一种自动砍伐树木分块机器人的制作方法

本发明涉及加工机械技术领域，特别涉及一种自动砍伐树木分块机器人。

背景技术：

树木是现代原料加工必不可少的过程，现在市面上的砍伐树木设备的一般都是电机直接驱动传统的砍伐刀来完成对树木的砍伐，虽然可以完成代替人工的功能，但上传统的砍伐设备的设计决定了一次性只能完成简单的砍伐并没有其他功能，导致产量有限且费用昂贵，同时砍伐完成以后树枝没有得到处理，需要另外进行处理，而且砍伐后树木倒下的过程就会带着树枝一起下落危险面积就很大，一旦下落方向有意外就有一定的危险性，同时去除树枝以后整根树干又粗又长搬运十分不便从而导致人工参与度无法有效减少。

因此，我们急需发明一种砍伐产量高、效率高，同时能够实现对树干进一步处理的一种自动砍伐树木分块机器人来解决上述技术问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发提供一种自动砍伐树木分块机器人，本发明通过树干夹将待伐树木夹紧，而后通过伐木刀对主树干进行砍伐处理，砍伐完成后树干夹绕轴转动将树干放到传送带上，分块刀将主树干切分成段，并通过树干分块落料推动气缸和十字切割刀配合完成切割，全程自动化进行并且可以保证切出来的小木块标准均匀。

本发明所使用的技术方案是：一种自动砍伐树木分块机器人，包括：伐木车身、砍伐机构固定板、伐木刀安装架、伐木刀驱动齿轮、伐木刀、树干夹、夹紧机构调节气缸、夹紧机构安装架、夹紧机构转动轴、夹紧机构转动从动轮、夹紧机构转动主动轮、转动曲柄、转动曲柄转轴、驱动用气缸、砍伐机构驱动电机、砍伐机构驱动电机传动轴、树枝去除刀安装架、树枝去除刀、树干传送带、分块机构安装架、角度调节气缸、滚轮、分块刀、树干挡板、分块刀安装台、复位气缸安装板、分块刀电机传动轴、复位气缸、分块刀电机、树干分块落料台、分块树干、十字切割刀、成品落料台、十字切割刀升降气缸、分块机构落地支架和树干分块落料推动气缸；

所述伐木车身左侧面车身平台上固定安装有砍伐机构固定板，砍伐机构固定板呈对称的内凹形状，所述伐木刀安装架共计四个并且以两两对称的方式分别安装在砍伐机构固定板内部的上下横板上；所述砍伐机构驱动电机共四个且对称的安装在对应的伐木刀安装架上，每一个砍伐机构驱动电机通过各自的砍伐机构驱动电机传动轴将转动运动传递给对应的伐木刀驱动齿轮；所述伐木刀亦为四个并且对称的安装在对应的伐木刀安装架并且和伐木刀驱动齿轮为啮合关系，伐木刀为扇形且内侧为刀片外侧为不完全齿轮以便完成对树干以转动的方式切割；所述树枝去除刀安装架共两个并且对称的安装在砍伐机构固定板内凹部分的正上方，其上安装有树枝去除刀，并沿靠近车身的方向朝着远离车身的方向切割将树枝拍打下来以防止落在车身上或者对车身造成不必要的损伤；

所述伐木车身前端平台上固定安装有夹紧机构安装架，所述夹紧机构安装架上方设有与车轮轴平行的轴承座，所述夹紧机构转动轴安装在上述轴承座上；所述树干夹共两个，对称地铰接安装在夹紧机构转动轴的同一侧面上；所述夹紧机构调节气缸安装在上述两树干夹之间并靠近夹紧机构转动轴的位置，用于调节两个树干夹之间的角度以适应不同直径的树干并且可以实现对切割好树干的夹紧以便后续工作的安全进行；所述驱动用气缸底部固定安装在夹紧机构安装架上靠近后方的轮子一侧，所述驱动用气缸另一端铰孔处安装有转动曲柄转轴用于传动，转动曲柄转轴的另一部分则安装在转动曲柄；所述夹紧机构转动主动轮安装在夹紧机构安装架上靠近后方的轮子一侧并与转动曲柄另一端固接以实现同步转动，所述夹紧机构转动从动轮固定安装在夹紧机构转动轴靠近后方的轮子一侧并与夹紧机构转动主动轮为啮合传动的关系；通过驱动用气缸伸出带动转动曲柄转动进而带动夹紧机构转动从动轮转动进而带动夹紧机构转动轴转动，从而实现树干夹夹紧树干后的翻转；

