[发明专利]一种速生人工林智能爬树装置及其控制方法

权利要求书

1.一种速生人工林智能爬树装置，其特征在于：包括可开合的环形框架（1）、夹紧单元、驱动单元（7）、电源（6）和控制器；

所述的环形框架（1）为成对的半框铰接而成，半框的开合端通过销孔和适配的保险销活动连接；

所述的夹紧单元设有四组，两两对向布置在环形框架（1）的上方；

所述的驱动单元（7）设有四组，与夹紧单元位置对应设置于环形框架（1）的下方；

所述的电源（6）为锂电池；所述的锂电池分别与夹紧单元和驱动单元（7）连接，为夹紧单元和驱动单元（7）供电；

所述的控制器安装于环形框架（1）上；所述的夹紧单元和驱动单元（7）分别与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种速生人工林智能爬树装置，其特征在于：每组所述的夹紧单元包括电动推杆（4）、滑动底座（3）、支架（2）、被动轮（5）和力传感器；所述的电动推杆（4）安装于环形框架（1）上方；所述的滑动底座（3）固定于电动推杆（4）的两侧，并设有供电动推杆（4）活动端伸缩运动的凹槽；所述的滑动底座（3）的上表面还设有导轨；所述的支架（2）与电动推杆（4）的活动端固定连接，且支架（2）底端沿着导轨与滑动底座（3）滑动连接；所述的被动轮（5）与支架（2）可拆卸连接；所述的力传感器安装于被动轮（5）上，与控制器连接；所述的电动推杆（4）与锂电池连接，由锂电池供电。

3.根据权利要求1所述的一种速生人工林智能爬树装置，其特征在于：每组所述的驱动单元（7）包括驱动轮和蜗轮蜗杆型的减速电机；所述的减速电机的输出端与驱动轮连接；所述的减速电机与锂电池连接，由锂电池供电；所述的减速电机与控制器连接。

4.根据权利要求2所述的一种速生人工林智能爬树装置，其特征在于：所述的控制器包括单片机和蓝牙模块，由外部电源供电；

所述的外部电源为24V直流电源；

所述的单片机采用ARM系列的ESP32单片机；

所述的蓝牙模块采用HC-05蓝牙模块，并与单片机连接；所述的蓝牙模块可与外部的控制终端进行无线连接；

所述的单片机用于接收蓝牙模块的无线信号和力传感器的检测信号，并将信号传输给夹紧单元和驱动单元（7）；

所述的力传感器采用费波斯品牌的FA104，安装在被动轮（5）上并通过信号线与单片机相连，用于检测被动轮（5）的受力大小。

5.如权利要求4所述的一种速生人工林智能爬树装置的控制方法，其特征在于：主要控制过程如下：

（1）控制器通电后，使用外部控制终端发出夹紧控制信号，蓝牙模块接收到控制信号并将信号传输给单片机，然后由单片机发送信号后调整夹紧单元中的电动推杆的工作状态，实现装置夹紧树干的动作；

（2）使用外部控制终端发出攀爬上升或下降信号，蓝牙模块收到控制信号并将信号传输给单片机，然后由单片机发送信号调整驱动单元中的减速电机的工作状态，实现装置攀爬上升、停止或下降动作；

（3）装置在攀爬夹紧过程中，力传感器实时记录被动轮的受力情况，当遇到树干变径时，被动轮的受力情况超出或低于预设值时，单片机发送信号调整电动推杆的工作状态，进行伸长夹紧或收缩放松，直至力传感器测得值达到预设值，停止对电动推杆工作状态的调整，保证装置夹紧的同时又减少对树体的损伤。

6.根据权利要求5所述的一种速生人工林智能爬树装置的控制方法，其特征在于：所述的控制终端为带有无线通讯功能的智能手机。