一种树木枝叶修剪机器人

1.本发明涉及树木修剪领域，更具体的说是一种树木枝叶修剪机器人。


背景技术：

2.随着科技的发展，绿化越来越得到人们的重视，树木修剪作业是林维护过程中最重要的环节及属于劳动密集型工作，修剪作业需求贯穿了整个树枝生长环节；城市绿化中多需要将树木修剪成一定的形状，而目前，树木整形修剪工作大多数仍然靠着人工手握修剪刀或者背负电动、气动修剪机具进行，劳动强度较大并且存在一定安全隐患；目前现有技术中还没有一种能够快速对树木进行定型修剪的装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种树木枝叶修剪机器人，可以对树木进行定型修剪的装置。
4.本发明的目的通过以下技术方案来实现：
5.一种树木枝叶修剪机器人，包括运动地盘、升降机构、横移机构、转动机构、驱动机构、修剪机构和收纳机构，运动地盘上连接有两个升降机构，两个升降机构之间连接有横移机构，横移机构上连接有转动机构，转动机构上固定连接有驱动机构和修剪机构，驱动机构和修剪机构接触，运动地盘上连接有收纳机构；
6.升降机构包括升降支架和升降丝杆，升降支架上转动连接有升降丝杆，运动地盘上固定连接有两个升降支架，两个升降丝杆之间转动连接，其中一个升降丝杆上设置有驱动其进行转动的动力机构ⅰ，动力机构ⅰ优选为伺服电机；
7.横移机构包括横移支架、横移丝杆和转动支架，横移支架滑动连接在两个升降支架之间，横移支架通过螺纹连接在两个升降丝杆上，横移支架上转动连接有横移丝杆，横移丝杆上设置有驱动其进行转动的动力机构ⅱ，动力机构ⅱ优选为伺服电机，横移丝杆上通过螺纹连接有转动支架，转动支架滑动连接在横移支架上；
8.转动机构包括转动筒、滑动支架、调整丝杆、支撑支架和伸缩机构ⅰ，转动筒转动连接在转动支架上，转动筒上设置有驱动其进行转动的动力机构ⅲ，动力机构ⅲ优选为伺服电机，转动筒上固定连接有滑动支架，滑动支架上转动连接有调整丝杆，调整丝杆上设置有驱动其进行转动的动力机构ⅳ，动力机构ⅳ优选为伺服电机，调整丝杆上通过螺纹连接有支撑支架，支撑支架滑动连接在滑动支架上，支撑支架上固定连接有两个伸缩机构ⅰ，伸缩机构ⅰ可以是液压缸或者电动推杆；
9.驱动机构包括驱动电机和驱动摩擦轮，驱动摩擦轮固定连接在驱动电机的输出轴上，驱动电机固定连接在两个伸缩机构ⅰ的伸缩端之间；
10.修剪机构包括修剪支架、圆弧支架、伸缩机构ⅱ、推动柱、圆弧滑块、摩擦轮和修剪刀具，修剪支架固定连接在两个伸缩机构ⅰ的伸缩端之间，修剪支架上固定连接有多个圆弧支架，每个圆弧支架的外侧均固定连接有两个伸缩机构ⅱ，每个伸缩机构ⅱ的伸缩端上均
固定连接有推动柱，每个圆弧支架内均滑动连接有圆弧滑块，每个圆弧滑块上均转动连接有摩擦轮，每个摩擦轮上均固定连接有修剪刀具，伸缩机构ⅱ可以是液压缸或者电动推杆，多个摩擦轮均和驱动摩擦轮接触；
11.收纳机构包括合并丝杆、收纳支架、伸缩机构ⅲ、收纳腔体和弹性弧体，合并丝杆转动连接在运动地盘上，收纳支架设置有两个，两个收纳支架均滑动连接在运动地盘上，两个收纳支架分别通过螺纹连接在合并丝杆的两端，合并丝杆两端的螺纹旋向相反，合并丝杆上设置有驱动其进行转动的动力机构
ⅴ
，动力机构
ⅴ
优选为伺服电机，两个收纳支架上均固定连接有伸缩机构ⅲ，两个伸缩机构ⅲ的伸缩端上均固定连接有收纳腔体，两个收纳腔体的内侧均固定连接有弹性弧体，伸缩机构ⅲ可以是液压缸或者电动推杆，弹性弧体优选为橡胶。
附图说明
12.下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
