一種可傾式雙兩和單自由度變換液壓驅動整枝伐樹機器人制造技術

一種可傾式雙兩和單自由度變換液壓驅動整枝伐樹機器人，包括傾斜調節液壓缸、液壓馬達、行走裝置、底盤、機架、驅動連桿、傳動連桿、三角架、輸出連桿、鉸鏈、液壓缸、虎克鉸和整枝伐樹截木組件。該樹木整枝伐樹機器人能夠通過傾斜調節液壓缸全方位調節機身工作位姿，并可平穩運動、質量輕、承載能力大且噪音小的液壓馬達驅動，且能夠在兩個雙自由度和一個單自由度間靈活變換變胞，具有大工作空間、高精度、高動態穩定性特點，能夠進行樹木整枝、伐樹和分段截取等工作。

A tilting type double and two single degree of freedom hydraulic driven pruning robot felling transform

A tilting type double and two single degree of freedom hydraulic pruning robot transform felling, including a tilt adjusting hydraulic cylinder, hydraulic motor, walking device, chassis, rack, drive rod, a transmission rod, a tripod, output rod, hinge, hydraulic cylinder, cutting and pruning of tree Hooke hinge section wood components. The felling tree pruning robot capable of adjusting the hydraulic cylinder by tilting the fully adjustable body working position, and smooth movement, light quality, bearing capacity and low noise hydraulic motor drive, and in two with two degrees of freedom and a single degree of freedom flexible transform metamorphic, with large working space and high high precision, dynamic stability characteristics, can be a tree pruning, tree felling and segmented interception etc..

【技術實現步驟摘要】
一種可傾式雙兩和單自由度變換液壓驅動整枝伐樹機器人
本專利技術涉及機器人領域，特別是一種可傾式雙兩和單自由度變換液壓驅動整枝伐樹機器人。
技術介紹
中國專利201610396453.X公布了一種伐木機器人，通過四個驅動輪的移動，實現切割的定位，工作精度和柔性低，運動空間小，只能實現伐木任務；中國專利201610419380.1公開了一種用于伐木機的全液壓自動伐木裝置，但只能實現伐木任務，且工作柔性低，工作空間小，機身不能全方位傾斜調節；中國專利201210335835.3公開了一種伐樹截木一體機，此伐樹截木機，僅用于伐樹截木，不能用于樹木整枝、修剪，且此伐木機只能與工程機械配合使用；中國專利201310427637.4公開了一種電動植物整枝機，此植物整枝機，僅用于植物整枝，不能用于伐木、截木。