一種景觀樹木外形自動修剪裝置及修剪方法
【專利摘要】一種景觀樹木外形自動修剪裝置，包括：支架（1）、主回轉(zhuǎn)電機（2）、回轉(zhuǎn)主軸（3）、旋轉(zhuǎn)支架（4）、豎直進給電機（5）、絲杠（6）、滑塊（7）、連接支架（8）、水平進給電機（9）、旋轉(zhuǎn)臂（10）、水平軸旋轉(zhuǎn)電機（11）、水平轉(zhuǎn)動架（12）、豎直軸旋轉(zhuǎn)電機（13）、電機支架（14）、修剪電機（15）、修剪刀具（16）。采用本發(fā)明的裝置，效率高、勞動強度小，且能優(yōu)質(zhì)安全的完成景觀樹木外形修剪。
【專利說明】一種景觀樹木外形自動修剪裝置及修剪方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機械裝置和方法，尤其是景觀樹木外形自動修剪裝置及修剪方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于人們對綠化要求以及環(huán)境要求的提高，景觀樹木在城市道路和園林綠化中占有越來越重要的地位。為了提高景觀樹木的觀賞性，人們對其造型方面的要求也日益提高。景觀樹木可以修剪成各種造型，并能相互組合，從而提高觀賞效果。此外，景觀樹木還能遮蓋不良視點、隔離防護和防塵防噪等作用。
[0003]目前的市場上現(xiàn)有修剪工具相對落后，普遍采用手持式電動修剪機，自動化程度低。主要存在如下缺點:工人勞動強度大，一方面因為手持修剪工具而費力，另一方面在于景觀樹木常常需要多面修剪，工人被迫負重移動；效率不高，主要在于景觀樹木常常需要多面修剪，需要一定的外形，因而工人必須往復(fù)多次走動才能完成修剪；修剪尺寸的整齊性較差，因為工人自身技術(shù)水平和參照物不同，很難做到修剪效果整齊劃一；在公路隔離帶作業(yè)時，工人人身安全很難得到保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā) 明提出一種效率高、勞動強度小，且能優(yōu)質(zhì)安全的完成景觀樹木外形修剪的自動化裝置，并提出了不同外形的修剪方法。
[0005]本發(fā)明景觀樹木外形自動修剪裝置，主要包括:支架1、主回轉(zhuǎn)電機2、回轉(zhuǎn)主軸3、旋轉(zhuǎn)支架4、豎直進給電機5、絲杠6、滑塊7、連接支架8、水平進給電機9、旋轉(zhuǎn)臂10、水平軸旋轉(zhuǎn)電機11、水平轉(zhuǎn)動架12、豎直軸旋轉(zhuǎn)電機13、電機支架14、修剪電機15、修剪刀具16。
[0006]整個裝置通過支架I的下端與牽引車固聯(lián)。主回轉(zhuǎn)電機2、回轉(zhuǎn)主軸3和旋轉(zhuǎn)支架4組成主回轉(zhuǎn)機構(gòu)。主回轉(zhuǎn)電機2安裝在支架I頂部右端，通過回轉(zhuǎn)主軸3帶動旋轉(zhuǎn)支架4進行回轉(zhuǎn)工作。豎直進給電機5、絲杠6與滑塊7組成豎直進給機構(gòu)，安裝在旋轉(zhuǎn)支架4的右部前面。連接支架8、水平進給電機9、旋轉(zhuǎn)臂10組成水平進給機構(gòu)。連接支架8與滑動塊7固聯(lián)。旋轉(zhuǎn)臂10右端與連接支架8安裝在一起，可繞其豎直軸線旋轉(zhuǎn)。水平軸旋轉(zhuǎn)電機11、水平轉(zhuǎn)動架12、豎直軸旋轉(zhuǎn)電機13與電機支架14組成刀具偏轉(zhuǎn)機構(gòu)，用于調(diào)整修剪刀具16的偏轉(zhuǎn)角。水平軸旋轉(zhuǎn)電機11固定在旋轉(zhuǎn)臂10左端內(nèi)側(cè)。水平轉(zhuǎn)動架12與水平軸旋轉(zhuǎn)電機11相連，繞水平軸旋轉(zhuǎn)。豎直軸旋轉(zhuǎn)電機13固定在水平轉(zhuǎn)動架12上端。電機支架14與豎直軸旋轉(zhuǎn)電機13連接，繞豎直軸旋轉(zhuǎn)。修剪電機15安裝在電機支架14上，帶動修剪刀具16完成修剪工作。
