CN210819575U - 一种爬树修剪机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种爬树修剪机器人，包括支架、门、电锯和从动轮机构；所述支架主要由上支架、下支架以及若干个中间支架和立柱组成，所述门与上支架和下支架铰接，门上装有控制器、主动轮转向电机、电锯、地磁传感器和衔铁；所述从动轮机构包括丝杆、从动轮底座、压簧、从动轮机架a、从动轮机架b、从动轮a和从动轮b；所述丝杆的一端与中间支架上的丝杆电机相连，另一端与从动轮底座形成螺旋副；从动轮机构采用压簧减少震动对爬树修剪机器人本体的影响，以保护其机械电气结构。所述电锯包括棘轮a、棘轮b、电锯转向电机和弹簧，棘轮a与棘轮b相互配合构成棘轮装置；当切割力矩过大时，棘轮装置会发生滑移，保护电锯不会受到损坏。

Description

一种爬树修剪机器人

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，尤其涉及一种爬树修剪机器人。

背景技术

随着机器人技术的发展，人类劳动力逐渐被解放出来，目前对于树木的修剪工作主要是传统人力为主，通过梯子作为工具对树木进行除害、整形等护理。一方面这对于树木养护管理工作的效率是非常低的，而且护理成本非常高，另一方面由于人工修剪等工作属于高危险工作，护理工人很容易从树上摔下来。因此将机器人作为树木修剪护理工具不仅可以大大降低成本，而且可以避免工人进行高危险工作，目前市场上关于爬树修剪机器人的技术还不够成熟，且功能单一。

实用新型内容

本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提出一种爬树修剪机器人。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种爬树修剪机器人，包括支架、门、和从动轮机构；

所述支架由上支架、下支架以及若干个中间支架和立柱组成；所述上支架与下支架之间固连有立柱a、立柱b、立柱c、立柱d、立柱e以及立柱f；所述立柱a和立柱b之间固连有中间支架a，所述立柱c和立柱d之间固连有中间支架b，所述立柱e和立柱f之间固连有中间支架c；所述中间支架a、中间支架b和中间支架c上均装有丝杆电机；

所述门与上支架和下支架铰接，所述门上安装有主动轮转向电机、主动轮、电锯、衔铁和地磁传感器；

所述主动轮转向电机上装有主动轮电机，主动轮电机与主动轮连接；所述衔铁外部套有衔铁弹簧，所述衔铁能够被电磁铁吸引，所述电磁铁固连于电磁铁支架上，所述电磁铁支架固连在门上，所述电磁铁与地磁传感器相连；

所述电锯包括棘轮a、棘轮b、电锯转向电机和弹簧；

所述棘轮a固连在电锯转向电机上，棘轮a与棘轮b相互配合构成棘轮装置；所述弹簧套在棘轮装置上；

所述从动轮机构包括丝杆、从动轮底座、光轴a、光轴b、压簧a、压簧b、轴承a、轴承b、从动轮机架a、从动轮机架b、从动轮a和从动轮b；

所述丝杆的一端与中间支架上的丝杆电机相连，所述丝杆的另一端与从动轮底座形成螺旋副；对称分布的光轴a和光轴b与从动轮底座形成移动副；所述压簧a和压簧b均安装在动轮底座上；所述从动轮a和从动轮b分别与从动轮机架a和从动轮机架b连接，所述从动轮机架a和从动轮机架b通过轴承a和轴承b与压簧a和压簧b连接。

进一步地，所述从动轮机构有三个，分别与中间支架a、中间支架b和中间支架c连接。

进一步地，所述主动轮转向电机用于调整主动轮的偏转角度。

进一步地，所述电锯上装有电锯防护罩。

进一步地，所述电锯转向电机用于调整电锯对树木的切入角度。

进一步地，所述从动轮底座上贴有应变片，用于表征从动轮a和从动轮b对树木的压力大小。

进一步地，所述门上还装有蓄电池和控制器，所述蓄电池为爬树修剪机器人提供电能；所述控制器与应变片和地磁传感器相连。

本实用新型的有益效果：爬树修剪机器人的从动轮机构采用压簧减少震动对爬树修剪机器人本体的影响，以及应变片的疲劳损伤，以保护其机械电气结构，并能够使从动轮自由地调整角度；电锯上装有棘轮装置，当切割力矩过大时，棘轮装置会发生滑移，保护电锯不会受到损坏。丝杆电机可以调节丝杆的伸缩量，以保证从动轮对树木的压力足够大，不至于掉落，从而保证爬树修剪机器人能适应不同直径的树木，增大了爬树修剪机器人的适应范围。

