一種林業用低能耗攀爬采摘機器人的制作方法

本發明涉及機械領域，具體地說是一種林業用低能耗攀爬采摘機器人。

背景技術：

對于樹的修剪或者樹脂、樹果的采摘問題，首當其沖的都要解決樹干攀爬的問題，但相對于光滑均勻桿的攀爬而言，樹干的攀爬較為困難，因為需要考慮樹干的表面不均勻性，尤其是樹干高度方向的直徑變動，除此之外，大多樹干都是帶有一定的彎曲走向的，因此，目前對于樹干攀爬的解決辦法都是使用梯子，但是并不是所有場合都適用于梯子，而且對于自動化的機械采摘而言，使用梯子也是不現實的，也需要一種自動化的攀爬裝置，因此，設計出一種具有廣泛適用性的樹干攀爬裝置顯得很有必要。

技術實現要素：

針對現有技術中的樹干自動攀爬不便的問題，本發明提供了一種林業用低能耗攀爬采摘機器人，它結構簡單明了，使用方便，適用性強，能夠實現對樹干的可靠性攀爬，且為全自動裝置，除此之外，由于八爪攀轉體的攀爪角間距的存在，使得本裝置能夠在樹干上不依靠動力而停住，從而能夠節約能源耗費，本裝置能夠為樹的修剪、樹脂和樹果的采摘提供極大的便利，并為以上需求的自動化處理提供可能。

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

一種林業用低能耗攀爬采摘機器人，包括攀轉體和連接體；所述的攀轉體和連接體各有相同的三個；所述的攀轉體包括中軸、電機、中架、外伸縮架和攀爪，用于向上攀轉；所述的中軸包括中軸主體和中軸耳，為攀轉體的轉軸；所述的中軸主體為固結有控制裝置的圓柱桿，用于提供轉軸，并控制整個裝置；所述的中軸耳為固結于中軸主體兩端的處于同一平面的兩個圓環板，為與連接體的連接端；所述的電機為輸出端帶有齒輪的電機，為轉動驅動裝置；所述的中架包括固定桿、中筒和齒輪；所述的中筒為通過軸承配合于中軸中間的圓環筒，用于與中軸形成轉動副；所述的固定桿為八根等角間距固結于中筒外圓的相同的圓柱桿，用于固定攀爪；所述的齒輪為位于中筒兩端外圓上的齒，用于與電機連接；所述的外伸縮架包括伸縮筒ⅰ、伸縮桿ⅰ彈簧ⅰ和外伸縮架耳，用于約束攀爪的移動；所述的伸縮筒ⅰ為八根等角間距固結于中軸主體兩端外圓的中軸耳內側的圓環筒；所述的伸縮桿ⅰ為與伸縮筒ⅰ配合的圓柱桿；所述的彈簧ⅰ為與伸縮桿ⅰ配合的螺旋彈簧，用于為伸縮筒ⅰ與伸縮桿ⅰ之間提供彈性伸縮力；所述的外伸縮架耳為固結于伸縮桿ⅰ自由端的圓環筒，用于與攀爪連接；所述的攀爪包括中板、外板、連接銷ⅰ和橡膠墊，用于與樹干接觸；所述的中板為兩端帶有圓環筒形的連接耳的矩形板，且該中板的中央垂直固結于固定桿的自由端，用于固定橡膠墊；所述的外板為與中板配合連接的相同的矩形板，用于固定橡膠墊；所述的連接銷ⅰ為與中板、外板和外伸縮架耳的連接耳配合的連接銷，用于連接；所述的橡膠墊為固結貼合于中板和外板的無連接耳的表面的弧形橡膠墊，用于與樹干接觸。

