CN210470378U - 一种新型爬树修枝机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种攀爬机器人,具体地说是一种新型攀爬树木修枝机器人,包括机架、攀爬部分、抱紧夹持部分、切割部分和控制系统,所述攀爬、抱紧夹持、切割部分均安装在机架上,所述控制系统与攀爬部分、抱紧夹持部分通过逻辑电路连接,控制攀爬电机2和步进电机推拉杆6。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种攀爬机器人,具体地说是一种新型攀爬树木修枝机器人。
背景技术
随着林业技术的迅猛发展,对能在复杂环境下执行任务的特种林业机器人的需求日益的增加。该仿攀爬机器人,具有很高的灵活性,能够适应复杂的环境,能够快速的完成工作任务。
由于国内起步晚,有关树木修枝的攀爬机器人非常少。现有爬树机器人滞留在试验阶段,修枝效率低,修枝动作复杂不易于实现,且整机维护困难。因此使得树木修枝机器人的广泛发展并使用受到了局限性,本专利为树木修枝机器人提供了新的思路。
实用新型内容
针对上述问题,本实用新型的目的在于提供一种新型攀爬树木修枝机器人。
为了实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种新型爬树修枝机器人,包括机架1、攀爬部分、抱紧夹持部分、切割部分和控制系统,所述攀爬、抱紧夹持、切割部分均安装在机架1上,其特征在于:
所述攀爬部分由攀爬电机2,联轴器3,履带轮4和履带5组成,通过攀爬电机2经过联轴器3驱动履带轮4实现履带5的转动;
所述抱紧夹持部分由步进电机推拉杆6,滑动支架8,夹紧轮9和滑杆10组成;所述滑杆10水平固定安装在机架1,所述滑动支架8活动安装在滑杆10上,可沿滑杆10滑动;所述夹紧轮9安装在滑动支架8上,随滑动支架8移动;所述夹紧轮9与履带5共同产生夹力抱紧夹持树干;所述步进电机推拉杆6安装在机架1上,与滑动支架8连接;
所述切割部分固定安装在机架1顶端,包括若干环绕树干布置的刀片组成;
所述控制系统与攀爬部分、抱紧夹持部分通过逻辑电路连接,控制攀爬电机2和步进电机推杆6。
进一步的,所述抱紧夹持部分还包括压力传感器7,其安装在滑动支架8上,并与步进电机推拉杆6连接;控制系统通过逻辑电路接收压力传感器7的信号。
进一步的,所述抱紧夹持部分还包括上辅助夹紧轮20和下辅助夹紧轮21,所述上辅助夹紧轮20,下辅助夹紧轮21分别安装在机架1上,两轮的轴心离树干表面距离相等;所述抱紧夹持部分,通过夹紧轮9、上辅助夹紧轮20、下辅助夹紧轮21和履带5共同产生夹紧力抱紧树干。
进一步的,所述切割部分包括若干刀片、扭转弹簧16、限位半圆17、销轴22;所述若干刀片通过销轴22固定,使其能绕销轴22旋转;所述扭转弹簧16套在销轴上,刀片套在扭转弹簧16上,扭转弹簧16在刀片和销轴22之间产生扭力;限位半圆17安装在刀片上贴近树干一侧。
进一步的,所述机架1上安装有手持架18。
本实用新型的有益效果及优点是:
1.降低了人工劳力,增加了工作效率,为林业修枝提供了利具。
2.本实用新型提供的机器人结构简单,总体结构轻盈紧凑,运动灵活,控制精巧。
3.本实用新型通过两个辅助夹紧轮、和一个夹紧轮及履带使机器抱紧树干,提供电机驱动履带使机器人能够沿树快速干移动。
4.本实用新型的切割部分,包含了五个刀片,五个刀片形成一个封闭的环,环快速碰撞挤压过的地方能将枝条修剪掉,能够使修剪更加方便快速完整。
说明书附图
图1为本新型整体结构示意图;
图2为本新型俯视结构示意图;
图3为本新型抱紧夹持部上下辅助夹紧轮结构示意图;
图4为本新型切割部分结构示意图;
图5为本新型抱紧夹持部分结构示意图;
