CN214676688U - 一种绿篱修剪机自动避障装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种绿篱修剪机自动避障装置，其包括臂架机构、修剪座、控制器以及与控制器连接的障碍物感知机构和液压机构；臂架机构的一端转动设在车载平台上，臂架机构的另一端转动连接有修剪座旋转机构，修剪座旋转机构的底面设有臂架滑槽，臂架滑槽滑动设在修剪座上表面的滑轨上，修剪座旋转机构通过臂架滑槽在修剪座上左右移动并通过锁附座相对固定在滑轨上，障碍物感知机构安装在修剪座上并探测修剪座行进方向前方的障碍物以输出触发信号至控制器，控制器控制障碍物感知机构和液压机构动作；液压机构驱动臂架机构、修剪座旋转机构和修剪座上的旋转刀片动作；当修剪座旋转机构的液压进出油口联通时，修剪座悬浮在外力作用下旋转，修剪座以臂架滑槽与滑轨固定点实现偏心旋转。本实用新型提前发现障碍物、自动大范围软性避障。

Description

一种绿篱修剪机自动避障装置

技术领域

本实用新型涉及环卫设备领域，尤其涉及一种绿篱修剪机自动避障装置。

背景技术

随着高速与国道路程增长，机械化修剪绿篱越来越普遍，通常为机械臂带动修剪座置于绿篱上方，通过修剪座里面的旋转刀片或旋转圆锯片对绿篱进行修剪。当前进方向有树木或路牌时需要进行避障，现有技术为停车或减速机械臂抬升将修剪座带离绿篱，离开障碍物后再将修剪座放回绿篱上方修剪，主要依靠驾驶员的观察以提前避开，人工操作，易失误，风险比较大，篱修剪高度要重新调整，同时提前抬升延后放回会空一片未修剪区域绿；还有一种为用摄像头视觉识别前方障碍物，控制修剪座绕中心旋转避障，存在摄像头视觉识别不准及避障范围小的缺陷；另外存在一种避障结构，将两个旋转刀片分开，形成两个修剪座，在前进方向程“v”字型，由弹簧及预紧杆预紧，当障碍物进入“v”字型区域与修剪座相碰时，预紧杆被顶开，一个修剪座的弹簧拉着另一个修剪座绕臂架旋转中心向后旋转，离开障碍物后自动回位，从而实现避障，这种方式只有障碍物在“v”字型区域，才可以实现避障，存在盲区，而且避障时与障碍物直接相碰，靠障碍物压力实现旋转避让，冲击大，可能损坏障碍物。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种绿篱修剪机自动避障装置，实现提前发现障碍物、自动大范围软性避障、避障完成自动回位、无需人工操作、也不需要减速作业。

本实用新型采用的技术方案是：

一种绿篱修剪机自动避障装置，其包括臂架机构、修剪座、控制器以及与控制器连接的障碍物感知机构和液压机构；臂架机构的一端转动设在车载平台上，臂架机构的另一端转动连接有修剪座旋转机构，修剪座旋转机构的底面设有臂架滑槽，臂架滑槽滑动设在修剪座上表面的滑轨上，修剪座旋转机构通过臂架滑槽在修剪座上左右移动并通过锁附座相对固定在滑轨上，障碍物感知机构安装在修剪座上并探测修剪座行进方向前方的障碍物以输出触发信号至控制器，控制器控制障碍物感知机构和液压机构动作；液压机构驱动臂架机构、修剪座旋转机构和修剪座上的旋转刀片动作；当修剪座旋转机构的液压进出油口联通时，修剪座悬浮在外力作用下旋转，修剪座以臂架滑槽与滑轨固定点实现偏心旋转。

进一步地，作为一种优选实施方式，臂架机构包含旋转底座和多节臂架，旋转底座固定在车载平台，多节臂架的一端与旋转底座转动连接，多节臂架的另一端与修剪座旋转机构转动连接，旋转底座内设液压马达，液压马达驱动蜗轮蜗杆带动整个臂架机构运动；多节臂架用油缸驱动伸缩，使修剪座适应不同距离、不同高度及不同宽度的绿篱；

