一种观赏性树木的三维修剪机的制作方法

本实用新型涉及树木修剪技术领域，更具体地说，它涉及一种观赏性树木的三维修剪机。

背景技术：

伴随着我国经济的迅猛发展，人们对于服务行业具有更加高的要求，在大城市和一些旅游景点的道路边上，人们开始对美丽的环境有了新的高要求，尤其对于一些具有特征的观赏性树木更加青睐。为了满足人们精神的需求，人们不断的研究修剪观赏性树木的机器。目前，市场上还没有这样的一种机器，大部分地区，在修剪观赏性树木方面还是人工修剪，修剪没有精度，也没有形状，只是简单的平整，其人工劳作强度大，工作效率低，已经无法满足观赏性树木机械产业化的快速发展。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种结构简单，制作方便，集修剪刀前后、左右、上下三个维度的位移以及水平旋转、垂直摆动五个方向运动于一体的三维修剪机。

本实用新型的技术方案是这样的：一种观赏性树木的三维修剪机，包括可移动的支撑座和位于该支撑座上方的可沿多个方向运动的修剪刀；所述的支撑座上设有可驱动所述修剪刀左右位移的第一驱动机构，所述的第一驱动机构上设有可控制所述修剪刀水平旋转的旋转机构，所述的旋转机构上设有可驱动所述修剪刀前后位移的第二驱动机构，所述的第二驱动机构上设有可驱动所述修剪刀上下位移的第三驱动机构，所述的修剪刀上设有与所述第三驱动机构相连并可调节所述修剪刀摆动角度的调整机构。

作为进一步地改进，所述的支撑座包括对称布置的两个滑轨和位于两个滑轨的端部并将二者相连的横梁，所述的滑轨底部设有多个支撑修剪机的滚轮。

进一步地，所述的第一驱动机构为啮合型皮带传动机构，包括位于所述横梁上的第一电机、与该第一电机相连并将动力向所述滑轨传递的皮带传动组件、位于所述的滑轨上并与所述皮带传动组件相连的皮带驱动组件以及位于所述滑轨上并啮合于所述皮带驱动组件的皮带上的可滑动的第一滑块。

进一步地，所述的旋转机构包括与所述第一驱动机构相连的支撑架、位于该支撑架下方的可旋转的圆盘、位于所述支撑架上方的可驱动所述圆盘旋转的旋转电机以及插接于所述支撑架和圆盘上并与所述旋转电机同轴布置的驱动轴。

进一步地，所述的支撑架包括与所述第一驱动机构相连的长杆和与该长杆相垂直的短杆，所述长杆与短杆的衔接处与所述圆盘的圆心相对齐，所述的驱动轴中部通过轴承与所述长杆与短杆的衔接处相连，并且，所述的驱动轴端部通过平键连接的方式与所述的圆盘固定相连。

进一步地，所述支撑架的长杆两端设有支撑所述圆盘并可防止所述圆盘倾斜的支撑块，所述支撑架的短杆两端设有可防止所述圆盘晃动的导向机构；所述的支撑架与圆盘之间还设有限制所述驱动轴偏移的限位块。

进一步地，所述的第二驱动机构为啮合型皮带传动机构，包括与所述旋转机构相连的第二电机和皮带传动装置以及啮合于该皮带传动装置的皮带上并可相对于所述旋转机构滑动的第二滑块。

进一步地，所述的第三驱动机构为折叠式的升降机构，包括第三电机和与该第三电机相连的下底板、与所述第二驱动机构相连的上底板、位于二底板之间的折叠杆、位于所述下底板上并可相对该下底板滑动的第三滑块以及与该第三滑块相连并与所述第三电机同轴布置的可带动所述第三滑块位移的丝杆。

进一步地，所述的调整机构包括第四电机和与该第四电机同轴相连的小齿轮以及与该小齿轮相啮合并与所述修剪刀同轴布置的大齿轮，所述的修剪刀两侧设有与所述第三驱动机构相连的支撑板。

