CN208807141U - 一种采用无人机驱动的高空树枝修剪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用无人机驱动的高空树枝修剪装置，包括无人机（1），该无人机（1）的机架（2）为可拆分的抱箍结构且为该无人机（1）提供动力的总体电池设置在机架（2）的内腔中，其特征在于：所述的机架（2）包括上面搭载链锯（5）的链锯机架（3）和上面搭载摄像扫描仪（6）的监控机架（4），摄像扫描仪（6）用以监控链锯（5）的工作完成情况；所述的链锯机架（3）和监控机架（4）上分别设有能够带动各自起飞的飞行组件（7），且链锯机架（3）和监控机架（4）之间通过相应的自锁机构（10）链接锁紧，使得机架（2）能够抱紧在待修剪树枝的树干上。本实用新型能够解决人工修剪高大树木不安全和不方便的缺陷，便捷高效。

Description

一种采用无人机驱动的高空树枝修剪装置

技术领域

本实用新型涉及林业机械技术领域，具体地说是一种能够解决人工修剪高大树木不安全和不方便的采用无人机驱动的高空树枝修剪装置。

背景技术

在我国，常见的树木有白杨、银杏、桉树等树木，它们大多树干通直、高大粗壮，通常用作行道树或群植用作绿地风景树。过去修剪这类树木都是通过人工使用高枝锯来进行操作，虽然相较于其它剪枝工具，它能修剪到高处的树枝，但是单人操作难度大，危险性强。现有的树枝修剪机大多还是手持式或者是背负式，一般依靠锂电池和蓄电池工作，还是需要人工手动修剪，当遇到大面积的树木时，劳动强度会增大。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够解决人工修剪高大树木不安全和不方便的采用无人机驱动的高空树枝修剪装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

一种采用无人机驱动的高空树枝修剪装置，包括无人机，该无人机的机架为可拆分的抱箍结构且为该无人机提供动力的总体电池设置在机架的内腔中，其特征在于：所述的机架包括上面搭载链锯的链锯机架和上面搭载摄像扫描仪的监控机架，摄像扫描仪用以监控链锯的工作完成情况；所述的链锯机架和监控机架上分别设有能够带动各自起飞的飞行组件，且链锯机架和监控机架之间通过相应的自锁机构链接锁紧，使得机架能够抱紧在待修剪树枝的树干上。

所述链锯机架和监控机架的内壁上分别设有呈相互对称设置的夹紧机构，夹紧机构前端的夹爪能够夹在待修剪树枝的树干上。

所述的夹紧机构包括夹爪、夹爪安装块、夹紧连板、连板安装块、夹紧定位块和夹紧连接件，夹爪通过销轴对称设置在夹爪安装块的两侧且夹爪的尾部通过夹紧连板与连板安装块相连接，夹紧连板的两端分别通过销轴与夹爪和连板安装块相连接，使得夹爪能够相对夹爪安装块和夹紧连板转动、夹紧连板能够相对连板安装块转动，在夹爪安装块和连板安装块上分别设有相对设置的弹簧嵌置槽，且在弹簧嵌置槽上放置有为夹爪提供复位能力的复位弹簧；所述的连板安装块固定设置在夹紧定位块上且夹紧定位块的后侧通过夹紧连接件安装在链锯机架和监控机架的相应内壁上；所述的夹紧机构在夹紧树干的过程中，夹爪被撑开使得复位弹簧被压缩提供反作用力用于夹紧。

所述夹紧连接件的两侧分别设有一端固定在夹紧定位块的合金钢弹簧，合金钢弹簧的另一端抵在链锯机架和监控机架的相应内壁上。

所述链锯机架和监控机架的内腔中分别设有各自的双向棘轮机构，双向棘轮机构包括双向棘爪、棘爪齿轮、转动轴，双向棘爪采用棘爪电机驱动且双向棘爪与棘爪齿轮啮合相连接以使得棘爪电机通过双向棘爪驱动棘爪齿轮正向或反向转动，棘爪齿轮固定在转动轴上使得棘爪齿轮能够通过转动轴带动设置在转动轴两端的飞行组件转动；且在转动轴上设有与其固定相连接的摩擦阻力板，转动轴转动时带动摩擦阻力板向上翻转以辅助机架抱紧在待修剪树枝的树干上或向下翻转离开树干。

