一种可倾式双两和单自由度变换液压驱动整枝伐树机器人制造技术

一种可倾式双两和单自由度变换液压驱动整枝伐树机器人，包括倾斜调节液压缸、液压马达、行走装置、底盘、机架、驱动连杆、传动连杆、三角架、输出连杆、铰链、液压缸、虎克铰和整枝伐树截木组件。该树木整枝伐树机器人能够通过倾斜调节液压缸全方位调节机身工作位姿，并可平稳运动、质量轻、承载能力大且噪音小的液压马达驱动，且能够在两个双自由度和一个单自由度间灵活变换变胞，具有大工作空间、高精度、高动态稳定性特点，能够进行树木整枝、伐树和分段截取等工作。

A tilting type double and two single degree of freedom hydraulic driven pruning robot felling transform

A tilting type double and two single degree of freedom hydraulic pruning robot transform felling, including a tilt adjusting hydraulic cylinder, hydraulic motor, walking device, chassis, rack, drive rod, a transmission rod, a tripod, output rod, hinge, hydraulic cylinder, cutting and pruning of tree Hooke hinge section wood components. The felling tree pruning robot capable of adjusting the hydraulic cylinder by tilting the fully adjustable body working position, and smooth movement, light quality, bearing capacity and low noise hydraulic motor drive, and in two with two degrees of freedom and a single degree of freedom flexible transform metamorphic, with large working space and high high precision, dynamic stability characteristics, can be a tree pruning, tree felling and segmented interception etc..

【技术实现步骤摘要】
一种可倾式双两和单自由度变换液压驱动整枝伐树机器人
本专利技术涉及机器人领域，特别是一种可倾式双两和单自由度变换液压驱动整枝伐树机器人。
技术介绍
中国专利201610396453.X公布了一种伐木机器人，通过四个驱动轮的移动，实现切割的定位，工作精度和柔性低，运动空间小，只能实现伐木任务；中国专利201610419380.1公开了一种用于伐木机的全液压自动伐木装置，但只能实现伐木任务，且工作柔性低，工作空间小，机身不能全方位倾斜调节；中国专利201210335835.3公开了一种伐树截木一体机，此伐树截木机，仅用于伐树截木，不能用于树木整枝、修剪，且此伐木机只能与工程机械配合使用；中国专利201310427637.4公开了一种电动植物整枝机，此植物整枝机，仅用于植物整枝，不能用于伐木、截木。现有有关伐树机器人的设计，均功能单一，工作空间小，稳定性不足，精度低，平稳度差，噪音大且承载能力低，不能根据功能需求或者环境的变化，灵活改变构型以适应不同任务和场合，柔性低。目前，尚未见有一种能够运动平稳、质量轻、承载能力大且噪音小的液压驱动，能够全方位调节，并能够在两个两自由度和一个单自由度间灵活变换变胞，其兼具大工作空间、高精度、低成本和养护简单特征，并且其驱动液压马达均安装在机架上，减少各构件负载，使其运动高动态稳定性，又能具有树木整枝、伐树和分段截取功能的一种可倾式双两和单自由度变换液压驱动整枝伐树机器人的创新专利技术设计。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可倾式双两和单自由度变换液压驱动整枝伐树机器人，它能够运动平稳、质量轻、承载能力大且噪音小的液压驱动，能够全方位调节，并能够在两个双自由度和一个单自由度间灵活变换变胞，具有大工作空间、高精度、高动态稳定性进行树木整枝、伐树和分段截取。