CN111436294A - 一种可升降自收纳树枝修剪机 - Google Patents

Abstract

本专利提供一种自动化程度高，修剪树枝科学精准，对修剪的树枝可自动化进行分等级回收的可升降自收纳树枝修剪机，它包括支撑底座、多级液压伸缩装置、水平滑道、修剪装置，支撑底座上设置有收纳箱，多级液压伸缩装置的底部机座设置在支撑底座上，在多级液压伸缩装置的机座与转向驱动装置相连；多级液压伸缩装置最上端的第一级伸缩杆与水平滑道，水平滑道上设置有修剪装置；修剪装置包括支座，夹紧装置，在锯切电机的带动转动以切断树枝的圆锯，支座另一侧设置有能够相对于支座摆动的前置顶板。

Description

一种可升降自收纳树枝修剪机

技术领域

本专利涉及树木修剪设备技术领域，尤其是液压可调整高度，自动收集修剪树枝，自动化程度高、安全高效的树木修剪机。

背景技术

随着国家树木绿化程度逐年增高，对果树、园林观赏树、行道树等都需投入人力来进行养护，树枝的修剪是树木养护方法之一，需养护的树木越多，所修剪的树枝越多，投入的人力便越大，人力修剪对于高枝修剪存在安全隐患，修剪后的树枝收集依然耗时耗力，诸如在入冬前要如何完成大面积的树枝修剪工作，投入大量的人力效率不高，经济成本高，现有机械化的修剪设备对操作人员要求高，存在耗力效率不高的情况，还存在安全隐患等问题。

发明内容

为解决传统的树枝修剪装置不能自动调节高度，甚至需要人力作业，对树枝收集仍需再次投入人力完成的问题，本专利目的是提供一种可升降自收纳树枝修剪机，它自动化程度高，修剪树枝科学精准，对修剪的树枝可自动化进行分等级回收，效率高，成效好。

本专利的目的通过以下技术方案来实现：

一种可升降自收纳树枝修剪机，包括支撑底座、多级液压伸缩装置、水平滑道、修剪装置，支撑底座上设置有多个收纳箱，多级液压伸缩装置的底部机座设置在支撑底座上，在多级液压伸缩装置的底部机座与多级液压伸缩装置绕竖直轴线转动的转向驱动装置相连；多级液压伸缩装置最上端的第一级伸缩杆1与水平滑道一端相连，水平滑道具有滑轨31，水平滑道上设置有在滑动驱动装置的带动下能够沿着滑轨31滑动的修剪装置；修剪装置包括支座 40，支座上表面上设置有用于夹紧树枝的夹紧装置，支座一侧设置用于在锯切电机13的带动转动以切断树枝的圆锯14，支座另一侧设置有在摆动电机8带动下能够相对于支座摆动的前置顶板11；

当前置顶板11摆动到基本水平时，夹紧装置夹紧位于前置顶板11上的树枝，圆锯14动作，切断被夹紧的树枝，多级液压伸缩装置收缩，带动前置顶板11下降到靠近支撑底座处，通过多级液压伸缩装置绕竖直轴线转动或/和修剪装置沿滑轨31的滑动带动带动前置顶板11 移动到收纳箱上方，夹紧装置松开树枝，前置顶板11摆动至倾斜状态，使得树枝滑入到相应的收纳箱内。

上述的可升降自收纳树枝修剪机，转向驱动装置包括转向电机21、转向主齿轮19、转向动齿轮28、制动齿轮29；转向主齿轮19上部连接级液压伸多缩装置的机座41，周向与制动齿轮29啮合，转向动齿轮28由转向电机21驱动，转向动齿轮28与制动齿轮29啮合，由转向电机21驱动转向动齿轮28带动制动齿轮29再带动转向主齿轮19从而使多级液压伸缩装置转动。

