CN111919611A - 一种可视化树木修剪控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可视化树木修剪控制装置，包括控制盒、控制机构、转动机构、摆动升降组件和监控机构；所述摆动升降组件与所述转动机构连接；所述转动机构、摆动升降组件和监控机构分别与所述控制机构独立控制连接。本发明中，通过控制机构控制转动机构、摆动升降组件对修剪设备进行水平转动或者俯仰角度的调整，在调整过程操作更加方便，使得修剪起来更加顺手，明显提高修剪效率。

Description

一种可视化树木修剪控制装置

技术领域

本发明涉及树木修剪设备领域，更具体地，涉及一种可视化树木修剪控制装置。

背景技术

目前，林电矛盾一直是电路安全可靠运行的最大隐患，近年来由于优质供电的要求以及砍伐树木的排场费用高、效率低及危险性大等问题，造成林电矛盾问题越来越突出，给电路的安全稳定运行带来很大的隐患。

而在目前当需要对存在林电矛盾的地区进行树木修剪时，运维人员需要自带修剪工具攀爬至树上进行作业，这种作业方式不仅对人员的体力消耗较大，而且安全系数也低，同时修剪时还要时刻注意与线路的安全距离，操作不便且作业风险大、效率低；因此逐渐出现了运用机械臂对树木进行修剪的作业方式，而这种操作方式虽然避免了人员攀爬造成危险，但是却无法避免通过机械臂进行修剪时，由于树木较多，视野不够清晰，同时操作人员需要不断的抬头进行观察，不仅容易对供电线路造成损坏，严重影响供电线路的安全稳定运行；而且操作人员不断抬头进行观察，对操作人员颈部的劳损消耗很大。

目前技术手段中也有能够监控修剪位置的供电线路树木修剪装置，例如中国专利CN207183930U公开了“一种输电线路剪枝机”。但是其只具有升降功能，不能进行转动或者俯仰角度调整，在实际修剪过程中，剪枝操作控制不够方便，影响修剪效率。

发明内容

本发明为克服上述背景技术所述的目前能够监控修剪位置的供电线路树木修剪装置只具有升降功能，不能进行转动或者俯仰角度调整，在实际修剪过程中，剪枝操作控制不够方便，影响修剪效率的问题，提供一种可视化树木修剪控制装置。本发明能够带动修剪头转动及俯仰角度调整，修剪操作控制十分方便，修剪效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可视化树木修剪控制装置，包括控制盒；

控制机构，设于所述控制盒上；

转动机构，设于所述控制盒中并穿出所述控制盒的顶面；

摆动升降组件，用于连接外部修剪装置并位于所述控制盒的上方；

监控机构，设于所述俯仰摆动组件用于连接外部修剪装置的一端；

所述摆动升降组件与所述转动机构连接；所述转动机构、摆动升降组件和监控机构分别与所述控制机构独立控制连接。

作为一种实施方式，所述转动机构包括第一伺服电机、转动盘、主动齿轮、从动齿轮和转动轴，所述主动齿轮固定套设在所述第一伺服电机的输出轴上，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合，所述从动齿轮固定套设在所述转动轴的外部，所述转动轴一端穿出所述控制盒的顶面外并与所述转动盘的一端面固定连接，所述转动轴靠近所述转动盘的一端与所述控制盒的顶面转动连接，所述转动轴远离所述转动盘的一端可以悬空，也可以与所述控制盒的内部底面转动连接，这样使得转动主动齿轮的转动能够带动所述转动轴沿其轴线转动，所述转动盘的另一端面与所述摆动升降组件连接。

作为另一种实施方式，所述转动轴远离所述转动盘的一端所述控制盒的内部底面转动连接，所述转动轴靠近所述转动盘的一端活动穿出该控制盒的顶面，使得转动主动齿轮的转动能够带动所述转动轴沿其轴线转动。

