CN111699856B - 一种具有复合感应器的绿篱剪及其修剪方法 - Google Patents

一种具有复合感应器的绿篱剪及其修剪方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有复合感应器的绿篱剪及其修剪方法，包括能够进行前后方向和左右方向运动的横向绿篱剪以及用于检测横向绿篱剪的修剪阻力的阻力检测装置；所述阻力检测装置包括其一端与横向绿篱剪固定连接的弹簧、与弹簧另一端固定连接的阻挡片、与阻挡片固定连接的受力线、与横向绿篱剪铰接的滚轮，以及多个用于探测阻挡片位置的感应器；所述受力线绕过滚轮，其远离阻挡片的一端与横向绿篱剪固定连接；本发明提供了一种阻力检测装置和特殊的修剪方式，能够进行多维度运动的横向绿篱剪配合运载装置的运动，既能提高修剪效率、扩大修剪范围，还能够保证修剪的效果，避免漏剪；能够检测出障碍物，保护锯齿。

Description

一种具有复合感应器的绿篱剪及其修剪方法
技术领域
本发明涉及绿篱修剪领域，具体涉及一种具有复合感应器的绿篱剪及其修剪方法。
背景技术
路边绿篱是道路园林绿化的重要组成部分，为了保证路边绿篱的美观，需要对其进行定期修剪。
现有技术中绿篱修剪主要采用手持式绿篱剪，劳动强度大，效率低，路边宽度大的绿篱修剪困难；较为先进的现有技术中采用单面修剪或多维度修剪的绿篱修剪机，由于绿篱剪长度的限制，如果绿篱较宽或者较高，则无法一次完成修剪，效率低下，而且无法对绿篱中的障碍物进行检测。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种具有复合感应器的绿篱剪及其修剪方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种具有复合感应器的绿篱剪，其安装在运载装置上，包括能够进行前后方向和左右方向运动的横向绿篱剪以及用于检测横向绿篱剪的修剪阻力的阻力检测装置；所述阻力检测装置包括其一端与横向绿篱剪固定连接的弹簧、与弹簧另一端固定连接的阻挡片、与阻挡片固定连接的受力线、与横向绿篱剪铰接的滚轮，以及多个用于探测阻挡片位置的感应器；所述受力线绕过滚轮，其远离阻挡片的一端与横向绿篱剪固定连接。
一种具有复合感应器的绿篱剪的修剪方法，所述绿篱修剪装置包括能够进行前后方向运动和左右方向运动的横向绿篱剪，包括以下步骤：
步骤一：当横向绿篱剪对绿篱进行前后方向的修剪时，所述运载装置快速向前运动；
步骤二：当横向绿篱剪对绿篱进行左右方向的修剪时，所述运载装置慢速向前运动或停止向前运动。
具体地，当阻力检测装置检测到的修剪阻力大于阈值时，判定横向绿篱剪遇到障碍物，所述运载装置停机并报警。
具体地，步骤二中，当横向绿篱剪对绿篱进行左右方向的修剪时，所述运载装置停止向前运动，使得所述横向绿篱剪的中心位置沿口字型轨迹进行往复运动，且在一个往复周期内所覆盖的修剪面积
Figure BDA0002560538250000021
其中a是横向绿篱剪的宽度，b是横向绿篱剪的长度，F1是横向绿篱剪在前后方向上的实际运动阻力，Fh是横向绿篱剪在前后方向上的参考运动阻力，F2是横向绿篱剪在左右方向上的实际运动阻力；FS是横向绿篱剪在左右方向上的参考运动阻力。
具体地，步骤二中，当横向绿篱剪对绿篱进行左右方向的修剪时，所述横向绿篱剪进行前后方向的运动，所述运载装置慢速向前运动，使得所述横向绿篱剪的中心位置沿圆形轨迹进行往复运动。
具体地，步骤二中，当横向绿篱剪对绿篱进行左右方向的修剪时，所述横向绿篱剪进行前后方向的运动，所述运载装置慢速向前运动，使得所述横向绿篱剪的中心位置沿梯形轨迹进行往复运动，且在一个往复周期内所覆盖的修剪面积
Figure BDA0002560538250000022
其中
Figure BDA0002560538250000023