現有有關伐樹機器人的設計，均功能單一，工作空間小，穩定性不足，精度低，平穩度差，噪音大且承載能力低，不能根據功能需求或者環境的變化，靈活改變構型以適應不同任務和場合，柔性低。目前，尚未見有一種能夠運動平穩、質量輕、承載能力大且噪音小的液壓驅動，能夠全方位調節，并能夠在兩個兩自由度和一個單自由度間靈活變換變胞，其兼具大工作空間、高精度、低成本和養護簡單特征，并且其驅動液壓馬達均安裝在機架上，減少各構件負載，使其運動高動態穩定性，又能具有樹木整枝、伐樹和分段截取功能的一種可傾式雙兩和單自由度變換液壓驅動整枝伐樹機器人的創新專利技術設計。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種可傾式雙兩和單自由度變換液壓驅動整枝伐樹機器人，它能夠運動平穩、質量輕、承載能力大且噪音小的液壓驅動，能夠全方位調節，并能夠在兩個雙自由度和一個單自由度間靈活變換變胞，具有大工作空間、高精度、高動態穩定性進行樹木整枝、伐樹和分段截取。本專利技術的技術方案是：一種可傾式雙兩和單自由度變換液壓驅動整枝伐樹機器人，包括傾斜調節液壓缸、液壓馬達、行走裝置、底盤、機架、驅動連桿、傳動連桿、三角架、輸出連桿、鉸鏈、液壓缸、虎克鉸和整枝伐樹截木組件，具體結構和連接關系為：所述傾斜調節液壓缸包括第一傾斜調節液壓缸和第二傾斜調節液壓缸，所述第一傾斜調節液壓缸一端通過第十七鉸鏈與底盤連接，另一端通過第十八鉸鏈與機架連接，所述第二傾斜調節液壓缸一端通過第十九鉸鏈與底盤連接，另一端通過第二十鉸鏈與機架連接，通過兩個傾斜調節液壓缸的相互作用，即第一傾斜調節液壓缸伸展，第二傾斜調節液壓缸壓縮，或者相反，達到整機傾斜狀態，實現樹木整枝伐樹機器人機構的三維空間內的全方位調節；所述液壓馬達包括第一液壓馬達、第二液壓馬達、第三液壓馬達、第四液壓馬達和第五液壓馬達，第一液壓馬達和機架固定連接，第二液壓馬達和機架固定連接，第三液壓馬達和機架固定連接，第四液壓馬達與馬達支座固定連接，第五液壓馬達通過轉動副和絲桿連接；所述行走裝置和底盤通過轉動副連接；所述底盤一端通過第十五鉸鏈與機架連接，另一端通過第十六鉸鏈與機架連接；所述驅動連桿包括前搖桿、中搖桿和后搖桿，所述前搖桿一端通過第九鉸鏈與機架連接，另一端通過第十三鉸鏈與前連桿連接，所述中搖桿一端通過第七鉸鏈與機架連接，另一端通過第五鉸鏈與中連桿、三角架連接，所述后搖桿一端通過第六鉸鏈與機架連接，另一端通過第四鉸鏈與后連桿連接；所述傳動連桿包括前連桿、支架桿、中連桿、后連桿和長桿，所述前連桿一端通過第十三鉸鏈與前搖桿連接，另一端通過第十一鉸鏈與支架桿連接，所述支架桿一端通過第八鉸鏈與機架連接，中部通過第十一鉸鏈與前連桿連接，另一端通過第十鉸鏈與長桿連接，所述中連桿一端通過第五鉸鏈與中搖桿、三角架連接，中部通過第二鉸鏈與三角架連接，另一端通過第一鉸鏈與輸出連桿連接，所述后連桿一端通過第四鉸鏈與后搖桿連接，另一端通過第三鉸鏈與長桿連接，所述長桿一端通過第三鉸鏈與后連桿連接，中部通過第十鉸鏈與支架桿連接，另一端通過第十二鉸鏈與輸出連桿連接；所述三角架一端通過第五鉸鏈與中搖桿、中連桿連接，另一端通過第二鉸鏈與中連桿連接；所述輸出連桿一端通過第一鉸鏈與中連桿連接，中部通過第十二鉸鏈與長桿連接，另一端通過第十四鉸鏈與虎克鉸連接，輸出連桿通過第一球副機構與液壓缸連接；所述鉸鏈包括第一鉸鏈、第二鉸鏈、第三鉸鏈、第四鉸鏈、第五鉸鏈、第六鉸鏈、第七鉸鏈、第八鉸鏈、第九鉸鏈