所述的連接體包括伸縮筒ⅱ、伸縮桿ⅱ、連接桿、連接螺栓、彈簧ⅱ、連接耳和連接銷ⅱ，用于連接相鄰兩個攀轉體；所述的伸縮筒ⅱ為圓環筒；所述的伸縮桿ⅱ為與伸縮筒配合的自由端帶有圓環連接耳的圓柱桿；所述的連接桿為與伸縮桿ⅱ配合的相同的圓柱桿，用于安裝或拆卸本裝置時使用；所述的連接螺栓為與伸縮桿ⅱ和連接桿的連接耳配合的螺栓；所述的彈簧ⅱ為與伸縮桿ⅱ配合的螺旋彈簧，且該彈簧ⅱ始終處于拉伸工作狀態，以使本裝置連接可靠；所述的連接耳為兩個相同的與中軸耳配合的圓環連接耳，且該兩個連接耳分別固結于伸縮筒ⅱ和連接桿的自由端；所述的連接銷ⅱ為與中軸耳和連接耳配合的連接銷，用于連接。

優選的，所述的固定桿為圓環截面桿，以在滿足強度和剛度需求的前提下減輕裝置質量。

優選的，所述的中筒和中軸主體與其連接軸承的配合方式為過盈配合，以提高定位可靠性。

優選的，所述的攀爪沿攀轉體圓周方向的厚度不大于三公分，以減小攀爬阻力。

優選的，所述的中板和外板均為鋁合金材質，以減小整體質量。

優選的，所述的橡膠墊表面涂有防滑層，以提高與樹干的接觸可靠性。

優選的，所述的伸縮筒ⅱ與伸縮桿ⅱ的配合表面經光滑處理，以減小摩擦損失。

優選的，所述的連接螺栓為帶有彈簧墊圈的螺栓，以實現防松目的。

采用本發明提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下有益效果：

(1)本發明的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人，通過三個攀轉體與三個連接體的配合，使得本裝置牢牢抱緊樹干，能夠有效提高攀爬的可靠性。

(2)本發明的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人，通過彈簧ⅰ和彈簧ⅱ的彈性作用，使得本裝置對樹干具有一定的徑向收縮空間，從而使本裝置能夠適應樹干直徑的不均勻性。

(3)本發明的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人，通過攀爪的剛性板與橡膠墊的組合方式，使得本裝置能夠有效貼合樹干表面，提高其攀爬的可靠性。

(4)本發明的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人，由于八爪攀轉體的的攀爪的角間距的存在，使得本裝置能夠在樹干指定位置不依靠動力而懸停，提高其工作適應性。

(5)本發明的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人，結構簡單，成本低廉，操作容易，便于推廣使用。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人整體的俯視視角的結構示意圖；

圖2是本發明的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人整體的俯視圖；

圖3是本發明的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人中攀轉體的立體結構示意圖；

圖4是本發明的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人中攀轉體的主視圖；

圖5是本發明的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人中攀轉體的部分構件的立體結構示意圖；

圖6是本發明的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人中攀爪的立體結構示意圖；

圖7是本發明的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人中連接體的立體結構示意圖；

圖8是本發明的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人中連接體的部分構件的立體結構示意圖；

圖中：1.攀轉體，2.連接體，11.中軸，12.電機，13.中架，14.外伸縮架，15.攀爪，21.伸縮筒ⅱ，22.伸縮桿ⅱ，23.連接桿，24.連接螺栓，25.彈簧ⅱ，26.連接耳，27.連接銷ⅱ，111.中軸主體，112.中軸耳，131.固定桿，132.中筒，133.齒輪，141.伸縮筒ⅰ，142.伸縮桿ⅰ，143.彈簧ⅰ，144.外伸縮架耳，151.中板，152.外板，153.連接銷ⅰ，154.橡膠墊。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本發明。