进一步的，所述摆动升降组件包括升降机构、摆动座、主臂、副臂、能够带动所述主臂做俯仰摆动的第一俯仰摆动机构以及能够带动所述副臂做俯仰摆动的第二俯仰摆动机构，所述摆动座一端固定连接在所述转动机构上，所述主臂一端与所述摆动座另一端铰接，所述升降机构设于所述主臂上并与所述副臂铰接，所述第二俯仰摆动机构设于所述升降机构上并与所述副臂铰接，所述监控机构设于所述副臂远离所述第二俯仰摆动机构的一端。

进一步的，所述升降机构包括伸缩杆、第二伺服电机、丝杆和连接滑块，所述主臂中设有直线滑槽，所述伸缩杆设于所述直线滑槽中，所述第二伺服电机固定设于所述主臂靠近所述控制盒一端的外侧壁上，所述丝杆与所述第二伺服电机传动连接，所述连接滑块一端与所述丝杆螺纹连接、另一端固定套设在所述伸缩杆的一端，所述伸缩杆的另一端位于所述直线滑槽外并与所述副臂铰接。

进一步的，所述第一俯仰摆动机构为第一液压缸，所述第一液压缸的缸筒固定连接在所述转动盘的另一端面上，所述第一液压缸的活塞杆与所述主臂背对所述第二伺服电机的一侧外壁铰接。

进一步的，所述第二俯仰摆动机构为第二液压缸，所述伸缩杆背对所述监控机构的一侧外壁上延伸设有固定座，所述第二液压缸的缸筒与所述固定座连接，所述第二液压缸的活塞杆与所述副臂远离所述监控机构的一端端头铰接，所述伸缩杆与所述副臂的铰接位置位于所述监控机构与所述第二液压缸和副臂的铰接位置之间。

进一步的，所述监控机构包括透明防护盒和摄像装置，所述透明防护盒设于所述副臂远离所述主臂一端的外侧壁上，所述摄像装置设于所述透明防护盒中并与所述控制机构连接。

进一步的，所述副臂设有所述监控机构一端的外侧壁上还设有近电报警器。

进一步的，所述控制机构包括处理器、显示屏和操作面板，所述转动机构、摆动升降组件和监控机构、处理器和显示屏分别与操作面板电性连接，所述监控机构还与所述处理器通信连接，所述处理器与所述显示屏通信连接；所述显示屏与所述操作面板设于所述控制盒的同一外侧壁上，所述处理器设于所述控制盒内部。

进一步的，所述从动齿轮的直径与所述主动齿轮的直径之比为5:1。

与现有技术相比，有益效果是：

1.本发明中，通过控制机构控制转动机构、摆动升降组件对修剪设备进行水平转动或者俯仰角度的调整，在调整过程操作更加方便，使得修剪起来更加顺手，明显提高修剪效率。

2.本发明还可通过摄像装置采集设备前方的状况，并通过显示屏将视频进行展示，方便作业人员进行操作，避免作业人员因长时间抬头观察而造成脊椎酸痛的情况发生，此外当设备周围存在电路时，近电报警器可以及时的发出报警声，提醒作业人员，从而避免在对树木进行修剪时造成电路损坏的情况发生，进而提高设备使用的安全性。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明中控制盒内部的结构示意图。

图3是本发明中升降机构的结构示意图。

图4是本发明中监控机构的结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，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；对于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。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1