、第十鉸鏈、第十一鉸鏈、第十二鉸鏈、第十三鉸鏈、第十四鉸鏈、第十五鉸鏈、第十六鉸鏈、第十七鉸鏈、第十八鉸鏈、第十九鉸鏈和第二十鉸鏈；所述整枝伐樹截木組件包括刀鋸機構、下夾抱機構、滾輪、上夾抱機構和打枝刀；所述刀鋸機構在整枝伐樹截木組件的最下方，往上依次是下夾抱機構、滾輪、上夾抱機構和打枝刀；所述整枝伐樹截木組件通過轉動副與虎克鉸連接，整枝伐樹截木組件通過第二球副機構與液壓缸連接；所述刀鋸機構包括刀鋸、滑塊、導桿、第三連桿、第四連桿、曲柄、第四液壓馬達、馬達支座、絲桿和第五液壓馬達，所述刀鋸和滑塊固定連接，滑塊和導桿通過圓柱副連接，所述第三連桿一端通過轉動副和滑塊連接，另一端通過轉動副和第四連桿連接，所述曲柄一端通過轉動副和第四連桿連接，另一端通過轉動副和第四液壓馬達連接，所述馬達支座和第四液壓馬達固定連接，馬達支座通過螺旋副和絲桿連接，所述第五液壓馬達通過轉動副和絲桿連接；所述下夾抱機構包括螺桿、固定支座、第一連桿、活動支座、螺母和第二連桿，所述固定支座固定于整枝伐樹截木組件上，固定支座和活動支座通過螺桿連接，螺桿的一端連接螺母，所述第一連桿一端通過轉動副和固定支座連接，另一端通過轉動副和第二連桿連接，所述第二連桿一端通過轉動副和第一連桿連接，中部通過轉動副和活動支座連接；所述滾輪末端與原動機輸出軸連接，原動機與整枝伐樹截木組件固定連接，原動機設置于整枝伐樹截木組件內部，整枝伐樹截木組件有兩個滾輪，沿豎直中心線對稱分布與整枝伐樹截木組件兩側；所述上夾抱機構和下夾抱機構結構相同，其零部件和零部件之間的連接關系均相同；所述打枝刀設置于整枝伐樹截木組件上部，與整枝伐樹截木組件固定連接。所述后搖桿、中搖桿、前搖桿、曲柄和絲桿分別由第一液壓馬達、第二液壓馬達、第三液壓馬達、第四液壓馬達和第五液壓馬達驅動，且第一液壓馬達、第二液壓馬達和第三液壓馬達均安裝在機架上。所述驅動連桿全部運動時，三角架一端通過第五鉸鏈與中搖桿、中連桿連接，另一端通過第二鉸鏈與中連桿連接，實現十連桿兩自由度運動；驅動連桿全部運動時，三角架一端通過第五鉸鏈與中搖桿、中連桿連接，另一端第二鉸鏈與第三鉸鏈處于重疊位置時，實現十一連桿兩自由度運動；驅動桿件為前搖桿時，第三鉸鏈與第五鉸鏈處于重疊位置時，實現十連桿單自由度運動。所述第一球副機構設置于輸出連桿的中軸線上，第二球副機構設置于整枝伐樹截木組件的一側；所述第一球副機構和第二球副機構不在同一豎直面內。本專利技術的突出優點在于：1.采用閉鏈可控連桿機構，驅動采用液壓馬達驅動，且安裝在機架上，運動平穩，質量輕承載能力大且噪音小；另外，機構由全桿件組成，制造成本低，工作壽命長，機構維護保養簡單。2.機身通過兩傾斜調節液壓缸的相互作用全方位傾斜作業，有利于適應不同作業環境；并且能夠在兩個兩自由度和一個單自由度間靈活變換，靈活實現三種不同構態，機構在兩種兩自由度構態時，機構均具有柔性化的特點，更有效地增大了本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可傾式雙兩和單自由度變換液壓驅動整枝伐樹機器人，包括傾斜調節液壓缸、液壓馬達、行走裝置、底盤、機架、驅動連桿、傳動連桿、三角架、輸出連桿、鉸鏈、液壓缸、虎克鉸和整枝伐樹截木組件，其特征在于，具體結構和連接關系為：所述傾斜調節液壓缸包括第一傾斜調節液壓缸和第二傾斜調節液壓缸，所述第一傾斜調節液壓缸一端通過第十七鉸鏈與底盤連接，另一端通過第十八鉸鏈與機架連接，所述第二傾斜調節液壓缸一端通過第十九鉸鏈與底盤連接，另一端通過第二十鉸鏈與機架連接，通過兩個傾