CN209376268U - 一种三锯协同的树障清理装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种三锯协同的树障清理装置，包括：攀爬装置和清理装置；攀爬装置包括伸缩杆和设置于伸缩杆两端的第一基座和第二基座，第一基座侧面设置有上机械手，第二基座侧面设置有下机械手；清理装置包括第三基座以及设置于第三基座表面的第一水平切割锯片、第二水平切割锯片和垂直切割锯片。本申请提供的装置中，利用上机械手和下机械手在树干上攀爬，向上攀爬的过程中，若遇到障碍物，则利用垂直切割锯片修剪障碍物；装置向上攀爬至预设高度之后，利用第一水平切割锯片和第二水平切割锯片进行树障的清理。

Description

一种三锯协同的树障清理装置

技术领域

本申请涉及树障清理技术领域，具体涉及一种三锯协同的树障清理装置。

背景技术

输电是电力系统的重要环节，通常是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备将升压后的电能接入输电线路的方式，来实现输电。输电线路按结构形式分为架空输电线路和地下输电线路，其中，架空输电线路由线路杆塔、导线和绝缘子等构成，架设在地面之上。架空输电线路与周围的树木之间的距离需要超过最小安全距离，否则，容易导致跳闸等事故的发生，通常情况下，将架空输电线路中可能会影响输电线路安全稳定的树木称为树障。

架设好架空输电线路之后，由于桉树、竹子等树木的生长速度较快，而且当树木的高度较高，使树木与架空输电线路之间的距离超过安全距离时，极易引发输电线路跳闸等事故，因此，需要定期对输电线路周围的树障进行清理。现有树障清理方法主要依靠人工操作，例如，操作人员利用手锯、镰刀、砍刀等工具修剪树枝，或者利用伐树工具直接将树木连根砍伐。

但是，发明人在本申请的研究过程中发现，由于树木高度较高，以及有些树木(如桉树和竹子等)的材质较软，操作人员无法攀爬到树木重心以上，导致修剪树枝的高度达不到要求，进而容易导致树木与架空输电线路之间的距离超过安全距离。

实用新型内容

本申请提供一种三锯协同的树障清理装置，以解决现有技术中，修剪树枝的高度达不到要求的问题。

本申请提供一种三锯协同的树障清理装置，所述装置包括：

攀爬装置和清理装置，所述攀爬装置和清理装置之间可拆卸连接，所述攀爬装置用于攀爬树木，所述清理装置用于清理树枝；

所述攀爬装置包括竖直设置的伸缩杆和分别设置于所述伸缩杆两端的第一基座和第二基座，所述第一基座侧面设置有上机械手，所述第二基座侧面设置有下机械手，所述上机械手和下机械手均为可调节夹紧结构，分别由第一电机和第二电机控制，用于抱紧树干；所述伸缩杆用于在第三电机的控制下伸缩，从而控制所述攀爬装置在树干上攀爬；

所述第一基座的顶端设置有活动连接杆，所述活动连接杆平行于所述伸缩杆，用于以可拆卸的方式连接所述清理装置；

所述清理装置包括第三基座以及设置于所述第三基座表面的第一水平切割锯片、第二水平切割锯片和垂直切割锯片，所述第一水平切割锯片和第二水平切割锯片所在的平面垂直于所述活动连接杆，所述垂直切割锯片所在的平面平行于所述活动连接杆；

所述活动连接杆的顶端固定于所述第三基座底端，所述第三基座为长方体结构，所述第三基座的顶端设置有水平推进丝杆，所述水平推进丝杆用于在水平方向上滑动，从而推进所述第一水平切割锯片、第二水平切割锯片和垂直切割锯片共同沿所述水平推进丝杆的滑动方向移动。

可选的，所述第二基座顶端设置有弧形滑轨，所述弧形滑轨表面设置有滑块，所述滑块用于在抱树旋转电机的控制下，沿所述弧形滑轨滑动，所述伸缩杆的底端固定于所述滑块的表面。

