CN208850337U - 一种智能割漆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及林业机械技术领域，具体涉及一种智能割漆装置。包括刀具切割装置、刀具路径控制装置、升降装置、行走装置和控制系统。其中刀具切割装置包括切割刀具、刀具末端转向机构和弹簧伸缩杆面板；刀具路径控制装置包括上下半圆形导轨体和其之间的丝杠滑台，所述滑台由步进电机通过丝杠驱动，上下导轨体与丝杆滑台之间设有行走机构；升降装置包括整体割漆机架，所述整体割漆机架上设有上下左右对称的升降轮，升降轮轴与垂直方向逆时针夹角30度，所述升降轮由电机驱动。本实用新型一种智能割漆装置，最大程度解决割漆过程中劳动强度大和割漆技术难度高的问题，可适用于不同胸径的漆树。

Description

一种智能割漆装置

技术领域

本实用新型涉林业机械技术领域，具体涉及一种智能割漆装置。

背景技术

生漆是一种高经济的工业用漆及日常生活的优质涂料，其在工业设备、农业机械和日常生活中起着重要作用。但是漆树生长位置、种植区域较为特殊，采收难度大、工作量大，这一直都是限制其生产效率的瓶颈。目前生漆采割方法仍为传统的技术，需要人工通过树蹬爬到树上，用割刀割出牛鼻型或者燕尾型然后再进行收集，这种传统的方法不仅劳动强度大，并且危险系数比较高。目前还没有机械式自动化割漆工具，还不能实现机械化自动割漆，割漆技术仍停留在手工割漆或者手持式机械割漆的阶段。造成割漆工人的劳动强度大、时间长和生产效率低。又因为单棵生漆树的产量微小，所以要求自动化机械成本低。这些难点一直制约着其自动化生产机械的开发，至今还没有比较成功的自动化机械装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种自动化机械式割漆装置，降低人工劳动强度，减少劳动作业时间，降低割漆技术难度，提高割漆生产效率。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了以下方案：

一种智能割漆装置，包括刀具切割装置、刀具路径控制装置、升降装置、行走装置和控制系统组成。其特征在于：

所述刀具切割装杂志包括“V”型刀具、刀具侧面设有一个转向轴，通过弹簧铰链将其联结，使其刀具刃部与树之间保持接触状态。转向轴末端设有转向机构，转向机构由蜗轮蜗杆构成，通过步进电机控制其刀具的角度调整并自锁。整个刀具安装在由弹簧伸缩杆组成的面板上，使适应不同胸径的漆树。

所述刀具路径控制装置包括上下半圆形导轨体，所述半圆形导轨体上分别设有圆形齿条。在其上下导轨体之间设有丝杠滑台，滑台上设有刀具切割系统的伸缩杆，所述丝杠滑台上设有步进电机，驱动丝杠带动滑台在上下导轨体之间上下移动。丝杠滑台通过行走机构安装于上下导轨体上，在行走机构上设有滑轮和与对应半圆形轨道体上齿条啮合的齿轮，其齿轮与安装行走架上的步进电机输出轴进行联结，驱动丝杠滑台在导轨体上移动。

所述升降装置安装于整体割漆机架上，整体割漆机架上设有所述的切割刀具系统、刀具路径控制系统。所述整体割漆装置上设有上下对称各安装4个升降轮，升降轮轴线均与垂直方向逆时针夹角为30度，所述上下升降轮中相同位置各设有一轮为主动轮，其余为从动轮。所述上下主动轮安装于升降电机的输出轴上，上下升降电机同步转动。所述升降系统带动整体割漆机架螺旋升降。

所述的行走装置包括滑轮、驱动电机、齿轮，所述的驱动电机安装于行走架上，所述的齿轮与驱动电机的输出轴联接。所述的行走机构与半圆形轨道体内侧之间通过滑轮接触，外侧通过齿轮与齿条啮合接触。

所述控制系统包括STM32最小系统、步进电机驱动模块、电源及稳压模块。所述的控制系统中的STM32最小系统中的芯片中烧录着不同切割各口的形状的程序，通过按钮可选择不同切割割口的程序。