斜調節液壓缸的相互作用，即第一傾斜調節液壓缸伸展，第二傾斜調節液壓缸壓縮，或者相反，達到整機傾斜狀態，實現樹木整枝伐樹機器人機構的三維空間內的全方位調節；所述液壓馬達包括第一液壓馬達、第二液壓馬達、第三液壓馬達、第四液壓馬達和第五液壓馬達，第一液壓馬達和機架固定連接，第二液壓馬達和機架固定連接，第三液壓馬達和機架固定連接，第四液壓馬達與馬達支座固定連接，第五液壓馬達通過轉動副和絲桿連接；所述行走裝置和底盤通過轉動副連接；所述底盤一端通過第十五鉸鏈與機架連接，另一端通過第十六鉸鏈與機架連接；所述驅動連桿包括前搖桿、中搖桿和后搖桿，所述前搖桿一端通過第九鉸鏈與機架連接，另一端通過第十三鉸鏈與前連桿連接，所述中搖桿一端通過第七鉸鏈與機架連接，另一端通過第五鉸鏈與中連桿、三角架連接，所述后搖桿一端通過第六鉸鏈與機架連接，另一端通過第四鉸鏈與后連桿連接；所述傳動連桿包括前連桿、支架桿、中連桿、后連桿和長桿，所述前連桿一端通過第十三鉸鏈與前搖桿連接，另一端通過第十一鉸鏈與支架桿連接，所述支架桿一端通過第八鉸鏈與機架連接，中部通過第十一鉸鏈與前連桿連接，另一端通過第十鉸鏈與長桿連接，所述中連桿一端通過第五鉸鏈與中搖桿、三角架連接，中部通過第二鉸鏈與三角架連接，另一端通過第一鉸鏈與輸出連桿連接，所述后連桿一端通過第四鉸鏈與后搖桿連接，另一端通過第三鉸鏈與長桿連接，所述長桿一端通過第三鉸鏈與后連桿連接，中部通過第十鉸鏈與支架桿連接，另一端通過第十二鉸鏈與輸出連桿連接；所述三角架一端通過第五鉸鏈與中搖桿、中連桿連接，另一端通過第二鉸鏈與中連桿連接；所述輸出連桿一端通過第一鉸鏈與中連桿連接，中部通過第十二鉸鏈與長桿連接，另一端通過第十四鉸鏈與虎克鉸連接，輸出連桿通過第一球副機構與液壓缸連接；所述鉸鏈包括第一鉸鏈、第二鉸鏈、第三鉸鏈、第四鉸鏈、第五鉸鏈、第六鉸鏈、第七鉸鏈、第八鉸鏈、第九鉸鏈、第十鉸鏈、第十一鉸鏈、第十二鉸鏈、第十三鉸鏈、第十四鉸鏈、第十五鉸鏈、第十六鉸鏈、第十七鉸鏈、第十八鉸鏈、第十九鉸鏈和第二十鉸鏈；所述整枝伐樹截木組件包括刀鋸機構、下夾抱機構、滾輪、上夾抱機構和打枝刀；所述刀鋸機構在整枝伐樹截木組件的最下方，往上依次是下夾抱機構、滾輪、上夾抱機構和打枝刀；所述整枝伐樹截木組件通過轉動副與虎克鉸連接，整枝伐樹截木組件通過第二球副機構與液壓缸連接；所述刀鋸機構包括刀鋸、滑塊、導桿、第三連桿、第四連桿、曲柄、第四液壓馬達、馬達支座、絲桿和第五液壓馬達，所述刀鋸和滑塊固定連接，滑塊和導桿通過圓柱副連接，所述第三連桿一端通過轉動副和滑塊連接，另一端通過轉動副和第四連桿連接，所述曲柄一端通過轉動副和第四連桿連接，另一端通過轉動副和第四液壓馬達連接，所述馬達支座和第四液壓馬達固定連接，馬達支座通過螺旋副和絲桿連接，所述第五液壓馬達通過轉動副和絲桿連接；所述下夾抱機構包括螺桿、固定支座、第一連桿、活動支座、螺母和第二連桿，所述固定支座固定于整枝伐樹截木組件上，固定支座和活動支座通過螺桿連接，螺桿的一端連接螺母，所述第一連桿一端通過轉動副和固定支座連接，另一端通過轉動副和第二連桿連接，所述第二連桿一端通過轉動副和第一連桿連接，中部通過轉動副和活動支座連接；所述滾輪末端與原動機輸出軸連接，原動機與整枝伐樹截木組件固定連接，原動機設置于整枝伐樹截木組件內部，整枝伐樹截木組件有兩個滾輪，沿豎直中心線對稱分布與整枝伐樹截木組件兩側；所述上夾抱機構和下夾抱機構結構相同，其零部件和零部件之間的連接關系均相同；所述打枝刀設置于整枝伐樹截木組件上部，與整枝伐樹截木組件固定連接。...