进一步地，所述的大齿轮为轮齿不完整的扇形齿轮，所述修剪刀的摆动角度范围为0°～90°。

有益效果

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1、本实用新型结构简单，集修剪刀前后、左右、上下三个维度的位移以及水平旋转、垂直摆动五个方向运动于一体，实现对各种形状观赏性树木的修剪，修剪精度高、修剪效率高，大大降低了劳动强度，有效降低了生产成本；

2、本实用新型的修剪刀采用啮合型皮带传动机构实现修剪刀水平的前后、左右位移，其传动效率高、传动稳定，在急速正反转的情况下仍能够较好保证传动比，有效提高了修剪刀的修剪精度；

3、本实用新型的修剪刀采用圆盘式的旋转机构实现绕Z轴旋转以达到修剪成圆形的目的，其圆盘式的旋转机构平衡性更好，稳定性更高，受力强度大，修剪时相对平稳，有效提高了修剪刀的修剪精度；

4、本实用新型通过折叠式的升降机构实现修剪刀在Z轴方向的上下位移，减少了升降机构的安装空间，结构更加紧凑，并且，该升降机构由电机通过丝杆螺旋进给的方式驱动滑块移动，从而使升降机构上下运动，操作更加方便，成本较低，有效提高了修剪刀的修剪精度；

5、本实用新型在修剪刀上设置有调整修剪刀摆动角度的调整机构，可根据形状要求调整修剪刀的角度以实现修剪出不同的斜面，并且，该调整机构的调整范围在0°～90°之间，合理的设置修剪刀的摆动范围，利于对修剪刀的摆动角度调节,有效提高了修剪刀的修剪精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中旋转机构的结构放大示意图；

图3为本实用新型中第二驱动机构、第三驱动机构、调整机构以及修剪刀的结构放大示意图；

图4为本实用新型中第三驱动机构的结构放大示意图。

其中：1-支撑座、2-修剪刀、3-第二驱动机构、4-第三驱动机构、5-调整机构、6-滚轮、7-第一电机、8-皮带传动组件、9-皮带驱动组件、10-第一滑块、11-支撑架、12-圆盘、13-旋转电机、14-驱动轴、15-导向机构、16-限位块、17-支撑板、1a-滑轨、1b-横梁、3a-第二电机、3b-皮带传动装置、3c-第二滑块、4a-第三电机、4b-下底板、4c-上底板、4d-折叠杆、4e-第三滑块、4f-丝杆、5a-第四电机、5b-小齿轮、5c-大齿轮、11a-长杆、11b-短杆、11c-支撑块、15a-滚珠、15b-上凹槽、15c-下凹槽。

具体实施方式

下面结合附图中的具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

参阅图1-4，本实用新型的一种观赏性树木的三维修剪机，该三维修剪机以三维空间的X轴为左右方向，Y轴为前后方向，Z轴为上下方向，包括可移动的支撑座1和位于该支撑座1上方的可沿多个方向运动的修剪刀2；在支撑座1上设有可驱动修剪刀2左右位移的第一驱动机构，即修剪刀2沿X轴位移，在第一驱动机构上设有可控制修剪刀2水平旋转的旋转机构，在旋转机构上设有可驱动修剪刀2前后位移的第二驱动机构3，即修剪刀2沿Y轴位移，在第二驱动机构3上设有可驱动修剪刀2上下位移的第三驱动机构4，即修剪刀2沿Z轴位移，在修剪刀2上设有与第三驱动机构4相连并可调节修剪刀2摆动角度的调整机构5；其中，旋转机构与第一驱动机构相连，使得旋转机构、第二驱动机构3、第三驱动机构4、调整机构5以及修剪刀2同时受第一驱动机构的驱动而整体左右位移，第二驱动机构3与旋转机构相连，使得第二驱动机构3、第三驱动机构4、调整机构5以及修剪刀2同时受旋转机构的控制而整体水平旋转，第三驱动机构4与第二驱动机构3，使得第三驱动机构4、调整机构5以及修剪刀2同时受第二驱动机构3的驱动而整体前后位移，调整机构5与第三驱动机构4相连，使得调整机构5和修剪刀2同时受第三驱动机构4的驱动而整体上下位移，从而实现修剪刀2的五个自由度的运动。本实用新型结构简单，制作方便，集修剪刀2的前后、左右、上下三个维度的位移以及水平旋转、垂直摆动五个方向运动于一体，实现对各种形状观赏性树木的修剪，修剪精度高、修剪效率高，大大降低了劳动强度，有效降低了生产成本。