所述的链锯机架和监控机架上皆成对配置飞行组件，且链锯位于两飞行组件之间的链锯机架上、摄像扫描仪位于两飞行组件之间的监控机架上。

所述的飞行组件包括叶片、折叠浆夹、电机座碳板、飞行电机、电调、电调碳板、碳管机臂和折叠头套件，叶片固定在折叠浆夹上，折叠浆夹通过电机座碳板安装在飞行电机的驱动轴上，飞行电机安装在碳管机臂的顶端且飞行电机采用电调控制，电调通过电调碳板安装在飞行电机的外侧，碳管机臂的尾端通过折叠头套件对应安装在位于链锯机架和监控机架内腔中的相应转动轴上。

所述的链锯机架上设有云台，链锯的动力机构安装在云台上，且动力机构的旁侧设有与锯条相配合的插木齿。

所述链锯机架和监控机架的底部分别设有各自对应的脚架组件，以便于无人机的降落。

所述的脚架组件包括安装在链锯机架底部或监控机架底部的脚架安装板，脚架安装板通过活销和固定在支撑脚架上端的脚架连接件相连接，支撑脚架的底端通过减震套件与落地脚架相连接，落地脚架的两端分别设置转接T型管；所述链锯机架和监控机架的底部分别设有对应相应支撑脚架的脚架驱动机构，脚架驱动机构通过连杆组件与脚架连接件相连接，脚架驱动机构通过连杆组件控制支撑脚架的倾斜角度以打开或收回脚架组件。

本实用新型相比现有技术有如下优点：

本实用新型通过采用抱箍式的无人机机架，且分别设置链锯和监控链锯工作情况的摄像扫描仪，能够对树枝修剪的实时状况进行监控反馈，确定下一步行动；通过设置夹紧机构和摩擦阻力板与自锁机构相配合，能够辅助机架牢牢抱紧在树干上；双向棘轮机构既能用于推出或回收摩擦阻力板、又能翻转飞行组件，使得飞行组件能够在链锯工作时收起至机架下方，以防意外砸坏飞行组件；脚架组件能够展开用于撑起无人机、亦可将其收起至机架下方；该树枝修剪装置能够解决人工修剪高大树木不安全和不方便、具有便捷高效的特点，适宜推广使用。

附图说明

附图1是本实用新型的树枝修剪装置的结构示意图之一；

附图2是本实用新型的树枝修剪装置的结构示意图之二；

附图3是本实用新型的树枝修剪装置的结构示意图之三；

附图4是本实用新型的夹紧机构的结构示意图；

附图5是本实用新型的双向棘轮机构和摩擦阻力板相结合的结构示意图。

其中：1—无人机；2—机架；3—链锯机架；4—监控机架；5—链锯；51—动力机构；52—锯条；53—插木齿； 6—摄像扫描仪；7—飞行组件；71—叶片；72—折叠浆夹；73—电机座碳板；74—飞行电机；75—电调；76—电调碳板；77—碳管机臂；78—折叠头套件；8—双向棘轮机构；81—双向棘爪；82—棘爪齿轮；83—转动轴；9—夹紧机构；91—夹爪；92—夹爪安装块；93—夹紧连板；94—连板安装块；95—夹紧定位块；96—夹紧连接件；97—弹簧嵌置槽；98—复位弹簧；99—合金钢弹簧；10—自锁机构；11—摩擦阻力板；12—云台；13—脚架组件；131—脚架安装板；132—支撑脚架；133—脚架连接件；134—减震套件；135—落地脚架；136—转接T型管；137—脚架驱动机构；138—连杆组件。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1-5所示：一种采用无人机驱动的高空树枝修剪装置，包括无人机1，该无人机1的机架2为可拆分的抱箍结构且为该无人机1提供动力的总体电池设置在机架2的内腔中，机架2包括上面搭载链锯5的链锯机架3和上面搭载摄像扫描仪6的监控机架4，摄像扫描仪6用以监控链锯5的工作完成情况；所述的链锯机架3和监控机架4上分别设有能够带动各自起飞的飞行组件7，且链锯机架3和监控机架4之间通过相应的自锁机构10链接锁紧，使得机架2能够抱紧在待修剪树枝的树干上。