所述伐木车身靠近右侧位置处安装有分块机构安装架，所述分块机构安装架框架之内安装有树干传送带运输砍伐下来的树干，所述分块机构安装架的上端支架部分安装有角度调节气缸，通过缸杆的伸缩来实现分块机构安装架的上端支架部分角度的调节来适应对于粗细程度不同的树干的固定以便于进行后续切割，所述树干挡板安装在树干传送带右侧用以配合对树干的固定；所述分块刀安装台安装在分块机构安装架前侧面上并安装有用于固定复位气缸的活塞端的复位气缸安装板；所述复位气缸的缸筒安装端固定在伐木车身右侧上表面处，所述分块刀固定安装在分块刀安装台的侧面上，所述分块刀电机固定在分块刀的刀柄处并通过分块刀电机传动轴将转动传递给分块刀并驱动分块刀沿着自下而上的方向切砍树干，切砍完毕后通过复位气缸的伸出将分块刀复位；所述树干分块落料台安装在分块机构安装架的右侧用以支撑分块树干；所述成品落料台安装在树干分块落料台的右侧，其上安装有十字切割刀，所述十字切割刀升降气缸安装在树干分块落料台和十字切割刀之间用来调节十字切割刀的中心点位置高度，适应对粗细程度不同的分块树干的准确且均匀地十字切割；所述树干分块落料推动气缸安装在分块机构安装架正下方用以将分块树干推送到指定位置进行十字切割；所述分块机构落地支架安装在伐木车身右侧以实现对分块切割机构的支撑以避免安全事故的发生。

进一步地，所述树干挡板长边处表面上安装有一个伸缩气缸，用以调节树干挡板的车身长边方向的长度，用以防止树干长度过长导致树干传送带放不下时通过该伸缩气缸的调节来实现正常工作。

进一步地，所述砍伐机构驱动电机和砍伐机构驱动电机传动轴之间设置有可调变速箱，用以砍伐机构驱动电机传动轴的输出转速。

进一步地，所述树干夹远端内侧安装有内凹圆弧形夹紧块用以实现对树干的完全夹紧。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：

（1）本发明通过在树干挡板长边处表面上安装有一个伸缩气缸，以防止树干长度过长的情况下可以通过该伸缩气缸的调节来实现正常工作以提高设备的可靠性。

（2）本发明通过在分块机构落地支架安装在伐木车身的右侧以实现对分块切割机构的支撑避免安全事故的发生以提高设备的安全性。

（3）本发明通过在砍伐机构上方设置专门的树枝处理机构以便保证砍伐过程的安全性，防止在砍伐的过程中树枝的伴随树干倒地过程中不确定性因素带来的危险。

（4）本发明通过设置整体新颖的结构和轻量化的设计，使得结构在不复杂的前提下提高了砍伐设备的可移动性，增加了砍伐设备的功能多样性，砍伐过程的安全性也大大提高。可以用来在各种场合用于各种树木的砍伐。

附图说明

图1为本发明的整体装配图

图2为本发明的正视图

图3为本发明的侧视图

图4为本发明的俯视图

图5为分块切割机构安装示意图

图6为树干夹取翻转机构安装示意图

图7为砍伐机构安装示意图

图8为树枝去除机构安装示意图

附图标号：1-伐木车身、2-砍伐机构固定板、3-伐木刀安装架、4-伐木刀驱动齿轮、5-伐木刀、6-树干夹、7-夹紧机构调节气缸、8-夹紧机构安装架、9-夹紧机构转动轴、10-夹紧机构转动从动轮、11-夹紧机构转动主动轮、12-转动曲柄、13-转动曲柄转轴、14-驱动用气缸、15-砍伐机构驱动电机、16-砍伐机构驱动电机传动轴、17-树枝去除刀安装架、18-树枝去除刀、19-树干传送带、20-分块机构安装架、21-角度调节气缸、22-滚轮、23-分块刀、24-树干挡板、25-分块刀安装台、26-复位气缸安装板、27-分块刀电机传动轴、28-复位气缸、29-分块刀电机、30-树干分块落料台、31-分块树干、32-十字切割刀、33-成品落料台、34-十字切割刀升降气缸、35-分块机构落地支架和36-树干分块落料推动气缸。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员能够在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例，如图1-7所示，一种自动砍伐树木分块机器人，其特征在于，包括：伐木车身1、砍伐机构固定板2、伐木刀安装架3、伐木刀驱动齿轮4、伐木刀5、树干夹6、夹紧机构调节气缸7、夹紧机构安装架8、夹紧机构转动轴9、夹紧机构转动从动轮10、夹紧机构转动主动轮11、转动曲柄12、转动曲柄转轴13、驱动用气缸14、砍伐机构驱动电机15、砍伐机构驱动电机传动轴16、树枝去除刀安装架17、树枝去除刀18、树干传送带19、分块机构安装架20、角度调节气缸21、滚轮22、分块刀23、树干挡板24、分块刀安装台25、复位气缸安装板26、分块刀电机传动轴27、复位气缸28、分块刀电机29、树干分块落料台30、分块树干31、十字切割刀32、成品落料台33、十字切割刀升降气缸34、分块机构落地支架35和树干分块落料推动气缸36；