如图1所示，为一种可视化树木修剪控制装置，包括控制盒1；

控制机构，设于控制盒1上；

转动机构4，设于控制盒1中并穿出控制盒1的顶面；

摆动升降组件2，用于连接外部修剪装置并位于控制盒1的上方；

监控机构3，设于俯仰摆动组件用于连接外部修剪装置的一端；

摆动升降组件2与转动机构4连接；转动机构4、摆动升降组件2和监控机构3分别与控制机构独立控制连接。

本实施例中，转动机构4包括第一伺服电机101、主动齿轮102、从动齿轮103、转动轴104和转动盘400，第一伺服电机101、主动齿轮102、从动齿轮103和转动轴104均设于该控制盒1的内部，控制盒1的外壁上设有第一散热孔11，主动齿轮102固定套设在第一伺服电机101的输出轴上，从动齿轮103的直径与主动齿轮102的直径之比为5:1；从动齿轮103与主动齿轮102啮合，从动齿轮103固定套设在转动轴104的外部，转动轴104一端穿出控制盒1的顶面外并与转动盘400的一端面固定连接，转动轴104靠近转动盘400的一端与控制盒1的顶面转动连接，转动轴104远离转动盘400的一端可以悬空，也可以与控制盒1的内部底面转动连接，这样使得转动主动齿轮102的转动能够带动转动轴104沿其轴线转动，转动盘400的另一端面与摆动升降组件2连接；摆动升降组件2包括升降机构、摆动座401、主臂201、副臂202、能够带动主臂201做俯仰摆动的第一俯仰摆动机构203以及能够带动副臂202做俯仰摆动的第二俯仰摆动机构204，摆动座401一端固定连接在转动机构4上，主臂201一端与摆动座401另一端铰接，升降机构设于主臂201上并与副臂202铰接，第二俯仰摆动机构204设于升降机构上并与副臂202铰接，监控机构3设于副臂202远离第二俯仰摆动机构204的一端。

具体的，升降机构包括伸缩杆403、第二伺服电机404、丝杆406和连接滑块402，主臂201中设有直线滑槽408，伸缩杆403设于直线滑槽408中，第二伺服电机404固定设于主臂201靠近控制盒1一端的外侧壁上，丝杆406与第二伺服电机404传动连接，连接滑块402一端与丝杆406螺纹连接、另一端固定套设在伸缩杆403的一端，伸缩杆403的另一端位于直线滑槽408外并与副臂202铰接；主臂201为中空矩形管结构，在一侧壁上设置直线滑槽408，丝杆406与直线滑槽408平行设置，连接滑块402同时连接丝杆406和伸缩杆403；第二伺服电机404的输出轴通过万向轴联器405带动丝杆406转动，丝杆406的另一端设有限位块407,限位块407设在主臂201的外壁上；连接滑块402与丝杆螺纹连接，则丝杆406转动时能够带动连接滑块402沿着丝杆406移动，同步带动伸缩杆403的伸缩，进而带动副臂202的升降。

具体的，第一俯仰摆动机构203为第一液压缸，第一液压缸的缸筒固定连接在转动盘400的另一端面上，第一液压缸的活塞杆与主臂201背对第二伺服电机404的一侧外壁铰接。第二俯仰摆动机构204为第二液压缸，伸缩杆403背对监控机构3的一侧外壁上延伸设有固定座409，第二液压缸的缸筒与固定座409连接，第二液压缸的活塞杆与副臂202远离监控机构3的一端端头铰接，伸缩杆403与副臂202的铰接位置位于监控机构3与第二液压缸和副臂202的铰接位置之间；本实施例中，伸缩杆403与副臂202的铰接位置更靠近第二液压缸和副臂202的铰接位置；副臂202设有监控机构3一端的外侧壁上还设有近电报警器5。

具体的，监控机构3包括透明防护盒31和摄像装置32，透明防护盒31设于副臂202远离主臂201一端的外侧壁上，透明防护盒31的外壁上设有第二散热孔33，摄像装置32设于透明防护盒31中并与控制机构连接；控制机构包括处理器303、显示屏302和操作面板301，转动机构4、摆动升降组件2和监控机构3、处理器303和显示屏302分别与操作面板301电性连接，监控机构3还与处理器303通信连接将拍摄信号传输给处理器303，处理器303与显示屏302通信连接将拍摄信号转换处理后通过显示屏302进行实时显示；显示屏302与操作面板301设于控制盒1的同一外侧壁上，处理器303设于控制盒1内部，在操作面板301上进行操作可以相应控制转动机构4、摆动升降组件2和监控机构3的运行，例如通过操作面板301控制摆动升降组件2中第一液压缸的伸缩以控制主臂201的俯仰摆动。

