CN115067092B - 一种修枝机 - Google Patents

Abstract

一种修枝机，属于农业机械技术领域。本发明包括抱树机构、爬树机构和修枝机构，爬树机构安装在抱树机构上，修枝机构安装在抱树机构顶部；所述修枝机构包括行走机构和修枝装置，修枝装置通过行走机构安装在抱树机构顶部。本发明研发目的是为了解决现有的修枝机结构较为复杂，体型较大，对于小直径树木来说，不容易抱合于树干表面，且重量较大，使其造成严重负担的问题，本发明有效解决林地立木的修枝难题，降低人员劳动强度，提高工作效率和修枝质量，促进了林业产业发展。

Description

一种修枝机

技术领域

本发明涉及一种修枝机，属于农业机械技术领域。

背景技术

修枝是林木培育的重要措施之一。修枝能提高林木的木材质量、增加林木的出材量、提高林内通风透光度、改善林木生长条件和减少病虫害的发生。目前多采用人工修枝，借助辅助机械，缺少全程自动化的林木修枝设备，同时，现有的修枝机结构较为复杂，体型较大，适用于大尺寸的树木，对于小直径树木，即胸径6～30公分的林地立木来说，不容易抱合于树干表面，且重量较大，使其造成严重负担，严重时甚至会使其弯折损伤。

因此，亟需提出一种适用于小直径树木的自动修枝机，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明研发目的是为了解决现有的修枝机结构较为复杂，体型较大，对于小直径树木来说，不容易抱合于树干表面，且重量较大，使其造成严重负担，严重时甚至会使其弯折损伤的问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

一种修枝机，包括抱树机构、爬树机构和修枝机构，爬树机构安装在抱树机构上，修枝机构安装在抱树机构顶部；

所述修枝机构包括行走机构和修枝装置，修枝装置通过行走机构安装在抱树机构顶部。

优选的：所述抱树机构顶部安装有内齿环，所述修枝行走架滑动卡装在内齿环上，且修枝行走架上转动安装有修枝行走驱动齿轮，修枝行走驱动电机固定安装在修枝行走架上，且修枝行走驱动电机的输出端与修枝行走驱动齿轮连接，同时修枝行走驱动齿轮与内齿环啮合。

优选的：还包括控制装置和发电机，发电机和控制装置电性连接，控制装置与抱树机构、爬树机构和修枝机构电性连接。

本发明为了解决抱紧小直径树木后，机构可向上攀爬，同时环形旋转切除树枝的问题，提出本发明的技术方案为：

优选的：所述爬树机构为三组爬树行走装置，三组爬树行走装置在抱树机构内侧呈均匀圆周阵列设置，所述爬树行走装置包括弹性伸缩杆、行走轮、行走带和爬树电机，弹性伸缩杆固定安装在抱树机构上，且一端探入抱树机构内部后，转动安装有行走轮，行走轮上安装有行走带，爬树电机安装在弹性伸缩杆上，且爬树电机输出端与行走轮连接。

所述行走轮为履带轮，具体包括主动行走轮、从动行走轮和行走带，主动行走轮和从动行走轮并列转动安装在弹性伸缩杆端部，且主动行走轮和从动行走轮通过行走带建立连接，主动行走轮与爬树电机的输出端建立连接。

优选的：所述弹性伸缩杆包括外套筒、内套筒、伸缩滑轴、伸缩弹簧和挡板，内套筒一端转动安装有行走轮，内套筒另一端滑动套装在外套筒内，伸缩滑轴设置在内套筒内，且伸缩滑轴一端与内套筒固定连接，伸缩滑轴另一端依次穿过内套筒和外套筒后，与挡板连接安装，伸缩弹簧套装在伸缩滑轴外侧。

