[發明專利]一種爬樹打枝機器人

在審

• 申請號: 201710093873.5
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106888825A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 顧祖成;郭克君;徐誠
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: A01G3/08
• 分類號: A01G3/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種爬樹打枝機器人，其特征在于，包括：爬樹機構、打枝機構，其中：

所述爬樹機構，包括爬樹液壓裝置，該爬樹液壓裝置的上、下兩端分別設置一組伸縮桿與固定桿；保持其中一組的伸縮桿與固定桿抱緊樹干、另一組伸縮桿與固定桿松開樹干，通過爬樹液壓裝置使松開樹干的一組伸縮桿與固定桿上下移動；同理將原來松開樹干的一組伸縮桿與固定桿抱緊樹干，原來抱緊樹干的一組伸縮桿與固定桿松開樹干，通過爬樹液壓裝置使松開樹干的一組伸縮桿與固定桿上下移動，從而實現整體機構的上下運動；

所述打枝機構，包括外齒圈、內圈、鏈鋸機構、液壓機構，鏈鋸機構通過液壓機構固定設置于外齒圈；通過電機驅動外齒圈兩側小齒輪，從而帶動外齒圈繞著內圈轉動，與此同時啟動外齒圈上的鏈鋸機構使其繞著樹干打枝，通過液壓機構調節鏈鋸機構與樹干之間的距離；

所述爬樹機構具體如下：

上端的一組伸縮桿與固定桿，包括：上內伸縮桿(1)、第一小齒輪(2)、第一電機(3)、上固定桿(5)、連接第一電機(3)與上固定桿(5)的第一連接件(4)、第二電機(6)、連接第二電機(6)與上內伸縮桿(1)的第二連接件(7)、第二小齒輪(8)、上外伸縮桿(9)；

下端的一組伸縮桿與固定桿，包括：下內伸縮桿(15)、第三小齒輪(14)、第三電機(18)、下固定桿(10)、連接第三電機(18)與下固定桿(10)的第三連接件(17)、第四電機(12)、連接第四電機(12)與下內伸縮桿(15)的第四連接件(13)、第四小齒輪(16)、下外伸縮桿(11)；

爬樹液壓裝置包括第一液壓缸(19)和第一液壓桿(20)；所述上固定桿(5)固定設置于第一液壓桿(20)的頂部，下固定桿(10)固定設置于第一液壓缸(19)的底部，且上固定桿(5)與下固定桿(10)分布于液壓裝置柱體相對的兩側；

所述打枝機構通過第八連接件(34)固定于爬樹機構的液壓裝置上，該打枝機構包括外齒圈(21)、第二液壓缸(22)、第二液壓桿(23)、鏈鋸機構(25)、連接鏈鋸機構(25)與第二液壓桿(23)的第五連接件(24)、第五小齒輪(26)、第五電機(27)、第六電機(32)、上內圈(29)、下內圈(30)、連接第五電機(27)與下內圈(30)的第六連接件(28)、連接第六電機(32)與下內圈(30)的第七連接件(31)、第六小齒輪(33)；

第二液壓缸(22)固定于外齒圈(21)上，第二液壓桿(23)與第二液壓缸(22)配套；第五電機(27)、第六電機(32)設置于外齒圈(21)相對的兩側，第五電機(27)和第六電機(32)同時轉動，通過第五小齒輪(26)、第六小齒輪(33)，帶動外齒圈(21)繞著上內圈(29)與下內圈(30)聯合體做圓周運動，同時啟動鏈鋸機構(25)實現打枝功能；通過第二液壓桿(23)在第二液壓缸(22)上伸縮調整鏈鋸機構(25)與樹干的距離。

2.根據權利要求1所述的爬樹打枝機器人，其特征在于，所述上端的一組伸縮桿與固定桿中，上固定桿(5)、上外伸縮桿(9)均為L型結構，上外伸縮桿(9)通過上內伸縮桿(1)平行設置于上固定桿(5)外側，且上外伸縮桿(9)、上固定桿(5)相向的表面設置三棱錐結構；所述第一電機(3)通過第一小齒輪(2)驅動上內伸縮桿(1)沿著平行于上固定桿(5)自由端的方向移動，第二電機(6)通過第二小齒輪(8)驅動上外伸縮桿(9)沿著垂直于上固定桿(5)自由端的方向移動，從而實現抱緊與松開樹干；

所述下端的一組伸縮桿與固定桿與上端的一組伸縮桿與固定桿結構相同，且關于中心對稱。

3.根據權利要求1所述的爬樹打枝機器人，其特征在于，所述外齒圈(21)、上內圈(29)與下內圈(30)均設有缺口，使樹干置于圓心位置；所述外齒圈(21)繞著上內圈(29)與下內圈(30)聯合體做順時針或者逆時針圓周運動，鏈鋸機構(25)能夠繞著樹干旋轉一周。

4.根據權利要求2所述的爬樹打枝機器人，其特征在于，所述爬樹機構的一個移動周期如下：

首先，由固定在第一連接件(4)上的第一電機(3)通過第一小齒輪(2)驅動上內伸縮桿(1)，以及固定在第二連接件(7)上的第二電機(6)通過第二小齒輪(8)驅動上外伸縮桿(9)，使上外伸縮桿(9)遠離樹干，同時第一液壓桿(20)通過在第一液壓缸(19)上伸縮，實現向上爬動；

其次，由第一連接件(4)上的第一電機(3)通過第一小齒輪(2)驅動上內伸縮桿(1)，以及固定在第二連接件(7)上的第二電機(6)通過第二小齒輪(8)驅動上外伸縮桿(9)，使上外伸縮桿(9)靠近樹干，并通過上外伸縮桿(9)和上固定桿(5)表面的三棱錐結構抱緊樹干；

然后，由第三連接件(17)上的第三電機(18)通過第三小齒輪(14)驅動下內伸縮桿(15)，以及固定在第四連接件(13)上的第四電機(12)通過第四小齒輪(16)驅動下外伸縮桿(11)，使下外伸縮桿(11)遠離樹干，同時第一液壓缸(19)通過在第一液壓桿(20)上伸縮，實現向上爬動；

最后，由第三連接件(17)上的第三電機(18)通過第三小齒輪(14)驅動下內伸縮桿(15)，以及固定在第四連接件(13)上的第四電機(12)通過第四小齒輪(16)驅動下外伸縮桿(11)，使下外伸縮桿(11)靠近樹干，并通過下外伸縮桿(11)和下固定桿(10)表面的三棱錐結構抱緊樹干。