CN111448902B - 一种树枝修剪装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了树枝修剪装置，属于林农用设备领域，包括：环形抱紧装置，包括用于抱紧和松开树干的臂及具备可扩张及收缩的结构；爬升装置，被构造成通过第一液压驱动部件驱动移动组件沿树干方向移动，其中移动组件的行走结构随环形抱紧装置的扩张/收缩而联动，环形抱紧装置设于移动组件上；切割装置，被构造成通过第二液压驱动部件驱动环形的切割体转动的结构，切割体包括能够构成环形的若干切割瓣，切割体转动进行切割；本发明的目的在于提供一种树枝修剪装置，本发明的另一目的为提供一种关于该修剪设备的控制方法。

Description

一种树枝修剪装置及控制方法

技术领域

本发明属于农林设备技术领域，具体地说，涉及一种树枝修剪装置和控制方法。

背景技术

在林业管理及市政绿化管理工作中，经常会修剪路边及林中的树枝。使用机械设备能够提高修剪的效率，如公开号CN203748308U、CN107347469A公布的修剪设备，这些设备均公开了不同的树枝修剪装置的技术方案，但是上述技术方案要么技术较为复杂，或者修剪效率较低，因此，发明人提出了新的树枝修剪装置的思路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种树枝修剪装置，本发明的另一目的为提供一种关于该修剪设备的控制方法。本发明采用技术方案的基本构思是：

树枝修剪装置，其特征在于，包括：环形抱紧装置，包括用于抱紧和松开树干的臂及具备可扩张及收缩的结构，用于抱紧或松开树干；爬升装置，被构造成通过第一液压驱动部件驱动移动组件沿树干方向移动，其中移动组件的行走结构随环形抱紧装置的扩张/收缩而联动，环形抱紧装置设于移动组件上；切割装置，被构造成通过第二液压驱动部件驱动环形的切割体转动的结构，切割体包括能够构成环形的若干切割瓣，切割体转动进行切割；环形抱紧装置、爬升装置及切割装置配合安装成一整体。

根据本发明，所述第一液压驱动部件包括蜗壳形状的液体流道、设于液体流道内侧部的叶轮及与叶轮配合安装的驱动轴，且叶轮进液端、排液端通过控制阀与液体流道连通。

根据本发明，所述臂的内侧径向设有若干液动伸缩筒，液动伸缩筒的伸缩端安装有移动组件，液动伸缩筒与压力调节设备连接；所述臂为两条，能够围成环形，所述臂内设有气体流路，臂朝向中心侧设有若干的滑动外筒，所述液动伸缩筒安装在滑动外筒内且能够沿环形抱紧装置的径向自由滑动，每个滑动外筒的底部设有弹性气囊，每个弹性气囊与气压调节器连接。

根据本发明，所述第二液压驱动部件与第一液压驱动部件为同一部件，通过传动部件将动力传递至切割体及移动组件上。

根据本发明，所述切割瓣顶面设有锯齿，下部两侧设有凸肩，凸肩外部包围安装有支承座，支承座上设有限制切割瓣与支承座摩擦的滚柱，支承座面的上部及下部与凸肩上方的切割齿侧面之间形成有交错的齿密封结构，所述齿密封结构之间的切割瓣上设有使得流体远离凸肩流动的叶片。

根据本发明，所述移动组件包括载体、转轮及连接载体与转轮的摆臂，所述摆臂能够在设定幅度内以设定回馈力摆动。

根据本发明，所述切割瓣的数量至少为2个，切割瓣每个侧端面上设有弹性橡胶垫。本申请采用了液压作为动力，使得动力强劲，且本申请的树枝修剪装置及控制方法能够通过液动伸缩筒调节与树表面的距离，以便能够适应多种直径的树木，其设有的弹性气囊能够使得在通过一些凸起或凹陷的树表面时能够顺利通过，其工作适应性更强。

另外，基于树枝修剪装置的控制方法，树枝修剪装置的液动伸缩筒内设有距离传感器，切割装置的第二液压驱动部件、爬升装置的第一液压驱动部件、液动伸缩筒、叶轮与液体流道之间设有控制液压的控制阀，液体流道连接有设定压力的液源，树枝修剪装置上还设有能够测量树枝修剪装置移动距离的传感器及速度传感器，液动伸缩筒上还设有位置传感器，具体控制方法如下：