优选的：所述修枝装置包括修枝电机、修枝锯、修枝锯导向架、修枝锯导向轴和修枝锯调整弹簧，修枝锯导向轴一端与修枝锯导向架固定连接，修枝锯导向轴另一端与修枝行走架相对滑动连接，修枝锯调整弹簧套装在修枝锯导向轴上，修枝锯调整弹簧两端分别与修枝锯导向架和修枝行走架建立连接，修枝锯导向架底部与修枝行走架顶部建立滑动连接，修枝电机固定安装在修枝锯导向架上，且修枝电机的输出端安装有修枝锯。

优选的：所述修枝锯为圆形锯。

本发明为了解决便于开合环抱紧固定于树干外侧的问题，提出本发明的技术方案为：

优选的：所述抱树机构包括第一抱紧体、第二抱紧体、第三抱紧体、第一电动拉杆和第二电动拉杆，第一抱紧体左右两端分别铰接有第二抱紧体和第三抱紧体，第一电动拉杆两端分别与第一抱紧体和第二抱紧体铰接，第二电动拉杆两端分别与第一抱紧体和第三抱紧体铰接；

当第一电动拉杆和第二电动拉杆工作，使第二抱紧体和第三抱紧体闭合时，第一抱紧体、第二抱紧体和第三抱紧体之间首尾相连，共同构成一个圆环形。

优选的：所述内齿环由三个弧形内齿条构成，第一抱紧体、第二抱紧体和第三抱紧体顶部均设置有弧形内齿条，第一抱紧体、第二抱紧体和第三抱紧体顶部的弧形内齿条共同构成一个内齿环。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明的一种修枝机，对胸径6～30公分的林地立木都可进行修枝作业，修枝直径2公分以内，在树干满足攀爬条件时，人能够控制作业高度和速度，完成林地立木的自动化爬树修枝，解决大型机械和人工无法完成的林木修枝难题；

2.本发明的一种修枝机，爬树机构采用互成120°角的三条驱动带爬树，提升了爬升力，使设备保持平稳，同时修枝力量大；

3.本发明的一种修枝机，有效解决林地立木的修枝难题，与传统的人工修枝相比，降低人员劳动强度，提高工作效率和修枝质量，实现自动化控制，节约了人力，降低了成本，促进了林业产业发展。

附图说明

图1是一种修枝机的立体图；

图2是本发明抱树机构、爬树机构和修枝机构的配合安装图；

图3是本发明修枝机构和抱树机构的配合安装图；

图4是本发明修枝机构的结构示意图；

图5是本发明抱树机构的结构示意图；

图6是本发明抱树机构的立体图；

图7是本发明修枝行走驱动齿轮和内齿环的配合安装图；

图8是本发明弹性伸缩杆的结构示意图；

图中1-抱树机构，2-爬树机构，3-修枝机构，3-1-行走机构，3-2-修枝装置，4-内齿环，5-修枝行走架，6-修枝行走驱动电机，7-修枝行走驱动齿轮，8-控制装置，9-发电机，11-第一抱紧体，12-第二抱紧体，13-第三抱紧体，14-第一电动拉杆，15-第二电动拉杆，21-弹性伸缩杆，22-行走轮，23-爬树电机，211-外套筒，212-内套筒，214-伸缩滑轴，213-伸缩弹簧，215-挡板，31-修枝电机，32-修枝锯，33-修枝锯导向架，34-修枝锯导向轴，35-修枝锯调整弹簧，41-弧形内齿条。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。

具体实施方式一：结合图1-图8说明本实施方式，本实施方式的一种修枝机，包括抱树机构1、爬树机构2和修枝机构3，爬树机构2安装在抱树机构1上，修枝机构3安装在抱树机构1顶部；所述修枝机构3包括行走机构3-1和修枝装置3-2，修枝装置3-2通过行走机构3-1安装在抱树机构1顶部，抱树机构1抱紧树干，使爬树机构2端部贴合树干表面，而后实现沿着树干方向进行升降运动，同时修枝机构3在抱树机构1的顶部对树枝进行修枝工作，修枝时，修枝机构3的修枝装置3-2通过行走机构3-1实现围绕树干环绕，多角度对不同方向的树枝进行切除。

