一种树障清理装置的制作方法

本申请涉及树障清理技术领域，具体涉及一种树障清理装置。

背景技术：

输电是电力系统的重要环节，通常是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备将升压后的电能接入输电线路的方式，来实现输电。输电线路按结构形式分为架空输电线路和地下输电线路，其中，架空输电线路由线路杆塔、导线和绝缘子等构成，架设在地面之上。架空输电线路与周围的树木之间的距离需要超过最小安全距离，否则，容易导致跳闸等事故的发生，通常情况下，将架空输电线路中可能会影响输电线路安全稳定的树木称为树障。

架设好架空输电线路之后，由于桉树、竹子等树木的生长速度较快，而且当树木的高度较高，使树木与架空输电线路之间的距离超过安全距离时，极易引发输电线路跳闸等事故，因此，需要定期对输电线路周围的树障进行清理。现有树障清理方法主要依靠人工操作，例如，操作人员利用手锯、镰刀、砍刀等工具修剪树枝，或者利用伐树工具直接将树木连根砍伐。

但是，发明人在本申请的研究过程中发现，由于树木高度较高，以及有些树木(如桉树和竹子等)的材质较软，操作人员无法攀爬到树木重心以上，导致修剪树枝的高度达不到要求，进而容易导致树木与架空输电线路之间的距离超过安全距离。

技术实现要素：

本申请提供一种树障清理装置，以解决现有技术中，修剪树枝的高度达不到要求的问题。

本申请提供一种树障清理装置，所述装置包括：

攀爬装置和清理装置，所述攀爬装置和清理装置之间可拆卸连接，所述攀爬装置用于攀爬树木，所述清理装置用于清理树枝；

所述攀爬装置包括竖直设置的伸缩杆和分别设置于所述伸缩杆两端的第一基座和第二基座，所述第一基座侧面设置有上机械手，所述第二基座侧面设置有下机械手，所述上机械手和下机械手均为可调节夹紧结构，分别由第一电机和第二电机控制，用于抱紧树干；所述伸缩杆用于在第三电机的控制下伸缩，从而控制所述攀爬装置在树干上攀爬；

所述第一基座的顶端设置有快装连接杆，所述快装连接杆平行于所述伸缩杆，用于以可拆卸的方式连接所述清理装置；

所述清理装置包括第三基座以及设置于所述第三基座侧面的电动钢丝锯；所述电动钢丝锯包括钢丝线锯、钢丝锯本体和设置于所述钢丝锯本体侧面的第一侧臂和第二侧臂，所述第一侧臂和所述第二侧臂内部均设置有空心支架轨道，所述钢丝线锯穿过所述空心支架轨道形成封闭三角形结构；在所述钢丝锯本体内部，设置有与所述钢丝线锯相接触的往复凸轮，所述往复凸轮用于在第四电机的控制下，控制所述钢丝线锯做往复运动，所述钢丝线锯做往复运动所在的平面与所述快装连接杆垂直；

所述第三基座内部设置有丝杆，丝杆表面设置有水平滑块，所述钢丝锯本体伸入所述第三基座，与所述水平滑块相连接，在第五电机的控制下，所述水平滑块在丝杆表面滑动，从而带动所述钢丝锯本体滑动。

可选的，所述第二基座顶端设置有弧形滑轨，所述弧形滑轨表面设置有滑块，所述滑块用于在抱树旋转电机的控制下，沿所述弧形滑轨滑动，所述伸缩杆的底端固定于所述滑块的表面。

可选的，所述第一基座的顶端设置有第一摄像头，所述第一摄像头用于拍摄所述装置周围的树障。

可选的，所述第二基座的底端设置有第二摄像头，所述第二摄像头用于所述装置在向地面攀爬的过程中，拍摄所述装置与地面之间的障碍物，所述障碍物为阻挡所述装置继续向地面爬行的树枝。