本专利技术的技术方案是：一种可倾式双两和单自由度变换液压驱动整枝伐树机器人，包括倾斜调节液压缸、液压马达、行走装置、底盘、机架、驱动连杆、传动连杆、三角架、输出连杆、铰链、液压缸、虎克铰和整枝伐树截木组件，具体结构和连接关系为：所述倾斜调节液压缸包括第一倾斜调节液压缸和第二倾斜调节液压缸，所述第一倾斜调节液压缸一端通过第十七铰链与底盘连接，另一端通过第十八铰链与机架连接，所述第二倾斜调节液压缸一端通过第十九铰链与底盘连接，另一端通过第二十铰链与机架连接，通过两个倾斜调节液压缸的相互作用，即第一倾斜调节液压缸伸展，第二倾斜调节液压缸压缩，或者相反，达到整机倾斜状态，实现树木整枝伐树机器人机构的三维空间内的全方位调节；所述液压马达包括第一液压马达、第二液压马达、第三液压马达、第四液压马达和第五液压马达，第一液压马达和机架固定连接，第二液压马达和机架固定连接，第三液压马达和机架固定连接，第四液压马达与马达支座固定连接，第五液压马达通过转动副和丝杆连接；所述行走装置和底盘通过转动副连接；所述底盘一端通过第十五铰链与机架连接，另一端通过第十六铰链与机架连接；所述驱动连杆包括前摇杆、中摇杆和后摇杆，所述前摇杆一端通过第九铰链与机架连接，另一端通过第十三铰链与前连杆连接，所述中摇杆一端通过第七铰链与机架连接，另一端通过第五铰链与中连杆、三角架连接，所述后摇杆一端通过第六铰链与机架连接，另一端通过第四铰链与后连杆连接；所述传动连杆包括前连杆、支架杆、中连杆、后连杆和长杆，所述前连杆一端通过第十三铰链与前摇杆连接，另一端通过第十一铰链与支架杆连接，所述支架杆一端通过第八铰链与机架连接，中部通过第十一铰链与前连杆连接，另一端通过第十铰链与长杆连接，所述中连杆一端通过第五铰链与中摇杆、三角架连接，中部通过第二铰链与三角架连接，另一端通过第一铰链与输出连杆连接，所述后连杆一端通过第四铰链与后摇杆连接，另一端通过第三铰链与长杆连接，所述长杆一端通过第三铰链与后连杆连接，中部通过第十铰链与支架杆连接，另一端通过第十二铰链与输出连杆连接；所述三角架一端通过第五铰链与中摇杆、中连杆连接，另一端通过第二铰链与中连杆连接；所述输出连杆一端通过第一铰链与中连杆连接，中部通过第十二铰链与长杆连接，另一端通过第十四铰链与虎克铰连接，输出连杆通过第一球副机构与液压缸连接；所述铰链包括第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链、第五铰链、第六铰链、第七铰链、第八铰链、第九铰链、第十铰链、第十一铰链、第十二铰链、第十三铰链、第十四铰链、第十五铰链、第十六铰链、第十七铰链、第十八铰链、第十九铰链和第二十铰链；所述整枝伐树截木组件包括刀锯机构、下夹抱机构、滚轮、上夹抱机构和打枝刀；所述刀锯机构在整枝伐树截木组件的最下方，往上依次是下夹抱机构、滚轮、上夹抱机构和打枝刀；所述整枝伐树截木组件通过转动副与虎克铰连接，整枝伐树截木组件通过第二球副机构与液压缸连接；所述刀锯机构包括刀锯、滑块、导杆、第三连杆、第四连杆、曲柄、第四液压马达、马达支座、丝杆和第五液压马达，所述刀锯和滑块固定连接，滑块和导杆通过圆柱副连接，所述第三连杆一端通过转动副和滑块连接，另一端通过转动副和第四连杆连接，所述曲柄一端通过转动副和第四连杆连接，另一端通过转动副和第四液压马达连接，所述马达支座和第四液压马达固定连接，马达支座通过螺旋副和丝杆连接，所述第五液压马达通过转动副和丝杆连接；所述下夹抱机构包括螺杆、固定支座、第一连杆、活动支座、螺母和第二连杆，所述固定支座固定于整枝伐树截木组件上，固定支座和活动支座通过螺杆连接，螺杆的一端连接螺母，所述第一连杆一端通过转动副和固定支座连接，另一端通过转动副和第二连杆连接，所述第二连杆一端通过转动副和第一连杆连接，中部通过转动副和活动支座连接；所述滚轮末端与原动机输出轴连接，原动机与整枝伐树截木组件固定连接，原动机设置于整枝伐树截木组件内部，整枝伐树截木组件有两个滚轮，沿竖直中心线对称分布与整枝伐树截木组件两侧；所述上夹抱机构和下夹抱机构结构相同，其零部件和零部件之间的连接关系均相同；所述打枝刀设置于整枝伐树截木组件上部，与整枝伐树截木组件固定连接。所述后摇杆、中摇杆、前摇杆、曲柄和丝杆分别由第一液压马达、第二液压马达、第三液压马达、第四液压马达和第五液压马达驱动，且第一液压马达、第二液压马达和第三液压马达均安装在机架上。所述驱动连杆全部运动时，三角架一端通过第五铰链与中摇杆、中连杆连接，另一端通过第二铰链与中连杆连接，实现十连杆两自由度运动；驱动连杆全部运动时，三角架一端通过第五铰链与中摇杆、中连杆连接，另一端第二铰链与第三铰链处于重叠位置时，实现十一连杆两自由度运动；驱动杆件为前摇杆时，第三铰链与第五铰链处于重叠位置时，实现十连杆单自由度运动。所述第一球副机构设置于输出连杆的中轴线上，第二球副机构设置于整枝伐树截木组件的一侧；所述第一球副机构和第二球副机构不在同一竖直面内。