a是横向绿篱剪的宽度，b是横向绿篱剪的长度，F1是横向绿篱剪在前后方向上的实际运动阻力，Fh是横向绿篱剪在前后方向上的参考运动阻力，F2是横向绿篱剪在左右方向上的实际运动阻力；FS是横向绿篱剪在左右方向上的参考运动阻力；v2是横向绿篱剪的左右方向的运动速度，v1是横向绿篱剪前后方向的运动速度，v3是运载装置的前进速度。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
1.本发明提供了一种阻力检测装置和特殊的修剪方式，能够进行多维度运动的横向绿篱剪配合运载装置的运动，既能提高修剪效率、扩大修剪范围，还能够保证修剪的效果，避免漏剪；能够检测出障碍物，保护锯齿。
附图说明
图1为本发明阻力检测装置的结构示意图；
图2为本发明修剪方法的流程示意图；
图3为本发明横向绿篱剪中心位置沿口字型轨迹运动的结构示意图；
图4为本发明横向绿篱剪中心位置沿圆形轨迹运动的结构示意图；
图5为本发明横向绿篱剪中心位置沿梯形轨迹运动的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
如图1所示，一种具有复合感应器的绿篱剪，其安装在运载装置上，包括能够进行前后方向和左右方向运动的横向绿篱剪1以及用于检测横向绿篱剪的修剪阻力的阻力检测装置；所述阻力检测装置包括其一端与横向绿篱剪固定连接的弹簧6、与弹簧另一端固定连接的阻挡片5、与阻挡片固定连接的受力线2、与横向绿篱剪铰接的滚轮3，以及多个用于探测阻挡片位置的感应器4；所述受力线绕过滚轮，其远离阻挡片的一端与横向绿篱剪固定连接。
横向绿篱剪进行前后方向的运动时，绿篱上的枝蔓划过受力线，使受力线变形，带动遮挡片运动，不同位置的感应器检测到遮挡片，可以表征此时横向绿篱剪的所受阻力的大小；横向绿篱剪进行左右方向的运动时，绿篱上的枝蔓也会牵扯受力线，进而表征横向绿篱剪进行左右方向修剪时所受的阻力。
感应器可以使超声波传感器或者红外传感器。
阻力检测装置不仅能够表征横向绿篱剪的所受的阻力；当绿篱中存在障碍物时，障碍物使受力线产生较大变形，带动遮挡片进行大幅度的位移，特定感应器检测到遮挡片后，会使得运载装置停机并发出报警，进而保护横向绿篱剪的锯齿。
由于工艺的限制，绿篱剪的长度有限，而不同场景下绿篱的宽度和高度较大，则会出现不能一次性完成整个宽度方向或者高度方向上修剪的情况，无论进行人工修剪还是自动化修剪都需要多次修剪，效率低。
本发明的目的在于提供一种特殊的修剪方式，能够进行多维度运动的横向绿篱剪配合运载装置的运动，既能提高修剪效率、扩大修剪范围，还能够保证修剪的效果，避免漏剪。
本发明中，左右方向即为绿篱的宽度方向，上下方向即为绿篱的高度方向，前后方向即为绿篱的长度方向。
如图2所示，一种具有复合感应器的绿篱剪的修剪方法，所述绿篱修剪装置包括能够进行前后方向运动和左右方向运动的横向绿篱剪，包括以下步骤：
S1：当横向绿篱剪对绿篱进行前后方向的修剪时，所述运载装置快速向前运动；
绿篱剪本身一种锯齿结构，通过锯齿的切削作用对绿篱进行修剪，为了保证绿篱剪的修剪效果，绿篱剪本身的运动速度有上限阈值，在达到上限阈值后如果再提高绿篱剪的运动速度，则会出现漏剪。
步骤一中的快速是相对于步骤二中的慢速而言的；事实上，运载装置的快速运动是运载装置的正常状态，慢速运动是为了配合横向绿篱剪的左右运动而特意设置的，运载装置进行快速运动时的速度应小于绿篱剪不出现漏剪情况的上限阈值速度。
在横向绿篱剪进行左右方向的修剪时，运载装置既可以停下来，也可以进行运动；当运载装置停下来时，横向绿篱剪的的左右方向的修剪轨迹为沿左右方向的直线，当运载装置慢速运动时，横向绿篱剪进行左右方向的修剪时，其修剪轨迹为与左右方向形成一定夹角的斜线，运载装置的速度越快，则该夹角的数值越大，而根据几何原理，相同周长的情况下，所围绕形成的图形中，圆形的面积最大，正多边形次之，非正多边形再次之，所以在横向绿篱剪相同长度的运动轨迹情况下，上述夹角越大，修剪的面积越小，修剪效率越慢，故横向绿篱剪进行左右方向运动时，运载装置需要停止运动或者慢速运动。