进一步地，作为一种优选实施方式，多节臂架的另一端通过翻转机构与修剪座旋转机构转动连接，翻转机构的一端与多节臂架的另一端上下转动连接，翻转机构的另一端与修剪座旋转机构转动连接。

进一步地，作为一种优选实施方式，旋转底座上安装第一编码器，第一编码器与控制机构通信连接，利用第一编码器精确控制多节臂架旋转角度。

具体地，旋转底座的液压马达驱动蜗轮蜗杆，带动整个臂架运动，使修剪座可以修剪同向车道左右两边绿篱，利用第一编码器可以精确控制旋转角度；多节臂架用油缸驱动，使修剪座可以适应不同距离、不同高度及不同宽度的绿篱；翻转机构可以使整个修剪座翻转，以修剪绿篱侧面或顶部；臂架尾部的修剪座旋转机构利用臂架滑槽可以在修剪座上左右移动，遇障碍物时以此机构为旋转中心修剪座向后旋转避让，动力同样采用液压马达驱动蜗轮蜗杆，带动修剪座旋转，利用编码器精确控制及反馈旋转角度。

进一步地，作为一种优选实施方式，修剪座旋转机构上安装第二编码器，第二编码器与控制机构通信连接，利用第二编码器精确控制修剪座旋转角度。

进一步地，作为一种优选实施方式，修剪座包含修剪座壳体、旋转刀片、滑轨及吸筒，滑轨固定在修剪座壳体的的上表面，修剪座壳体内安装旋转刀片，旋转刀片用于修剪绿篱，旋转刀片由一固定在修剪座壳体上的液压马达驱动，修剪座壳体一侧壁上设有吸筒，吸筒尾部连接聚氨酯管至风机，吸拾修剪后的绿篱；修剪座旋转机构在滑轨中左右移动以控制旋转中心位置，滑轨上设有锁附座，到位后锁附座利用螺栓或插销对修剪座旋转机构限位。

进一步地，作为一种优选实施方式，液压机构包含液压泵、多路阀、油缸及液压马达。液压泵连接副发提供并向油缸及液压马达液压动力；多路阀控制液压管道的联通及关闭，液压马达驱动臂架、修剪座及旋转刀片旋转。

进一步地，作为一种优选实施方式，障碍物感知机构选用雷达探测装置，雷达探测装置探测前方有无障碍物和障碍物距离并传给控制机构。

进一步地，作为一种优选实施方式，感知障碍物也可以用接近开关或行程开关，接近开关或行程开关安装在修剪座前侧，弹簧板被障碍物压缩往后退，触发接近开关或行程开关信号，将信号传给控制系统，当修剪座离开障碍物后，弹簧复位，信号消失。

进一步地，作为一种优选实施方式，臂架滑槽的驱动可以是人工移动，也可以用电机或马达等驱动齿轮齿条或链条来使修剪座左右移动。

本实用新型采用以上技术方案，绿篱修剪前将臂架机构旋转90°至一侧绿篱，调整修剪座与绿篱修剪面平行，臂架机构尾部修剪座旋转机构沿修剪座滑槽移动至绿篱外侧，启动旋转刀片进行绿篱修剪。当接收到障碍物感知机构的信号，前方有障碍物，控制机构将臂架机构尾部修剪座旋转机构的液压马达进出油口联通，此时液压管路无压力，修剪座悬浮，修剪座触碰障碍物自动沿臂架机构尾部修剪座旋转中心向后旋转，直到障碍物感知机构信号消失，离开障碍物，控制多路阀，断开臂架机构尾部修剪座旋转机构的液压马达进出油口联通，重新控制该液压马达，将修剪座旋转回位进行修剪，旋转角度由编码器反馈得知。当要修剪同向另一侧的绿篱时，多节臂架举升，再旋转180°至另一侧，修剪座也旋转180°朝前，调整修剪座与绿篱修剪面平行，臂架机构尾部修剪座旋转机构沿修剪座滑槽移动至绿篱外侧，启动旋转刀片进行绿篱修剪。旋转避让过程中修剪刀片一直修剪，不会有遗留部分；触碰障碍物时机构已提前卸力，不是硬碰硬，实现软性避障；避障车辆不需减速，修剪座靠惯性向后旋转避障；有限位开关，当探测到向后旋转90°时，限制修剪座进一步旋转，避免与车辆自身相碰；当离开障碍物时，利用编码器反馈旋转的角度，可以精准回位；采用臂架机构、修剪座及滑槽机构可以实现同向两侧绿篱皆可修剪。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；

