轮机构2、从动轮机构3在树干上攀爬。

如图1和图2所示，本实施例中设置有两个相互水平设置环绕结构11，环绕结构11与支撑杆12通过螺栓连接。环绕结构11包括两个同轴的卡接环，两个卡接环之间通过若干连接板13连接。位于外围的卡接环包括第一半环111和第二半环112，第一半环111的一端与第二半环112的一端通过转轴16连接，第一半环111的另一端与第二半环112的另一端通过卡扣14连接，使得位于外围的卡接环能够通过卡扣14打开与闭合。位于内圈的卡接环包括第三半环113和第四半环114，第三半环113与第四半环114之间通过连接杆15连接。具体地，连接杆15连接于第四半环114的两个端部上，第三半环113的两个端部设有中空段，且连接杆15的横截面积小于第三半环113的横截面积，使得连接杆15能够插入第三半环113的中空段中，实现位于内圈的卡接环的卡接。

另外，控制模块6包括STC芯片和与所述STC芯片电连接的蓝牙模块。蓝牙模块的设置使砍树机器人能够接收远程客户端的信号。本实施例中STC芯片为STC59C51芯片或STC89C52芯片。如图1和图2所示，本实施例中控制模块6连接于环绕结构11上。

其中，从动轮机构3包括从动轮31，从动轮31上装接有弹性伸缩装置32，弹性伸缩装置32通过压力传感装置33与环绕结构11连接。本实施例中压力传感装置33、弹性伸缩装置32均与STC芯片电连接。压力传感装置33的设置，使弹性伸缩装置32的伸缩量能够通过控制模块6采集到的压力数值来进行控制，进而使得围绕在树干上的若干从动轮与树干之间能够保持夹紧状态。

具体地，弹性伸缩装置32包括第一连接架323和第二连接架324，第一连接架323和第二连接架324之间通过第一电动伸缩杆322连接，第一电动伸缩杆322上还套设有弹簧321。第一连接架323、第二连接架324、第一电动伸缩杆322、弹簧321的设置使弹性伸缩装置32的伸缩量便于调节。

如图1至图3所示，本实施例中每个环绕结构11上设置有四个从动轮机构3，从动轮机构3连接于环绕结构11上靠近连接板13的位置处，能够稳固从动轮31。从动轮31与第二连接架324连接，第一连接架323与第二连接架324之间设置有四个第一电动伸缩杆322，每个第一电动伸缩杆322上均套接有弹簧321，弹簧321的一端与第一连接架323底部相抵，弹簧321的另一端与第二连接架324顶部相抵；压力传感装置33为压力传感器，设置有四个，连接于第一连接架323的顶部，每个压力传感器都与一个第一电动伸缩杆322同轴设置。本实施例中每个压力传感器均与STC芯片电连接，每个第一电动伸缩杆322均通过电动伸缩杆驱动模块与STC芯片电连接。

其中，主动轮机构2包括主动轮21和与主动轮21连接的第一电机22。主动轮21与支撑杆12的延伸方向呈一定倾斜角度设置。主动轮21和第一电机22的设置使砍树机器人能够在树干上攀爬。如图1所示，本实施例中第一电机22的输出轴与主动轮21连接，第一电机22通过固定板23与支撑杆12连接，第一电机22通过电机驱动模块与STC芯片电连接。

还有，电锯机构4包括用于砍树的第一电锯装置41和用于修剪横枝的第二电锯装置42，第二电锯装置42与环绕结构11之间通过第一底座43连接，第一电锯装置41与第一底座43之间通过第五电机连接。第一电锯装置41的砍伐端与环绕结构11相互水平设置，第二电锯装置42的砍伐端与环绕结构11相互垂直设置，使得第一电锯装置41能够通过第五电机在第一底座43上转动并完成砍伐树干的工作，第二电锯装置42能够用于修剪树干上的横枝，防止砍树机器人在攀爬过程中受阻。

如图1和图2所示，本实施例中第一电锯装置41包括第一锯片411和第二电机，第一锯片411和第二电机之间通过齿轮机构的啮合进行连接，第二电机的机座上连接有第二底座412。第二底座412与第一底座43之间通过第五电机连接，使得第二底座412能够在第一底座43上转动，并带动第二底座412上的第一锯片411转动切锯树干。第二电锯装置42包括第二锯片421和第三电机，第二锯片421和第三电机之间通过齿轮机构的啮合进行连接，第三电机的机座与第一底座43连接。第二电机、第三电机、第五电机均通过电机驱动模块与STC芯片电连接。

另外，助推机构5包括伸缩器52、旋转盘53、推板55、若干液压伸缩杆54，伸缩器52与液压伸缩杆54的一端通过旋转盘53连接，液压伸缩杆54的另一端与推板55铰接；伸缩器52与活动支架1的顶部通过第二电动伸缩杆51连接；旋转盘53上通过齿轮机构连接有第四电机。第二电动伸缩杆51、伸缩器52、旋转盘53、液压伸缩杆54、推板55的设置使助推机构5能够控制砍伐树木时树木倒下的方向。

如图3和图4所示，第二电动伸缩杆51通过连接块56与位于上方的环绕结构11连接；旋转盘53与推板55之间设置有两根液压伸缩杆54。本实施例中还设置有第四电机，旋转盘53与第四电机通过齿轮机构的啮合与进行连接。第四电机通过电机驱动模块与STC芯片电连接；第二电动伸缩杆51通过电动伸缩杆驱动模块与STC芯片电连接；伸缩器52为液压伸缩器，液压伸缩器通过液压伸缩器驱动模块与STC芯片电连接；液压伸缩杆54通过液压伸缩杆驱动模块与STC芯片电连接。