可选的，所述第一基座的顶端设置有第一摄像头，所述第一摄像头用于拍摄所述装置周围的树障。

可选的，所述第二基座的底端设置有第二摄像头，所述第二摄像头用于所述装置在向地面攀爬的过程中，拍摄所述装置与地面之间的障碍物，所述障碍物为阻挡所述装置继续向地面爬行的树枝。

可选的，所述第三基座表面设置有第一悬臂、第二悬臂和第三悬臂，所述第一悬臂和第二悬臂均垂直于所述活动连接杆，且与所述活动连接杆旋转连接，所述第三悬臂平行于所述活动连接杆，且与所述活动连接杆旋转连接；

所述第一水平切割锯片设置于所述第一悬臂的顶端；

所述第二水平切割锯片设置于所述第二悬臂的顶端；

所述垂直切割锯片设置于所述第三悬臂的顶端。

可选的，所述第一悬臂在水平方向上旋转角度的范围为0～90°；

所述第二悬臂在水平方向上旋转角度的范围为0～90°；

所述第三悬臂在竖直方向上旋转角度的范围为0～120°。

本申请提供一种三锯协同的树障清理装置，包括：攀爬装置和清理装置；所述攀爬装置包括伸缩杆和设置于所述伸缩杆两端的第一基座和第二基座，所述第一基座侧面设置有上机械手，所述第二基座侧面设置有下机械手；所述第一基座的顶端设置有活动连接杆，所述活动连接杆平行于所述伸缩杆，用于连接所述清理装置；所述清理装置包括第三基座以及设置于所述第三基座表面的第一水平切割锯片、第二水平切割锯片和垂直切割锯片；所述活动连接杆的顶端固定于所述第三基座底端，第三基座的顶端设置有水平推进丝杆，所述水平推进丝杆用于控制所述第一水平切割锯片、第二水平切割锯片和垂直切割锯片共同沿水平推进丝杆在水平方向上滑动。

本申请提供的装置中，利用上机械手和下机械手在树干上攀爬，向上攀爬的过程中，若遇到障碍物，则利用垂直切割锯片修剪障碍物，另外，垂直切割锯片设置于水平推进丝杆的表面，因此，利用水平推进丝杆调整垂直切割锯片与树干之间的距离，从而控制修剪后障碍物的长度；所述装置向上攀爬至预设高度之后，利用第一水平切割锯片和第二水平切割锯片进行树障的清理，因此，本申请提供的装置利用三锯协同的方式进行树障清理，在清理的过程中，由攀爬装置执行攀爬树干的操作，清理装置执行清理树障的操作，攀爬装置能够攀爬至树木重心以上，从而解决了现有技术中，操作人员无法攀爬到树木重心以上，导致修剪树枝的高度达不到要求的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。

图1为本申请实施例提供的一种三锯协同的树障清理装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种三锯协同的树障清理装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种三锯协同的树障清理装置侧视面结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种三锯协同的树障清理控制方法的工作流程图。

图示说明：1-攀爬装置；2-清理装置；11-伸缩杆；12-第一基座；13-第二基座；131-抱树旋转电机；14-上机械手；15-下机械手；16-活动连接杆；17-弧形滑轨；171-滑块；18-第一摄像头；19-主控盒；21-第三基座；22-第一水平切割锯片；23-第二水平切割锯片；24-垂直切割锯片；25-水平推进丝杆；26-第二摄像头；27-第一悬臂；28-第二悬臂；29-第三悬臂。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本申请进行详细说明。

参照图1和图2所示的结构示意图，本申请实施例提供一种三锯协同的树障清理装置，所述装置包括：攀爬装置1和清理装置2，所述攀爬装置1和清理装置2之间可拆卸连接，所述攀爬装置1用于攀爬树木，所述清理装置2用于清理树枝。