本实施例中，支撑座1为一个U形的底座，包括对称布置的两个滑轨1a和位于两个滑轨1a的端部并将二者相连的横梁1b，在滑轨1a上设有上窄下宽的滑槽，在滑轨1a的底部还设有多个支撑修剪机的滚轮6，便于操作人员移动修剪机，操作方便、省力；第一驱动机构为啮合型皮带传动机构，包括位于横梁1b上的第一电机7、与该第一电机7相连并将动力向滑轨1a传递的皮带传动组件8、位于滑轨1a上并与皮带传动组件8相连的皮带驱动组件9以及位于滑轨1a上并啮合于皮带驱动组件9的皮带上的可滑动的第一滑块10，其中，第一电机7垂直插接于横梁1b的中间，皮带传动组件8包括两个位于横梁1b下方并分别向滑轨1a延伸的由皮带轮和皮带构成的皮带轮组件，第一电机7的输出端同时与两个皮带轮相连，皮带驱动组件9包括两个位于滑轨1a上方的由皮带轮和皮带构成的皮带轮组件，第一滑块10为垂直布置于滑轨1a上方的滑杆，并且，第一滑块10的下端设有与滑轨1a上滑槽相适配的滑头，两个第一滑块10分别布置于皮带驱动组件9上皮带的内侧和外侧，确保两个第一滑块10的滑动方向一致，其中，皮带驱动组件9的两个皮带轮之间的距离为1400mm，即修剪刀2在X轴方向的左右位移行程为1400mm,满足现有观赏性树木的宽度范围，本实施例中，第一驱动机构采用啮合型皮带传动机构实现修剪刀2在X轴左右位移，其传动效率高、传动稳定，在急速正反转的情况下仍能够较好保证传动比，有效提高了修剪刀2的修剪精度。

旋转机构包括与第一驱动机构相连的支撑架11、位于该支撑架11下方的可旋转的圆盘12、位于支撑架11上方的可驱动圆盘12旋转的旋转电机13以及插接于支撑架11和圆盘12上并与旋转电机13同轴布置的驱动轴14，其中，支撑架11包括与第一驱动机构上第一滑块10相连的长杆11a和与该长杆11a相垂直的短杆11b，长杆11a与短杆11b的衔接处与圆盘12的圆心相对齐，驱动轴14中部通过轴承与长杆11a与短杆11b的衔接处相连，并且，驱动轴14端部通过平键连接的方式与圆盘12固定相连，确保圆盘12的旋转；在支撑架11的长杆11a两端设有支撑圆盘12并可防止圆盘12倾斜的支撑块11c，在支撑架11的短杆11b两端设有可防止圆盘12晃动的导向机构15，该导向机构15包括位于短杆11b与圆盘12之间之间的滚珠15a、位于短杆11b端部并与滚珠15a的直径相适配的上凹槽15b以及位于与滚珠15a位置相对应的圆盘12上并与滚珠15a的直径相适配的下凹槽15c，在支撑架11与圆盘12之间还设有限制驱动轴14偏移的限位块16，确保圆盘12的平衡性，使圆盘12在旋转时相对平稳，该旋转机构平衡性更好，稳定性更高，受力强度大，修剪时相对平稳，有效提高了修剪刀2的修剪精度。

第二驱动机构3为啮合型皮带传动机构，包括与旋转机构相连的第二电机3a和皮带传动装置3b以及啮合于该皮带传动装置3b的皮带上并可相对于旋转机构滑动的第二滑块3c，其中，皮带传动装置3b穿过旋转机构上圆盘12的圆心，包括位于圆盘12外缘的皮带轮以及套设在两个皮带轮上的皮带，第二电机3a固定在圆盘12的下端并与皮带传动装置3b的其中一个皮带轮相连以驱动皮带旋转，第二滑块3c为“工”形的中空结构的滑块，皮带传动装置3b上皮带的一侧与第二滑块3c的下端啮合，另一侧直接穿过第二滑块3c上镂空部位，使第二滑块3c顺利滑动，并且，在旋转机构上圆盘12的下端设有与第二滑块3c的上部相适配的上宽下窄的滑槽，使第二滑块3c的滑动更加平稳，其中，皮带传动装置3b的两个皮带轮之间的距离为1400mm，即修剪刀2在Y轴方向的前后位移行程为1400mm,满足现有观赏性树木的宽度范围，本实施例中，第二驱动机构3采用啮合型皮带传动机构实现修剪刀2在Y轴前后位移，其传动效率高、传动稳定，在急速正反转的情况下仍能够较好保证传动比，有效提高了修剪刀2的修剪精度。