所述伐木车身1左侧面车身平台上固定安装有砍伐机构固定板2，砍伐机构固定板2呈对称的内凹形状，所述伐木刀安装架3共计四个并且以两两对称的方式分别安装在砍伐机构固定板2内部的上下横板上；所述砍伐机构驱动电机15共四个且对称的安装在对应的伐木刀安装架3上，每一个砍伐机构驱动电机15通过各自的砍伐机构驱动电机传动轴16将转动运动传递给对应的伐木刀驱动齿轮4；所述伐木刀5亦为四个并且对称的安装在对应的伐木刀安装架3并且和伐木刀驱动齿轮4为啮合关系，伐木刀5为扇形且内侧为刀片外侧为不完全齿轮以便完成对树干以转动的方式切割；所述树枝去除刀安装架17共两个并且对称的安装在砍伐机构固定板2内凹部分的正上方，其上安装有树枝去除刀18，并沿靠近车身的方向朝着远离车身的方向切割将树枝拍打下来以防止落在车身上或者对车身造成不必要的损伤；

所述伐木车身1前端平台上固定安装有夹紧机构安装架8，所述夹紧机构安装架8上方设有与车轮轴平行的轴承座，所述夹紧机构转动轴9安装在上述轴承座上；所述树干夹6共两个，对称地铰接安装在夹紧机构转动轴9的同一侧面上；所述夹紧机构调节气缸7安装在上述两树干夹6之间并靠近夹紧机构转动轴9的位置，用于调节两个树干夹6之间的角度以适应不同直径的树干并且可以实现对切割好树干的夹紧以便后续工作的安全进行；所述驱动用气缸14底部固定安装在夹紧机构安装架8上靠近后方的轮子一侧，所述驱动用气缸14另一端铰孔处安装有转动曲柄转轴13用于传动，转动曲柄转轴13的另一部分则安装在转动曲柄12；所述夹紧机构转动主动轮11安装在夹紧机构安装架8上靠近后方的轮子一侧并与转动曲柄12另一端固接以实现同步转动，所述夹紧机构转动从动轮10固定安装在夹紧机构转动轴9靠近后方的轮子一侧并与夹紧机构转动主动轮11为啮合传动的关系；通过驱动用气缸14伸出带动转动曲柄12转动进而带动夹紧机构转动从动轮10转动进而带动夹紧机构转动轴9转动，从而实现树干夹6夹紧树干后的翻转；

所述伐木车身1靠近右侧位置处安装有分块机构安装架20，所述分块机构安装架20框架之内安装有树干传送带19运输砍伐下来的树干，所述分块机构安装架20的上端支架部分安装有角度调节气缸21，通过缸杆的伸缩来实现分块机构安装架20的上端支架部分角度的调节来适应对于粗细程度不同的树干的固定以便于进行后续切割，所述树干挡板24安装在树干传送带19右侧用以配合对树干的固定；所述分块刀安装台25安装在分块机构安装架20前侧面上并安装有用于固定复位气缸28的活塞端的复位气缸安装板26；所述复位气缸28的缸筒安装端固定在伐木车身1右侧上表面处，所述分块刀23固定安装在分块刀安装台25的侧面上，所述分块刀电机29固定在分块刀23的刀柄处并通过分块刀电机传动轴27将转动传递给分块刀23并驱动分块刀23沿着自下而上的方向切砍树干，切砍完毕后通过复位气缸28的伸出将分块刀23复位；所述树干分块落料台30安装在分块机构安装架20的右侧用以支撑分块树干31；所述成品落料台33安装在树干分块落料台30的右侧，其上安装有十字切割刀32，所述十字切割刀升降气缸34安装在树干分块落料台30和十字切割刀32之间用来调节十字切割刀32的中心点位置高度，适应对粗细程度不同的分块树干31的准确且均匀地十字切割；所述树干分块落料推动气缸36安装在分块机构安装架20正下方用以将分块树干31推送到指定位置进行十字切割；所述分块机构落地支架35安装在伐木车身1右侧以实现对分块切割机构的支撑以避免安全事故的发生。

