可控轨迹爬树修枝机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种可控轨迹爬树修枝机器人，包括驱动模块、电池控制器模块、电动链锯模块和钢丝锁紧手摇器模块；各驱动模块围绕树干成环形均匀间隔设置；驱动模块包括驱动架体、电机支架、轮毂电机、直线电机和转向推杆，电机支架铰接在驱动架体的中部，轮毂电机的轮轴转动连接在电机支架上且轮毂电机的轮毂与树干滚动接触，转向推杆的一个端部与直线电机的活动杆一端铰接，转向推杆的另一个端部铰接在电机支架的外侧壁上；钢丝锁紧手摇器通过钢丝分别与两侧的驱动模块中的驱动架体相连接。本发明专利技术爬树轨迹可控，结构简单，能够适应树干直径的变化，能够提高速生林修枝效率。

Controllable path climbing tree pruning robot

The invention discloses a controllable trajectory tree climbing and pruning robot, which comprises a driving module, a battery controller module, an electric chain saw module and a steel wire locking hand rocker module; each driving module is arranged in a circular uniform interval around a tree trunk; the driving module includes a driving frame, a motor bracket, a hub motor, a linear motor and a steering module. Push rod, motor bracket hinged in the middle of the drive frame, hub motor axle rotating connected to the motor bracket and hub motor rolling contact with the trunk, one end of the steering push rod hinged with one end of the linear motor movable rod, the other end of the steering push rod hinged on the outer wall of the motor bracket; The locking handcrank is connected with the driving frame of the driving module on both sides respectively through the steel wire. The tree climbing track of the invention is controllable, the structure is simple, the tree trunk diameter can be adapted to the change, and the pruning efficiency of the growing forest can be improved.

【技术实现步骤摘要】
可控轨迹爬树修枝机器人
本专利技术属于林业机械领域，涉及一种可控轨迹爬树修枝机器人。
技术介绍
速生林是轮伐周期短的人工林，在工业造纸领域需求较大，由于其速生优势，材质好，造林成活率高等优良特性，因而具有很好的经济价值。对速生林进行合理的修枝可以促进树木的生长，提高树木的通直度、圆度、抗弯强度及木材的韧性，改善林木的生长环境和林木防火条件，增强上部光合作用。我国速生林种植面积不断扩大，但速生林的修枝方式落后，很多地区仍旧通过人工手持工具进行修枝，劳动量大、修枝效率低且修剪较高的树木时具有危险性；有些地区采用爬树机器人进行修枝，但现有的爬树机器人多采用螺旋上升方式，存在螺旋角不可控、爬树轨迹不可控，结构复杂，不能很好的适应树干直径的变化等问题，进而造成林业工作人员的修枝劳动强度大、修枝效率低等问题，对速生林大面积种植的经济效益产生了不良影响。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种可控轨迹爬树修枝机器人，爬树轨迹可控，结构简单，能够适应树干直径的变化，并且易于操作，能够降低林业工作人员的劳动强度，提高速生林修枝效率。