图1为一种绿篱修剪机自动避障装置的结构示意图；

图2为本实用新型的修剪座结构示意图；

图3为本实用新型臂架机构示意图；

图4为本实用新型旋转避障过程示意图；

图5为本实用新型旋转至两侧修剪示意图。

附图中各标识符号：1修剪座、2臂架机构、11障碍物感知机构、12滑轨、13锁附座、14壳体、15尾部吸筒、16液压马达、21旋转底座、22油缸、23多节臂架、24翻转机构、25修剪座旋转机构、26臂架滑槽。

具体实施方式

如图1至图5之一所示，本实用新型公开了一种绿篱修剪机自动避障装置，其包括臂架机构2、修剪座1、控制器以及与控制器连接的障碍物感知机构11和液压机构；臂架机构2的一端转动设在车载平台上，臂架机构2的另一端转动连接有修剪座旋转机构25，修剪座旋转机构25的底面设有臂架滑槽26，臂架滑槽26滑动设在修剪座1上表面的滑轨12上，修剪座旋转机构25通过臂架滑槽26在修剪座1上左右移动并通过锁附座13相对固定在滑轨12上，障碍物感知机构11安装在修剪座1上并探测修剪座1行进方向前方的障碍物以输出触发信号至控制器，控制器控制障碍物感知机构11和液压机构动作；液压机构驱动臂架机构2、修剪座旋转机构25和修剪座1上的旋转刀片动作；当修剪座旋转机构25的液压进出油口联通时，修剪座1悬浮在外力作用下旋转，修剪座1以臂架滑槽26与滑轨12固定点实现偏心旋转。

进一步地，如图3所示，作为一种优选实施方式，臂架机构2包含旋转底座21和多节臂架23，旋转底座21固定在车载平台，多节臂架23的一端与旋转底座21转动连接，多节臂架23的另一端与修剪座旋转机构25转动连接，旋转底座21内设液压马达，液压马达驱动蜗轮蜗杆带动整个臂架机构2运动；多节臂架23用油缸22驱动伸缩，使修剪座1适应不同距离、不同高度及不同宽度的绿篱；

进一步地，作为一种优选实施方式，多节臂架23的另一端通过翻转机构24与修剪座旋转机构25转动连接，翻转机构24的一端与多节臂架23的另一端上下转动连接，翻转机构24的另一端与修剪座旋转机构25转动连接。

进一步地，作为一种优选实施方式，旋转底座21上安装第一编码器，第一编码器与控制机构通信连接，利用第一编码器精确控制多节臂架23旋转角度。

具体地，旋转底座21的液压马达驱动蜗轮蜗杆，带动整个臂架运动，使修剪座1可以修剪同向车道左右两边绿篱，利用第一编码器可以精确控制旋转角度；多节臂架23用油缸22驱动，使修剪座1可以适应不同距离、不同高度及不同宽度的绿篱；翻转机构24可以使整个修剪座1翻转，以修剪绿篱侧面或顶部；臂架尾部的修剪座旋转机构25利用臂架滑槽26可以在修剪座1上左右移动，遇障碍物时以此机构为旋转中心修剪座1向后旋转避让，动力同样采用液压马达驱动蜗轮蜗杆，带动修剪座1旋转，利用编码器精确控制及反馈旋转角度。

