[发明专利]一种可倾式自动化大空间两构态变胞式整枝伐树机器人

摘要

一种可倾式自动化大空间两构态变胞式整枝伐树机器人，包括传感器、驱动电机、举升液压缸、行走装置、底盘、机架、驱动杆系、传动杆系、任务杆、铰链、液压缸、虎克铰和整枝伐木锯组件。该机器人能够全自动化作业，智能化全方位调节位姿，并能实现两种构态变换，具有大工作空间、高精度、高动态稳定性的特点。可在环境恶劣、地势崎岖的森林里智能化和自动化进行树木整枝、修剪，伐树和截木作业。

主权项

一种可倾式自动化大空间两构态变胞式整枝伐树机器人，包括传感器、驱动电机、举升液压缸、行走装置、底盘、机架、驱动杆系、传动杆系、任务杆、铰链、液压缸、虎克铰和整枝伐木锯组件，其特征在于，具体结构和连接关系为：所述传感器包括角位移传感器、距离传感器和位移传感器，所述角位移传感器包括第一角位移传感器、第二角位移传感器和第三角位移传感器，第一角位移传感器与第一连杆下端固性连接，第二角位移传感器与第三连杆下端固性连接，第三角位移传感器与第五连杆下端固性连接；所述距离传感器与整枝伐木锯组件下端固性连接；所述位移传感器与整枝伐木锯组件固性连接；所述驱动电机包括第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、第四驱动电机和第五驱动电机，第一驱动电机和机架固性连接，驱动第一连杆，第二驱动电机和机架固性连接，驱动第三连杆，第三驱动电机和机架固性连接，驱动第五连杆，第四驱动电机和电机支座固性连接，驱动曲柄，第五驱动电机和整枝伐木锯组件固性连接，驱动丝杆；所述举升液压缸包括第一举升液压缸和第二举升液压缸，所述第一举升液压缸一端通过第十六铰链与底盘连接，另一端通过第十七铰链与机架连接，所述第二举升液压缸一端通过第十八铰链与底盘连接，另一端通过第十九铰链与机架连接，通过两个举升液压缸的相互作用，即第一举升液压缸伸展，第二举升液压缸压缩，或者相反，达到整机倾斜状态，实现树木整枝伐树机的三维空间内的全方位调节；所述行走装置通过转动副与底盘连接；所述底盘一端通过第十四铰链与机架连接，另一端通过第十五铰链与机架连接；所述驱动杆系包括第五连杆、第三连杆和第一连杆，所述第五连杆一端通过第十二铰链与机架连接，另一端通过第十一铰链与第六连杆连接，所述第三连杆一端通过第六铰链与机架连接，另一端通过第四铰链与第四连杆连接，所述第一连杆一端通过第五铰链与机架连接，另一端通过第三铰链与第七连杆连接；所述传动杆系包括第六连杆、第四连杆、第二连杆、第八连杆和第七连杆，所述第六连杆一端通过第十一铰链与第五连杆连接，另一端通过第九铰链与第八连杆连接，所述第四连杆一端通过第四铰链与第三连杆连接，另一端通过第一铰链与任务杆连接，所述第二连杆一端通过第三铰链与第一连杆连接，另一端通过第二铰链与第七连杆连接，所述第八连杆一端通过第七铰链与机架连接，中部通过第九铰链与第六连杆连接，另一端通过第八铰链与第七连杆连接，所述第七连杆一端通过第二铰链与第二连杆连接，中部通过第八铰链与第八连杆连接，另一端通过第十铰链与任务杆连接；所述任务杆一端通过第一铰链与第四连杆连接，中部通过第十铰链与第七连杆连接，另一端通过第十三铰链与虎克铰连接，任务杆通过第一球副机构与液压缸连接；所述整枝伐木锯组件包括刀锯机构、下夹抱机构、滚轮、上夹抱机构和打枝刀，所述整枝伐木锯组件通过转动副与虎克铰连接，整枝伐木锯组件通过第二球副机构与液压缸连接，所述刀锯机构在整枝伐木锯组件的最下方，往上依次是下夹抱机构、滚轮、上夹抱机构和打枝刀；所述刀锯机构包括刀锯、滑块、导杆、第十一连杆、第十二连杆、曲柄、第四驱动电机、电机支座、丝杆和第五驱动电机，所述刀锯和滑块固性连接，滑块和导杆通过圆柱副连接，所述第十一连杆一端通过转动副和滑块连接，另一端通过转动副和第十二连杆连接，所述曲柄一端通过转动副和第十二连杆连接，另一端通过转动副和第四驱动电机连接，所述电机支座和第四驱动电机固性连接，电机支座通过螺旋副和丝杆连接，所述第五驱动电机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、第九连杆、活动支座、螺母和第十连杆，所述固定支座固定于整枝伐木锯组件上，固定支座和活动支座通过螺杆连接，螺杆的一端连接螺母，所述第九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十连杆连接，所述第十连杆一端通过转动副和第九连杆连接，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，原动机与整枝伐木锯组件固定连接，原动机设置于整枝伐木锯组件内部，整枝伐木锯组件有两个滚轮，沿竖直中心线对称分布与整枝伐木锯组件两侧；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木锯组件上部，与整枝伐木锯组件固定连接。