为了保证不出现漏剪，每种修剪方式均会存在一定程度的重复修剪现象，即绿篱剪重新经过已经被修剪的地方，上述三种方式具有大致相同的重复修剪率，故可以忽略重复修剪绿对三种修剪方式的影响，只需考虑哪种方式下，当横向绿篱剪中心位置具有相同的移动距离时能够产生最大的修剪面积。
S2：当横向绿篱剪对绿篱进行左右方向的修剪时，所述运载装置慢速向前运动或停止向前运动。
如图4所示，步骤二中，当横向绿篱剪对绿篱进行左右方向的修剪时，所述横向绿篱剪进行前后方向的运动，所述运载装置慢速向前运动，使得所述横向绿篱剪的中心位置沿圆形轨迹进行往复运动。
横向绿篱剪能够进行独立的前后方向的运动，横向绿篱剪进行左右方向的修剪时，如果运载装置慢速向前移动，并配合横向绿篱剪自身前后方向的运动，能够使横向绿篱剪的中心位置沿圆形轨迹进行往复运动。
如图3所示，步骤二中，当横向绿篱剪对绿篱进行左右方向的修剪时，所述运载装置停止向前运动，使得所述横向绿篱剪的中心位置沿口字型轨迹进行往复运动，且在一个往复周期内所覆盖的修剪面积
Figure BDA0002560538250000041
其中a是横向绿篱剪的宽度，b是横向绿篱剪的长度，F1是横向绿篱剪在前后方向上的实际运动阻力，Fh是横向绿篱剪在前后方向上的参考运动阻力，F2是横向绿篱剪在左右方向上的实际运动阻力；FS是横向绿篱剪在左右方向上的参考运动阻力。
这种修剪方式在横向绿篱剪进行左右方向的修剪时使运载装置停止前进，理想状态下其修剪面积为2a*2b。
其中
Figure BDA0002560538250000051
为前后方向收缩系数，
Figure BDA0002560538250000052
为左右方向收缩系数；横向绿篱剪上设置的阻力检测装置能够对其受到的阻力进行检测，受到的阻力越大，说明该处的绿篱由于枝叶粗壮、韧性强而较难修剪，则在该处修剪的周期内，需要横向绿篱剪具有较慢的运动速度，绿篱剪自然具有较小的修剪覆盖面积，前后方向收缩系数和左右方向收缩系数与横向绿篱剪受到的运动阻力有关，设置上述两项系数的目的在于降低修剪运动速度，提高修剪效果，避免漏剪，从几何关系上来看，上述两项系数在于提高修剪的重合度；不同修剪周期内的修剪阻力不同，上述系数会在不同的修剪周期内发生变动。
具体地，步骤二中，当横向绿篱剪对绿篱进行左右方向的修剪时，所述横向绿篱剪进行前后方向的运动，所述运载装置慢速向前运动，使得所述横向绿篱剪的中心位置沿梯形轨迹进行往复运动，且在一个往复周期内所覆盖的修剪面积
Figure BDA0002560538250000053
其中
Figure BDA0002560538250000054
a是横向绿篱剪的宽度，b是横向绿篱剪的长度，F1是横向绿篱剪在前后方向上的实际运动阻力，Fh是横向绿篱剪在前后方向上的参考运动阻力，F2是横向绿篱剪在左右方向上的实际运动阻力；FS是横向绿篱剪在左右方向上的参考运动阻力；v2是横向绿篱剪的左右方向的运动速度，v1是横向绿篱剪前后方向的运动速度，v3是运载装置的前进速度。
当横向绿篱剪进行左右方向的修剪时，所述运载装置同时慢速向前运动，导致横向绿篱剪的中心位置沿着大致的梯形外周进行运动，如图5所示，此时横向绿篱剪的修剪覆盖面为上部梯形加下部长方形的房屋形平面，理想状态下，上部梯形面积为(2a+a1)*b*0.5，下部长方形的面积为a1*b，其中a1为梯形的下边长、长方形的长度，即BC的长度；
Figure BDA0002560538250000055
是横向绿篱剪进行一次左右方向修剪所用的时间，
