[发明专利]一种五自由度绿篱苗木修剪机

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种用于道路绿化带修剪、景观苗木造型的修剪机，具体是一种五自由度绿篱苗木修剪机。 

二、技术背景

目前，对城市公园、道路绿化带、景观苗木造型以及高速公路上绿化植物的修剪整型主要是依靠工人的作业经验和使用各种绿篱修剪机，其中使用较为普遍的是手推式或背负式修剪机，该类机器重量约为5—10公斤，作业时操作者一直处于持重状态，尤其是修剪低位或高位绿篱时，操作者还必须弯腰或举起修剪机进行，劳动强度比较大，而且工作时机器产生的振动和噪音也较大，长时间操作不利于身体健康；另外，此类机器完全凭借操作者的修剪技术和责任心来确保修剪的平整度及造型效果，不仅增添了工作难度，修剪质量也难以保证。据统计，一个有经验的员工，每小时只能修剪约50～60平方符合修剪质量要求的绿篱，而修剪一个半圆或圆球造型约需20～30分钟才能完成，费力且效率低；特别是城市道路两侧或高速公路上长达几十公里甚至上百公里的隔离绿化带，也大多是采用人工修剪的方式，每次养护都需要投入大量的人力物力，修剪工作量大，而且工作过程中可能会危害人身安全。目前市面上出现的自动化修剪机功能单一，主要用于对高速公路隔离带的平面及立面修剪。市面上还没有出现一种结构简单、操作简便且能对绿篱树木、景观苗木进行各种形状的造型修剪的自动化修剪机。 

中国专利200620130380介绍了一种车载式机械手型修剪机，包括可固定于牵引车辆上的折叠式升降机械臂，在工作时，该机械臂的前臂展开呈水平状态，在前臂的前端固装有由一水平回转机构驱使的可在水平面上做回转运动的水平机械臂，该水平机械臂有一可在水平面上伸缩移动的水平移位臂，水平移位臂的前端设有修剪机械手。本机可在机动车辆牵引下，通过控制系统发出指令驱动各运动机构实现对高速公路中央及道路两侧的绿化隔离带及一些具有几何造型的绿化植物进行修剪及整形，作业安全，自动化程度高，操作简单，修剪效率高；绿篱的水平面、垂直面和绿篱表面的平整度以及植物的几何造型均由本机自动控制，所以修剪质量有保障。 

中国专利201020219192.2公开了一种车载式绿篱修剪机，包括承载车和安装在承载车上的绿篱修剪设备;绿篱修剪设备包括能在水平面上360°旋转的回转底座、能同时进行前后伸缩与上下移动的伸缩臂、固定安装在伸缩臂前端部的刀盘架、水平安装在刀盘架下方的多个旋转刀头、对旋转刀头进行驱动的刀具驱动机构、带动刀盘架进行四周翻转动作的刀盘翻转驱动机构、底座驱动装置、伸缩臂驱动装置和控制系统。本发明结构简单、操作方便、 自动化程度高、作业效率高、修剪姿态转换速度快且作业范围广、修剪质量高、作业安全，能有效克服现有绿篱修剪机存在的高位修剪与低位打草需分别两套独立机构、操作复杂、生产成本高、自动化程度低、作业范围小等缺陷。 

上述公开文献报道的修剪方式仍然存在一些不足之处，第一种结构复杂、控制系统不易实现、成本高，第二种功能单一，适用范围窄。 

三、发明内容

本发明的目的是提供一种五自由度绿篱苗木修剪机，它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。 

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种五自由度绿篱苗木修剪机，包括安装在承载车前方的手位姿调整台，能360°回转的旋转底座安装在修剪机械手位姿调整台上，升降机构固定安装在所述旋转底座上，伸缩机构固定安装在所述升降机构的升降架上并能随升降架一起上升或下降，能驱动修剪刀头进行360°旋转的修剪刀头旋转装置固定在伸缩机构前端，竖直起降机构安装在修剪刀头旋转装置上，修剪刀头倾斜度调整关节固定在竖直起降机构下端且随竖直起降机构上升或下降，修剪刀头安装在修剪刀头倾斜度调整关节的输出轴端，摄像头安装在竖直起降机构顶端，摄像头与控制系统连接，触摸屏安装在承载车的驾驶座前，触摸屏与控制系统连接，水平传感器安装在修剪机械手位姿调整台上，升降机构限位传感器安装在升降机构的两端，伸缩机构限位传感器安装在伸缩机构两端，竖直起降机构限位传感器安装在竖直起降机构的两端，刀盘转速传感器安装在修剪刀头内，所述水平传感器、升降机构限位传感器、伸缩机构限位传感器、竖直起降机构限位传感器、刀盘转速传感器与控制系统连接。 

所述修剪机械手位姿调整台包括左推杆、右推杆、安装架以及十字关节，左推杆、右推杆通过上端球关节铰接到安装架，通过中间球关节铰接到承载车上，安装架通过十字关节与承载车连接。