工作原理：打开机架的卡扣，将割漆装置固定于漆树树干上，打开电源，通过信号发射模块发出上升指令，此时割漆装置的升降电机处于工作状态，带动割漆装置在树干上螺旋上升。当装置上升到割漆位置时，停止上升。发射切割指令，刀具路径控制系统开始工作，半圆形导轨体上的行走机构驱动刀具在水平方向上移动，丝杠滑台电机驱动刀具在竖直方向上移动。按照与设定的割口形状的程序，刀具将在漆树表皮上进行切割。刀具若不在切割状态时，刀具转向机构将控制刀具刃部与刀具移动方向相反；刀具若在切割状态时，刀具转向机构将控制刀具刃部与刀具移动方向相同，刀具刃部将于漆树表皮有力接触，进行切割。切割完成后，通过指令控制割漆装置上升，继续切割，如此循环，若切割完成一颗漆树后，发出下降指令，下降到漆树底部，打开卡扣，卸下割漆装置，完成一棵树的所有割漆工序。

本实用新型具有如下有益效果：

（1）本实用新型可通过程序控制系统控制刀具的行走路径，可割出不同的割口形状，如画眉形、鱼尾形、牛鼻形，可满足不同地域环境，不同种类漆树的割漆要求，对漆树本身不造成伤害，使生漆产量达到最大化。

（2）本实用新型中设置了升降装置，通过电机驱动升降轮，可实现割漆装置在树干上螺旋上升或下降，提高人工割漆的效率和安全系数。

（3）本实用新型中设置了单片机控制系统、无线信号发射与接收系统，通过按键控制割漆装置。割漆装置中刀具切割系统、刀具路径控制系统、升降系统按照单片机控制系统发出的指令，完成割漆动作，实现自动化割漆的目的，降低人工割漆的劳动强度。

附图说明

图1为刀具切割系统与滑台联结立体结构示意图。

图2为刀具路径控制系统立体结构示意图。

图3为升降机构立体示意图。

图4为本实用新型实施方式的结构示意图。

图号标识：1、“V”型刀具；2、转向轴；3、弹簧铰链；4、蜗轮蜗杆；5、步进电机；6、卧式菱形轴承座；7、矩形面板；8、弹簧；9、直线轴承；10、光杆；11、螺母；12、上半圆形轨道体；13、下半圆形轨道体；14、半圆形齿条；15、滑轮；16、驱动电机；17、齿轮；18、丝杠；19、滑轨；20、滑台；21、步进电机；22、整体割漆机架；23、主动升降轮；24、从动升降轮；25、升降轮安装座；26、驱动电机；27、活动铰链；28、卡扣；29、弹簧铰链。

具体实施方式

以下结合附图及实施方式对本实用新型的技术方案做进一步说明。

图1、图2、图3和图4示出了本实用新型一种智能割漆装置的一种实施方式，图1为刀具切割系统与滑台联结立体结构示意图，图2为刀具路径控制系统立体结构示意图，图3为升降机构立体示意图，图4为本实用新型实施方式的结构示意图。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施方式中智能割漆装置，其机械部分包括刀具切割忠同志、刀具路径控制装置、升降装置、行走装置和控制系统组成。

如图1所示，本实施方式中的刀具切割装置包括“V”形刀具1，转向轴2，其两者之间设有弹簧铰链3，使得刀具切割时，刃部与树皮之间始终保持有力接触状态，避免滑刀状况。转向轴的另一端设有蜗轮蜗杆4转向机构 ，通过步进电机5驱动刀具转向。所述转向轴固定在设有卧式菱形轴承座6的矩形面板7上，该面板的四个顶点同时设有弹簧伸缩杆（由弹簧8、直线轴承9、光杆10构成），由螺母11联接，使得割漆装置可自动适应不同直径大小的漆树。

如图1和图2所示，本实施方式中的刀具路径控制系统的主体骨架为上半圆形轨道体12和下半圆形轨道体13，其轨道体外侧设有半圆形齿条14。上下轨道体之间设有丝杠滑台，两者之间通过行走机构连接，所述行走机构包括滑轮15、驱动电机16、齿轮17。行走机构与半圆形轨道体内侧之间通过滑轮接触，外侧通过齿轮与齿条啮合接触。所述齿轮与固定在行走架上驱动电机16的输出轴联接，使丝杠滑台可自由在半圆形轨道体上往复移动。所述丝杠滑台包括丝杠18，滑轨19和设有滚珠丝杠轴承的滑台20，丝杠18末端与步进电机21输出轴联接，电机16驱动滑台在上下半圆形导轨体之间上下移动。滑台上设有直线轴承9，与伸缩杆的光杆10对应联接，形成移动副，使刀具在水平面内可来回伸缩，适应不同直径大小的漆树。