本发明实施例的一个可选实施方式中，所述树干挡板24上安装有一调节树干挡板24的车身长边方向的一伸缩气缸以防止树干长度过长且树干传送带19同时放不下的情况下可以通过该伸缩气缸的调节来实现正常工作。

本发明实施例的一个可选实施方式中，所述砍伐机构驱动电机15和砍伐机构驱动电机传动轴16之间设置有可调变速箱，用以砍伐机构驱动电机传动轴16的输出转速；所述树干夹6远端内侧安装有内凹圆弧形夹紧块用以实现对树干的完全夹紧。

工作时，安装在对应的伐木刀安装架3上的砍伐机构驱动电机15，砍伐机构驱动电机15通过砍伐机构驱动电机传动轴16将转动运动传递给伐木刀驱动齿轮4，由于安装在伐木刀安装架3的伐木刀5与伐木刀驱动齿轮4为啮合关系且伐木刀5内侧为刀片外侧为不完全齿轮，通过电机驱动和齿轮传动的方式以完成对树干以转动的方式切割，考虑到树上树枝的存在以及为了降低砍伐过程中的危险性选择在砍伐机构固定板2内凹部分的正上方安装了一对树枝去除刀安装架17，其上安装有树枝去除刀18并沿靠近车身的方向朝着远离车身的方向切割将树枝拍打下来以防止落在车身上或者对车身造成不必要的损伤，通过设置专门的树枝处理机构以便保证砍伐过程的安全性防止在砍伐的过程中树枝的伴随树干倒地过程中不确定性因素带来的危险；砍伐完毕之后在夹紧机构转动轴9侧面靠近砍伐机构位置处安装的树干夹6，并且在两个树干夹6的靠近根部位置之间安装有一夹紧机构调节气缸7用来调节两个树干夹6之间的角度以适应不同直径的树干并且可以实现对切割好树干的夹紧以便后续工作的安全进行，此时便完成了对整根树干的夹紧；夹紧工作完成之后，固定安装在夹紧机构安装架8上靠近后方的轮子一侧的驱动用气缸14的活塞杆伸出，进而带动转动曲柄转轴13转动，进而带动转动曲柄12转动，从而带动安装在夹紧机构安装架8上靠近后方的轮子一侧并与转动曲柄12另一端固接且实现同步转动的夹紧机构转动主动轮11的转动并根据啮合传动的原理带动夹紧机构转动从动轮10转动以带动夹紧机构转动轴9转动，从而实现树干夹6夹紧树干后的翻转；对树干的翻转工作完毕之后，将树干送到树干传送带19用以运输砍伐下来的树干，依靠分块机构安装架20的上端支架部分安装有角度调节气缸21还可以通过缸杆的伸缩来实现分块机构安装架20的上端支架部分角度的调节来适应对于粗细程度不同的树干的固定以便于后续切割，当树干运输到树干挡板24处时，与树干传送带19共同配合以实现对树干的固定，在树干挡板24上设置有一调节树干挡板24沿车身长边方向的一伸缩气缸以防止树干长度过长且树干传送带同时放不下的情况下可以通过该伸缩气缸的调节来实现正常工作以提高设备的可靠性。固定好树干之后，分块刀电机29通过分块刀电机传动轴27将转动传递给分块刀23并驱动分块刀23沿着自下而上切砍树干，并通过复位气缸28的伸出将其复位；分块完成之后产生分块树干31，并落在树干分块落料台30内并通过树干分块落料推动气缸36将分块树干31推送到指定十字切割位置；到达切割位置后，十字切割刀升降气缸34伸出用以调节十字切割刀32的中心点位置高度以适应对粗细程度不同的分块树干31的准确且均匀的十字切割，然后在树干分块落料推动气缸36的推动下完成对分块树干31的切割。

本发明通过设置整体新颖的结构和轻量化的设计，使得结构在不复杂的前提下提高了砍伐设备的可移动性，增加了砍伐设备的功能多样性，砍伐过程的安全性也大大提高。可以用来在各种场合用于各种树木的砍伐。