[发明专利]一种可快速重构的多功能绿篱苗木修剪机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于道路绿篱、园艺景观树木等修剪造型的机器，具体是一种能够自动对绿篱、园艺景观树木进行平面、波浪面、圆锥状、圆柱状、圆球状等任意形状进行修剪造型的可快速重构的多功能绿篱苗木修剪机械手。 

背景技术

绿化修剪是一项繁重的工作，特别是手持式修剪，绿化工人手持或背负绿篱修剪机进行修剪作业，体力消耗大，工作效率低，比如修剪一棵直径1.2米的圆球，需要2～3个修剪工人一起花费5～10分钟来进行，而修剪较高的圆柱、圆锥形等的树木，还需要搭建台架等，更加费时费力，此外机器的噪声及震动对修剪工人的身体健康造成较大危害。自动化修剪机的出现，有效的解决了上述问题。 

目前公开的能够实现自动造型修剪的自动化修剪机不多，中国专利201010262342.2提供了一种六自由度绿篱苗木修剪机械手,包括主回转机构、修剪刀总成,该机械手还设有固定于牵引车辆上的由底座、旋转部件、升降部件、伸缩部件组成的支撑机构,在支撑机构的前端固装有能做回转运动的主回转机构,其输出轴端与水平机械臂固定连接,水平机械臂的前端与竖直机械臂连接,竖直机械臂的前端设有腕关节,腕关节的输出端固装有修剪刀总成,控制系统采用ARM系列处理器为核心的控制模块,自动控制水平机械臂、竖直机械臂、腕关节及主回转机构联合运作,使修剪刀在空间走出各种轨迹,实现球形、圆锥形、圆柱形、平面、斜面、波浪面等多种造型的修剪作业。该技术采用的圆柱坐标的机械手方案，存在的缺点是结构不紧凑，作业覆盖范围小，并且由于造型修剪和平面修剪均采用同一种刀具，在进行造型修剪时，修剪效率较低。 

中国专利201210359881.7提供了一种五自由度绿篱苗木修剪机，包括安装在承载车前方的修剪机械手姿位调整台，安装在修剪机械手姿位调整台上的且能360°回转的旋转底座，升降机构固定安装在所述旋转底座上，固定于所述升降机构的升降架且能随升降架上升或下降的伸缩机构，固定于伸缩机构前端并能驱动修剪刀头进行360°旋转的修剪刀头旋转装置，安装于修剪刀头旋转装置上的竖直起降机构，固定于竖直起降机构下端且随竖直起降机构抬高或降低的修剪刀头倾斜度调整关节，安装在修剪刀头倾斜度调整关节输出轴端的修剪刀头。该修剪机能够实现道路绿化带、园林景观树木的多种造型模式修剪，修剪过程自动完成，自动化程度高，机械结构简洁，能够降低绿篱苗木修剪的劳动强度、提高工作效率。 

此外，由于修剪过程中，一些不可预定的因素会导致修剪机承受比正常修剪作业更大的载荷，比如，修剪刀具磨损，切割到比设计的最大允许树枝直径更大的树枝，修剪行进速度 过快等，均导致切割阻力急剧增加。过大的切割阻力将会致使修剪机的零件寿命缩短甚至发生断裂、破损等灾难性后果。 

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种能够自动对绿篱、园艺景观树木进行平面、波浪面、圆锥状、圆柱状、圆球状等任意形状进行修剪造型的可快速重构的多功能绿篱苗木修剪机械手。并且结构简单，作业覆盖范围广，能够防止修剪过程中遇到的不可预定的过大的作用力损坏修剪机的关键零部件，保障了机器及机器周围人员的安全。 

本发明采用以下技术方案达到上述目：一种可快速重构的多功能绿篱苗木修剪机械手，包括旋转底盘、底座，大臂、后臂、前臂、小臂连接架、小臂、大臂推杆、后臂推杆和小臂推杆，还包括过载防护机构和修剪刀头，具体连接方式为： 

所述旋转底盘固定安装在承载车上，旋转底盘上安装有旋转底盘动力马达，底座固定安装在旋转底盘的上端面，大臂的底端与底座铰接，大臂的上端与后臂的后端铰接，大臂推杆的下端与底座铰接，大臂推杆的上端与大臂铰接，后臂推杆的下端与大臂铰接，后臂推杆的上端与后臂铰接，后臂的前端与过载防护机构连接，过载防护机构与前臂的后端连接，前臂的前端与小臂连接架的中部铰接，小臂推杆的后端与前臂铰接，小臂推杆的前端与小臂连接架的上端铰接，小臂连接架上固定有旋转动力马达，小臂连接架的下端设有转轴，转轴与小臂连接架旋转连接，转轴与旋转动力马达输出轴连接，转轴的下端与小臂的后端固定连接，小臂的前端与修剪刀头连接架铰接，修剪刀头连接架的下方与修剪刀头固定连接。