13.图1是本发明的树木枝叶修剪机器人整体结构示意图；
14.图2是本发明的运动地盘结构示意图；
15.图3是本发明的升降机构结构示意图；
16.图4是本发明的横移机构结构示意图；
17.图5是本发明的旋转机构结构示意图；
18.图6是本发明的驱动机构结构示意图；
19.图7是本发明的修剪机构结构示意图一；
20.图8是本发明的修剪机构结构示意图二；
21.图9是本发明的收纳机构结构示意图一；
22.图10是本发明的收纳机构结构示意图二。
23.图中：
24.运动地盘10；
25.升降机构20；升降支架21；升降丝杆22；
26.横移机构30；横移支架31；横移丝杆32；转动支架33；
27.转动机构40；转动筒41；滑动支架42；调整丝杆43；支撑支架44；伸缩机构ⅰ45；
28.驱动机构50；驱动电机51；驱动摩擦轮52；
29.修剪机构60；修剪支架61；圆弧支架62；伸缩机构ⅱ63；推动柱64；圆弧滑块65；摩擦轮66；修剪刀具67；
30.收纳机构70；合并丝杆71；收纳支架72；伸缩机构ⅲ73；收纳腔体74；弹性弧体75。
具体实施方式
31.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
32.为了解决如何对树木进行定型修剪的装置这一技术问题，下面结合附图1至10对一种树木枝叶修剪机器人的结构和功能进行详细的说明；
33.一种树木枝叶修剪机器人，包括运动地盘10、升降机构20、横移机构30、转动机构40、驱动机构50、修剪机构60和收纳机构70，运动地盘10上连接有两个升降机构20，两个升
降机构20之间连接有横移机构30，横移机构30上连接有转动机构40，转动机构40上固定连接有驱动机构50和修剪机构60，驱动机构50和修剪机构60接触，运动地盘10上连接有收纳机构70；
34.使用时，通过运动地盘10可以驱动装置进行运动，使得装置运动到需要进行修剪的树木旁边，如图1所示，启动两个升降机构20，两个升降机构20可以驱动横移机构30进行运动，进而调整横移机构30的高度，横移机构30可以带动转动机构40进行运动，转动机构40可以带动驱动机构50和修剪机构60进行运动，进而调整修剪机构60的高度；
35.启动横移机构30，横移机构30可以带动转动机构40进行运动，转动机构40可以带动驱动机构50和修剪机构60进行运动，进而调整修剪机构60的横向位置；
36.启动转动机构40，转动机构40可以带动驱动机构50和修剪机构60进行运动，进而调整修剪机构60的转动方向；
37.启动驱动机构50，驱动机构50可以驱动修剪机构60进行运动，修剪机构60可以对树木进行平面或者圆弧面修剪，平面修剪配合横移机构30，可以对树木进行平面修剪，圆弧面修剪配合转动机构40，可以对树木的表面进行圆弧修剪，两种模式可以相互配合使用，也可以相互切换，满足不同的使用需求；
38.进一步的，还设置有收纳机构70，收纳机构70可以对修剪下来的树叶进行收集；
39.如图1至10所示，下面对升降机构20、横移机构30、转动机构40、驱动机构50、修剪机构60和收纳机构70的结构和功能进行详细的说明；
40.升降机构20包括升降支架21和升降丝杆22，升降支架21上转动连接有升降丝杆22，运动地盘10上固定连接有两个升降支架21，两个升降丝杆22之间转动连接，其中一个升降丝杆22上设置有驱动其进行转动的动力机构ⅰ，动力机构ⅰ优选为伺服电机；