在上述结构的基础上，如图1-4所示，在链锯机架3和监控机架4的内壁上分别设有呈相互对称设置的夹紧机构9，夹紧机构9前端的夹爪91能够夹在待修剪树枝的树干上。该夹紧机构9包括夹爪91、夹爪安装块92、夹紧连板93、连板安装块94、夹紧定位块95和夹紧连接件96，夹爪91通过销轴对称设置在夹爪安装块92的两侧且夹爪91的尾部通过夹紧连板93与连板安装块94相连接，夹紧连板93的两端分别通过销轴与夹爪91和连板安装块94相连接，使得夹爪91能够相对夹爪安装块92和夹紧连板93转动、夹紧连板93能够相对连板安装块94转动，在夹爪安装块92和连板安装块94上分别设有相对设置的弹簧嵌置槽97，且在弹簧嵌置槽97上放置有为夹爪91提供复位能力的复位弹簧98；所述的连板安装块94固定设置在夹紧定位块95上且夹紧定位块95的后侧通过夹紧连接件96安装在链锯机架3和监控机架4的相应内壁上；所述的夹紧机构9在夹紧树干的过程中，夹爪91被撑开使得复位弹簧98被压缩提供反作用力用于夹紧。同时在夹紧连接件96的两侧分别设有一端固定在夹紧定位块95的合金钢弹簧99，合金钢弹簧99的另一端抵在链锯机架3和监控机架4的相应内壁上。

如图1-3、5所示，链锯机架3和监控机架4的内腔中分别设有各自的双向棘轮机构8，双向棘轮机构8用于飞行组件7和摩擦阻力板的联动，该双向棘轮机构8包括双向棘爪81、棘爪齿轮82、转动轴83，双向棘爪81采用棘爪电机驱动且双向棘爪81与棘爪齿轮82啮合相连接以使得棘爪电机通过双向棘爪81驱动棘爪齿轮82正向或反向转动，棘爪齿轮82固定在转动轴83上使得棘爪齿轮82能够通过转动轴83带动设置在转动轴83两端的飞行组件7转动；且在转动轴83上设有与其固定相连接的摩擦阻力板11，转动轴83转动时带动摩擦阻力板11向上翻转以辅助机架2抱紧在待修剪树枝的树干上或向下翻转离开树干。

如图1-3所示，在链锯机架3和监控机架4上皆成对配置飞行组件7，且链锯5位于两飞行组件7之间的链锯机架3上、摄像扫描仪6位于两飞行组件7之间的监控机架4上。该飞行组件7包括叶片71、折叠浆夹72、电机座碳板73、飞行电机74、电调75、电调碳板76、碳管机臂77和折叠头套件78，叶片71固定在折叠浆夹72上，折叠浆夹72通过电机座碳板73安装在飞行电机74的驱动轴上，飞行电机74安装在碳管机臂77的顶端且飞行电机74采用电调75控制，电调75通过电调碳板76安装在飞行电机74的外侧，碳管机臂77的尾端通过折叠头套件78对应安装在位于链锯机架3和监控机架4内腔中的相应转动轴83上。在链锯机架3上设有云台12，链锯5的动力机构51安装在云台12上，且动力机构51的旁侧设有与锯条52相配合的插木齿53。

如图1-3所示，在链锯机架3和监控机架4的底部分别设有各自对应的脚架组件13，以便于无人机1的降落。该脚架组件13包括安装在链锯机架3底部或监控机架4底部的脚架安装板131，脚架安装板131通过活销和固定在支撑脚架132上端的脚架连接件133相连接，支撑脚架132的底端通过减震套件134与落地脚架135相连接，落地脚架135的两端分别设置转接T型管136；在链锯机架3和监控机架4的底部分别设有对应相应支撑脚架132的脚架驱动机构137，脚架驱动机构137通过连杆组件138与脚架连接件133相连接，脚架驱动机构137通过连杆组件138控制支撑脚架132的倾斜角度以打开或收回脚架组件13。