所述攀爬装置1包括竖直设置的伸缩杆11和分别设置于所述伸缩杆11两端的第一基座12和第二基座13，所述第一基座12侧面设置有上机械手14，所述第二基座13侧面设置有下机械手15，所述上机械手14和下机械手15均为可调节夹紧结构，分别由第一电机和第二电机控制，用于抱紧树干；所述伸缩杆11用于在第三电机的控制下伸缩，从而控制所述攀爬装置1在树干上攀爬。

本申请实施例提供的攀爬装置1可实现自动攀爬功能，攀爬装置1在抱紧树干的情况下继续向上攀爬时，第一电机控制上机械手14松开树干，伸缩杆11在第三电机的控制下伸长，使得上机械手14向远离下机械手15的方向移动，移动完成后，上机械手14重新抱紧树干，然后，下机械手15在第二电机的控制下松开树干，伸缩杆11再在第三电机的控制下收缩，使得下机械手15向靠近上机械手14的方向移动，如此往复运动，从而实现自动攀爬功能。攀爬装置向下攀爬时，按照相反的动作运行即可。

所述第一基座12的顶端设置有活动连接杆16，所述活动连接杆16平行于所述伸缩杆11，用于以可拆卸的方式连接所述清理装置2。在一种可实现的方式中，活动连接杆16以快插的方式与所述清理装置2相连接，快插的方式方便清理装置2的安装和分离，当清理装置2和攀爬装置1分离时，可单独控制清理装置2实现树障的清理过程。

所述清理装置2包括第三基座21以及设置于所述第三基座21表面的第一水平切割锯片22、第二水平切割锯片23和垂直切割锯片24，所述第一水平切割锯片22和第二水平切割锯片23所在的平面垂直于所述活动连接杆16，所述垂直切割锯片24所在的平面平行于所述活动连接杆16。

本申请实施例中，垂直切割锯片24用于在攀爬装置1向上攀爬过程中，清除障碍物，避免攀爬装置1在遭遇障碍物后无法继续向上攀爬的情况；第一水平切割锯片22和第二水平切割锯片23用于在攀爬装置1攀爬到预定位置之后清理树障。

所述活动连接杆16的顶端固定于所述第三基座21底端，所述第三基座21为长方体结构，所述第三基座21的顶端设置有水平推进丝杆25，所述水平推进丝杆25用于在水平方向上滑动，从而推进所述第一水平切割锯片22、第二水平切割锯片23和垂直切割锯片24共同沿所述水平推进丝杆25的滑动方向移动。

本申请提供的装置中，利用上机械手14和下机械手15在树干上攀爬，向上攀爬的过程中，若遇到障碍物，则利用垂直切割锯片24修剪障碍物，另外，垂直切割锯片24设置于水平推进丝杆25的表面，因此，利用水平推进丝杆25调整垂直切割锯片24与树干之间的距离，从而控制修剪后障碍物的长度；所述装置向上攀爬至预设高度之后，利用第一水平切割锯片22和第二水平切割锯片23进行树障的清理，因此，本申请提供的装置利用三锯协同的方式进行树障清理，在清理的过程中，由攀爬装置1执行攀爬树干的操作，清理装置2执行清理树障的操作，攀爬装置1能够攀爬至树木重心以上，从而解决了现有技术中，操作人员无法攀爬到树木重心以上，导致修剪树枝的高度达不到要求的问题。

参照图1和图2所示的结构示意图，所述第二基座13顶端设置有弧形滑轨17，所述弧形滑轨17表面设置有滑块171，所述滑块171用于在抱树旋转电机131的控制下，沿所述弧形滑轨17滑动，所述伸缩杆11的底端固定于所述滑块171的表面。

由于攀爬装置1向上攀爬过程中遇到障碍物时，障碍物所在位置不一定在垂直切割锯片24的正上方，因此，需要启动抱树旋转电机131，使得垂直切割锯片24相对下机械手15做旋转运动。另外，在清理树障时，若树障的直径大于警戒值，则需要启动抱树旋转电机131，增大水平切割锯片的行程，使得本申请提供的装置能够切割直径较大的树障。