可选的，所述第三基座与所述快装连接杆的连接处设置有电动万向头，所述电动万向头用于在第六电机的控制下沿水平方向旋转，从而带动所述第三基座在水平方向上旋转。

可选的，所述第三基座的顶端设置有提手，当所述清理装置与所述攀爬装置分离时，手持所述提手，以控制所述清理装置工作。

本申请提供一种树障清理装置，包括：攀爬装置和清理装置；所述攀爬装置包括伸缩杆和设置于所述伸缩杆两端的第一基座和第二基座，所述第一基座侧面设置有上机械手，所述第二基座侧面设置有下机械手；所述第一基座的顶端设置有活动连接杆，所述活动连接杆平行于所述伸缩杆，用于连接所述清理装置；所述清理装置包括第三基座以及设置于所述第三基座侧面的电动钢丝锯；所述电动钢丝锯包括钢丝线锯、钢丝锯本体和设置于所述钢丝锯本体侧面的第一侧臂和第二侧臂，所述第三基座内部设置有丝杆，丝杆表面设置有水平滑块。

本申请提供的装置中，利用上机械手和下机械手在树干上攀爬，所述装置向上攀爬至预设位置之后，启动往复凸轮，从而控制钢丝线锯在水平方向上做往复运动；同时，启动丝杆，使得水平滑块在丝杆上运动，带动钢丝锯本体向靠近树障的位置移动，从而控制第一侧臂和第二侧臂向靠近树障的位置移动，也就是说，钢丝线锯在切割树障的过程中不断向树障的方向发生位移，从而将树障与树干本身分离，从而实现树障的切割。本申请提供的装置利用钢丝线锯进行树障清理，在清理的过程中，由攀爬装置执行攀爬树干的操作，清理装置执行清理树障的操作，攀爬装置能够攀爬至树木重心以上，从而解决了现有技术中，操作人员无法攀爬到树木重心以上，导致修剪树枝的高度达不到要求的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种树障清理装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种树障清理装置的侧视面结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种树障清理装置中，清理装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种树障清理装置中，清理装置的侧视面结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种树障清理装置中，清理装置的仰视面结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种树障清理控制方法的工作流程示意图。

图示说明：1-攀爬装置；2-清理装置；11-伸缩杆；12-第一基座；13-第二基座；14-上机械手；15-下机械手；16-快装连接杆；17-弧形滑轨；171-滑块；18-第一摄像头；19-主控盒；21-第三基座；22-电动钢丝锯；23-第二摄像头；131-抱树旋转电机；211-丝杆；212-水平滑块；213-电动万向头；214-提手；221-钢丝锯本体；222-第一侧臂；223-第二侧臂；224-钢丝线锯；225-空心支架轨道；226-往复凸轮。

具体实施方式

以下对本申请进行详细说明。

参照图1和图2所示的结构示意图，本申请提供一种树障清理装置，所述装置包括：攀爬装置1和清理装置2，所述攀爬装置1和清理装置2之间可拆卸连接，所述攀爬装置1用于攀爬树木，所述清理装置2用于清理树枝。

所述攀爬装置1包括竖直设置的伸缩杆11和分别设置于所述伸缩杆11两端的第一基座12和第二基座13，所述第一基座12侧面设置有上机械手14，所述第二基座13侧面设置有下机械手15，所述上机械手14和下机械手15均为可调节夹紧结构，分别由第一电机和第二电机控制，用于抱紧树干；所述伸缩杆11用于在第三电机的控制下伸缩，从而控制所述攀爬装置1在树干上攀爬。

本申请实施例提供的攀爬装置1可实现自动攀爬功能，攀爬装置1在抱紧树干的情况下继续向上攀爬时，第一电机控制上机械手14松开树干，伸缩杆11在第三电机的控制下伸长，使得上机械手14向远离下机械手15的方向移动，移动完成后，上机械手14重新抱紧树干，然后，下机械手15在第二电机的控制下松开树干，伸缩杆11再在第三电机的控制下收缩，使得下机械手15向靠近上机械手14的方向移动，如此往复运动，从而实现自动攀爬功能。攀爬装置向下攀爬时，按照相反的动作运行即可。

所述第一基座12的顶端设置有快装连接杆16，所述快装连接杆16平行于所述伸缩杆11，用于以可拆卸的方式连接所述清理装置2。在一种可实现的方式中，快装连接杆16以快插的方式与所述清理装置2相连接，快插的方式方便清理装置2的安装和分离，当清理装置2和攀爬装置1分离时，可单独控制清理装置2实现树障的清理过程。