附图说明

图1是本实用新型总体示意图；

图2是本实用新型的锯条半剖图；

图3是本实用新型的地磁传感器-电磁铁局部放大图；

图4是本实用新型的从动轮示意图；

图中，1.丝杆；2.从动轮底座；3.上支架；4.中间支架a；5.下支架；6.中间支架b；7.中间支架c；8.衔铁；9.蓄电池；10.门；11.主动轮；12.主动轮转向电机；13.主动轮电机；14.电锯；15.锯齿；16.棘轮a；17.棘轮b；18.电锯转向电机；19.弹簧；20.电锯防护罩；21.应变片；22.控制器；51.光轴a；52.压簧a；53.轴承a；54.从动轮机架a；55.从动轮a；61.光轴b；62.压簧b；63.轴承b；64.从动轮机架b；65.从动轮b；71.立柱a；72.立柱b；73.立柱c；74.立柱d；75.立柱e；76.立柱f；81衔铁弹簧；82.电磁铁；83电磁铁支架。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型具体实施方式作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的一种爬树修剪机器人，包括支架、门10、和从动轮机构；

所述支架主要由上支架3、下支架5以及若干个中间支架和立柱组成，为爬树修剪机器人提供骨架支撑；所述上支架3与下支架5之间固连有立柱a71、立柱b72、立柱c73、立柱d74、立柱e75以及立柱f76；所述立柱a71和立柱b72之间固连有中间支架a4，所述立柱c73和立柱d74之间固连有中间支架b6，所述立柱e75和立柱f76之间固连有中间支架c7；所述中间支架a4、中间支架b6和中间支架c7上均装有丝杆电机；

所述门10与上支架3和下支架5铰接，所述门10上装有控制器22、主动轮转向电机12和电锯14；

所述控制器22用于接收应变片21与地磁传感器信号和输出驱动指令，所述主动轮转向电机12上装有主动轮电机13，主动轮11与主动轮电机13连接，所述主动轮转向电机12能够调整主动轮11的偏转角度γ，通过主动轮电机13驱动主动轮11，爬树修剪机器人沿着树木呈角度γ螺旋上升，将目标树木的侧枝修剪干净；

如图2所示，所述电锯14包括棘轮a16、棘轮b17、电锯转向电机18和弹簧19；

所述棘轮a16固连在电锯转向电机18上，棘轮a16与棘轮b17相互配合构成棘轮装置，使得电锯转向电机18只能单向转动；所述电锯转向电机18用于调整所述电锯14对树木的切入角度，以提高切割效率；所述弹簧19套在棘轮装置上，当切割力矩大于弹簧19的预紧力时，所述棘轮装置发生滑移，保护电锯14不会受到较大的力矩而损坏，并且调整弹簧19的预紧力可以调整力矩过载保护的设定值。所述电锯14上装有电锯防护罩20，用于减少飞溅的木屑对机器人的机械电气系统的损害。

如图3所示，所述门10上的地磁传感器与电磁铁组成地磁传感器-电磁铁结构，门10上打有通孔用于穿过衔铁8；所述衔铁8外部套有衔铁弹簧81，所述衔铁8能够被电磁铁82吸引，所述电磁铁82固连于电磁铁支架83上，所述电磁铁支架83固连在门10上；所述电磁铁82由地磁传感器控制；当爬树修剪机器人要开始修剪树木时，通过电磁铁82吸引衔铁8将门10闭合，将树木包裹在爬树修剪机器人内部。地磁传感器-电磁铁机构的有益作用在于，地磁传感器能够检测爬树修剪机器人的朝向，以保证机器人开机后初始位置朝向同一个方向。所述门10还上装有蓄电池9，为爬树修剪机器人提供电能。

如图4所示，所述从动轮机构有三个，分别与中间支架a4、中间支架b6和中间支架c7连接。从动轮机构包括丝杆1、从动轮底座2、光轴a51、光轴b61、压簧a52、压簧b62、应变片21、轴承a53、轴承b63、从动轮机架a54、从动轮机架b64、从动轮a55和从动轮b65；