抱树旋转时，第一电机控制上机械手14松开树干，滑块171在抱树旋转电机131的控制下沿弧形滑轨17滑动，从而带动伸缩杆11以及与伸缩杆11顶端相连接的其他部件运动，实现抱树旋转的功能。

参照图1和图2所示的结构示意图，所述第一基座12的顶端设置有第一摄像头18，所述第一摄像头18用于拍摄所述装置周围的树障。

参照图1和图2所示的结构示意图，所述第二基座13的侧面设置有主控盒19，所述主控盒19用于控制各个切割锯片的动作。

参照图3所示的结构示意图，所述第二基座13的底端设置有第二摄像头26，所述第二摄像头26用于所述装置在向地面攀爬的过程中，拍摄所述装置与地面之间的障碍物，所述障碍物为阻挡所述装置继续向地面爬行的树枝。

可选的，所述第三基座21表面设置有第一悬臂27、第二悬臂28和第三悬臂29，所述第一悬臂27和第二悬臂28均垂直于所述活动连接杆16，且与所述活动连接杆16旋转连接，所述第三悬臂29平行于所述活动连接杆16，且与所述活动连接杆16旋转连接；所述第一水平切割锯片22设置于所述第一悬臂27的顶端；所述第二水平切割锯片23设置于所述第二悬臂28的顶端；所述垂直切割锯片24设置于所述第三悬臂29的顶端。

可选的，所述第一悬臂27在水平方向上旋转角度的范围为0～90°；所述第二悬臂28在水平方向上旋转角度的范围为0～90°；所述第三悬臂29在竖直方向上旋转角度的范围为0～120°。

本申请实施例中，第一悬臂27和第二悬臂28在水平方向上旋转的过程中，能够带动第一水平切割锯片22或第二水平切割锯片23在水平方向上旋转；第三悬臂29在竖直方向上旋转的过程中，能够带动垂直切割锯片24在竖直方向上旋转，所述第三悬臂29在数字方向上旋转形成的平面平行于水平推进丝杆25。

参照图4所示的工作流程图，本申请实施例提供一种三锯协同的树障清理控制方法，所述方法应用于主控盒19，所述主控盒19设置于图1或图2提供的装置中，所述方法包括以下步骤：

步骤101，根据第一摄像头18所拍图像中的树障面积，确定树障面积是否低于警戒值。

本步骤中，主控盒19在获取到第一摄像头18所拍图像之后，分析图像中的树障面积，在第一摄像头18与树障距离相等的情况下，树障直径越大，则第一摄像头18所拍图像中树障面积所占比例越大，由于第一摄像头18的视野范围不变，因此，预先设定树障面积的警戒值即可。将树障面积与预先设定的警戒值相比较，若树障面积低于警戒值，执行步骤102的操作；若树障面积不低于警戒值，执行步骤104的操作。

步骤102，若所述树障面积低于警戒值，启动第一水平切割锯片22，同时控制第一悬臂27动作，使得所述第一水平切割锯片22以活动连接杆16为中心旋转，旋转至第一预设位置后复位。

步骤103，启动第二水平切割锯片23，同时控制第二悬臂28动作，使得所述第二水平切割锯片23以所述活动连接杆16为中心旋转，旋转至第二预设位置后复位。

本步骤中，树障面积低于警戒值，说明树障直径比较小，因此，利用第一水平切割锯片22和第二水平切割锯片23分别相树障中心位置运动，即可将树障与树干分离，实现清理树障的目的。由于第一水平切割锯片22和第二水平切割锯片23处于同一水平位置，若同时相向运行，可能导致两个锯片相接触，在两个锯片同时将开启的状态下，则容易损坏锯片。因此，本申请实施例中，控制第一水平切割锯片22和第二水平切割锯片23分两次运行，在第二水平切割锯片23运行之后，即可完成一次树障清理工作。