本专利技术为了解决上述问题所采取的技术方案是，提供了一种可控轨迹爬树修枝机器人，包括驱动模块、电池控制器模块、电动链锯模块和钢丝锁紧手摇器模块；驱动模块设有三个，各驱动模块的结构相同且围绕树干成环形均匀间隔设置，各个驱动模块之间的间隙分别记为第一间隔位置、第二间隔位置和第三间隔位置；驱动模块包括驱动架体、电机支架、轮毂电机、直线电机和转向推杆，所述驱动架体为T形框架结构，所述电机支架通过销轴铰接在驱动架体的中部，轮毂电机的轮轴转动连接在电机支架上且轮毂电机的轮毂与树干滚动接触，所述直线电机水平设置且直线电机的一端固定在驱动架体的一侧内侧壁上，转向推杆的一个端部与直线电机的活动杆一端铰接，转向推杆的另一个端部铰接在电机支架的外侧壁上；电池控制器模块设置在第一间隔位置，电池控制器模块包括电池架体，电池架体内固定安装有控制器和用于向轮毂电机供电的蓄电池，蓄电池与控制器通过导线电连接，控制器分别与各个驱动模块中的轮毂电机通过导线电连接；电动链锯模块设置在第二间隔位置，电动链锯模块包括链锯架体和固定安装在链锯架体上的电动链锯，电动链锯的锯刀朝向树干顶部；钢丝锁紧手摇器模块设置在第三间隔位置，钢丝锁紧手摇器模块包括手摇器架体和固定安装在手摇器架体上的钢丝锁紧手摇器；电池架体、链锯架体、手摇器架体和各驱动模块的驱动架体分别通过弹簧连接为一体，钢丝锁紧手摇器通过钢丝分别与两侧的驱动模块中的驱动架体相连接。优选地，所述驱动架体的T形框架结构由相互垂直设置的竖框架和横支架组成，竖框架为方形结构且与树干轴线平行设置，横支架水平设置于竖框架的外侧中部且横支架的两端分别与竖框架的左右两侧板固定连接。优选地，所述电机支架为凹槽形结构，电机支架的敞口朝向树干，电机支架的外侧板通过销轴与横支架铰接。优选地，每个驱动模块中的轮毂电机的数量均为两个，电机支架的外侧板上向朝向树干的一侧固定连接有隔板，所述隔板将电机支架分为两个安装空间，所述两个轮毂电机分别位于两个安装空间内。优选地，电池架体、链锯架体、手摇器架体和各驱动模块的驱动架体之间分别连接的弹簧各为两根。采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点：本专利技术的可控轨迹爬树修枝机器人采用模块化设计，结构简单可靠，随着可控轨迹爬树修枝机器人的螺旋上升，电动链锯修剪树枝；创新点在于可以通过控制轮毂电机与树干轴线之间的夹角大小，调整可控轨迹爬树修枝机器人的螺旋上升角从而可以修剪树干上任意位置上的树枝，不用考虑树干直径的大小与链锯长度的关系。本专利技术通过使用可控轨迹爬树修枝机器人进行爬树修枝，避免了林业工作人员攀爬到树干高处修剪树枝，避免了攀爬过程中的危险，并且能够提高修剪效率。本专利技术中各驱动模块中均设置有两个轮毂电机，向上攀爬修枝时更加稳定，本专利技术各模块之间设置的两根弹簧可增强各模块之间连接的稳固性和树干直径变化时的可适应性。综上，本专利技术易于操作，结构简单，成本低，实现了自动化爬树修枝，适于在速生林间进行修枝作业，能够提高速生林大面积种植的经济效益，降低林业工作人员的劳动强度，提高速生林修枝效率，对速生林产业发展具有重要作用。附图说明图1是本专利技术的俯视结构示意图；图2是图1的主视结构示意图；图3是图2的右视结构示意图；图4是本专利技术的立体结构示意图之一；图5是本专利技术的立体结构示意图之二；图6是本专利技术中电机支架与树干之间形成的夹角示意图。具体实施方式如图1至图6所示，本专利技术的可控轨迹爬树修枝机器人包括驱动模块1、电池控制器模块2、电动链锯模块3和钢丝锁紧手摇器模块4；驱动模块1设有三个，各驱动模块1的结构相同且围绕树干5成环形均匀间隔设置，各个驱动模块1之间的间隙分别记为第一间隔位置、第二间隔位置和第三间隔位置；如图2所示，驱动模块1包括驱动架体101、电机支架102、轮毂电机103、直线电机104和转向推杆105，所述驱动架体101为T形框架结构，所述电机支架102通过销轴铰接在驱动架体101的中部，轮毂电机103的轮轴转动连接在电机支架102上且轮毂电机103的轮毂与树干5滚动接触，所述直线电机104水平设置且直线电机104的一端固定在驱动架体101的一侧内侧壁上，转向推杆105的一个端部与直线电机104的活动杆一端铰接，转向推杆105的另一个端部铰接在电机支架102的外侧壁上；直线电机104沿水平方向直线运动，通过转向推杆105带动电机支架102绕销轴所在轴线转动，转动到一定角度后直线电机104停止，电机支架102与树干5轴线形成夹角α，则轮毂电机103与树干5轴线形成夹角β，α与β之和为90°，β小于或等于90°，所有驱动模块1中的轮毂电机103同时转动时，本专利技术即可按照一定的螺旋升角形成爬行轨迹，综上，通过调整电机支架102的倾斜角度调整本专利技术的爬行轨迹，通过调整轮毂电机103的转速调整本专利技术的上升速度。