41.横移机构30包括横移支架31、横移丝杆32和转动支架33，横移支架31滑动连接在两个升降支架21之间，横移支架31通过螺纹连接在两个升降丝杆22上，横移支架31上转动连接有横移丝杆32，横移丝杆32上设置有驱动其进行转动的动力机构ⅱ，动力机构ⅱ优选为伺服电机，横移丝杆32上通过螺纹连接有转动支架33，转动支架33滑动连接在横移支架31上；
42.转动机构40包括转动筒41、滑动支架42、调整丝杆43、支撑支架44和伸缩机构ⅰ45，转动筒41转动连接在转动支架33上，转动筒41上设置有驱动其进行转动的动力机构ⅲ，动力机构ⅲ优选为伺服电机，转动筒41上固定连接有滑动支架42，滑动支架42上转动连接有调整丝杆43，调整丝杆43上设置有驱动其进行转动的动力机构ⅳ，动力机构ⅳ优选为伺服电机，调整丝杆43上通过螺纹连接有支撑支架44，支撑支架44滑动连接在滑动支架42上，支撑支架44上固定连接有两个伸缩机构ⅰ45，伸缩机构ⅰ45可以是液压缸或者电动推杆；
43.驱动机构50包括驱动电机51和驱动摩擦轮52，驱动摩擦轮52固定连接在驱动电机51的输出轴上，驱动电机51固定连接在两个伸缩机构ⅰ45的伸缩端之间；
44.修剪机构60包括修剪支架61、圆弧支架62、伸缩机构ⅱ63、推动柱64、圆弧滑块65、摩擦轮66和修剪刀具67，修剪支架61固定连接在两个伸缩机构ⅰ45的伸缩端之间，修剪支架61上固定连接有多个圆弧支架62，每个圆弧支架62的外侧均固定连接有两个伸缩机构ⅱ63，每个伸缩机构ⅱ63的伸缩端上均固定连接有推动柱64，每个圆弧支架62内均滑动连接有圆弧滑块65，每个圆弧滑块65上均转动连接有摩擦轮66，每个摩擦轮66上均固定连接有
修剪刀具67，伸缩机构ⅱ63可以是液压缸或者电动推杆，多个摩擦轮66均和驱动摩擦轮52接触；
45.收纳机构70包括合并丝杆71、收纳支架72、伸缩机构ⅲ73、收纳腔体74和弹性弧体75，合并丝杆71转动连接在运动地盘10上，收纳支架72设置有两个，两个收纳支架72均滑动连接在运动地盘10上，两个收纳支架72分别通过螺纹连接在合并丝杆71的两端，合并丝杆71两端的螺纹旋向相反，合并丝杆71上设置有驱动其进行转动的动力机构
ⅴ
，动力机构
ⅴ
优选为伺服电机，两个收纳支架72上均固定连接有伸缩机构ⅲ73，两个伸缩机构ⅲ73的伸缩端上均固定连接有收纳腔体74，两个收纳腔体74的内侧均固定连接有弹性弧体75，伸缩机构ⅲ73可以是液压缸或者电动推杆，弹性弧体75优选为橡胶。
46.使用时，启动运动地盘10，运动地盘10可以驱动装置进行运动，使得需要进行修剪的树木运动到修剪机构60的下侧，需要进行修剪的树木运动到两个弹性弧体75之间，启动动力机构
ⅴ
，动力机构
ⅴ
可以固定连接在运动地盘10上，动力机构
ⅴ
的输出轴带动合并丝杆71进行转动，合并丝杆71转动时通过螺纹带动两个收纳支架72进行运动，进而控制两个收纳支架72相互靠近或者远离，两个收纳支架72分别带动两个伸缩机构ⅲ73进行运动，进而控制两个伸缩机构ⅲ73相互靠近或者远离，两个伸缩机构ⅲ73分别带动两个收纳腔体74进行运动，进而控制两个收纳腔体74相互靠近或者远离，两个收纳腔体74对树木的周围进行包围，两个弹性弧体75相互靠近对树干进行包围，使得树干位于两个弹性弧体75之间；
47.进一步的，弹性弧体75优选为弹性材料，进一步的保证弹性弧体75和树干的接触，尽量保证较少的树叶落在地面上；
