[发明专利]一种四自由度林木除雪机器人及其除雪方法

摘要

本发明公开了一种四自由度林木除雪机器人及其除雪方法。它包括运动抱爪机构、除雪抱爪机构和连接臂三部分。运动抱爪机构具有抱紧树木枝干提供支撑、沿树干轴向行走、沿树干截面旋转的功能，除雪抱爪机构具有树枝间的位置变换和结合机械和超声波振动对林木进行除雪的功能，连接臂提供了两个关节的旋转运动，使末端的除雪机构能灵活运转。使用时只需将运动抱爪机构扣接于树干上，然后通过远程遥控即可驱动机器人爬至树端的任意位置进行除雪。具有除雪效率高、工作面积大、操作便捷等优点，十分适宜于对种植于南方的大型乔木、树冠茂密树种或者珍贵树种等在冬季的除雪工作。

主权项

1.一种四自由度林木除雪机器人，其特征在于包括运动抱爪机构(1)、除雪抱爪机构(2)和连接臂(3)；运动抱爪机构(1)包括抱紧电机(11)、旋转杆(12)、连杆(13)、连接座(14)、抱爪(15)、固定滑轨(16)、滑块(17)、直行轮模组(18)和旋转轮模组(19)；除雪抱爪机构(2)包括除雪抱爪(21)、弹簧调节器(22)、环形弹簧(23)、除雪杆(24)、超声波发射器(25)和抱爪模组(26)；连接臂(3)包括主运动端电机(31)、主运动端转动模组(32)、连接杆臂(33)、除雪端电机(34)、除雪端转动模组(35)和连接U型座(36)；连接臂(3)的一侧和运动抱爪机构(1)铰接形成运动关节，连接臂(3)的另一侧侧和除雪抱爪机构(2)铰接形成运动关节；抱紧电机(11)与旋转杆(12)连接并可带动旋转杆(12)旋转，旋转杆(12)的左右两边各和一根连杆(13)铰接，两个连杆(13)的另一端均与连接座(14)铰接，左右两个连接座(14)分别与一个抱爪(15)固连；连接座(14)还和滑块(17)固连，滑块(17)滑动连接在运动抱爪机构(1)的固定导轨(16)上，直行轮模组(18)和旋转轮模组(19)设置在抱爪上；抱爪模组(26)连同两个除雪抱爪(21)固连组成除雪抱爪机构(2)的主架，环形弹簧(23)扣接在除雪抱爪(21)上，弹簧调节器(22)和环形弹簧(23)连接，环形弹簧(23)和除雪杆(24)连接，除雪杆(24)末端连接有超声波发生装置(25)，连接臂(3)上的连接杆臂(33)的两端分别铰接有主运动端转动模组(32)和除雪端转动模组(35)，两个铰接处分别由主运动端电机(31)和除雪端电机(34)单独驱动；主运动端转动模组(32)通过连接U型座(36)与运动抱爪机构(1)连接，除雪端转动模组(35)通过连接U型座(36)与除雪抱爪机构(2)连接。