本实用新型的采用无人机驱动的高空树枝修剪装置使用时，当无人机1飞行到一定高度后，摄像扫描仪6进行识别，确定为待修剪的位置后，链锯机架3和监控机架4之间通过四个自锁机构10上下锁紧，夹紧机构9配合机架2抱紧在树干上；飞行电机74停止工作，双向棘轮机构8中的棘爪电机工作，使得飞行组件7被回收的同时推出摩擦阻力板11以辅助夹紧机构9和机架2抱紧树干；脚架驱动机构137通过连杆组件138控制支撑脚架132的倾斜角度将脚架组件13收起至机架2下方；摄像扫描仪6能够360°旋转，来对需要修剪的树枝进行识别和确定；启动链锯5的动力机构51，让锯条52开始工作，对20cm范围内的树枝进行修剪；链锯5工作完毕后，再通过摄像扫描仪6来进行识别树枝是否修剪完成，修剪完成后动力机构51停止工作，双向棘轮机构8的棘爪电机反向工作，收回摩擦阻力板11并展开飞行组件7，机架2放开树干；无人机1重新开始起飞，进行下一轮工作。

本实用新型通过采用抱箍式的无人机机架，且分别设置链锯5和监控链锯5工作情况的摄像扫描仪6，能够对树枝修剪的实时状况进行监控反馈，确定下一步行动；通过设置夹紧机构9和摩擦阻力板11与自锁机构10相配合，能够使得机架2牢牢抱紧在树干上；双向棘轮机构8既能用于推出或回收摩擦阻力板11、又能翻转飞行组件7，使得飞行组件7能够在链锯5工作时收起至机架2下方，以防意外砸坏飞行组件7；脚架组件13能够展开用于撑起无人机、亦可将其收起至机架2下方；该树枝修剪装置能够解决人工修剪高大树木不安全和不方便、具有便捷高效的特点，适宜推广使用。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种采用无人机驱动的高空树枝修剪装置，包括无人机（1），该无人机（1）的机架（2）为可拆分的抱箍结构且为该无人机（1）提供动力的总体电池设置在机架（2）的内腔中，其特征在于：所述的机架（2）包括上面搭载链锯（5）的链锯机架（3）和上面搭载摄像扫描仪（6）的监控机架（4），摄像扫描仪（6）用以监控链锯（5）的工作完成情况；所述的链锯机架（3）和监控机架（4）上分别设有能够带动各自起飞的飞行组件（7），且链锯机架（3）和监控机架（4）之间通过相应的自锁机构（10）链接锁紧，使得机架（2）能够抱紧在待修剪树枝的树干上。

2.根据权利要求1所述的采用无人机驱动的高空树枝修剪装置，其特征在于：所述链锯机架（3）和监控机架（4）的内壁上分别设有呈相互对称设置的夹紧机构（9），夹紧机构（9）前端的夹爪（91）能够夹在待修剪树枝的树干上。

3.根据权利要求2所述的采用无人机驱动的高空树枝修剪装置，其特征在于：所述的夹紧机构（9）包括夹爪（91）、夹爪安装块（92）、夹紧连板（93）、连板安装块（94）、夹紧定位块（95）和夹紧连接件（96），夹爪（91）通过销轴对称设置在夹爪安装块（92）的两侧且夹爪（91）的尾部通过夹紧连板（93）与连板安装块（94）相连接，夹紧连板（93）的两端分别通过销轴与夹爪（91）和连板安装块（94）相连接，使得夹爪（91）能够相对夹爪安装块（92）和夹紧连板（93）转动、夹紧连板（93）能够相对连板安装块（94）转动，在夹爪安装块（92）和连板安装块（94）上分别设有相对设置的弹簧嵌置槽（97），且在弹簧嵌置槽（97）上放置有为夹爪（91）提供复位能力的复位弹簧（98）；所述的连板安装块（94）固定设置在夹紧定位块（95）上且夹紧定位块（95）的后侧通过夹紧连接件（96）安装在链锯机架（3）和监控机架（4）的相应内壁上；所述的夹紧机构（9）在夹紧树干的过程中，夹爪（91）被撑开使得复位弹簧（98）被压缩提供反作用力用于夹紧。