进一步地，作为一种优选实施方式，修剪座旋转机构25上安装第二编码器，第二编码器与控制机构通信连接，利用第二编码器精确控制修剪座1旋转角度。

进一步地，如图2所示，作为一种优选实施方式，修剪座1包含修剪座1壳体14、旋转刀片、滑轨12及吸筒15，滑轨12固定在修剪座1壳体14的的上表面，修剪座1壳体14内安装旋转刀片，旋转刀片用于修剪绿篱，旋转刀片由一固定在修剪座1壳体14上的液压马达16驱动，修剪座1壳体14一侧壁上设有吸筒15，吸筒15尾部连接聚氨酯管至风机，吸拾修剪后的绿篱；修剪座旋转机构25在滑轨12中左右移动以控制旋转中心位置，滑轨12上设有锁附座13，到位后锁附座13利用螺栓或插销对修剪座旋转机构25限位。

进一步地，作为一种优选实施方式，液压机构包含液压泵、多路阀、油缸22及液压马达。液压泵连接副发提供并向油缸22及液压马达液压动力；多路阀控制液压管道的联通及关闭，液压马达驱动臂架、修剪座1及旋转刀片旋转。液当臂架尾部修剪座旋转机构25的液压马达进出油口联通时，液压油相当于卸力了，修剪座1可实现悬浮，在外力作用下可以绕轴旋转。

进一步地，作为一种优选实施方式，障碍物感知机构11选用雷达探测装置，雷达探测装置探测前方有无障碍物和障碍物距离并传给控制机构。

进一步地，作为一种优选实施方式，感知障碍物也可以用接近开关或行程开关，接近开关或行程开关安装在修剪座1前侧，弹簧板被障碍物压缩往后退，触发接近开关或行程开关信号，将信号传给控制系统，当修剪座1离开障碍物后，弹簧复位，信号消失。

进一步地，作为一种优选实施方式，臂架滑槽26的驱动可以是人工移动，也可以用电机或马达等驱动齿轮齿条或链条来使修剪座1左右移动。

如图5所示，本实用新型可以同向两侧修剪及避障，臂架机构2可以通过旋转底座21实现旋转180°，同时修剪座1也可以通过修剪座旋转机构25实现旋转180°，修剪座旋转机构25在滑轨12中左右移动以控制旋转中心位置，以便于修剪同向两侧绿篱，同时避障效果不变。

本实用新型采用以上技术方案，如图4所示，绿篱修剪前将臂架机构旋转90°至一侧绿篱，调整修剪座1与绿篱修剪面平行，臂架机构尾部修剪座旋转机构25沿修剪座1滑槽移动至绿篱外侧，启动旋转刀片进行绿篱修剪。当接收到障碍物感知机构11的信号，前方有障碍物，控制机构将臂架机构尾部修剪座旋转机构25的液压马达进出油口联通，此时液压管路无压力，修剪座1悬浮，修剪座1触碰障碍物自动沿臂架机构尾部修剪座1旋转中心向后旋转，直到障碍物感知机构11信号消失，离开障碍物，控制多路阀，断开臂架机构尾部修剪座旋转机构25的液压马达进出油口联通，重新控制该液压马达，将修剪座1旋转回位进行修剪，旋转角度由编码器反馈得知。当要修剪同向另一侧的绿篱时，多节臂架举升，再旋转180°至另一侧，修剪座1也旋转180°朝前，调整修剪座1与绿篱修剪面平行，臂架机构尾部修剪座旋转机构25沿修剪座1滑槽移动至绿篱外侧，启动旋转刀片进行绿篱修剪。本实用新型旋转避让过程中修剪刀片一直修剪，不会有遗留部分；触碰障碍物时机构已提前卸力，不是硬碰硬，实现软性避障；避障车辆不需减速，修剪座1靠惯性向后旋转避障；有限位开关，当探测到向后旋转90°时，限制修剪座1进一步旋转，避免与车辆自身相碰；当离开障碍物时，利用编码器反馈旋转的角度，可以精准回位；采用臂架机构、修剪座1及滑槽机构可以实现同向两侧绿篱皆可修剪。