所述行走机构3-1包括内齿环4、修枝行走架5、修枝行走驱动电机6和修枝行走驱动齿轮7，所述行走机构3-1包括内齿环4、修枝行走架5、修枝行走驱动电机6和修枝行走驱动齿轮7，所述抱树机构1顶部安装有内齿环4，所述修枝行走架5滑动卡装在内齿环4上，且修枝行走架5上转动安装有修枝行走驱动齿轮7，且修枝行走驱动齿轮7水平设置，修枝行走驱动电机6固定安装在修枝行走架5上，且修枝行走驱动电机6的输出端与修枝行走驱动齿轮7连接，同时修枝行走驱动齿轮7与内齿环4啮合，修枝行走驱动电机6带动修枝行走驱动齿轮7旋转，由于修枝行走驱动齿轮7与内齿环4的啮合关系，使得修枝行走架5围绕内齿环4做圆周运动。

所述修枝装置3-2包括修枝电机31、修枝锯32、修枝锯导向架33、修枝锯导向轴34和修枝锯调整弹簧35，修枝锯导向轴34一端与修枝锯导向架33固定连接，修枝锯导向轴34另一端与修枝行走架5相对滑动连接，修枝锯调整弹簧35套装在修枝锯导向轴34上，修枝锯调整弹簧35两端分别与修枝锯导向架33和修枝行走架5建立连接，修枝锯导向架33底部与修枝行走架5顶部建立滑动连接，修枝电机31固定安装在修枝锯导向架33上，且修枝电机31的输出端安装有修枝锯32，修枝电机31驱动修枝锯32进行旋转切割，修枝锯调整弹簧35起到了减震作用的同时，控制修枝锯32的进给，实现仿形修枝，使修枝锯32更好的适应树枝进行切割。所述修枝锯32为圆形锯。圆形锯修枝时没有角度的限制，效果更好。

还包括控制装置8和发电机9，发电机9和控制装置8电性连接，控制装置8与修枝行走驱动电机6、抱树机构1、爬树机构2和修枝机构3电性连接。抱树机构1、爬树机构2、修枝机构3和修枝行走驱动电机6各部分通过电线连接在一起，抱树机构1、爬树机构2和修枝机构3能进行抱树爬树修枝等作业，发电机9提供电力，控制装置8对工作机的工作进行控制。

控制装置8和发电机9立于待修枝树木一侧的底面，抱树机构1、爬树机构2和修枝机构3各零件之间均通过电线连接，其目的是对抱树机构1、爬树机构2和修枝机构3进行工作控制和动力输出，减轻修枝机的工作机重量，有效提高工作效率。控制装置8采用可编程逻辑控制器进行自动控制，对爬树机构2的前进、快速前进、后退和停止进行控制，同时也对修枝机构3的切割工作和修枝行走驱动电机6的驱动行走等工作进行控制。发电机9为系统进行供电。

所述爬树机构2为三组爬树行走装置，三组爬树行走装置在抱树机构1内侧呈均匀圆周阵列设置，所述爬树行走装置包括弹性伸缩杆21、行走轮22和爬树电机23，弹性伸缩杆21固定安装在抱树机构1上，且一端探入抱树机构1内部后，转动安装有行走轮22，爬树电机23安装在弹性伸缩杆21上，且爬树电机23输出端与行走轮22连接。所述弹性伸缩杆21包括外套筒211、内套筒212、伸缩滑轴213、伸缩弹簧214和挡板215，内套筒212一端转动安装有行走轮22，内套筒212另一端滑动套装在外套筒211内，伸缩滑轴213设置在内套筒212内，且伸缩滑轴213一端与内套筒212固定连接，伸缩滑轴213另一端依次穿过内套筒212和外套筒211后，与挡板215连接安装，伸缩弹簧214套装在伸缩滑轴213外侧。弹性伸缩杆21由于自身的伸缩作用，使行走轮22始终贴合树干表面，提升机构整体的仿形效果。