[0007]本裝置通過控制多個電機的運動，按要求完成樹木外形修剪，可修剪出球、圓柱、圓錐等回轉(zhuǎn)體外形和長條形外形。該裝置安裝在牽引車上，由牽引車供電。為了防止整個繞回轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)部分在回轉(zhuǎn)過程中電線纏繞，并使電線連接簡便，所以主回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用往復(fù)旋轉(zhuǎn)方式工作，即正轉(zhuǎn)一周，再倒轉(zhuǎn)一周，重復(fù)進行。
[0008]整個裝置所用電機，主回轉(zhuǎn)電機2采用直流減速電機，其余電機為控制電機，如步進電機、伺服電機，方便控制進給量和調(diào)整刀具角度。
[0009]采用本發(fā)明的裝置，整個裝置采用主回轉(zhuǎn)機構(gòu)、直線進給機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)進給機構(gòu)和刀具偏轉(zhuǎn)機構(gòu)，聯(lián)合工作，可修剪出圓柱、圓錐、球面及其他回轉(zhuǎn)體外形。通過控制多個電機的運動，達到控制修剪刀具的路徑，完成不同樹冠外形的修剪，自動化程度高，工人勞動強度低、工作效率高。主回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用往復(fù)轉(zhuǎn)動方式，可大大簡化電機接線問題。水平進給機構(gòu)采用旋轉(zhuǎn)臂選擇進給，可以有效縮減機構(gòu)水平尺寸，使裝置整體尺寸減小；旋轉(zhuǎn)臂采用圓弧形，也可以增加有效修剪直徑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為景觀樹木外形自動修剪裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為A向局部視圖；
圖3為刀具偏轉(zhuǎn)機構(gòu)的局部放大圖；
圖4為水平進給機構(gòu)旋轉(zhuǎn)示意圖，其中位置A為修剪刀具距主回轉(zhuǎn)中心最近處，位置B為修剪刀具距主回轉(zhuǎn)中心最遠處。
具體實施例
[0011]結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明結(jié)構(gòu)和操作。
[0012]本發(fā)明景觀樹木外形自動修剪裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括:支架1、主回轉(zhuǎn)電機2、回轉(zhuǎn)主軸3、旋轉(zhuǎn)支架4、豎直進給電機5、絲杠6、滑塊7、連接支架8、水平進給電機9、旋轉(zhuǎn)臂10、水平軸旋轉(zhuǎn)電機11、水平轉(zhuǎn)動架12、豎直軸旋轉(zhuǎn)電機13、電機支架14、修剪電機15、修剪刀具16。
[0013]整個裝置通過支架I的下端與牽引車固聯(lián)。主回轉(zhuǎn)電機2、回轉(zhuǎn)主軸3和旋轉(zhuǎn)支架4組成主回轉(zhuǎn)機構(gòu)。主回轉(zhuǎn)電機2安裝在支架I頂部右端，通過回轉(zhuǎn)主軸3帶動旋轉(zhuǎn)支架4進行回轉(zhuǎn)工作。豎直進給電機5、絲杠6與滑塊7組成豎直進給機構(gòu)，安裝在旋轉(zhuǎn)支架4的右部前面。連接支架8、水平進給電機9、旋轉(zhuǎn)臂10組成水平進給機構(gòu)。連接支架8與滑動塊7固聯(lián)。旋轉(zhuǎn)臂10右端與連接支架8安裝在一起，可繞其豎直軸線旋轉(zhuǎn)。水平軸旋轉(zhuǎn)電機11、水平轉(zhuǎn)動架12、豎直軸旋轉(zhuǎn)電機13與電機支架14組成刀具偏轉(zhuǎn)機構(gòu)，用于調(diào)整修剪刀具16的偏轉(zhuǎn)角。水平軸旋轉(zhuǎn)電機11固定在旋轉(zhuǎn)臂10左端內(nèi)側(cè)。水平轉(zhuǎn)動架12與水平軸旋轉(zhuǎn)電機11相連，繞水平軸旋轉(zhuǎn)。豎直軸旋轉(zhuǎn)電機13固定在水平轉(zhuǎn)動架12上端。電機支架14與豎直軸旋轉(zhuǎn)電機13連接，繞豎直軸旋轉(zhuǎn)。修剪電機15安裝在電機支架14上，帶動修剪刀具16完成修剪工作。