【技術特征摘要】
1.一種可傾式雙兩和單自由度變換液壓驅動整枝伐樹機器人，包括傾斜調節液壓缸、液壓馬達、行走裝置、底盤、機架、驅動連桿、傳動連桿、三角架、輸出連桿、鉸鏈、液壓缸、虎克鉸和整枝伐樹截木組件，其特征在于，具體結構和連接關系為：所述傾斜調節液壓缸包括第一傾斜調節液壓缸和第二傾斜調節液壓缸，所述第一傾斜調節液壓缸一端通過第十七鉸鏈與底盤連接，另一端通過第十八鉸鏈與機架連接，所述第二傾斜調節液壓缸一端通過第十九鉸鏈與底盤連接，另一端通過第二十鉸鏈與機架連接，通過兩個傾斜調節液壓缸的相互作用，即第一傾斜調節液壓缸伸展，第二傾斜調節液壓缸壓縮，或者相反，達到整機傾斜狀態，實現樹木整枝伐樹機器人機構的三維空間內的全方位調節；所述液壓馬達包括第一液壓馬達、第二液壓馬達、第三液壓馬達、第四液壓馬達和第五液壓馬達，第一液壓馬達和機架固定連接，第二液壓馬達和機架固定連接，第三液壓馬達和機架固定連接，第四液壓馬達與馬達支座固定連接，第五液壓馬達通過轉動副和絲桿連接；所述行走裝置和底盤通過轉動副連接；所述底盤一端通過第十五鉸鏈與機架連接，另一端通過第十六鉸鏈與機架連接；所述驅動連桿包括前搖桿、中搖桿和后搖桿，所述前搖桿一端通過第九鉸鏈與機架連接，另一端通過第十三鉸鏈與前連桿連接，所述中搖桿一端通過第七鉸鏈與機架連接，另一端通過第五鉸鏈與中連桿、三角架連接，所述后搖桿一端通過第六鉸鏈與機架連接，另一端通過第四鉸鏈與后連桿連接；所述傳動連桿包括前連桿、支架桿、中連桿、后連桿和長桿，所述前連桿一端通過第十三鉸鏈與前搖桿連接，另一端通過第十一鉸鏈與支架桿連接，所述支架桿一端通過第八鉸鏈與機架連接，中部通過第十一鉸鏈與前連桿連接，另一端通過第十鉸鏈與長桿連接，所述中連桿一端通過第五鉸鏈與中搖桿、三角架連接，中部通過第二鉸鏈與三角架連接，另一端通過第一鉸鏈與輸出連桿連接，所述后連桿一端通過第四鉸鏈與后搖桿連接，另一端通過第三鉸鏈與長桿連接，所述長桿一端通過第三鉸鏈與后連桿連接，中部通過第十鉸鏈與支架桿連接，另一端通過第十二鉸鏈與輸出連桿連接；所述三角架一端通過第五鉸鏈與中搖桿、中連桿連接，另一端通過第二鉸鏈與中連桿連接；所述輸出連桿一端通過第一鉸鏈與中連桿連接，中部通過第十二鉸鏈與長桿連接，另一端通過第十四鉸鏈與虎克鉸連接，輸出連桿通過第一球副機構與液壓缸連接；所述鉸鏈包括第一鉸鏈、第二鉸鏈、第三鉸鏈、第四鉸鏈、第五鉸鏈、第六鉸鏈、第七鉸鏈、第八鉸鏈、第九鉸鏈、第十鉸鏈、第十一鉸鏈、第十二鉸鏈、第十三鉸鏈、第十四鉸鏈、第十五鉸鏈、第十六鉸鏈、第十七鉸鏈、第十八鉸鏈、第十九鉸鏈和第二十...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王汝貴，孫家興，袁吉偉，黃慕華，陳輝慶，
申請(專利權)人：廣西大學，
類型：發明
國別省市：廣西,45