需要特别说明的是，本实施例中所有的铰接均为图中所示的水平铰接，即两个铰接端通过水平绞轴连接，使两端能够在竖直方向相对转动，不能在水平方向进行相对转动；例如第一液压缸的活塞杆杆头与主臂201外侧设有的铰接座206通过水平绞轴205水平铰接，使得第一液压缸能够带动主臂201在竖直方向进行俯仰摆动，而不能在水平面做左右摆动。

本实施例的工作原理为：通过控制盒1底部的安装板顶部四角的安装孔安装在指定的位置，通过将修剪装置与本装置的副臂202进行连接(修剪设备主要完成修剪动作，本实施的主要作用是带动修剪装置到达指定的修剪位置)，然后将设备通电，作业人员通过控制盒1外侧的操作面板301，控制第一伺服电机101工作，带动主动齿轮102进行转动，并通过从动齿轮103与主动齿轮102之间的啮合带动从动齿轮103进行转动，进而更好的带动转动轴104以及主臂201进行转动，主臂201可以带动修剪装置进行转动；同时还可通过操作面板301控制第一液压缸与第二液压缸工作，第一液压缸伸缩时，主臂201进行俯仰，进而带动副臂202进行俯仰，第二液压缸进行伸缩时，直接带动副臂202进行俯仰；第一液压缸和第二液压缸的粗调和微调配合，能够更好更精准地对主臂201与副臂202的倾斜角度进行调节，此外还可通过操作面板301，控制第二伺服电机404工作，带动丝杆406进行转动，从而带动连接滑块402在通槽的内部滑动，进而带动伸缩杆403在滑槽的内部滑动，伸缩杆403与副臂202连接，就可以同时带动副臂202的升降，从而带动整个修剪装置的升降，更好的对树木进行修剪，同时还可通过摄像装置32采集设备前方的状况，并通过显示屏302将视频进行展示，方便作业人员进行操作，避免作业人员因长时间抬头观察而造成脊椎酸痛的情况发生，此外当设备周围存在电路时，近电报警器5可以及时的发出报警声，提醒作业人员，从而避免在对树木进行修剪时造成电路损坏的情况发生，进而提高设备使用的安全性。

实施例2

本实施例与实施例2类似，其不同之处在于：

本实施例中，转动轴104远离转动盘400的一端控制盒1的内部底面转动连接，转动轴104靠近转动盘400的一端活动穿出该控制盒1的顶面，使得转动主动齿轮102的转动也能够带动转动轴104沿其轴线转动；进而带动整个上方的摆动升降组件2转动。

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)

1.一种可视化树木修剪控制装置，其特征在于，包括控制盒(1)；

控制机构，设于所述控制盒(1)上；

转动机构(4)，设于所述控制盒(1)中并穿出所述控制盒(1)的顶面；

摆动升降组件(2)，用于连接外部修剪装置并位于所述控制盒(1)的上方；

监控机构(3)，设于所述摆动升降组件(2)用于连接外部修剪装置的一端；

所述摆动升降组件(2)与所述转动机构(4)连接；所述转动机构(4)、摆动升降组件(2)和监控机构(3)分别与所述控制机构独立控制连接。

2.根据权利要求1所述的可视化树木修剪控制装置，其特征在于，所述转动机构(4)包括第一伺服电机(101)、主动齿轮(102)、从动齿轮(103)、转动轴(104)和转动盘(400)，所述主动齿轮(102)固定套设在所述第一伺服电机(101)的输出轴上，所述从动齿轮(103)与所述主动齿轮(102)啮合，所述从动齿轮(103)固定套设在所述转动轴(104)的外部，所述转动轴(104)一端穿出所述控制盒(1)的顶面外并与所述转动盘(400)的一端面固定连接，所述转动轴(104)与所述控制盒(1)的内部底面和/或所述控制盒(1)的顶面转动连接，所述转动盘(400)的另一端面与所述摆动升降组件(2)连接。