如图3所示，本实施方式中的升降机构包括整体割漆机架22、主动升降轮23、从动升降轮24。所述上下半圆形轨道体安装于整体割漆机架22上。在整体割漆机架上，位于上下轨道体上方两侧和下方两侧位置设有升降轮安装座25，分别安装主动升降轮23和从动升降轮24。所述升降轮轴线均与垂直方向逆时针夹角30度，主动轮与电机输出轴联接，驱动电机26安装于整体割漆机架22上。在轨道体圆心方向位置的机架上设有两个活动铰链27和卡扣28，用于将割漆装置放入漆树树干上并固定。所述铰链27和卡口28之间设有两个弹簧铰链29和升降轮安装座25，安装座上设有从动升降轮。

本实用新型中，可通过程序控制系统控制刀具的行走路径，可割出不同的割口形状，如画眉形、鱼尾形、牛鼻形，可满足不同地域环境，不同种类漆树的割漆要求，对漆树本身不造成伤害，使生漆产量达到最大化。

本实用新型中，设置了升降系统，通过电机驱动升降轮，可实现割漆装置在树干上螺旋上升或下降，提高人工割漆的效率和安全系数。

本实用新型中，设置了单片机控制系统、无线信号发射与接收系统，通过按键控制割漆装置。割漆装置中刀具切割装置、刀具路径控制装置、升降按照单片机控制系统发出的指令，完成割漆动作，实现自动化割漆的目的，降低人工割漆的劳动强度。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种智能割漆装置，其特征在于：包括刀具切割装置、刀具路径控制装置、升降装置、行走装置和控制系统组成，所述的刀具切割装置包括“V”型刀具、刀具侧面设置有转向轴，通过弹簧铰链将其连结，转向轴末端设有转向机构，整个刀具安装于由弹簧伸缩杆组成的面板上，所述的刀具路径控制装置包括上下半圆形轨道体，其轨道体外侧设有半圆形齿条，上下轨道体之间设有丝杠滑台，两者之间通过行走装置连接，所述丝杠滑台包括丝杠，滑轨和设有滚珠丝杠轴承的滑台，丝杠末端与步进电机输出轴联接，电机驱动滑台在上下半圆形导轨体之间上下移动，滑台上设置有直线轴承，与伸缩杆的光杆对应联接，形成移动副，所述的升降装置包括整体割漆机架、主动升降轮、从动升降轮，所述上下半圆形轨道体安装于整体割漆机架上，在整体机架上，位于上下轨道体上方两侧和下方两侧位置设置有升降轮安装座，分别安装主动升降轮和从动升降轮，在轨道体圆心方向位置的机架上设有两个活动铰链和卡扣，所述铰链和卡扣之间设有两个弹簧铰链和升降轮安装座，安装座上设有从动升降轮，所述的行走装置包括滑轮、驱动电机、齿轮，所述的驱动电机安装于行走架上，所述的齿轮与驱动电机的输出轴联接，所述的行走装置与半圆形轨道体内侧之间通过滑轮接触，外侧通过齿轮与齿条啮合接触，所述的控制系统包括STM32最小系统、步进电机驱动模块、稳压模块及电源。

2.根据权利要求1所述的一种智能割漆装置，其特征在于，所述的转向机构由蜗轮蜗杆构成，通过步进电机驱动控制其刀具的角度调整并自锁，蜗轮蜗杆机构使刀具每切割一刀转一定角度。

3.根据权利要求1所述的一种智能割漆装置，其特征在于，所述的弹簧伸缩面板由矩形面板、弹簧、直线轴承、光杆构成，所述的矩形面板和光杆由螺母连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能割漆装置，其特征在于，所述的升降轮轴线均与垂直方向逆时针夹角30度，所述的主动升降轮与电机输出轴联接，所述的电机安装于整体割漆机架上。

5.根据权利要求1所述的一种智能割漆装置，其特征在于：所述的控制系统中的STM32最小系统中的芯片中烧录着“V”型、燕尾型、牛鼻型等不同切割割口形状的程序。