步骤104，若所述树障面积不低于警戒值，判断伸缩杆11与弧形滑轨17的相对位置。

若所述树障面积不低于警戒值，说明树障的直径比较大，利用两个锯片向树障中心位置动作的方式难以实现树障清理的目的，因此，需要利用锯片与弧形滑轨17向结合的方式，实现树障清理的目的。

本步骤中，若所述伸缩杆11在所述弧形滑轨17的左端点或者右端点，执行步骤105的操作；若所述伸缩杆11不在所述弧形滑轨17的左端点或者右端点，执行步骤106的操作。

步骤105，若所述伸缩杆11在所述弧形滑轨17的左端点或者右端点，启动水平切割锯片，同时启动抱树旋转电机131，使得所述伸缩杆11沿所述弧形滑轨17运动。

在图3所示的结构示意图中，伸缩杆11将弧形滑轨17分割成左臂和右臂，左臂的自由端即为左端点，左臂的右端点即为右端点。本步骤中，若伸缩杆11位于弧形滑轨17的左端点，则启动第一水平切割锯片22，同时启动抱树旋转电机131；若伸缩杆11位于弧形滑轨17的右端点，则启动第二水平切割锯片23，同时启动抱树旋转电机131。

步骤106，若所述伸缩杆11不在所述弧形滑轨17的左端点或者右端点，启动抱树旋转电机131，调整所述伸缩杆11停留在所述弧形滑轨17的左端点或者右端点。

步骤107，启动水平切割锯片，同时启动抱树旋转电机131，使得所述伸缩杆11沿弧形滑轨17运动。

本申请实施例中，根据树障面积确定清理树障所用的方式，若树障面积小于警戒值，则利用两个水平切割锯片分别向树障中心的位置移动，即可完成树障清理的工作；若树障面积不小于警戒值，则将伸缩杆11调整至弧形滑轨17的一个端点，启动水平切割锯片的同时，启动抱树旋转电机131，使得水平切割锯片跟随伸缩杆11向弧形滑轨17的另一端点移动，在移动的过程中，水平切割锯片不断切割树障，最终实现清理树障的目的。

可选的，在根据第一摄像头18所拍图像中的树障面积，确定树障面积是否低于警戒值之前，还包括以下步骤：

步骤201，判断所述装置所在位置是否低于预设高度。若主控盒19确定所述装置所在位置低于预设高度，则执行步骤202的操作；若不低于预设高度，则控制所述装置停留在所在位置。

步骤202，若所述装置所在位置低于预设高度，则控制攀爬装置1继续向上攀爬。

步骤203，根据第一摄像头18所拍图像中的树障面积，确定所述装置在向上攀爬过程中是否存在障碍物。

本步骤中，第一摄像头18可以旋转，在所述装置向上攀爬的过程中，控制第一摄像头18所拍图像的方向垂直于地面，主控盒19根据第一摄像头18所拍图像中的树障面积判断是否存在障碍物，若第一摄像头18所拍图像中的树障面积大于第二警戒值，则执行步骤204的操作。

步骤204，若所述装置在向上攀爬过程中存在障碍物，则控制垂直切割锯片24动作。

可选的，在启动第二水平切割锯片23，同时控制第二悬臂28动作，使得所述第二水平切割锯片23以所述活动连接杆16为中心旋转，旋转至第二预设位置后复位之后，还包括以下步骤：