S1，将树枝修剪装置安装环抱在树干上，控制液源输出设定压力的液体，开始工作；

S2，液体使得液动伸缩筒伸出将移动组件压紧树干，并根据液动伸缩筒上设有的位置传感器测得树干的直径；

S3，根据树干的直径，控制控制阀的开度，控制阀控制液压，使得设定的液压驱动叶轮，以驱动移动组件以设定速度移动，并根据速度传感器测得的移动速度调整液压的大小，并且根据树干的直径，控制阀控制液压，以控制液动伸缩筒作用在移动组件上的压力，其中，树干直径与液动叶轮及作用在液动伸缩筒上的液压越大；

S4，测量树枝修剪装置移动距离的传感器，根据设定的修剪距离，控制移动的距离，修剪完成后，控制树枝修剪器返回。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1为该树枝修剪装置的总体结构示意图；

图2、图3为切割体的结构示意图；

图4为液压驱动部件的部分结构示意图；

图5为环形抱紧装置结构示意图；

图6为移动组件的部分结构示意图；

图7为动力传递示意图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

如图1至图7所示的树枝修剪装置，包括：配合安装并构成一体的环形抱紧装置1、爬升装置2及切割装置3。环形抱紧装置1，包括用于抱紧和松开树干的臂11及具备可扩张及收缩的结构，用于抱紧或松开树干；该实施例中，优选地，所述臂（11）的内侧径向设有若干液动伸缩筒（111），液动伸缩筒（111）的伸缩端安装有移动组件（22），液动伸缩筒（111）与压力调节设备连接，压力调节设备是为液动伸缩筒提供需要液压的设备，可以为通过控制阀与提供蜗壳压力的流道连通，以便为液动伸缩筒提供特定压力的液体；

更优选地，液动伸缩筒111可以这样被构造，所述臂（11）为两条，能够围成环形，所述臂内设有气体流路（112），臂（11）朝向中心侧设有若干的滑动外筒（113），所述液动伸缩筒（111）安装在滑动外筒（113）内且能够沿环形抱紧装置（1）的径向自由滑动，每个滑动外筒（113）的底部设有弹性气囊（115），每个弹性气囊（115）与气压调节器连接。滑动外筒113的数量根据需要设定，可以为2/3/4/5/6个，也可以更多。通过液动伸缩筒111的伸缩，将移动组件22移动，改变移动组件22构成的圆形或近似圆形的形状大小，从而适应不同的直径的树，那么在大多数情况下直径的树均能够被用于该数值修剪设备，理论上只要能够将树抱住，就能够适用。另外，弹性气囊（115）的作用之一为移动组件22与树面之间的压力提供一个弹性范围，不会在移动过程中树的直径变小时或增大时，移动组件22与树面之间的压力过小或过大，从而不利于修剪装置工作或破坏修剪装置。弹性气囊（115）内的压力为可调，每个弹性气囊可以独立，可以连通，配合安装有压力传感器，并且与控制器连接，控制器连接有气源，控制器控制进出弹性气囊的气体，气源可以是高压储罐，可以是压缩装置。

爬升装置2，被构造成通过第一液压驱动部件21驱动移动组件22沿树干方向移动，其中移动组件22的行走结构随环形抱紧装置1的扩张/收缩而联动，环形抱紧装置1设于移动组件22上，这样，移动组件驱动环形抱紧装置1移动，而移动组件之间的距离受环形抱紧装置1控制，环形抱紧装置1的扩张/收缩可以为上述实施方案中，通过液动伸缩筒111的方式实现收缩，也可以通过环形抱紧装置1的臂11进行收缩/扩张；为了更好实施该发明，优选地，第一液压驱动部件（21）包括蜗壳形状的液体流道（201）、设于液体流道（201）内侧部的叶轮（203）及与叶轮（203）配合安装的驱动轴（202），且叶轮（203）进液端、排液端通过控制阀与液体流道连通，驱动轴202通过传动部件将动力传递至移动组件22，该技术方案的结构作为动力源，将液体动力高效转化为机械能量。

