[发明专利]一种可倾式伺服驱动大空间两构态变胞式整枝伐树机器人

说明书

技术领域

本发明涉及树木整枝伐树机器人领域，特别是一种可倾式伺服驱动大空间两构态变胞式整枝伐树机器人。

背景技术

中国专利201610396453.X公布了一种伐木机器人，通过四个驱动轮的移动，实现切割的定位，工作柔性低，工作空间小，只能实现伐木任务；中国专利201610419380.1公开了一种用于伐木机的全液压自动伐木装置，此伐木装置由全液压元件组成，其液压元件精度要求高，液压系统制造成本高，工作寿命不长，易漏油，也只能实现伐木任务；中国专利201210335835.3公开了一种伐树截木一体机，此伐树截木机，仅用于伐树截木，不能用于树木整枝、修剪，且此伐木机只能与工程机械配合使用，工作空间小，柔性更小；中国专利201310427637.4公开了一种电动植物整枝机，此植物整枝机，仅用于植物整枝，不能用于伐木、截木。现有有关伐树机器人的设计，均功能单一，工作空间小，稳定性不足，精度低，不能根据功能需求或者环境的变化，灵活改变构型和位姿以适应不同任务和场合，柔性低。

目前，尚未见有一种能够可编程化伺服控制，全方位调节位姿，并能实现两种构态变换，其兼具大工作空间、高精度、低成本和养护简单、高动态稳定性特征，又能具有树木整枝、伐树和分段截取功能的一种可倾式伺服驱动大空间两构态变胞式整枝伐树机器人的创新发明设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种可倾式伺服驱动大空间两构态变胞式整枝伐树机器人，它能够可编程化伺服控制，全方位调节位姿，并能实现两种构态变换，在大工作空间、高精度、高动态稳定性状态下对树木进行整枝、伐树和分段截取。

本发明的技术方案是：一种可倾式伺服驱动大空间两构态变胞式整枝伐树机器人，包括倾斜调节液压缸、伺服电机、整枝伐树截木锯组件、履带式行走系统、底盘、机架、驱动连杆、传动连杆、输出连杆、销轴、液压缸和虎克铰，其特征在于，具体结构和连接关系为：

所述倾斜调节液压缸包括第一倾斜调节液压缸和第二倾斜调节液压缸，所述第一倾斜调节液压缸一端通过第十六销轴与底盘连接，另一端通过第十七销轴与机架连接，所述第二倾斜调节液压缸一端通过第十八销轴与底盘连接，另一端通过第十九销轴与机架连接，通过两个倾斜调节液压缸的相互作用，即第一倾斜调节液压缸伸展，第二倾斜调节液压缸压缩，或者相反，达到整机倾斜状态，实现树木整枝伐树机的三维空间内的全方位调节；

所述伺服电机包括第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机，第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机均安装在机架上；

所述整枝伐树截木锯组件包括刀锯机构、下夹抱机构、滚轮、上夹抱机构和打枝刀，所述刀锯机构在整枝伐树截木锯组件的最下方，往上依次是下夹抱机构、滚轮、上夹抱机构和打枝刀，所述整枝伐树截木锯组件通过转动副与虎克铰连接，整枝伐树截木锯组件通过第二球副机构与液压缸连接；

所述履带式行走系统通过转动副与底盘连接；

所述底盘一端通过第十四销轴与机架连接，另一端通过第十五销轴与机架连接；

所述驱动连杆包括第五连杆、第三连杆和第一连杆，所述第五连杆一端通过第十二销轴与机架连接，另一端通过第十一销轴与第六连杆连接，所述第三连杆一端通过第六销轴与机架连接，另一端通过第四销轴与第四连杆连接，所述第一连杆一端通过第五销轴与机架连接，另一端通过第三销轴与第七连杆连接；

所述传动连杆包括第六连杆、第四连杆、第二连杆、第八连杆和第七连杆，所述第六连杆一端通过第十一销轴与第五连杆连接，另一端通过第九销轴与第八连杆连接，所述第四连杆一端通过第四销轴与第三连杆连接，另一端通过第一销轴与输出连杆连接，所述第二连杆一端通过第三销轴与第一连杆连接，另一端通过第二销轴与第七连杆连接，所述第八连杆一端通过第七销轴与机架连接，中部通过第九销轴与第六连杆连接，另一端通过第八销轴与第七连杆连接，所述第七连杆一端通过第二销轴与第二连杆连接，中部通过第八销轴与第八连杆连接，另一端通过第十销轴与输出连杆连接；

所述输出连杆一端通过第一销轴与第四连杆连接，中部通过第十销轴与第七连杆连接，另一端通过第十三销轴与虎克铰连接，输出连杆通过第一球副机构与液压缸连接；

所述销轴包括第一销轴、第二销轴、第三销轴、第四销轴、第五销轴、第六销轴、第七销轴、第八销轴、第九销轴、第十销轴、第十一销轴、第十二销轴、第十三销轴、第十四销轴、第十五销轴、第十六销轴、第十七销轴、第十八销轴和第十九销轴。

所述第一连杆、第三连杆和第五连杆分别由第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机驱动。