[发明专利]一种自动化步进爬树锯式整枝机器人

说明书

一种自动化步进爬树锯式整枝机器人，包括机械腿装置、锯式整枝系统、传感器和机架杆组件。所述一种自动化步进爬树锯式整枝机器人，机械腿驱动电机单独驱动时，便能实现复杂爬树抱树运动，驱动简单；机械腿与树干有倾斜角度，利用驱动力的反作用力便可实现锁死，爬树抱树工作安全可靠；机器人爬树过程中，转换自由度，可以改变抱紧角度，实现机器人灵活适应不同直径树木；模拟动物身体构造，使爬树整枝机器人灵活适应不同形状树木；多自由度整枝系统与爬树机器人结合，移动性能好、整枝方便灵活，工作效率高，整枝定位精确，可以完成复杂的整枝工作；多个传感器反馈参数到控制器，通过编程控制，可以实现自动化爬树整枝工作。

技术领域

本发明涉及机器人设计领域，特别是一种自动化步进爬树锯式整枝机器人。

树木在生长的过程中，修剪整枝是一项必不可少的工作，发明专利CN 102283026A公布了一种果树修剪机，所述果树修剪机需要人工背负，对于高枝修剪，需要更换加长铝管，因此劳动强度大，工作效率低。发明专利CN 105940975 A公布了一种果树修剪机，所述修剪机的执行部件安装在动力机车上，依靠机械臂进行整枝工作，但是不能灵活避开分布散乱的枝干，进行精确的整枝工作，其他公开的有关整枝机器人的专利与上述两个专利类似。

中国专利ZL2012103468033公开了一种四足攀爬机器人，该机器人利用自重自锁，而且每个抱紧臂都安装三个电机，驱动较复杂，总体运动速度也较慢，不具适用性。

随着机器人技术水平的不断提高，仿生机器人的应用渐为广泛，其中仿生爬树机器人的应用在树木整枝、病害防治、虫害防治、果实采摘、野外探测监控等方面也日益增多，因此将仿生机器人应用于爬树整枝工作，可以克服现有技术的缺点。

自动化是工业现代化的重要条件和显著标志，通过测量及反馈各种参数的传感器，控制系统可以自动调节机器的运行状态，因此将传感器安装到爬树整枝机器人中，可以自动完成爬树整枝作业。

目前，未见有驱动简单，爬树可靠安全，能适应不同粗细、形状树木，移动性能好、整枝方便灵活，工作效率高、整枝定位精确的自动化步进爬树锯式整枝机器人。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化步进爬树锯式整枝机器人，它能克服现有整枝技术的不足，该步进爬树锯式整枝机器人，驱动电机单独驱动时，便能实现复杂爬树抱树运动，驱动简单；机械腿与树干有倾斜角度，利用驱动力的反作用力便可实现锁死，爬树抱树工作安全可靠；机器人爬树过程中，转换自由度，可以改变抱紧角度，实现机器人灵活适应不同直径树木；模拟动物身体构造，使爬树整枝机器人灵活适应不同形状树木；多自由度整枝系统与爬树机器人结合，移动性能好，整枝方便灵活，工作效率高，整枝定位精确，可以完成复杂的整枝工作；多个传感器反馈参数到控制器，通过编程控制，可以实现自动化爬树整枝工作。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种自动化步进爬树锯式整枝机器人，包括机械腿装置、锯式整枝系统、传感器和机架杆组件，具体结构和连接关系为：

所述机械腿装置包括第一机械腿装置、第二机械腿装置、第三机械腿装置和第四机械腿装置，所述第一机械腿装置包括驱动摇杆、从动摇杆、连杆、机械腿驱动电机、连接架、滑套、滑套驱动液压缸、机械腿驱动液压缸、机械腿、固定爪、弧形限位滑槽和滚动轴承，驱动摇杆一端与连杆铰接，另一端与机械腿驱动电机固定连接，机械腿驱动电机与第一杆相连，并驱动驱动摇杆相对第一杆转动，从动摇杆一端与连杆铰接，另一端与第一杆铰接，连接架既与连杆通过铰链连接，又与滑套通过圆柱副连接，还与机械腿驱动液压缸连接，所述滑套与滑套驱动液压缸连接，所述机械腿驱动液压缸与机械腿连接，所述滑套驱动液压缸与第一杆铰接，所述固定爪与连接架固定连接，所述从动摇杆下方安装了滚动轴承，滚动轴承在弧形限位滑槽内运动，弧形限位滑槽固定在第一杆下方，第二机械腿装置、第三机械腿装置、第四机械腿装置与第一机械腿装置结构及连接关系相同；