3.根据权利要求2所述的可视化树木修剪控制装置，其特征在于，所述摆动升降组件(2)包括升降机构、摆动座(401)、主臂(201)、副臂(202)、能够带动所述主臂(201)做俯仰摆动的第一俯仰摆动机构(203)以及能够带动所述副臂(202)做俯仰摆动的第二俯仰摆动机构(204)，所述摆动座(401)一端固定连接在所述转动盘(400)的另一端面上，所述主臂(201)一端与所述摆动座(401)另一端铰接，所述升降机构设于所述主臂(201)上并与所述副臂(202)铰接，所述第二俯仰摆动机构(204)设于所述升降机构上并与所述副臂(202)铰接，所述监控机构(3)设于所述副臂(202)远离所述第二俯仰摆动机构(204)的一端。

4.根据权利要求3所述的可视化树木修剪控制装置，其特征在于，所述升降机构包括伸缩杆(403)、第二伺服电机(404)、丝杆(406)和连接滑块(402)，所述主臂(201)中设有直线滑槽(408)，所述伸缩杆(403)设于所述直线滑槽(408)中，所述第二伺服电机(404)固定设于所述主臂(201)靠近所述控制盒(1)一端的外侧壁上，所述丝杆(406)一端与所述第二伺服电机(404)传动连接、另一端与所述主臂(201)外壁上设有的限位块(407)连接，所述连接滑块(402)一端与所述丝杆(406)螺纹连接、另一端固定套设在所述伸缩杆(403)的一端，所述伸缩杆(403)的另一端位于所述直线滑槽(408)外并与所述副臂(202)铰接。

5.根据权利要求4所述的可视化树木修剪控制装置，其特征在于，所述第一俯仰摆动机构(203)为第一液压缸，所述第一液压缸的缸筒固定连接在所述转动盘(400)的另一端面上，所述第一液压缸的活塞杆与所述主臂(201)背对所述第二伺服电机(404)的一侧外壁铰接。

6.根据权利要求4所述的可视化树木修剪控制装置，其特征在于，所述第二俯仰摆动机构(204)为第二液压缸，所述伸缩杆(403)背对所述监控机构(3)的一侧外壁上延伸设有固定座(409)，所述第二液压缸的缸筒与所述固定座(409)连接，所述第二液压缸的活塞杆与所述副臂(202)远离所述监控机构(3)的一端端头铰接，所述伸缩杆(403)与所述副臂(202)的铰接位置位于所述监控机构(3)与所述第二液压缸和副臂(202)的铰接位置之间。

7.根据权利要求3所述的可视化树木修剪控制装置，其特征在于，所述监控机构(3)包括透明防护盒(31)和摄像装置(32)，所述透明防护盒(31)设于所述副臂(202)远离所述主臂(201)一端的外侧壁上，所述摄像装置(32)设于所述透明防护盒(31)中并与所述控制机构连接。

8.根据权利要求3所述的可视化树木修剪控制装置，其特征在于，所述副臂(202)设有所述监控机构(3)一端的外侧壁上还设有近电报警器(5)。

9.根据权利要求1至8任一所述的可视化树木修剪控制装置，其特征在于，所述控制机构包括处理器(303)、显示屏(302)和操作面板(301)，所述转动机构(4)、摆动升降组件(2)和监控机构(3)、处理器(303)和显示屏(302)分别与操作面板(301)电性连接，所述监控机构(3)还与所述处理器(303)通信连接，所述处理器(303)与所述显示屏(302)通信连接；所述显示屏(302)与所述操作面板(301)设于所述控制盒(1)的同一外侧壁上，所述处理器(303)设于所述控制盒(1)内部。

10.根据权利要求2所述的可视化树木修剪控制装置，其特征在于，所述从动齿轮(103)的直径与所述主动齿轮(102)的直径之比为5:1。

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