本专利技术的突出优点在于：1.采用闭链可控连杆机构，驱动采用液压马达驱动，且安装在机架上，运动平稳，质量轻承载能力大且噪音小；另外，机构由全杆件组成，制造成本低，工作寿命长，机构维护保养简单。2.机身通过两倾斜调节液压缸的相互作用全方位倾斜作业，有利于适应不同作业环境；并且能够在两个两自由度和一个单自由度间灵活变换，灵活实现三种不同构态，机构在两种两自由度构态时，机构均具有柔性化的特点，更有效地增大了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可倾式双两和单自由度变换液压驱动整枝伐树机器人，包括倾斜调节液压缸、液压马达、行走装置、底盘、机架、驱动连杆、传动连杆、三角架、输出连杆、铰链、液压缸、虎克铰和整枝伐树截木组件，其特征在于，具体结构和连接关系为：所述倾斜调节液压缸包括第一倾斜调节液压缸和第二倾斜调节液压缸，所述第一倾斜调节液压缸一端通过第十七铰链与底盘连接，另一端通过第十八铰链与机架连接，所述第二倾斜调节液压缸一端通过第十九铰链与底盘连接，另一端通过第二十铰链与机架连接，通过两个倾斜调节液压缸的相互作用，即第一倾斜调节液压缸伸展，第二倾斜调节液压缸压缩，或者相反，达到整机倾斜状态，实现树木整枝伐树机器人机构的三维空间内的全方位调节；所述液压马达包括第一液压马达、第二液压马达、第三液压马达、第四液压马达和第五液压马达，第一液压马达和机架固定连接，第二液压马达和机架固定连接，第三液压马达和机架固定连接，第四液压马达与马达支座固定连接，第五液压马达通过转动副和丝杆连接；所述行走装置和底盘通过转动副连接；所述底盘一端通过第十五铰链与机架连接，另一端通过第十六铰链与机架连接；所述驱动连杆包括前摇杆、中摇杆和后摇杆，所述前摇杆一端通过第九铰链与机架连接，另一端通过第十三铰链与前连杆连接，所述中摇杆一端通过第七铰链与机架连接，另一端通过第五铰链与中连杆、三角架连接，所述后摇杆一端通过第六铰链与机架连接，另一端通过第四铰链与后连杆连接；所述传动连杆包括前连杆、支架杆、中连杆、后连杆和长杆，所述前连杆一端通过第十三铰链与前摇杆连接，另一端通过第十一铰链与支架杆连接，所述支架杆一端通过第八铰链与机架连接，中部通过第十一铰链与前连杆连接，另一端通过第十铰链与长杆连接，所述中连杆一端通过第五铰链与中摇杆、三角架连接，中部通过第二铰链与三角架连接，另一端通过第一铰链与输出连杆连接，所述后连杆一端通过第四铰链与后摇杆连接，另一端通过第三铰链与长杆连接，所述长杆一端通过第三铰链与后连杆连接，中部通过第十铰链与支架杆连接，另一端通过第十二铰链与输出连杆连接；所述三角架一端通过第五铰链与中摇杆、中连杆连接，另一端通过第二铰链与中连杆连接；所述输出连杆一端通过第一铰链与中连杆连接，中部通过第十二铰链与长杆连接，另一端通过第十四铰链与虎克铰连接，输出连杆通过第一球副机构与液压缸连接；所述铰链包括第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链、第五铰链、第六铰链、第七铰链、第八铰链、第九铰链、第十铰链、第十一铰链、第十二铰链、第十三铰链、第十四铰链、第十五铰链、第十六铰链、第十七铰链、第十八铰链、第十九铰链和第二十铰链；所述整枝伐树截木组件包括刀锯机构、下夹抱机构、滚轮、上夹抱机构和打枝刀；所述刀锯机构在整枝伐树截木组件的最下方，往上依次是下夹抱机构、滚轮、上夹抱机构和打枝刀；所述整枝伐树截木组件通过转动副与虎克铰连接，整枝伐树截木组件通过第二球副机构与液压缸连接；所述刀锯机构包括刀锯、滑块、导杆、第三连杆、第四连杆、曲柄、第四液压马达、马达支座、丝杆和第五液压马达，所述刀锯和滑块固定连接，滑块和导杆通过圆柱副连接，所述第三连杆一端通过转动副和滑块连接，另一端通过转动副和第四连杆连接，所述曲柄一端通过转动副和第四连杆连接，另一端通过转动副和第四液压马达连接，所述马达支座和第四液压马达固定连接，马达支座通过螺旋副和丝杆连接，所述第五液压马达通过转动副和丝杆连接；所述下夹抱机构包括螺杆、固定支座、第一连杆、活动支座、螺母和第二连杆，所述固定支座固定于整枝伐树截木组件上，固定支座和活动支座通过螺杆连接，螺杆的一端连接螺母，所述第一连杆一端通过转动副和固定支座连接，另一端通过转动副和第二连杆连接，所述第二连杆一端通过转动副和第一连杆连接，中部通过转动副和活动支座连接；所述滚轮末端与原动机输出轴连接，原动机与整枝伐树截木组件固定连接，原动机设置于整枝伐树截木组件内部，整枝伐树截木组件有两个滚轮，沿竖直中心线对称分布与整枝伐树截木组件两侧；所述上夹抱机构和下夹抱机构结构相同，其零部件和零部件之间的连接关系均相同；所述打枝刀设置于整枝伐树截木组件上部，与整枝伐树截木组件固定连接。...