本实施例中，为了更简化整体结构，所述第二液压驱动部件（31）与第一液压驱动部件（21）为同一部件，通过传动部件将动力传递至切割体（32）及移动组件（22）上。

切割装置3，被构造成通过第二液压驱动部件31驱动环形的切割体32转动的结构，切割体32包括能够构成环形的若干切割瓣321，切割瓣321之间通过连接结构或固定结构或锁扣结构连接固定，为现有技术不再赘述，切割体32转动进行切割；所述切割瓣321顶面设有锯齿325，下部两侧设有凸肩323，凸肩323外部包围安装有支承座324，支承座324上设有限制切割瓣321与支承座324摩擦的滚柱236，支承座324面的上部及下部与凸肩323上方的切割齿侧面之间形成有交错的齿密封结构327，所述齿密封结构327之间的切割瓣上设有使得流体远离凸肩流动的叶片328，这样能够使得始终具有流体向密封处流动，避免灰尘等进入至腔内，设有的凸肩能使得整体的切割装置更加坚固，同时设有的齿密封结构327及叶片328，能够最大限度地避免灰尘进入到凸肩部位，保障切割体32的高效运转。所述切割瓣321的数量至少为2个，切割瓣321每个侧端面上设有弹性橡胶垫，弹性橡胶垫能够降低切割瓣之间的缝隙，避免切割瓣之间互相碰撞，优选为，切割瓣321的数量为2个；上述结构中，为了更好地实施本发明，驱动轴202的结构可以整合至切割体的凸肩323位置，通过传动轴，叶轮203直接将动力传递给切割体32，凸肩323的外周设有驱动齿，在凸肩323外周还可配合设有若干传动轴，传动轴分别与将动力传递至对应的移动组件22，使得移动组件能够分别获得动力，其中传动轴通过齿轮传递动力，本领域人员能够根据要求设置，为现有技术，因此此处不再赘述。凸肩323上设有设定数量的传动轴，传动轴能够将动力传递至凸肩323，凸肩323上的驱动齿能够通过传动轴将动力传递至移动部件等其他部件，另外，动力装置可以直接将动力通过传动轴传递至移动部件等其他部件。

所述移动组件22包括载体223、转轮221及连接载体223与转轮221的摆臂222，每个移动组件22的转轮221的数量为多个，可为2-10个，优选为6-8个，所述摆臂222能够在设定幅度内以设定回馈力摆动，其中，摆臂222能够在一定幅度内摆动，那么设于摆臂222上的转轮也同样能够摆动，摆臂222的设置只需要垂直于树的表面摆动即可，这样能够使得转轮能够更加顺畅地通过树干上有凸起及凹陷的部分；那么其具体结构可以为摆臂222通过弹簧悬臂224安装在载体223上，其中，弹簧悬臂224能够较液动伸缩筒111更易压缩，上述结构中的液源可以设于底面的压缩机产生；蜗壳与驱动轴可以横着安装，也可以竖者安装，其安装方向可以根据需要调整，只需要将动力传递即可。

树枝修剪装置的控制方法，树枝修剪装置的液动伸缩筒111内设有液动伸缩筒（111）内设有距离传感器，切割装置3的第二液压驱动部件31、爬升装置2的第一液压驱动部件21、液动伸缩筒111、叶轮203与液体流道201之间设有控制液压的控制阀，液体流道201连接有设定压力的液源，树枝修剪装置上还设有能够测量树枝修剪装置移动距离的传感器及速度传感器，液动伸缩筒111上还设有位置传感器，上述控制阀及传感器可以分别通过有线/无线的方式与控制器连接，通过控制器进行控制，另外，可在修剪设备本体上安装锂电池，以为需要用电的设备供电，与蜗壳连通可通过管道或其他方式连通，其中控制阀、电源、各种传感器附图中均未示出，具体控制方法如下：

S1，将树枝修剪装置安装环抱在树干上，控制液源输出设定压力的液体，开始工作；

S2，液体使得液动伸缩筒111伸出将移动组件22压紧树干，并根据液动伸缩筒111上设有的位置传感器测得树干的直径；

S3，根据树干的直径，控制控制阀的开度，控制阀控制液压，使得设定的液压驱动叶轮，以驱动移动组件以设定速度移动，并根据速度传感器测得的移动速度调整液压的大小，并且根据树干的直径，控制阀控制液压，以控制液动伸缩筒111作用在移动组件上的压力，其中，树干直径与液动叶轮及作用在液动伸缩筒111上的液压越大，这样依次能够更加有利于对不同直径树的树枝进行切割；

S4，测量树枝修剪装置移动距离的传感器，根据设定的修剪距离，控制移动的距离，修剪完成后，控制树枝修剪器返回。

其中，树枝修剪装置移动距离的传感器可以为海拔测量仪，可以为位移传感器等，这样能够知晓修剪树干的高度，达到设定高度时，即可停止，该设定高度可以根据实际需要改变。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (6)