图中,1为机架,2为攀爬电机,3为联轴器,4为履带轮,5为履带,6为步进电机推拉杆,7为压力传感器,8为滑动支架,9为夹紧轮,10为滑杆,11为上刀片,12右上刀片,13为左上刀片,14为右下刀片,15为左下刀片,16为扭转弹簧,17为限位半圆,18为手持架,19为控制系统,20为上辅助夹紧轮,21为下辅助夹紧轮、销轴22。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。
如附图所示,本实用新型提供的一种新型树木剪枝攀爬机器人,包括机架1、攀爬部分、抱紧夹持部分、切割部分、控制系统。其中攀爬部分、抱紧夹持部分、切割部分都安装在机架1上。
其中攀爬部分由攀爬电机2,联轴器3,履带轮4,履带5组成。抱紧夹持部分由步进电机推杆6,压力传感器7,滑动支架8,夹紧轮9,上辅助夹紧轮20,下辅助夹紧轮21,滑杆10组成。切割部分包括若干刀片、扭转弹簧16、限位半圆17、销轴22;所述若干刀片通过销轴22固定,使其能绕销轴22旋转;所述扭转弹簧16套在销轴上,刀片套在扭转弹簧16上,扭转弹簧16在刀片和销轴22之间产生扭力;限位半圆17安装在刀片上贴近树干一侧。
其中攀爬部分通过攀爬电机2经过联轴器3驱动履带轮4实现履带5的转动,实现机器在树干上快速攀爬。
夹紧部分通过步进电机推杆6拉动滑动支架8在滑杆10上滑动,使滑动支架上的夹紧轮9与对向的上辅助夹紧轮20、下辅助夹紧轮21和履带5抱紧树干相互作用夹紧树干。当然抱紧夹持的零件不仅仅局限在轮子上,其他类似可在树干表面滚动的零件或装置也可以实现夹持效果。
切割部分的上刀片11,右上刀片12,左上刀片13,右下刀片14,左下刀片15始终受到扭转弹簧产生的回转力,使上刀片11,右上刀片12,左上刀片13,右下刀片14,左下刀片15对树干产生压力,并且由限位半圆17保证刀片与树干之间留有一定的距离,防止损伤树皮。
所述控制系统单独分开控制攀爬电机2和接收压力传感器7的信号控制步进电机推杆6。
使用时,整机放置树干之前,通过手持架18将整机移动到树干低位置上,通过启动开关,控制系统19控制步进电机推杆6拉动夹紧轮9,夹紧轮9向履带5、上辅助夹紧轮20和下辅助夹紧轮21靠近,由夹紧轮9与履带5、上辅助夹紧轮20和下辅助夹紧轮21的空间距离的缩小抱紧树干,此抱紧力使履带5、上辅助夹紧轮20和下辅助夹紧轮21与树干产生静摩擦力使整机静止在树干上。
由于距离的缩小使整机抱紧树干,然后通过控制系统19控制攀爬电机2转动,传动履带5使机器人沿树干往上快速运动。快速往上攀爬过程中,整机始终夹紧树干,并且安装在机身头部最上部位的切割部分上刀片11,右上刀片12,左上刀片13,右下刀片14,左下刀片15最先与枝条接触撞击。随着切割部分随整机快速地向上运动,当切割部分锋利部位与枝条相遇时,两者产生挤压作用,对枝条进行修剪。切割部分遇到枝条时便会对枝条进行挤压切割,且上刀片11,右上刀片12,左上刀片13,右下刀片14,左下刀片15与树干表面由限位半圆限位始终保持一定距离,进而达到正常修剪树枝的目的。
随着攀爬过程中树干直径不断变小,位于夹紧轮上的压力传感器7给出电压信号反馈到控制系统19。当反馈的压力低于设置的压力A时,控制系统19会自动给定输出量,控制步进电机推杆6拉动夹紧轮9,使其向与对向的夹紧轮9、上辅助夹紧轮20、下辅助夹紧轮21和履带5运动,夹紧轮9、上辅助夹紧轮20、下辅助夹紧轮21和履带5抱紧树干,产生夹紧力。使其相互作用力能够满足设定的夹紧力B。
当整机攀爬至一定高度,切割部分走过的位置上的枝条都被修剪掉,修枝完毕。操作控制系统19控制攀爬电机反转,沿树干往下走。整机回到低位置后,操作控制系统19使攀爬电机6停止,然后控制步进电机推杆6推动夹紧轮9使其与对向的上辅助夹紧轮20、下辅助夹紧轮21和履带5夹紧轮9和履带5相互作用放松,手持手持架18将整机挪到另一棵树干上再次进行修枝工作。