所述行走轮22为履带轮，具体包括主动行走轮、从动行走轮和行走带，主动行走轮和从动行走轮并列转动安装在弹性伸缩杆21端部，且主动行走轮和从动行走轮通过行走带建立连接，主动行走轮与爬树电机23的输出端建立连接。

所述抱树机构1包括第一抱紧体11、第二抱紧体12、第三抱紧体13、第一电动拉杆14和第二电动拉杆15，第一抱紧体11左右两端分别铰接有第二抱紧体12和第三抱紧体13，第一电动拉杆14两端分别与第一抱紧体11和第二抱紧体12铰接，第二电动拉杆15两端分别与第一抱紧体11和第三抱紧体13铰接；第二抱紧体2和第三抱紧体3张开时的状态如图5和6所示。当第一电动拉杆4和第二电动拉杆5工作，使第二抱紧体2和第三抱紧体3闭合时，如图2所示，第一抱紧体1、第二抱紧体2和第三抱紧体3之间首尾相连，共同构成一个圆环形，以便爬树机构2更好的贴合树干表面。

所述内齿环4由三个弧形内齿条41构成，第一抱紧体11、第二抱紧体12和第三抱紧体13顶部均设置有弧形内齿条41，第一抱紧体1、第二抱紧体2和第三抱紧体3顶部的弧形内齿条41共同构成一个内齿环。

具体工作原理如下：

控制装置8控制第一电动拉杆4和第二电动拉杆5工作，使第二抱紧体2和第三抱紧体3闭合，抱树机构1抱紧于树干外侧，同时爬树机构2的行走轮22的行走带与树干侧壁紧密贴合，控制装置8驱动爬树电机23工作，爬树电机23驱动行走轮22行走，爬树修枝机构向上爬行；

控制装置8控制修枝行走驱动电机6工作，修枝行走驱动电机6带动修枝行走驱动齿轮7转动，由于修枝行走驱动齿轮7和内齿环4的啮合关系，使整个修枝行走架5带动修枝机构3围绕内齿环4做圆周运动，目的是使修枝机构3可围绕树干进行环绕修枝切割。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种修枝机，其特征在于：包括抱树机构（1）、爬树机构（2）和修枝机构（3），爬树机构（2）安装在抱树机构（1）上，修枝机构（3）安装在抱树机构（1）顶部；

所述修枝机构（3）包括行走机构（3-1）和修枝装置（3-2），修枝装置（3-2）通过行走机构（3-1）安装在抱树机构（1）顶部；

所述行走机构（3-1）包括内齿环（4）、修枝行走架（5）、修枝行走驱动电机（6）和修枝行走驱动齿轮（7），所述抱树机构（1）顶部安装有内齿环（4），所述修枝行走架（5）滑动卡装在内齿环（4）上，且修枝行走架（5）上转动安装有修枝行走驱动齿轮（7），修枝行走驱动电机（6）固定安装在修枝行走架（5）上，且修枝行走驱动电机（6）的输出端与修枝行走驱动齿轮（7）连接，同时修枝行走驱动齿轮（7）与内齿环（4）啮合；

所述爬树机构（2）为三组爬树行走装置，三组爬树行走装置在抱树机构（1）内侧呈均匀圆周阵列设置，所述爬树行走装置包括弹性伸缩杆（21）、行走轮（22）和爬树电机（23），弹性伸缩杆（21）固定安装在抱树机构（1）上，且一端探入抱树机构（1）内部后，转动安装有行走轮（22），爬树电机（23）安装在弹性伸缩杆（21）上，且爬树电机（23）输出端与行走轮（22）连接；

所述行走轮（22）为履带轮，具体包括主动行走轮、从动行走轮和行走带，主动行走轮和从动行走轮并列转动安装在弹性伸缩杆（21）端部，且主动行走轮和从动行走轮通过行走带建立连接，主动行走轮与爬树电机（23）的输出端建立连接；