1.一种树枝修剪装置的控制方法，其特征在于，该控制方法控制的树枝修剪装置包括：

环形抱紧装置（1），包括用于抱紧和松开树干的臂（11），所述臂（11）的内侧径向设有若干用于实现所述环形抱紧装置（1）扩张/收缩的液动伸缩筒（111），液动伸缩筒（111）的伸缩端安装有移动组件（22）；

爬升装置（2），被构造成通过第一液压驱动部件（21）驱动所述移动组件（22）沿树干方向移动，其中所述移动组件（22）的行走结构随所述环形抱紧装置（1）的扩张/收缩而联动；所述第一液压驱动部件（21）包括蜗壳形状的液体流道（201）、设于液体流道（201）内侧部的叶轮（203）及与叶轮（203）配合安装的驱动轴（202），且叶轮（203）进液端、排液端通过控制阀与液体流道连通；

切割装置（3），被构造成通过第二液压驱动部件（31）驱动环形的切割体（32）转动的结构，切割体（32）包括能够构成环形的若干切割瓣（321），切割体（32）转动进行切割；

环形抱紧装置（1）、爬升装置（2）及切割装置（3）配合安装成一整体；

树枝修剪装置的液动伸缩筒（111）内设有距离传感器，切割装置（3）的第二液压驱动部件（31）、爬升装置（2）的第一液压驱动部件（21）、液动伸缩筒（111）、叶轮（203）与液体流道（201）之间设有控制液压的控制阀，液体流道（201）连接有设定压力的液源，树枝修剪装置上还设有能够测量树枝修剪装置移动距离的传感器及速度传感器，液动伸缩筒（111）上还设有位置传感器，具体控制方法如下：

S1，将树枝修剪装置安装环抱在树干上，控制液源输出设定压力的液体，开始工作；

S2，液体使得液动伸缩筒（111）伸出将移动组件（22）压紧树干，并根据液动伸缩筒（111）上设有的位置传感器测得树干的直径；

S3，根据树干的直径，控制控制阀的开度，控制阀控制液压，使得设定的液压驱动叶轮，以驱动移动组件以设定速度移动，并根据速度传感器测得的移动速度调整液压的大小，并且根据树干的直径，控制阀控制液压，以控制液动伸缩筒（111）作用在移动组件上的压力，其中，树干直径与液动叶轮及作用在液动伸缩筒（111）上的液压越大；

S4，测量树枝修剪装置移动距离的传感器，根据设定的修剪距离，控制移动的距离，修剪完成后，控制树枝修剪器返回。

2.根据权利要求1所述的树枝修剪装置的控制方法，其特征在于，所述臂（11）为两条，能够围成环形，所述臂（11）朝向中心侧设有若干的滑动外筒（113），所述液动伸缩筒（111）安装在所述滑动外筒（113）内且能够沿所述环形抱紧装置（1）的径向自由滑动，每个所述滑动外筒（113）的底部设有弹性气囊（115），臂内设有气体流路（112），每个弹性气囊（115）通过气体流路与气压调节器连接。

3.根据权利要求1所述的树枝修剪装置的控制方法，其特征在于，所述第二液压驱动部件（31）与所述第一液压驱动部件（21）为同一部件，通过传动部件将动力传递至所述切割体（32）及所述移动组件（22）上。

4.根据权利要求1所述的树枝修剪装置的控制方法，其特征在于，所述切割瓣（321）顶面设有锯齿（325），下部两侧设有凸肩（323），所述凸肩（323）外部包围安装有支承座（324），所述支承座（324）上设有限制所述切割瓣（321）与所述支承座（324）摩擦的滚柱（236），所述支承座（324）面的上部及下部与所述凸肩（323）上方的切割齿侧面之间形成有交错的齿密封结构（327），所述齿密封结构（327）之间的切割瓣上设有使得流体远离凸肩流动的叶片（328）。

5.根据权利要求1所述的树枝修剪装置的控制方法，其特征在于，所述移动组件（22）包括载体（223）、转轮（221）及连接载体（223）与转轮（221）的摆臂（222），所述摆臂（222）能够在设定幅度内以设定回馈力摆动。

6.根据权利要求4所述的树枝修剪装置的控制方法，其特征在于，所述切割瓣（321）的数量至少为2个，切割瓣（321）每个侧端面上设有弹性橡胶垫。

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