Figure BDA0002560538250000061
是AB之间的距离，
Figure BDA0002560538250000062
是CD之间的距离。
其中
Figure BDA0002560538250000063
为前后方向收缩系数，
Figure BDA0002560538250000064
为左右方向收缩系数；横向绿篱剪上设置的阻力检测装置能够对其受到的阻力进行检测，受到的阻力越大，说明该处的绿篱由于枝叶粗壮、韧性强而较难修剪，则在该处修剪的周期内，需要横向绿篱剪具有较慢的运动速度，绿篱剪自然具有较小的覆盖面积，前后方向收缩系数和左右方向收缩系数与横向绿篱剪受到的运动阻力有关，设置上述两项系数的目的在于降低修剪运动速度，提高修剪效果，避免漏剪，从几何关系上来看，上述两项系数在于提高修剪的重合度；不同修剪周期内的修剪阻力不同，上述系数会在不同的修剪周期内发生变动。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种具有复合感应器的绿篱剪的修剪方法，所述绿篱剪安装在运载装置上，其特征在于，所述绿篱剪包括能够进行前后方向和左右方向运动的横向绿篱剪(1)以及用于检测横向绿篱剪的修剪阻力的阻力检测装置；所述阻力检测装置包括一端与横向绿篱剪固定连接的弹簧(6)、与弹簧另一端固定连接的阻挡片(5)、与阻挡片固定连接的受力线(2)、与横向绿篱剪铰接的滚轮(3)，以及多个用于探测阻挡片位置的感应器(4)；所述受力线绕过滚轮，其远离阻挡片的一端与横向绿篱剪固定连接；
所述修剪方法，包括以下步骤：
步骤一：当横向绿篱剪对绿篱进行前后方向的修剪时，所述运载装置快速向前运动；
步骤二：当横向绿篱剪对绿篱进行左右方向的修剪时，所述运载装置慢速向前运动或停止向前运动。
2.根据权利要求1所述的具有复合感应器的绿篱剪的修剪方法，其特征在于：当阻力检测装置检测到的修剪阻力大于阈值时，判定横向绿篱剪遇到障碍物，所述运载装置停机并报警。
3.根据权利要求1所述的具有复合感应器的绿篱剪的修剪方法，其特征在于：步骤二中，当横向绿篱剪对绿篱进行左右方向的修剪时，所述运载装置停止向前运动，使得所述横向绿篱剪的中心位置沿口字型轨迹进行往复运动，且在一个往复周期内所覆盖的修剪面积
Figure FDA0003165572270000011
其中a是横向绿篱剪的宽度，b是横向绿篱剪的长度，F1是横向绿篱剪在前后方向上的实际运动阻力，Fh是横向绿篱剪在前后方向上的参考运动阻力，F2是横向绿篱剪在左右方向上的实际运动阻力；FS是横向绿篱剪在左右方向上的参考运动阻力。
4.根据权利要求1所述的具有复合感应器的绿篱剪的修剪方法，其特征在于：步骤二中，当横向绿篱剪对绿篱进行左右方向的修剪时，所述横向绿篱剪进行前后方向的运动，所述运载装置慢速向前运动，使得所述横向绿篱剪的中心位置沿圆形轨迹进行往复运动。
5.根据权利要求1所述的具有复合感应器的绿篱剪的修剪方法，其特征在于：步骤二中，当横向绿篱剪对绿篱进行左右方向的修剪时，所述横向绿篱剪进行前后方向的运动，所述运载装置慢速向前运动，使得所述横向绿篱剪的中心位置沿梯形轨迹进行往复运动，且在一个往复周期内所覆盖的修剪面积
Figure FDA0003165572270000021
其中
Figure FDA0003165572270000022
a是横向绿篱剪的宽度，b是横向绿篱剪的长度，F1是横向绿篱剪在前后方向上的实际运动阻力，Fh是横向绿篱剪在前后方向上的参考运动阻力，F2是横向绿篱剪在左右方向上的实际运动阻力；FS是横向绿篱剪在左右方向上的参考运动阻力；v2是横向绿篱剪的左右方向的运动速度，v1是横向绿篱剪前后方向的运动速度， v3 是运载装置的前进速度。
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