步骤301，控制第三悬臂29向远离树障的方向运动，调整所述第三悬臂29停留在水平推进丝杆25上远离活动连接杆16的一端。

步骤302，控制所述第三悬臂29的顶端向靠近树障的一端旋转，旋转至最大角度后停止。

步骤303，控制所述第三悬臂29沿所述水平推进丝杆25的方向运动，使得所述第三悬臂29向树障施加力。

本申请实施例中，树障经水平切割锯片切割之后，若切割的断面小于树障直径，导致切割后的树障与树干之间由于存在粘连而无法完全与树干分离，在此情况下，利用第三悬臂29向切割后的树障施加推力，使得切割后的树障发生倾斜，从而使得切割后的树障与树干之间分离。另外，控制伸缩杆11在弧形滑轨17上的相对位置，从而控制第三悬臂29与树障的相对位置，进一步控制推力的方向，则可以控制树障倾倒的方向。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种三锯协同的树障清理装置，其特征在于，所述装置包括：

攀爬装置(1)和清理装置(2)，所述攀爬装置(1)和清理装置(2)之间可拆卸连接，所述攀爬装置(1)用于攀爬树木，所述清理装置(2)用于清理树枝；

所述攀爬装置(1)包括竖直设置的伸缩杆(11)和分别设置于所述伸缩杆(11)两端的第一基座(12)和第二基座(13)，所述第一基座(12)侧面设置有上机械手(14)，所述第二基座(13)侧面设置有下机械手(15)，所述上机械手(14)和下机械手(15)均为可调节夹紧结构，分别由第一电机和第二电机控制，用于抱紧树干；所述伸缩杆(11)用于在第三电机的控制下伸缩，从而控制所述攀爬装置(1)在树干上攀爬；

所述第一基座(12)的顶端设置有活动连接杆(16)，所述活动连接杆(16)平行于所述伸缩杆(11)，用于以可拆卸的方式连接所述清理装置(2)；

所述清理装置(2)包括第三基座(21)以及设置于所述第三基座(21)表面的第一水平切割锯片(22)、第二水平切割锯片(23)和垂直切割锯片(24)，所述第一水平切割锯片(22)和第二水平切割锯片(23)所在的平面垂直于所述活动连接杆(16)，所述垂直切割锯片(24)所在的平面平行于所述活动连接杆(16)；

所述活动连接杆(16)的顶端固定于所述第三基座(21)底端，所述第三基座(21)为长方体结构，所述第三基座(21)的顶端设置有水平推进丝杆(25)，所述水平推进丝杆(25)用于在水平方向上滑动，从而推进所述第一水平切割锯片(22)、第二水平切割锯片(23)和垂直切割锯片(24)共同沿所述水平推进丝杆(25)的滑动方向移动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二基座(13)顶端设置有弧形滑轨(17)，所述弧形滑轨(17)表面设置有滑块(171)，所述滑块(171)用于在抱树旋转电机(131)的控制下，沿所述弧形滑轨(17)滑动，所述伸缩杆(11)的底端固定于所述滑块(171)的表面。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一基座(12)的顶端设置有第一摄像头(18)，所述第一摄像头(18)用于拍摄所述装置周围的树障。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二基座(13)的底端设置有第二摄像头(26)，所述第二摄像头(26)用于所述装置在向地面攀爬的过程中，拍摄所述装置与地面之间的障碍物，所述障碍物为阻挡所述装置继续向地面爬行的树枝。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第三基座(21)表面设置有第一悬臂(27)、第二悬臂(28)和第三悬臂(29)，所述第一悬臂(27)和第二悬臂(28)均垂直于所述活动连接杆(16)，且与所述活动连接杆(16)旋转连接，所述第三悬臂(29)平行于所述活动连接杆(16)，且与所述活动连接杆(16)旋转连接；

所述第一水平切割锯片(22)设置于所述第一悬臂(27)的顶端；

所述第二水平切割锯片(23)设置于所述第二悬臂(28)的顶端；

所述垂直切割锯片(24)设置于所述第三悬臂(29)的顶端。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述第一悬臂(27)在水平方向上旋转角度的范围为0～90°；

所述第二悬臂(28)在水平方向上旋转角度的范围为0～90°；

所述第三悬臂(29)在竖直方向上旋转角度的范围为0～120°。