另外，砍树机器人还包括供电装置8，主动轮机构2、从动轮机构3、电锯机构4、助推机构5、控制模块6均与供电装置8电连接。供电装置8的设置使砍树机器人能够运作。如图1所示，本实施例中供电装置8采用高密度可充电锂电池，第一电机22、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机的电机驱动模块均与供电装置8电连接，第一电动伸缩杆322的电动伸缩杆驱动模块、第二电动伸缩杆51的电动伸缩杆驱动模块、液压伸缩器的液压伸缩器驱动模块、液压伸缩杆54的液压伸缩杆驱动模块也均与供电装置8电连接，STC芯片也与供电装置8电连接。

使用时，包括以下几个阶段：

S1.安装阶段：将第一半环111与第二半环112扣合，此时第三半环113与第四半环114之间通过连接杆15连接，使砍树机器人环绕树干；

S2.攀爬阶段：启动供电装置8，STC芯片控制第一电动伸缩杆322的伸缩量，使从动轮31与树干保持夹紧状态；然后蓝牙模块接收到开始攀爬的信号，STC芯片控制第一电机22运作，使主动轮21转动，砍树机器人沿着树干开始向上攀爬；在该阶段中，第二电动伸缩杆51、伸缩器52、液压伸缩杆54均处于收缩状态；

S3.清除阶段：若在攀爬过程中遇到横枝，通过STC芯片控制第三电机运作，第二锯片开始完成锯断横枝的工作；

S4.砍树阶段：当砍树机器人上升到指定高度后，第一电机22停止工作，STC芯片控制第二电机和第五电机运作，第一锯片开始转动并完成锯断树干的工作；在该阶段中，STC芯片控制第二电动伸缩杆51上升到指定位置，且伸缩器52、液压伸缩杆54均逐渐伸长，使推板55与树干接触，并对树干产生一个推力，能够控制树木倒下时的方向；

S5.恢复阶段：当树干倒下后，第二电机停止工作，STC芯片控制第五电机反向转动，使第二锯片回到初始位置；STC芯片控制伸缩器52、液压伸缩杆54回缩，以及控制第二电动伸缩杆51下降至初始位置；

S5.下降阶段：STC芯片控制第一电机22反向转动，使砍树机器人沿着树干下降。

实施例2

本实施例与实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中活动支架1上装设有高度传感装置7，高度传感装置7与控制模块6电连接。高度传感装置7的设置使砍树机器人能够获取其所在高度。如图1所示，本实施例中高度传感装置7为高度传感器，装于连接块56处。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种砍树机器人，其特征在于，包括活动支架(1)，所述活动支架(1)上设有用于爬树的主动轮机构(2)、若干从动轮机构(3)、用于砍树的电锯机构(4)、用于控制树干倒向的助推机构(5)；所述砍树机器人还包括控制模块(6)，所述主动轮机构(2)、从动轮机构(3)、电锯机构(4)、助推机构(5)均与控制模块(6)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种砍树机器人，其特征在于，所述活动支架(1)包括若干用于环绕树干的环绕结构(11)，环绕结构(11)之间通过若干支撑杆(12)连接；所述主动轮机构(2)连接于支撑杆(12)上，从动轮机构(3)连接于环绕结构(11)上。

3.根据权利要求2所述的一种砍树机器人，其特征在于，所述从动轮机构(3)包括从动轮(31)，所述从动轮(31)上装接有弹性伸缩装置(32)，所述弹性伸缩装置(32)通过压力传感装置(33)与环绕结构(11)连接。

4.根据权利要求3所述的一种砍树机器人，其特征在于，所述弹性伸缩装置(32)包括第一连接架(323)和第二连接架(324)，所述第一连接架(323)和第二连接架(324)之间通过第一电动伸缩杆(322)连接，所述第一电动伸缩杆(322)上还套设有弹簧(321)。

5.根据权利要求2所述的一种砍树机器人，其特征在于，所述主动轮机构(2)包括主动轮(21)和与主动轮(21)连接的第一电机(22)。

6.根据权利要求2所述的一种砍树机器人，其特征在于，所述电锯机构(4)包括用于砍树的第一电锯装置(41)和用于修剪横枝的第二电锯装置(42)，所述第二电锯装置(42)与环绕结构(11)之间通过第一底座(43)连接，所述第一电锯装置(41)与第一底座(43)之间通过第五电机连接。

7.根据权利要求1所述的一种砍树机器人，其特征在于，所述助推机构(5)包括伸缩器(52)、旋转盘(53)、推板(55)、若干液压伸缩杆(54)，所述伸缩器(52)与液压伸缩杆(54)的一端通过旋转盘(53)连接，液压伸缩杆(54)的另一端与所述推板(55)铰接；所述伸缩器(52)与活动支架(1)的顶部通过第二电动伸缩杆(51)连接；所述旋转盘(53)上通过齿轮机构连接有第四电机。

8.根据权利要求1所述的一种砍树机器人，其特征在于，所述活动支架(1)上装设有高度传感装置(7)，所述高度传感装置(7)与控制模块(6)电连接。

9.根据权利要求1所述的一种砍树机器人，其特征在于，所述控制模块(6)包括STC芯片和与所述STC芯片电连接的蓝牙模块。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种砍树机器人，其特征在于，所述砍树机器人还包括供电装置(8)，所述主动轮机构(2)、从动轮机构(3)、电锯机构(4)、助推机构(5)、控制模块(6)均与供电装置(8)电连接。

Images