[0014]本裝置通過控制多個電機的運動，按要求完成樹木外形修剪，可修剪出球、圓柱、圓錐等回轉(zhuǎn)體外形和長條形外形。該裝置安裝在牽引車上，由牽引車供電。為了防止整個繞回轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)部分在回轉(zhuǎn)過程中電線纏繞，并使電線連接簡便，所以主回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用往復(fù)旋轉(zhuǎn)方式工作，即正轉(zhuǎn)一周，再倒轉(zhuǎn)一周，重復(fù)進行。
[0015]整個裝置所用電機，主回轉(zhuǎn)電機2采用直流減速電機，其余電機為控制電機，如步進電機、伺服電機，方便控制進給量和調(diào)整刀具角度。
[0016]本發(fā)明裝置的安裝方式:
I)修剪圓柱、圓錐、球形等回轉(zhuǎn)體時，裝置安裝在牽引車前部，朝前伸出，或安裝在牽引車后部，朝后伸出；
2)修剪長條形時，裝置安裝在牽引車前部或后部，朝右或朝左伸出。
[0017] 修剪方法:
O圓柱外形修剪牽引車移動，將裝置回轉(zhuǎn)主軸3的中心調(diào)整到與樹冠同心位置，根據(jù)需要修剪的圓柱直徑調(diào)整水平進給電機9，使旋轉(zhuǎn)臂10轉(zhuǎn)動，帶動修剪刀具16移至距樹中心最遠，調(diào)整豎直進給電機5，使水平進給機構(gòu)移至樹冠頂端，調(diào)整水平軸旋轉(zhuǎn)電機11，帶動水平轉(zhuǎn)動架12轉(zhuǎn)動，使修剪刀具16水平朝下。水平進給電機9工作，旋轉(zhuǎn)臂10轉(zhuǎn)動，完成一次向里水平進給，主回轉(zhuǎn)電機2帶動旋轉(zhuǎn)支架4旋轉(zhuǎn)一周，然后再水平進給一次，旋轉(zhuǎn)支架4再旋轉(zhuǎn)一周，直到完成樹冠頂部的修剪。調(diào)整水平進給機構(gòu)，將修剪刀具16至最外偵牝水平軸旋轉(zhuǎn)電機11再將修剪刀具16調(diào)至豎直位置，豎直軸旋轉(zhuǎn)電機13將刀具調(diào)整至朝向樹冠中心。豎直進給電機5開始工作，完成一次豎直向下進給，主回轉(zhuǎn)電機2帶動旋轉(zhuǎn)支架4旋轉(zhuǎn)一周，然后再豎直進給一次，旋轉(zhuǎn)支架4再旋轉(zhuǎn)一周，直到完成樹冠圓柱外形的修剪。水平軸旋轉(zhuǎn)電機11再將修剪刀具16調(diào)至水平朝上位置。水平進給電機9工作，完成一次水平向里進給，主回轉(zhuǎn)電機2帶動旋轉(zhuǎn)支架4旋轉(zhuǎn)一周，然后再水平進給一次，旋轉(zhuǎn)支架4再旋轉(zhuǎn)一周，直到完成樹冠底部的修剪；
2)圓錐外形修剪牽引車移動，將裝置回轉(zhuǎn)主軸3的中心調(diào)整到與樹冠同心位置，調(diào)整豎直進給電機5， 使水平進給機構(gòu)移至樹冠底端，調(diào)整水平進給電機9，使旋轉(zhuǎn)臂10轉(zhuǎn)動，帶動修剪刀具16移至樹冠外側(cè)，根據(jù)圓錐斜度，調(diào)整水平軸旋轉(zhuǎn)電機11，豎直軸旋轉(zhuǎn)電機13將刀具調(diào)整至與圓錐面相切。主回轉(zhuǎn)電機2帶動旋轉(zhuǎn)支架4旋轉(zhuǎn)一周，然后再水平向里進給一次，豎直向上進給一次，調(diào)整水平軸旋轉(zhuǎn)電機11，豎直軸旋轉(zhuǎn)電機13將刀具調(diào)整至與圓錐面相切，旋轉(zhuǎn)支架4再旋轉(zhuǎn)一周，直到完成樹冠外形的修剪；