上述的可升降自收纳树枝修剪机，所述水平滑道一端顶部设有激光位移传感器16和扫描仪17，另一端上部设置滑轨31；激光位移传感器16和扫描仪17均与工控机4电连接，工控机4与转向驱动装置、滑动驱动装置、夹紧装置等电连接，以控制它们的动作。

上述的可升降自收纳树枝修剪机，滑动驱动装置包括转动设置在支座40上、位于滑轨 31两侧左右相对的水平传送小轮12，水平传送小轮12与滑动电机7的输出轴相连，滑动电机7的机座固定在支座上。

上述的可升降自收纳树枝修剪机，夹紧装置包括固定在支座上的夹爪42、与夹爪相对的滑动设置支座上的夹具刀10，夹具刀10与丝杠6以螺旋副配合，丝杠6与带动其转动的夹紧电机9驱动。

上述的可升降自收纳树枝修剪机，夹具刀10与夹爪42相对的内侧面上具有突起的锋利的棱刀，用于嫩枝的修剪。

上述的可升降自收纳树枝修剪机，支座上设置圆锯水平滑轨2，锯切电机13滑动设置在圆锯水平滑轨2内，锯切电机13与驱动锯切电机沿圆锯水平滑轨2移动的电动推杆15相连，圆锯的锯片所在平面、圆锯水平滑轨2、丝杠6相平行。

本专利的有益效果：工作时，采用属于现有技术的多级液压伸缩装置带动与水平滑道、修剪装置等上升至预修剪的树枝附近，通过滑道驱动装置驱动修剪装置移动到树枝下方，前置顶板11摆动到基本水平支撑起树枝，夹紧装置夹紧位于前置顶板11上的树枝，圆锯14动作，切断被夹紧的树枝，多级液压伸缩装置收缩，带动前置顶板11下降到靠近支撑底座处，同时通过多级液压伸缩装置绕竖直轴线转动或/和修剪装置沿滑轨31的滑动，使得前置顶板移动到一个收纳箱的上部，该收纳箱与前置顶板上的树枝的长度、直径等对应，然后夹紧装置松开树枝，前置顶板11摆动至倾斜状态，使得树枝滑入到相应的收纳箱内。这样，不同长度、直径等的树枝被收纳到不同的收纳箱内。

扫描仪17能够对树冠扫描数据采集，工控机根据采集的数据或者传至云端由人工智能分析所要修剪的树枝，并通过激光位移传感器16的测距，协同转向驱动装置、多级液压伸缩装置及水平滑道上的修剪装置，调整到需要修剪的树枝底端由前置顶板11顶起，并夹爪42和夹具刀10夹紧树枝，圆锯14沿圆锯水平轨道2移动完成切割作业，这样可以进一步提高自动化程度。

夹紧电机9驱动丝杠6滚动，带动夹具刀10移动夹紧树枝，夹紧电机9与工控机电连接，工控机4可以分析得到夹具刀10据初始位置的距离，进而得到该被夹紧的树枝的直径。

工控机可以根据水平滑道顶部扫描仪17所测得的被修剪的树枝长度、夹具刀10处所测得的树枝直径、被修剪树木的品种等划分多个等级，修剪下来的树枝根据分得的等级放入不同的收纳箱，减少人工后续不合理处理，精准分类，也减少了木材的浪费。