电池控制器模块2设置在第一间隔位置，电池控制器模块2包括电池架体201，电池架体201内固定安装有控制器202和用于向轮毂电机103供电的蓄电池203，蓄电池203与控制器202通过导线电连接，控制器202分别与各个驱动模块1中的轮毂电机103通过导线电连接；电动链锯模块3设置在第二间隔位置，电动链锯模块3包括链锯架体301和固定安装在链锯架体301上的电动链锯302，电动链锯302的锯刀朝向树干5顶部；电动链锯302通过外部电源单独供电；钢丝锁紧手摇器模块4设置在第三间隔位置，钢丝锁紧手摇器模块4包括手摇器架体401和固定安装在手摇器架体401上的钢丝锁紧手摇器402；电池架体201、链锯架体301、手摇器架体401和各驱动模块1的驱动架体101分别通过弹簧6连接为一体，弹簧6可拆卸，钢丝锁紧手摇器402通过钢丝7分别与两侧的驱动模块1中的驱动架体101相连接。使用钢丝锁紧手摇器402可收紧钢丝7，进而收紧各模块，最终使本专利技术的可控轨迹爬树修枝机器人依靠轮毂电机103与树干5之间的摩擦力静止在树干5表面。电动链锯302和各驱动模块1中的直线电机104分别与控制器202电连接。所述控制器202属于现有常规装置，具体结构不再详述。控制器202通过向各驱动模块1发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可控轨迹爬树修枝机器人，其特征在于：包括驱动模块、电池控制器模块、电动链锯模块和钢丝锁紧手摇器模块；驱动模块设有三个，各驱动模块的结构相同且围绕树干成环形均匀间隔设置，各个驱动模块之间的间隙分别记为第一间隔位置、第二间隔位置和第三间隔位置；驱动模块包括驱动架体、电机支架、轮毂电机、直线电机和转向推杆，所述驱动架体为T形框架结构，所述电机支架通过销轴铰接在驱动架体的中部，轮毂电机的轮轴转动连接在电机支架上且轮毂电机的轮毂与树干滚动接触，所述直线电机水平设置且直线电机的一端固定在驱动架体的一侧内侧壁上，转向推杆的一个端部与直线电机的活动杆一端铰接，转向推杆的另一个端部铰接在电机支架的外侧壁上；电池控制器模块设置在第一间隔位置，电池控制器模块包括电池架体，电池架体内固定安装有控制器和用于向轮毂电机供电的蓄电池，蓄电池与控制器通过导线电连接，控制器分别与各个驱动模块中的轮毂电机通过导线电连接；电动链锯模块设置在第二间隔位置，电动链锯模块包括链锯架体和固定安装在链锯架体上的电动链锯，电动链锯的锯刀朝向树干顶部；钢丝锁紧手摇器模块设置在第三间隔位置，钢丝锁紧手摇器模块包括手摇器架体和固定安装在手摇器架体上的钢丝锁紧手摇器；电池架体、链锯架体、手摇器架体和各驱动模块的驱动架体分别通过弹簧连接为一体，钢丝锁紧手摇器通过钢丝分别与两侧的驱动模块中的驱动架体相连接。...

【技术特征摘要】
1.可控轨迹爬树修枝机器人，其特征在于：包括驱动模块、电池控制器模块、电动链锯模块和钢丝锁紧手摇器模块；驱动模块设有三个，各驱动模块的结构相同且围绕树干成环形均匀间隔设置，各个驱动模块之间的间隙分别记为第一间隔位置、第二间隔位置和第三间隔位置；驱动模块包括驱动架体、电机支架、轮毂电机、直线电机和转向推杆，所述驱动架体为T形框架结构，所述电机支架通过销轴铰接在驱动架体的中部，轮毂电机的轮轴转动连接在电机支架上且轮毂电机的轮毂与树干滚动接触，所述直线电机水平设置且直线电机的一端固定在驱动架体的一侧内侧壁上，转向推杆的一个端部与直线电机的活动杆一端铰接，转向推杆的另一个端部铰接在电机支架的外侧壁上；电池控制器模块设置在第一间隔位置，电池控制器模块包括电池架体，电池架体内固定安装有控制器和用于向轮毂电机供电的蓄电池，蓄电池与控制器通过导线电连接，控制器分别与各个驱动模块中的轮毂电机通过导线电连接；电动链锯模块设置在第二间隔位置，电动链锯模块包括链锯架体和固定安装在链锯架体上的电动链锯，电动链锯的锯刀朝向树干顶部；钢丝锁紧手摇器模块设置在第三间隔位置，钢丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，任雁，
申请(专利权)人：河南林业职业学院，
类型：发明
国别省市：河南,41