第三驱动机构4为折叠式的升降机构，包括第三电机4a和与该第三电机4a相连的下底板4b、与第二驱动机构3相连的上底板4c、位于二底板之间的折叠杆4d、位于下底板4b上并可相对该下底板4b滑动的第三滑块4e以及与该第三滑块4e相连并与第三电机4a同轴布置的可带动第三滑块4e位移的丝杆4f，其中，上底板4c与第二驱动机构3的第二滑块3c固定相连，折叠杆4d由多个相互铰接并分别与上底板4c和下底板4b相铰接的可活动的连杆构成，第三电机4a固定在下底板4b的侧面，其输出端与丝杆4f相连，第三滑块4e与丝杆4f之间为螺纹连接，由第三电机4a带动丝杆4f旋转，从而带动第三滑块4e滑动，最后带动折叠杆4d升降，其上底板4c与下底板4b之间的最大距离为1400mm，即修剪刀2在Z轴方向的上下位移行程为1400mm,满足现有观赏性树木的高度范围，本实用新型通过折叠式的升降机构实现修剪刀2在Z轴方向的上下位移，减少了升降机构的安装空间，结构更加紧凑，操作更加方便，成本较低，有效提高了修剪刀2的修剪精度。

调整机构5包括第四电机5a和与该第四电机5a同轴相连的小齿轮5b以及与该小齿轮5b相啮合并与修剪刀2同轴布置的大齿轮5c，在修剪刀2两侧设有与第三驱动机构4相连的支撑板17，其中，支撑板17通过紧固螺栓与第三驱动机构4上的下底板4b固定相连，第四电机5a固定在支撑板17的外侧，通过齿轮传动的方式，带动修剪刀2摆动，传动效率更高，使用寿命长，大齿轮5c为轮齿不完整的扇形齿轮，修剪刀2的摆动角度范围为0°～90°，优选的，修剪刀的摆动角度最大为60°，可根据形状要求调整修剪刀2的摆动角度以实现修剪出不同的斜面，并且，合理的设置修剪刀2的摆动范围，利于对修剪刀2的摆动角度调节,有效提高了修剪刀2的修剪精度。

本实用新型的工作原理为：首先控制第一驱动机构的第一电机7，由第一电机7带动皮带传动组件8和皮带驱动组件9转动，从而控制第一滑块10在支撑座1上位移，实现修剪刀2在X轴上的左右位移；然后控制第二驱动机构3上第二电机3a，由第二电机3a带动皮带传动装置3b转动，从而控制第二滑块3c在旋转机构的圆盘12上位移，实现修剪刀2在Y轴上的前后位移；然后再控制第三驱动机构4的第三电机4a,由第三电机4a带动丝杆4f旋转，从而带动第三滑块4e在下底板4b上位移以使折叠杆4d上下升降，实现修剪刀2在Z轴上的上下位移；然后再通过控制调整机构5上的第四电机5a，由第四电机5a带动小齿轮5b和大齿轮5c旋转，从而调节修剪刀2的摆动角度，实现修剪刀2对观赏树木修剪出倾斜部分；最后控制旋转机构的旋转电机13，由旋转电机13带动圆盘12旋转，从而使修剪刀2在水平方向的水平旋转，实现对观赏树木修剪出圆形部分。该修剪机在第一驱动机构、旋转机构、第二驱动机构3、第三驱动机构4、调整机构5的共同作用下，实现修剪刀2在五个自由度上的修剪，达到修剪出不同形状观赏树的目的，操作方便，工作效率高。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。