本专利自动化程度高，修剪树枝科学精准，对修剪树枝可自动化进行分等级回收，安全且效率高，减少不合理使用修剪料的情况，符合环保要求。

附图说明

图1为可升降自收纳树枝修剪机示意图；

图2为可升降自收纳树枝修剪机右视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图3中的局部放大图；

图5为图2的B-B剖视图；

图6为图5中的局部放大图；

图7水平滑道的局部示意图；

图8水平滑道的局部剖视图；

图9修剪装置等示意图；

图10修剪装置整体示意图；

图11图10中的局部放大图；

图12修剪装置主视图；

图13修剪装置右视图；

图14修剪装置俯视图；

图15图13的C-C剖面图；

图16图14的D-D剖面图；

图17图13的E-E剖面图；

图18树枝修剪工作状态示意图；

图19树枝回收工作状态示意图；

图20树枝修剪工作状态示意图(俯视)。

图中：第一级伸缩杆1、圆锯水平滑轨2、蓄电池3、工控机4、蓄电池5、丝杠6、滑动电机7、摆动电机8、夹紧电机9、夹具刀10、前置顶板11、水平传送小轮12、锯切电机13、圆锯14、电动推杆15、激光位移传感器16、扫描仪17、第三级伸缩杆18、转向主齿轮19、液压泵20、转向电机21、四等收纳箱22、三等收纳箱23、二等收纳箱24、一等收纳箱25、第二级伸缩杆26、树枝27、转向动齿轮28、制动齿轮29、电瓶30、滑轨31、丝杠保护盖32、支座40、机座41、夹爪42。

具体实施方式

下面将结合本专利实施例中的附图，对本专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1所示的可升降自收纳树枝修剪机，它是一种可升降修剪树枝、自收纳树枝、具有清洁能源的自动树木修剪装置，包括支撑基座，所述支撑基座内部具有多级液压伸缩装置的液压泵20、转向电机21、电瓶30、转向主齿轮19、转向动齿轮28、制动齿轮29等。支撑基座外部具有四个等级的收纳箱：四等收纳箱22、三等收纳箱23、二等收纳箱24、一等收纳箱25。

所述转向主齿轮向上连接多级液压伸缩装置的机座41，液压泵20固定在机座41上，转向主齿轮与制动齿轮啮合，第三级液压杆与液压泵相连接，转向动齿轮由转向电机驱动，制动齿轮与转向动齿轮啮合，由转向电机驱动转向动齿轮带动制动齿轮再带动转向主齿轮从而使多级液压伸缩装置转动。

所述多级液压伸缩装置主要包括液压泵和三级伸缩杆：第一级伸缩杆1、第二级伸缩杆 26、第三级伸缩杆18。第三级伸缩杆与液压泵相连接，第一级伸缩杆与水平滑道相连接。

所述水平滑道包括一端顶部设置有激光位移传感器16和扫描仪17，内部设置工控机4、向激光位移传感器16、扫描仪17工控机4供电的蓄电池5，另一端上部是滑轨31，与滑轨滑动相连接的修剪装置。

所述修剪装置包括支座40，支座40顶部中心位置转动设置水平传送小轮12与水平滑轨 31相配合，支座40顶部前端设置包括夹具刀在内的夹紧装置，支座后侧设置包括圆锯等在内的锯切装置，支座40的前侧设置前置顶板11。

夹紧装置包括固定在支座上的夹爪42、与夹爪相对的滑动设置支座上的夹具刀10，夹具刀10与丝杠6以螺旋副配合，丝杠6与带动其转动的夹紧电机9驱动。丝杠6旋转进而驱动夹具刀10前进或后退，丝杠6所在槽内上端有丝杠保护盖32，夹具刀10向上贯穿丝杠保护盖32。夹具刀10由夹紧电机9驱动丝杠6向前递进，自适应测得夹具刀10夹紧树枝，夹紧电机9停止驱动，工控机4根据夹具刀10据初始位置的距离，得该树枝的直径。

夹具刀10与夹爪42相对的内侧面上具有突起的锋利的棱刀，用于嫩枝的修剪。

支座上设置圆锯水平滑轨2，锯切电机13滑动设置在圆锯水平滑轨2内，锯切电机13 与驱动锯切电机沿圆锯水平滑轨2移动的电动推杆15相连，圆锯的锯片所在平面、圆锯水平滑轨2、丝杠6相平行。通过电动推杆15使圆锯14在圆锯水平滑轨2上水平移动，前置顶板11由摆动电机8驱动，摆动电机8、夹紧电机9、锯切电机13和电动推杆15由支座内部的蓄电池3供能。