48.进一步的，可以根据不同的使用需求启动伸缩机构ⅲ73，伸缩机构ⅲ73的伸缩端带动对应的收纳腔体74和弹性弧体75进行运动，进而调整收纳腔体74和弹性弧体75的高度，由于树木的下端直径大于上端直径，调整弹性弧体75的高度，保证装置在一定范围内可以对不同直径的树木进行落叶收集，满足不同的使用需求；
49.需要调整修剪机构60的高度时，可以启动动力机构ⅰ，动力机构ⅰ可以固定连接在运动地盘10上，动力机构ⅰ的输出轴带动对应的升降丝杆22进行运动，升降丝杆22通过螺纹带动对应的横移机构30进行运动，进而调整修剪机构60的高度；
50.当收纳机构70运动完成后，启动升降机构20、横移机构30和转动机构40调整修剪机构60的位置对树木进行修剪，修剪机构60可以对树木进行圆弧面或者平面修剪，下面针对两种修剪模式进行详细的说明；
51.进一步的，当进行平面修剪时，启动驱动机构50，驱动电机51的输出轴开始转动，驱动电机51的输出轴带动驱动摩擦轮52进行转动，多个摩擦轮66均和驱动摩擦轮52接触，驱动摩擦轮52带动多个摩擦轮66进行转动，摩擦轮66转动时带动对应的修剪刀具67进行转动，修剪刀具67转动时对树木的上端面进行修改；
52.进一步的，启动动力机构ⅱ，动力机构ⅱ可以固定连接在横移支架31上，动力机构ⅱ的输出轴带动横移丝杆32进行转动，横移丝杆32转动时通过螺纹带动转动机构40进行运动，转动机构40带动驱动机构50和修剪机构60进行横线运动，配合修剪机构60完成树木的平面修剪；
53.进一步的，可以启动动力机构ⅲ，动力机构ⅲ可以固定连接在转动支架33上，动力机构ⅲ的输出轴带动转动筒41进行转动，转动筒41带动修剪机构60进行转动，使得修剪机
构60由水平设置变为竖直设置，同时启动动力机构ⅳ，动力机构ⅳ可以固定连接在滑动支架42上，动力机构ⅳ的输出轴带动调整丝杆43进行转动，调整丝杆43转动时通过螺纹带动支撑支架44进行运动，支撑支架44带动修剪机构60进行运动，进而调整修剪机构60的位置，进一步的，配合启动升降机构20，使得升降机构20和修剪机构60可以对树木的侧面进行修剪，使得树木的侧面也能形成平面；
54.进一步的，当进行圆弧面修剪时，启动伸缩机构ⅱ63，伸缩机构ⅱ63的伸缩端进行运动，伸缩机构ⅱ63带动对应的推动柱64进行运动，推动柱64推动对应的圆弧滑块65在圆弧支架62内进行滑动，进而调整圆弧滑块65在圆弧支架62内的滑动位置，如图6所示，驱动机构50的外表面也是圆弧形状，圆弧支架62的圆弧中心和驱动机构50的中心重合，进而保证圆弧滑块65在进行位置调整时，摩擦轮66和修剪刀具67对应的变成倾斜设置，同时多个摩擦轮66还是可以跟驱动摩擦轮52接触，保证驱动摩擦轮52可以对多个摩擦轮66进行驱动，进而对多个修剪刀具67进行驱动，多个修剪刀具67均向内侧进行倾斜，可以进行凸面的加工，多个修剪刀具67均向外侧进行倾斜，可以进行凹面的加工；
55.进一步的，可以根据不同的使用需求启动伸缩机构ⅱ63进而调整多个修剪刀具67倾斜的程度；
56.修剪时，启动驱动电机51，驱动电机51的输出轴带动驱动摩擦轮52进行转动，驱动摩擦轮52带动多个修剪刀具67进行转动，预先转动调整丝杆43，调整丝杆43通过螺纹带动支撑支架44进行运动，调整支撑支架44的位置，使得在转动筒41进行转动时，多个修剪刀具67的运动不再转动筒41的旋转中心上，进而使得多个修剪刀具67进行摆动，对应的转动转动筒41，转动筒41带动多个修剪刀具67进行摆动，多个修剪刀具67对树木进行圆弧面修剪；两种模式可以相互配合使用，也可以相互切换，满足不同的使用需求。

技术特征：