3)球形修剪牽引車移動，將裝置回轉(zhuǎn)主軸3的中心調(diào)整到與樹冠同心位置，調(diào)整豎直進給電機5，使水平進給機構(gòu)移至樹冠中間高度，調(diào)整水平進給電機9，使旋轉(zhuǎn)臂10轉(zhuǎn)動，帶動修剪刀具16移至樹冠最外側(cè)，調(diào)整修剪刀具16與修剪的球面相切，主回轉(zhuǎn)電機2帶動旋轉(zhuǎn)支架4旋轉(zhuǎn)一周，然后再水平向里進給一次，豎直向上進給一次，調(diào)整水平軸旋轉(zhuǎn)電機11，豎直軸旋轉(zhuǎn)電機13將刀具調(diào)整至與球面相切，旋轉(zhuǎn)支架4再旋轉(zhuǎn)一周，直到完成樹冠球面上半部的修剪。再調(diào)整水平進給電機9，使旋轉(zhuǎn)臂10轉(zhuǎn)動，帶動修剪刀具16移至樹冠最外側(cè)，調(diào)整豎直進給電機5，使水平進給機構(gòu)移回至樹冠中間高度，調(diào)整修剪刀具與修剪的球面相切，主回轉(zhuǎn)電機2帶動旋轉(zhuǎn)支架4旋轉(zhuǎn)一周，然后再水平向里進給一次，豎直向下進給一次，調(diào)整水平軸旋轉(zhuǎn)電機11，豎直軸旋轉(zhuǎn)電機13將刀具調(diào)整至與球面相切，旋轉(zhuǎn)支架4再旋轉(zhuǎn)一周，直到完成樹冠球面下半部的修剪；
4)長條形修剪牽引車移動到與長條形平行，距離合適的位置，旋轉(zhuǎn)支架4轉(zhuǎn)動到最右偵牝旋轉(zhuǎn)臂10也旋轉(zhuǎn)到最右側(cè)，使修剪刀具16距牽引車最遠，調(diào)整修剪刀具16軸線豎直朝下，與樹木頂部相切。牽引車向前開動，同時修剪刀具16在旋轉(zhuǎn)臂10帶動下往復(fù)擺動，完成樹木頂部修剪。然后調(diào)整修剪刀具16使軸線水平朝外，與樹木內(nèi)側(cè)面相切，開動牽引車，同時修剪刀具16在豎直進給機構(gòu)帶動下上下往復(fù)移動，完成樹木內(nèi)側(cè)面修剪。然后，調(diào)整牽引車與樹木的距離，旋轉(zhuǎn)支架4與旋轉(zhuǎn)臂10旋轉(zhuǎn)，并且調(diào)整修剪刀具16使其軸線水平朝里，與樹木外側(cè)面相切，開動牽引車，同時修剪刀具16在豎直進給機構(gòu)帶動下上下往復(fù)移動，完成樹木外側(cè)面修剪。
【權(quán)利要求】
1.一種景觀樹木外形自動修剪裝置，包括:支架(1)、主回轉(zhuǎn)電機(2)、回轉(zhuǎn)主軸(3)、旋轉(zhuǎn)支架(4)、豎直進給電機(5)、絲杠(6)、滑塊(7)、連接支架(8)、水平進給電機(9)、旋轉(zhuǎn)臂(10)、水平軸旋轉(zhuǎn)電機(11 )、水平轉(zhuǎn)動架(12)、豎直軸旋轉(zhuǎn)電機(13)、電機支架(14)、修剪電機(15)、修剪刀具(16)，其特征在于，整個裝置通過支架(1)的下端與牽引車固聯(lián)，主回轉(zhuǎn)電機(2)、回轉(zhuǎn)主軸(3)和旋轉(zhuǎn)支架(4)組成主回轉(zhuǎn)機構(gòu)，主回轉(zhuǎn)電機(2)安裝在支架(I)頂部右端，通過回轉(zhuǎn)主軸(3)帶動旋轉(zhuǎn)支架(4)進行回轉(zhuǎn)工作，豎直進給電機(5)、絲杠(6)與滑塊(7)組成豎直進給機構(gòu)，安裝在旋轉(zhuǎn)支架(4)的右部前面，連接支架(8)、水平進給電機(9)、旋轉(zhuǎn)臂(10)組成水平進給機構(gòu)，連接支架(8)與滑動塊(7)固聯(lián)，旋轉(zhuǎn)臂(10)右端與連接支架(8)安裝在一起，可繞其豎直軸線旋轉(zhuǎn)，水平軸旋轉(zhuǎn)電機(11)、水平轉(zhuǎn)動架(12 )、豎直軸旋轉(zhuǎn)電機(13 )與電機支架(14)組成刀具偏轉(zhuǎn)機構(gòu)，用于調(diào)整修剪刀具(16 )的偏轉(zhuǎn)角，水平軸旋轉(zhuǎn)電機(11)固定在旋轉(zhuǎn)臂(10 )左端內(nèi)側(cè)，水平轉(zhuǎn)動架(12 )與水平軸旋轉(zhuǎn)電機(11)相連，繞水平軸旋轉(zhuǎn)，豎直軸旋轉(zhuǎn)電機(13)固定在水平轉(zhuǎn)動架(12)上端，電機支架14與豎直軸旋轉(zhuǎn)電機(13 )連接，繞豎直軸旋轉(zhuǎn)，修剪電機(15 )安裝在電機支架(14 )上，帶動修剪刀具(16)完成修剪工作。
2.一種景觀樹木外形修剪方法，其特征在于使用如權(quán)利要求1所述的景觀樹木外形自動修剪裝置。
【文檔編號】A01G3/08GK104012317SQ201410295791
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】李文忠, 張付祥 申請人:河北科技大學(xué)