[發(fā)明專利]一種爬樹剪枝機器人

在審

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• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN110562343A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設計）人: 曹俊鋒;劉夢君;章軍軍
• 申請（專利權）人: 金華綠川科技有限公司
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;A01G3/08
• 代理公司: 33254 杭州云睿專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 楊淑芳

本發(fā)明公開了一種液壓驅動爬樹剪枝機器人，包括:無線控制器，主機，所述主機上設有動力模塊、夾抱爬行模塊、電動鏈鋸、轉速傳感器、超聲波傳感器、姿態(tài)傳感器、直線位移傳感器和控制單元；并通過采用液壓驅動設計，結構簡單，整機工作性能穩(wěn)定，同時利用多個傳感器檢測爬樹剪枝機器人運行情況，并通過控制單元進行自適應控制，提高了剪枝機器人的工作效率，通過設計成夾抱的抱樹模式,縮短轉換樹木的時間，降低了工人的勞動強度。

【技術領域】

本發(fā)明涉及林業(yè)機械的技術領域，特別是對樹枝自動修剪的機器人裝置。

【背景技術】

速生林是輪伐周期短的人工林，在工業(yè)造紙領域需求較大，由于其速生優(yōu)勢，材質好，造林成活率高等優(yōu)良特性，因而具有很好的經(jīng)濟價值。對速生林進行合理的修枝可以促進樹木的生長，提高樹木的通直度、圓度、抗彎強度及木材的韌性，改善林木的生長環(huán)境和林木防火條件，增強上部光合作用。

我國速生林種植面積不斷擴大，但速生林的修枝方式落后，很多地區(qū)仍舊通過人工手持工具進行修枝，勞動量大、修枝效率低且修剪較高的樹木時具有危險性；部分地區(qū)采用爬樹機器人進行修枝，但是運用現(xiàn)有方法進行爬樹修枝的過程中，爬樹機器人采用螺旋爬升方式、爬樹軌跡不可控，安裝時需要完整環(huán)繞樹木，難度較大，進而造成可修剪范圍小、修枝效率低、修枝勞動強度大等問題，對速生林大面積種植的經(jīng)濟效益產(chǎn)生了不良影響。

針對速生林修枝機械存在的安全性差、勞動強度大、修枝高度達不到要求等問題發(fā)明一種可操作性良好、自動化程度高、工作效率高、安全性良好的速生林修枝維護機器人以完成速生林修枝維護工作，對于速生林產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重要推動作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術中的問題，提出一種液壓驅動爬樹剪枝機器人，能夠使實現(xiàn)對樹木自動化快速攀爬和修枝工作。這種液壓驅動爬樹剪枝機器人可包括：操作員手持的無線控制器和一用于爬樹修枝的主機。主機上主要設有動力模塊、夾抱爬行模塊、電動鏈鋸和控制單元。特別地，主機上還布置多種類型的傳感器用于自動且精準地檢測機器人的行進路徑和切割動作以達到高效運行。例如，布置的轉速傳感器可用于檢測機器人運行速度，超聲波傳感器可用于檢測主機運行前方是否存在障礙物。在此基礎上，還可布置姿態(tài)傳感器以用于檢測主機在運行時的姿態(tài)，位移傳感器可用于檢測液壓缸活塞桿的伸出長度，進而計算出所修剪樹木的直徑。所述控制單元與這些傳感器相連以控制主機的動作和行進狀態(tài)并可遠程無線地傳遞給無線控制器。

基于此，一種爬樹剪枝機器人包括：無線控制器和受控于該無線控制器的主機。這樣，可以遠程無線地控制每一爬樹剪枝機器人的運行和行進狀態(tài)，這樣的一個效果是可定時地檢測和收集工作數(shù)據(jù)而讓操作員能及時地獲取和修改操控方式。

具體來說，所述主機上設有動力模塊、夾抱爬行模塊、電動鏈鋸、控制單元和裝設在該主機結構不同位置處的若干個傳感器，其中電動鏈鋸是固定在主機的頂端用于修剪樹枝，所述夾抱爬行模塊用于將主機環(huán)抱并夾固于樹干，所述若干個傳感器、動力模塊各自電連接所述的控制單元，控制單元用于接收和識別來無線控制器發(fā)出的控制指令，動力模塊分別連接和液壓驅動所述夾抱爬行模塊、電動鏈鋸的機械動作。

在一個實施例中，所述主機可包括：兩彼此并行的固定安裝板和用于連接所述固定安裝板的多個固定支撐桿，所述固定安裝板可整體為矩形結構，所述固定支撐桿為圓柱直桿，此類固定支撐桿連接固定所述固定安裝板。

進一步來說，所述動力模塊包括緊湊型汽油發(fā)動機、發(fā)電機和液壓系統(tǒng)。所述液壓系統(tǒng)包括液壓油箱及與該液壓油箱連通的液壓泵，所述汽油發(fā)動機通過皮帶輪和皮帶連接發(fā)電機和液壓泵，所述動力模塊安裝于一個固定安裝板上。