所述丝杆1的一端与中间支架上的丝杆电机相连，所述丝杆1的另一端与从动轮底座2形成螺旋副；光轴a51和光轴b61与从动轮底座2形成移动副；上述连接的有益作用在于，所述丝杆电机可以通过驱动丝杆1以实现从动轮a55和从动轮b65沿着丝杆1轴线方向的运动，以保证从动轮a55和从动轮b65对树木的压力足够大，不至于掉落，从而保证爬树修剪机器人能适应不同直径的树木，增大了爬树修剪机器人的适应范围，当丝杆1的伸长量超过一定的阈值时，说明树木的树干直径太小不足以支持爬树修剪机器人的重量，爬树修剪机器人会一定程度上收回丝杆1，使得爬树修剪机器人螺旋下落。所述应变片21贴于从动轮底座2上，用于表征从动轮a55和从动轮b65对树木的压力大小；所述压簧a52和压簧b62均安装在动轮底座2上，所述压簧a52和压簧b62能够减少震动对爬树修剪机器人本体的影响以及应变片21的疲劳损伤，压簧a52和压簧b62有助于吸收震动，使得所述应变片21采集的突变的波形减少，避免丝杆电机的频繁启停，延长了爬树修剪机器人零件的使用周期，以保护其机械电气结构；丝杆电机通过所述控制器22调节丝杆1的伸缩量，控制从动轮a55和从动轮b65对树木的压力；所述从动轮a55和从动轮b65分别与从动轮机架a54和从动轮机架b64连接，所述从动轮机架a54和从动轮机架b64通过轴承a53和轴承b63与压簧a52和压簧b62连接，使得所述从动轮a55和从动轮b65能自由地调整角度；

上述实施例用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种爬树修剪机器人，其特征在于，包括支架、门(10)、和从动轮机构；

所述支架由上支架(3)、下支架(5)以及若干个中间支架和立柱组成；所述上支架(3)与下支架(5)之间固连有立柱a(71)、立柱b(72)、立柱c(73)、立柱d(74)、立柱e(75)以及立柱f(76)；所述立柱a(71)和立柱b(72)之间固连有中间支架a(4)，所述立柱c(73)和立柱d(74)之间固连有中间支架b(6)，所述立柱e(75)和立柱f(76)之间固连有中间支架c(7)；所述中间支架a(4)、中间支架b(6)和中间支架c(7)上均装有丝杆电机；

所述门(10)与上支架(3)和下支架(5)铰接，所述门(10)上安装有主动轮转向电机(12)、主动轮(11)、电锯(14)、衔铁(8)和地磁传感器；

所述主动轮转向电机(12)上装有主动轮电机(13)，主动轮电机(13)与主动轮(11)连接；所述衔铁(8)外部套有衔铁弹簧(81)，所述衔铁(8)能够被电磁铁(82)吸引，所述电磁铁(82)固连于电磁铁支架(83)上，所述电磁铁支架(83)固连在门(10)上，所述电磁铁(82)与地磁传感器相连；

所述电锯(14)包括棘轮a(16)、棘轮b(17)、电锯转向电机(18)和弹簧(19)；

所述棘轮a(16)固连在电锯转向电机(18)上，棘轮a(16)与棘轮b(17)相互配合构成棘轮装置；所述弹簧(19)套在棘轮装置上；

所述从动轮机构包括丝杆(1)、从动轮底座(2)、光轴a(51)、光轴b(61)、压簧a(52)、压簧b(62)、轴承a(53)、轴承b(63)、从动轮机架a(54)、从动轮机架b(64)、从动轮a(55)和从动轮b(65)；

所述丝杆(1)的一端与中间支架上的丝杆电机相连，所述丝杆(1)的另一端与从动轮底座(2)形成螺旋副；对称分布的光轴a(51)和光轴b(61)与从动轮底座(2)形成移动副；所述压簧a(52)和压簧b(62)均安装在动轮底座(2)上；所述从动轮a(55)和从动轮b(65)分别与从动轮机架a(54)和从动轮机架b(64)连接，所述从动轮机架a(54)和从动轮机架b(64)通过轴承a(53)和轴承b(63)与压簧a(52)和压簧b(62)连接。

2.根据权利要求1所述的一种爬树修剪机器人，其特征在于，所述从动轮机构有三个，分别与中间支架a(4)、中间支架b(6)和中间支架c(7)连接。

3.根据权利要求1所述的一种爬树修剪机器人，其特征在于，所述主动轮转向电机(12)用于调整主动轮(11)的偏转角度。

4.根据权利要求1所述的一种爬树修剪机器人，其特征在于，所述电锯(14)上装有电锯防护罩(20)。

5.根据权利要求1所述的一种爬树修剪机器人，其特征在于，所述电锯转向电机(18)用于调整电锯(14)对树木的切入角度。

6.根据权利要求1所述的一种爬树修剪机器人，其特征在于，所述从动轮底座(2)上贴有应变片(21)，用于表征从动轮a(55)和从动轮b(65)对树木的压力大小。

7.根据权利要求1所述的一种爬树修剪机器人，其特征在于，所述门(10)还上装有蓄电池(9)和控制器(22)，所述蓄电池(9)为爬树修剪机器人提供电能；所述控制器(22)与应变片(21)和地磁传感器相连。

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