如圖1、圖2、圖3所示，本實施例的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人，包括攀轉體1和連接體2；所述的攀轉體1和連接體2各有相同的三個；所述的攀轉體1包括中軸11、電機12、中架13、外伸縮架14和攀爪15；所述的中軸11包括中軸主體111和中軸耳112；所述的中軸主體111為固結有控制裝置的圓柱桿；所述的中軸耳112為固結于中軸主體111兩端的處于同一平面的兩個圓環板；所述的電機12為輸出端帶有齒輪的電機；所述的中架13包括固定桿131、中筒132和齒輪133；所述的中筒132為通過軸承配合于中軸11中間的圓環筒，且中筒132和中軸主體111與其連接軸承的配合方式為過盈配合；所述的固定桿131為八根等角間距固結于中筒132外圓的相同的圓柱桿，該固定桿131為圓環截面桿；所述的齒輪133為位于中筒132兩端外圓上的齒；所述的外伸縮架14包括伸縮筒ⅰ141、伸縮桿ⅰ142彈簧ⅰ143和外伸縮架耳144；所述的伸縮筒ⅰ141為八根等角間距固結于中軸主體111兩端外圓的中軸耳112內側的圓環筒；所述的伸縮桿ⅰ142為與伸縮筒ⅰ141配合的圓柱桿；所述的彈簧ⅰ143為與伸縮桿ⅰ142配合的螺旋彈簧；所述的外伸縮架耳144為固結于伸縮桿ⅰ142自由端的圓環筒；所述的攀爪15包括中板151、外板152、連接銷ⅰ153和橡膠墊154，且該攀爪15沿攀轉體1圓周方向的厚度不大于三公分；所述的中板151為兩端帶有圓環筒形的連接耳的矩形板，且該中板151的中央垂直固結于固定桿131的自由端；所述的外板152為與中板151配合連接的相同的矩形板，且該外板152和中板151的材質為鋁合金；所述的連接銷ⅰ153為與中板151、外板152和外伸縮架耳144的連接耳配合的連接銷；所述的橡膠墊154為固結貼合于中板151和外板152的無連接耳的表面的弧形橡膠墊，且橡膠墊154表面涂有防滑層。

如圖1、圖7、圖8所示，所述的連接體2包括伸縮筒ⅱ21、伸縮桿ⅱ22、連接桿23、連接螺栓24、彈簧ⅱ25、連接耳26和連接銷ⅱ27；所述的伸縮筒ⅱ21為圓環筒；所述的伸縮桿ⅱ22為與伸縮筒21配合的自由端帶有圓環連接耳的圓柱桿，該伸縮筒ⅱ21與伸縮桿ⅱ22的配合表面經光滑處理；所述的連接桿23為與伸縮桿ⅱ22配合的相同的圓柱桿；所述的連接螺栓24為與伸縮桿ⅱ22和連接桿23的連接耳配合的螺栓，且該連接螺栓24為帶有彈簧墊圈的螺栓；所述的彈簧ⅱ25為與伸縮桿ⅱ22配合的螺旋彈簧；所述的連接耳26為兩個相同的與中軸耳112配合的圓環連接耳，且該兩個連接耳分別固結于伸縮筒ⅱ21和連接桿23的自由端；所述的連接銷ⅱ27為與中軸耳112和連接耳26配合的連接銷。

本實施例的一種林業用低能耗攀爬采摘機器人在具體使用時，將一處的連接螺栓24拆卸下來，然后將本裝置圍繞調整在樹干上，再鎖緊連接螺栓24，通過控制裝置對電機12進行控制，從而實現對樹干的攀爬，當樹干直徑發生變化時，由于彈簧ⅰ143的伸縮，使得橡膠墊154在兩個外板152的壓緊作用下緊緊包裹樹干，且由于彈簧ⅱ25的可伸縮的拉緊作用，使得三個攀轉體1始終緊緊相互連接，并進一步提高抱緊樹干的強度，當攀轉體1轉動到相鄰兩個攀爪15同時與樹干接觸時，相鄰兩個攀爪15只能夠與樹干點接觸，從而使得中軸11與樹干的距離較短，因此若再轉動攀轉體1便需要克服拉伸各處彈簧的力，也正是因為這個約束力，使得本裝置能夠不依靠動力而懸停在樹干指定位置。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施方式和說明書中的描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入本發明要求保護的范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。