所述支撑底座内的转向主齿轮19与制动齿轮29啮合，由转向动齿轮28传动多级液压伸缩装置可旋转角度范围是0°到360°，制动齿轮29用于减速或立即停止，使多级液压伸缩装置再旋转指定位置更加精确，多级液压伸缩装置由三级伸缩杆构成，满足高枝修剪作业。

主要是四个体积不一的收纳箱，根据水平滑道顶部扫描仪17所测得的树枝长度、夹具刀 10处所测得的树枝直径、被修剪树木的品种划分四个等级，修剪下来的木材根据分得的四个等级来加工处理，减少人工后续不合理处理，精准分类，也减少了木材的浪费。

前置顶板11与夹具刀10协同工作，使修剪后的树枝保持双端支持并平衡，通过调整前置顶板11的角度和多级液压伸缩装置的高度，来完成对修剪树枝的正确投放。

扫描仪17对树冠扫描数据采集，通过工控机本身或传至云端由人工智能分析，科学筛选所要修剪的树枝，通过修剪装置中激光位移传感器16测距，协同转向动齿轮28、制动齿轮 29、转向主齿轮19等组成的转向齿轮组、多级液压伸缩装置及水平滑道上的修剪装置，将修剪装置调整到需要修剪树枝底端，由前置顶板11支撑和夹爪、夹具刀10夹紧固定，圆锯14 沿圆锯水平轨道2移动完成切割作业。

请参阅图1、4、6、7，一种可升降修剪树枝自收纳清洁能源自动树木修剪装置，设备自动移动到所选定的树下，通过扫描识别和人工智能分析，科学筛选所要修剪的树枝，通过激光位移传感器16测量所在位置，支撑底座内部由电瓶30供电驱动转向电机21带动转向动齿轮28，转向动齿轮28啮合制动齿轮29传动与制动齿轮29啮合的转动主齿轮19，进而带动与主动主齿轮19相连接的多级液压伸缩装置，液压泵20驱动多级液压伸缩装置调整高度升高。

参阅图8、9，水平滑道一端的由工控机4调整向另一端的修剪装置发出指令，修剪装置由传送小轮12沿水平滑轨移动，移动到枯枝27下端。

参阅图10、11、15、16、17、18、19、20，位于支座顶端前部的夹具刀10因夹紧电机9带动丝杠6旋转牵动向另一侧靠拢，丝杠6所在槽内上端有丝杠保护盖32贯穿夹具刀10，丝杠保护盖32为防止枯枝27上的分枝或飞屑卷入导致丝杠6损坏。夹具刀10自适应加紧枯枝27，测得两夹具刀间距，传至水平滑道一端的工控机4中，前置顶板11调整角度升起抵住枯枝27，夹具刀10与前置顶板11构成双端支撑，保证截下的枯枝27保持平衡，固定完成后，工控机4向圆锯14发出切割指令，圆锯14经电动推杆15伸缩水平沿圆锯的水平滑轨 2移动切割，直至树枝27与树干截开，再由支撑底座内部由电瓶供电驱动转向电机21带动转向动齿轮28、制动齿轮29进而带动与制动齿轮29啮合的转向主齿轮19，使多级液压伸缩装置旋转至指定位置，再由制动齿轮29制动立即停止，使前置顶板11对准相应三等收纳箱 23(如工控机4通过树枝长度、直径结合树木种类判断此修剪树枝为三等级)，液压泵20驱动液压伸缩机构调整高度下降，调整前置顶板11的角度调整一定角度，夹具刀10因夹紧电机9带动丝杠6旋转牵动松开树枝27，使树枝27滑入三等收纳箱23。本专利是通过调整前置顶板的角度和多级液压伸缩装置的高度及转向齿轮组水平的角度调整来完成对修剪树枝的正确投放。