4.根据权利要求3所述的采用无人机驱动的高空树枝修剪装置，其特征在于：所述夹紧连接件（96）的两侧分别设有一端固定在夹紧定位块（95）的合金钢弹簧（99），合金钢弹簧（99）的另一端抵在链锯机架（3）和监控机架（4）的相应内壁上。

5.根据权利要求1所述的采用无人机驱动的高空树枝修剪装置，其特征在于：所述链锯机架（3）和监控机架（4）的内腔中分别设有各自的双向棘轮机构（8），双向棘轮机构（8）包括双向棘爪（81）、棘爪齿轮（82）、转动轴（83），双向棘爪（81）采用棘爪电机驱动且双向棘爪（81）与棘爪齿轮（82）啮合相连接以使得棘爪电机通过双向棘爪（81）驱动棘爪齿轮（82）正向或反向转动，棘爪齿轮（82）固定在转动轴（83）上使得棘爪齿轮（82）能够通过转动轴（83）带动设置在转动轴（83）两端的飞行组件（7）转动；且在转动轴（83）上设有与其固定相连接的摩擦阻力板（11），转动轴（83）转动时带动摩擦阻力板（11）向上翻转以辅助机架（2）抱紧在待修剪树枝的树干上或向下翻转离开树干。

6.根据权利要求1或5所述的采用无人机驱动的高空树枝修剪装置，其特征在于：所述的链锯机架（3）和监控机架（4）上皆成对配置飞行组件（7），且链锯（5）位于两飞行组件（7）之间的链锯机架（3）上、摄像扫描仪（6）位于两飞行组件（7）之间的监控机架（4）上。

7.根据权利要求1或5所述的采用无人机驱动的高空树枝修剪装置，其特征在于：所述的飞行组件（7）包括叶片（71）、折叠浆夹（72）、电机座碳板（73）、飞行电机（74）、电调（75）、电调碳板（76）、碳管机臂（77）和折叠头套件（78），叶片（71）固定在折叠浆夹（72）上，折叠浆夹（72）通过电机座碳板（73）安装在飞行电机（74）的驱动轴上，飞行电机（74）安装在碳管机臂（77）的顶端且飞行电机（74）采用电调（75）控制，电调（75）通过电调碳板（76）安装在飞行电机（74）的外侧，碳管机臂（77）的尾端通过折叠头套件（78）对应安装在位于链锯机架（3）和监控机架（4）内腔中的相应转动轴（83）上。

8.根据权利要求1所述的采用无人机驱动的高空树枝修剪装置，其特征在于：所述的链锯机架（3）上设有云台（12），链锯（5）的动力机构（51）安装在云台（12）上，且动力机构（51）的旁侧设有与锯条（52）相配合的插木齿（53）。

9.根据权利要求1所述的采用无人机驱动的高空树枝修剪装置，其特征在于：所述链锯机架（3）和监控机架（4）的底部分别设有各自对应的脚架组件（13），以便于无人机（1）的降落。

10.根据权利要求9所述的采用无人机驱动的高空树枝修剪装置，其特征在于：所述的脚架组件（13）包括安装在链锯机架（3）底部或监控机架（4）底部的脚架安装板（131），脚架安装板（131）通过活销和固定在支撑脚架（132）上端的脚架连接件（133）相连接，支撑脚架（132）的底端通过减震套件（134）与落地脚架（135）相连接，落地脚架（135）的两端分别设置转接T型管（136）；所述链锯机架（3）和监控机架（4）的底部分别设有对应相应支撑脚架（132）的脚架驱动机构（137），脚架驱动机构（137）通过连杆组件（138）与脚架连接件（133）相连接，脚架驱动机构（137）通过连杆组件（138）控制支撑脚架（132）的倾斜角度以打开或收回脚架组件（13）。