所述抱树机构（1）包括第一抱紧体（11）、第二抱紧体（12）、第三抱紧体（13）、第一电动拉杆（14）和第二电动拉杆（15），第一抱紧体（11）左右两端分别铰接有第二抱紧体（12）和第三抱紧体（13），第一电动拉杆（14）两端分别与第一抱紧体（11）和第二抱紧体（12）铰接，第二电动拉杆（15）两端分别与第一抱紧体（11）和第三抱紧体（13）铰接；

当第一电动拉杆（14）和第二电动拉杆（15）工作，使第二抱紧体（12）和第三抱紧体（13）闭合时，第一抱紧体（11）、第二抱紧体（12）和第三抱紧体（13）之间首尾相连，共同构成一个圆环形；

所述内齿环（4）由三个弧形内齿条（41）构成，第一抱紧体（11）、第二抱紧体（12）和第三抱紧体（13）顶部均设置有弧形内齿条（41），第一抱紧体（11）、第二抱紧体（12）和第三抱紧体（13）顶部的弧形内齿条（41）共同构成一个内齿环（4）；

还包括控制装置（8）和发电机（9），发电机（9）和控制装置（8）电性连接，控制装置（8）与修枝行走驱动电机（6）、抱树机构（1）、爬树机构（2）和修枝机构（3）电性连接，控制装置（8）和发电机（9）立于待修枝树木一侧的底面，抱树机构（1）、爬树机构（2）和修枝机构（3）各零件之间均通过电线连接；

控制装置（8）控制第一电动拉杆（14）和第二电动拉杆（15）工作，使第二抱紧体（12）和第三抱紧体（13）闭合，抱树机构（1）抱紧于树干外侧，同时爬树机构（2）的行走轮（22）的行走带与树干侧壁紧密贴合，控制装置（8）驱动爬树电机（23）工作，爬树电机（23）驱动行走轮（22）行走，爬树修枝机构向上爬行；

控制装置（8）控制修枝行走驱动电机（6）工作，修枝行走驱动电机（6）带动修枝行走驱动齿轮（7）转动，由于修枝行走驱动齿轮（7）和内齿环（4）的啮合关系，使整个修枝行走架（5）带动修枝机构（3）围绕内齿环（4）做圆周运动，使修枝机构（3）围绕树干进行环绕修枝切割；

所述弹性伸缩杆（21）包括外套筒（211）、内套筒（212）、伸缩滑轴（213）、伸缩弹簧（214）和挡板（215），内套筒（212）一端转动安装有行走轮（22），内套筒（212）另一端滑动套装在外套筒（211）内，伸缩滑轴（213）设置在内套筒（212）内，且伸缩滑轴（213）一端与内套筒（212）固定连接，伸缩滑轴（213）另一端依次穿过内套筒（212）和外套筒（211）后，与挡板（215）连接安装，伸缩弹簧（214）套装在伸缩滑轴（213）外侧；

所述修枝装置（3-2）包括修枝电机（31）、修枝锯（32）、修枝锯导向架（33）、修枝锯导向轴（34）和修枝锯调整弹簧（35），修枝锯导向轴（34）一端与修枝锯导向架（33）固定连接，修枝锯导向轴（34）另一端与修枝行走架（5）相对滑动连接，修枝锯调整弹簧（35）套装在修枝锯导向轴（34）上，修枝锯调整弹簧（35）两端分别与修枝锯导向架（33）和修枝行走架（5）建立连接，修枝锯导向架（33）底部与修枝行走架（5）顶部建立滑动连接，修枝电机（31）固定安装在修枝锯导向架（33）上，且修枝电机（31）的输出端安装有修枝锯（32）。

2.根据权利要求1所述的一种修枝机，其特征在于：所述修枝锯（32）为圆形锯。