参照以上完成修剪工作。

本专利通过扫描液压自动调整修剪高度，对高低枝皆可修剪，修剪的树枝通过机构的配合作业完成自动收集和收纳，对修剪树枝进行分类回收，使用清洁能源驱动电机来完成工作，解放人力，符合安全环保高效理念。

Claims (7)

1.一种可升降自收纳树枝修剪机，包括支撑底座、多级液压伸缩装置、水平滑道、修剪装置，其特征在于：支撑底座上设置有多个收纳箱，多级液压伸缩装置的底部机座设置在支撑底座上，在多级液压伸缩装置的底部机座与多级液压伸缩装置绕竖直轴线转动的转向驱动装置相连；多级液压伸缩装置最上端的第一级伸缩杆（1）与水平滑道一端相连，水平滑道具有滑轨（31），水平滑道上设置有在滑动驱动装置的带动下能够沿着滑轨（31）滑动的修剪装置；修剪装置包括支座（40），支座上表面上设置有用于夹紧树枝的夹紧装置，支座一侧设置用于在锯切电机（13）的带动转动以切断树枝的圆锯（14），支座另一侧设置有在摆动电机8带动下能够相对于支座摆动的前置顶板（11）；

当前置顶板（11）摆动到基本水平时，夹紧装置夹紧位于前置顶板（11）上的树枝，圆锯（14）动作，切断被夹紧的树枝，多级液压伸缩装置收缩，带动前置顶板（11）下降到靠近支撑底座处，通过多级液压伸缩装置绕竖直轴线转动或/和修剪装置沿滑轨（31）的滑动带动带动前置顶板（11）移动到收纳箱上方，夹紧装置松开树枝，前置顶板（11）摆动至倾斜状态，使得树枝滑入到相应的收纳箱内。

2.如权利要求1所述的可升降自收纳树枝修剪机，其特征是：转向驱动装置包括转向电机（21）、转向主齿轮（19）、转向动齿轮（28）、制动齿轮（29）；转向主齿轮（19）上部连接多级液压伸缩装置的机座（41），周向与制动齿轮（29）啮合，转向动齿轮（28）由转向电机（21）驱动，转向动齿轮（28）与制动齿轮（29）啮合，由转向电机（21）驱动转向动齿轮（28）带动制动齿轮（29）再带动转向主齿轮（19）从而使多级液压伸缩装置转动。

3.如权利要求1所述的可升降自收纳树枝修剪机，其特征是：所述水平滑道一端顶部设有激光位移传感器（16）和扫描仪（17），另一端上部设置滑轨（31）；激光位移传感器（16）和扫描仪（17）均与工控机（4）电连接，工控机（4）与转向驱动装置、滑动驱动装置、夹紧装置等电连接，以控制它们的动作。

4.如权利要求1所述的可升降自收纳树枝修剪机，其特征是：滑动驱动装置包括转动设置在支座（40）上、位于滑轨（31）两侧左右相对的水平传送小轮（12），水平传送小轮（12）与滑动电机（7）的输出轴相连，滑动电机（7）的机座固定在支座上。

5.如权利要求1所述的可升降自收纳树枝修剪机，其特征是：夹紧装置包括固定在支座上的夹爪（42）、与夹爪相对的滑动设置支座上的夹具刀（10），夹具刀（10）与丝杠（6）以螺旋副配合，丝杠（6）与带动其转动的夹紧电机（9）驱动。

6.根据权利要求6所述可升降自收纳树枝修剪机，其特征是：夹具刀（10）与夹爪（42）相对的内侧面上具有突起的锋利的棱刀，用于嫩枝的修剪。

7.如权利要求1所述的可升降自收纳树枝修剪机，其特征是：支座上设置圆锯水平滑轨（2），锯切电机（13）滑动设置在圆锯水平滑轨（2）内，锯切电机（13）与驱动锯切电机沿圆锯水平滑轨（2）移动的电动推杆（15）相连，圆锯的锯片所在平面、圆锯水平滑轨（2）、丝杠（6）相平行。

Images