Claims (9)

1.一种绿篱修剪机自动避障装置，其特征在于：其包括臂架机构、修剪座、控制器以及与控制器连接的障碍物感知机构和液压机构；臂架机构的一端转动设在车载平台上，臂架机构的另一端转动连接有修剪座旋转机构，修剪座旋转机构的底面设有臂架滑槽，臂架滑槽滑动设在修剪座上表面的滑轨上，修剪座旋转机构通过臂架滑槽在修剪座上左右移动并通过锁附座相对固定在滑轨上，障碍物感知机构安装在修剪座上并探测修剪座行进方向前方的障碍物以输出触发信号至控制器，控制器控制障碍物感知机构和液压机构动作；液压机构驱动臂架机构、修剪座旋转机构和修剪座上的旋转刀片动作；当修剪座旋转机构的液压进出油口联通时，修剪座悬浮在外力作用下旋转，修剪座以臂架滑槽与滑轨固定点实现偏心旋转。

2.根据权利要求1所述的一种绿篱修剪机自动避障装置，其特征在于：臂架机构包含旋转底座和多节臂架，旋转底座固定在车载平台，多节臂架的一端与旋转底座转动连接，多节臂架的另一端与修剪座旋转机构转动连接，旋转底座内设液压马达，液压马达驱动蜗轮蜗杆带动整个臂架机构运动；多节臂架用油缸驱动伸缩，使修剪座适应不同距离、不同高度及不同宽度的绿篱。

3.根据权利要求2所述的一种绿篱修剪机自动避障装置，其特征在于：多节臂架的另一端通过翻转机构与修剪座旋转机构转动连接，翻转机构的一端与多节臂架的另一端上下转动连接，翻转机构的另一端与修剪座旋转机构转动连接。

4.根据权利要求2所述的一种绿篱修剪机自动避障装置，其特征在于：旋转底座上安装第一编码器，第一编码器与控制机构通信连接，利用第一编码器精确控制多节臂架旋转角度。

5.根据权利要求1所述的一种绿篱修剪机自动避障装置，其特征在于：修剪座旋转机构上安装第二编码器，第二编码器与控制机构通信连接，利用第二编码器精确控制修剪座旋转角度。

6.根据权利要求1所述的一种绿篱修剪机自动避障装置，其特征在于：修剪座包含修剪座壳体、旋转刀片、滑轨及吸筒，滑轨固定在修剪座壳体的上表面，修剪座壳体内安装旋转刀片，旋转刀片用于修剪绿篱，旋转刀片由一固定在修剪座壳体上的液压马达驱动，修剪座壳体一侧壁上设有吸筒，吸筒尾部连接聚氨酯管至风机，吸拾修剪后的绿篱；修剪座旋转机构在滑轨中左右移动以控制旋转中心位置，滑轨上设有锁附座，到位后锁附座利用螺栓或插销对修剪座旋转机构限位。

7.根据权利要求1所述的一种绿篱修剪机自动避障装置，其特征在于：液压机构包含液压泵、多路阀、油缸及液压马达，液压泵连接副发提供并向油缸及液压马达液压动力；多路阀控制液压管道的联通及关闭，液压马达驱动臂架、修剪座及旋转刀片旋转。

8.根据权利要求1所述的一种绿篱修剪机自动避障装置，其特征在于：障碍物感知机构选用雷达探测装置，雷达探测装置探测前方有无障碍物和障碍物距离并传给控制机构。

9.根据权利要求1所述的一种绿篱修剪机自动避障装置，其特征在于：感知障碍物用接近开关或行程开关，接近开关或行程开关安装在修剪座前侧，弹簧板被障碍物压缩往后退，触发接近开关或行程开关信号，将信号传给控制系统，当修剪座离开障碍物后，弹簧复位，信号消失。

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