【技术特征摘要】
1.一种可倾式双两和单自由度变换液压驱动整枝伐树机器人，包括倾斜调节液压缸、液压马达、行走装置、底盘、机架、驱动连杆、传动连杆、三角架、输出连杆、铰链、液压缸、虎克铰和整枝伐树截木组件，其特征在于，具体结构和连接关系为：所述倾斜调节液压缸包括第一倾斜调节液压缸和第二倾斜调节液压缸，所述第一倾斜调节液压缸一端通过第十七铰链与底盘连接，另一端通过第十八铰链与机架连接，所述第二倾斜调节液压缸一端通过第十九铰链与底盘连接，另一端通过第二十铰链与机架连接，通过两个倾斜调节液压缸的相互作用，即第一倾斜调节液压缸伸展，第二倾斜调节液压缸压缩，或者相反，达到整机倾斜状态，实现树木整枝伐树机器人机构的三维空间内的全方位调节；所述液压马达包括第一液压马达、第二液压马达、第三液压马达、第四液压马达和第五液压马达，第一液压马达和机架固定连接，第二液压马达和机架固定连接，第三液压马达和机架固定连接，第四液压马达与马达支座固定连接，第五液压马达通过转动副和丝杆连接；所述行走装置和底盘通过转动副连接；所述底盘一端通过第十五铰链与机架连接，另一端通过第十六铰链与机架连接；所述驱动连杆包括前摇杆、中摇杆和后摇杆，所述前摇杆一端通过第九铰链与机架连接，另一端通过第十三铰链与前连杆连接，所述中摇杆一端通过第七铰链与机架连接，另一端通过第五铰链与中连杆、三角架连接，所述后摇杆一端通过第六铰链与机架连接，另一端通过第四铰链与后连杆连接；所述传动连杆包括前连杆、支架杆、中连杆、后连杆和长杆，所述前连杆一端通过第十三铰链与前摇杆连接，另一端通过第十一铰链与支架杆连接，所述支架杆一端通过第八铰链与机架连接，中部通过第十一铰链与前连杆连接，另一端通过第十铰链与长杆连接，所述中连杆一端通过第五铰链与中摇杆、三角架连接，中部通过第二铰链与三角架连接，另一端通过第一铰链与输出连杆连接，所述后连杆一端通过第四铰链与后摇杆连接，另一端通过第三铰链与长杆连接，所述长杆一端通过第三铰链与后连杆连接，中部通过第十铰链与支架杆连接，另一端通过第十二铰链与输出连杆连接；所述三角架一端通过第五铰链与中摇杆、中连杆连接，另一端通过第二铰链与中连杆连接；所述输出连杆一端通过第一铰链与中连杆连接，中部通过第十二铰链与长杆连接，另一端通过第十四铰链与虎克铰连接，输出连杆通过第一球副机构与液压缸连接；所述铰链包括第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链、第五铰链、第六铰链、第七铰链、第八铰链、第九铰链、第十铰链、第十一铰链、第十二铰链、第十三铰链、第十四铰链、第十五铰链、第十六铰链、第十七铰链、第十八铰链、第十九铰链和第二十...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汝贵，孙家兴，袁吉伟，黄慕华，陈辉庆，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45