Claims (5)
1.一种新型爬树修枝机器人,包括机架(1)、攀爬部分、抱紧夹持部分、切割部分和控制系统,所述攀爬、抱紧夹持、切割部分均安装在机架(1)上,其特征在于:
所述攀爬部分由攀爬电机(2),联轴器(3),履带轮(4)和履带(5)组成,通过攀爬电机(2)经过联轴器(3)驱动履带轮(4)实现履带(5)的转动;
所述抱紧夹持部分由步进电机推拉杆(6),滑动支架(8),夹紧轮(9)和滑杆(10)组成;所述滑杆(10)水平固定安装在机架(1),所述滑动支架(8)活动安装在滑杆(10)上,可沿滑杆(10)滑动;所述夹紧轮(9)安装在滑动支架(8)上,随滑动支架(8)移动;所述夹紧轮(9)与履带(5)共同产生夹力抱紧夹持树干;所述步进电机推拉杆(6)安装在机架(1)上,与滑动支架(8)连接;
所述切割部分固定安装在机架(1)顶端,包括若干环绕树干布置的刀片组成;
所述控制系统与攀爬部分、抱紧夹持部分通过逻辑电路连接,控制攀爬电机(2)和步进电机推拉杆(6)。
2.如权利要求1所述一种爬树修枝机器人,其特征在于:所述抱紧夹持部分还包括压力传感器(7),其安装在滑动支架(8)上,并与步进电机推拉杆(6)连接;控制系统通过逻辑电路接收压力传感器(7)的信号。
3.如权利要求1或2所述一种爬树修枝机器人,其特征在于:所述抱紧夹持部分还包括上辅助夹紧轮(20)和下辅助夹紧轮(21),所述上辅助夹紧轮(20),下辅助夹紧轮(21)分别安装在机架(1)上,两轮的轴心离树干表面距离相等;所述抱紧夹持部分,通过夹紧轮(9)、上辅助夹紧轮(20)、下辅助夹紧轮(21)和履带(5)共同产生夹紧力抱紧树干。
4.如权利要求1所述一种爬树修枝机器人,其特征在于:所述切割部分包括若干刀片、扭转弹簧(16)、限位半圆(17)、销轴(22);所述若干刀片通过销轴(22)固定,使其能绕销轴(22)旋转;所述扭转弹簧(16)套在销轴上,刀片套在扭转弹簧(16)上,扭转弹簧(16)在刀片和销轴(22)之间产生扭力;限位半圆(17)安装在刀片上贴近树干一侧。
5.如权利要求1所述一种爬树修枝机器人,其特征在于:所述机架(1)上安装有手持架(18)。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112075198A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-15 | 张旭 | 一种高效便捷的椰子采摘设备 |
CN112352572A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-02-12 | 北京林业大学 | 一种履带式液压驱动立木整枝机 |
CN114228859A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-03-25 | 海南大学 | 一种棕榈科爬树机器人 |
CN114946444A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-08-30 | 国家林业和草原局哈尔滨林业机械研究所 | 一种高效爬树修枝机 |
CN115157402A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-10-11 | 南京林业大学 | 爬行式竹材打枝机 |
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