1.一种树木枝叶修剪机器人，包括运动地盘(10)和连接在运动地盘(10)上的两个升降机构(20)，其特征在于：两个升降机构(20)之间连接有横移机构(30)，横移机构(30)上连接有转动机构(40)，转动机构(40)上固定连接有驱动机构(50)和修剪机构(60)，驱动机构(50)和修剪机构(60)接触。2.根据权利要求1所述的一种树木枝叶修剪机器人，其特征在于：所述升降机构(20)包括升降支架(21)和转动连接在升降支架(21)上的升降丝杆(22)。3.根据权利要求2所述的一种树木枝叶修剪机器人，其特征在于：所述运动地盘(10)上固定连接有两个升降支架(21)，两个升降丝杆(22)之间传动连接。4.根据权利要求1所述的一种树木枝叶修剪机器人，其特征在于：所述横移机构(30)包括横移支架(31)和转动连接在横移支架(31)上的横移丝杆(32)，横移丝杆(32)上通过螺纹连接有转动支架(33)，转动支架(33)滑动连接在横移支架(31)上。5.根据权利要求1所述的一种树木枝叶修剪机器人，其特征在于：所述转动机构(40)包括转动筒(41)和固定连接在转动筒(41)上的滑动支架(42)，滑动支架(42)上转动连接有调整丝杆(43)，调整丝杆(43)上通过螺纹连接有支撑支架(44)，支撑支架(44)滑动连接在滑动支架(42)上，支撑支架(44)上固定连接有两个伸缩机构ⅰ(45)。6.根据权利要求5所述的一种树木枝叶修剪机器人，其特征在于：所述驱动机构(50)包括驱动电机(51)和固定连接在驱动电机(51)伸缩端的驱动摩擦轮(52)，驱动电机(51)固定连接在两个伸缩机构ⅰ(45)的伸缩端之间。7.根据权利要求6所述的一种树木枝叶修剪机器人，其特征在于：所述修剪机构(60)包括修剪支架(61)和固定连接在修剪支架(61)上的多个圆弧支架(62)，每个圆弧支架(62)的内侧均滑动连接有圆弧滑块(65)，每个圆弧滑块(65)上均转动连接有摩擦轮(66)，每个摩擦轮(66)上均固定连接有修剪刀具(67)，多个摩擦轮(66)均和驱动摩擦轮(52)接触。8.根据权利要求7所述的一种树木枝叶修剪机器人，其特征在于：每个圆弧支架(62)的外侧均固定连接有两个伸缩机构ⅱ(63)，每个伸缩机构ⅱ(63)的伸缩端上均固定连接有推动柱(64)，推动柱(64)和对应的圆弧滑块(65)接触。9.根据权利要求1所述的一种树木枝叶修剪机器人，其特征在于：还包括收纳机构(70)。10.根据权利要求9所述的一种树木枝叶修剪机器人，其特征在于：所述收纳机构(70)包括合并丝杆(71)和通过螺纹连接在合并丝杆(71)上的两个收纳支架(72)，合并丝杆(71)转动连接在运动地盘(10)上，两个收纳支架(72)均滑动连接在运动地盘(10)上，两个收纳支架(72)上均固定连接有伸缩机构ⅲ(73)，两个伸缩机构ⅲ(73)的伸缩端上均固定连接有收纳腔体(74)，两个收纳腔体(74)的内侧均固定连接有弹性弧体(75)。

技术总结
本发明涉及树木修剪领域，更具体的说是一种树木枝叶修剪机器人，包括运动地盘、升降机构、横移机构、转动机构、驱动机构、修剪机构和收纳机构，运动地盘上连接有两个升降机构，两个升降机构之间连接有横移机构，横移机构上连接有转动机构，转动机构上固定连接有驱动机构和修剪机构，驱动机构和修剪机构接触，运动地盘上连接有收纳机构；可以对树木进行定型修剪的装置。的装置。的装置。


技术研发人员：吴叶
受保护的技术使用者：浙江广厦建设职业技术大学
技术研发日：2021.11.27
技术公布日：2022/3/8