参照图3、图4以及图5所示的结构示意图，所述清理装置2包括第三基座21以及设置于所述第三基座21侧面的电动钢丝锯22；所述电动钢丝锯22包括钢丝线锯224、钢丝锯本体221和设置于所述钢丝锯本体221侧面的第一侧臂222和第二侧臂223，所述第一侧臂222和所述第二侧臂223内部均设置有空心支架轨道225，所述钢丝线锯224穿过所述空心支架轨道225形成封闭三角形结构；在所述钢丝锯本体221内部，设置有与所述钢丝线锯224相接触的往复凸轮226，所述往复凸轮226用于在第四电机的控制下，控制所述钢丝线锯224做往复运动，所述钢丝线锯224做往复运动所在的平面与所述快装连接杆16垂直。

本申请实施例中，第一侧臂222和第二侧臂223远离钢丝锯本体221的端点均设置有V槽轴承，钢丝线锯224能够在V槽轴承表面滑动，另外，钢丝锯本体221内部设置有往复凸轮226，钢丝线锯224紧贴于V槽轴承以及往复凸轮226的外壁，使得钢丝线锯224形成以两个V槽轴承和一个往复凸轮226为顶点的三角形结构，三角形结构稳定性较高，能够减少钢丝线锯224在使用过程中的形变。

所述第三基座21内部设置有丝杆211，丝杆211表面设置有水平滑块212，所述钢丝锯本体221伸入所述第三基座21，与所述水平滑块212相连接，在第五电机的控制下，所述水平滑块212在丝杆211表面滑动，从而带动所述钢丝锯本体221滑动。

本申请实施例中，钢丝锯本体221在水平滑块212的带动下滑动的过程中，钢丝线锯224同样跟随所述钢丝锯本体221水平滑动。清理树障之前，将所述钢丝锯本体221调整至初始位置，初始位置即钢丝锯本体221与第三基座21重叠面积最大的位置；清理树障时，一方面，开启第四电机，使得钢丝线锯224做往复运动，另一方面，同时开启第五电机，控制钢丝锯本体221在水平方向上滑动，使得钢丝线锯224不断远离第三基座21，钢丝线锯224的往复运动结合水平方向上的滑动，从而实现树障的清理工作。

由以上技术方案可知，本申请提供的装置中，利用上机械手14和下机械手15在树干上攀爬，所述装置向上攀爬至预设位置之后，启动往复凸轮226，从而控制钢丝线锯224在水平方向上做往复运动；同时，启动丝杆211，使得水平滑块212在丝杆211上运动，带动钢丝锯本体221向靠近树障的位置移动，从而控制第一侧臂222和第二侧臂223向靠近树障的位置移动，也就是说，钢丝线锯在切割树障的过程中不断向树障的方向发生位移，从而将树障与树干本身分离，从而实现树障的切割。本申请提供的装置利用钢丝线锯进行树障清理，在清理的过程中，由攀爬装置1执行攀爬树干的操作，清理装置2执行清理树障的操作，攀爬装置1能够攀爬至树木重心以上，从而解决了现有技术中，操作人员无法攀爬到树木重心以上，导致修剪树枝的高度达不到要求的问题。

参照图1和图2所示的结构示意图，所述第二基座13顶端设置有弧形滑轨17，所述弧形滑轨17表面设置有滑块171，所述滑块171用于在抱树旋转电机131的控制下，沿所述弧形滑轨17滑动，所述伸缩杆11的底端固定于所述滑块171的表面。

在清理树障时，若树障的直径大于警戒值，则需要启动抱树旋转电机131，增大钢丝线锯224的行程，使得本申请提供的装置能够切割直径较大的树障。

参照图1和图2所示的结构示意图，所述第一基座12的顶端设置有第一摄像头18，所述第一摄像头18用于拍摄所述装置周围的树障。

参照图1和图2所示的结构示意图，所述第二基座13的侧面设置有主控盒19，所述主控盒19用于控制各个切割锯片的动作。

参照图2所示的结构示意图，所述第二基座13的底端设置有第二摄像头23，所述第二摄像头23用于所述装置在向地面攀爬的过程中，拍摄所述装置与地面之间的障碍物，所述障碍物为阻挡所述装置继续向地面爬行的树枝。

参照图1所示的结构示意图，所述第三基座21与所述快装连接杆16的连接处设置有电动万向头213，所述电动万向头213用于在第六电机的控制下沿水平方向旋转，从而带动所述第三基座21在水平方向上旋转。

参照图3所示的结构示意图，所述第三基座21的顶端设置有提手214，当所述清理装置2与所述攀爬装置1分离时，手持所述提手214，以控制所述清理装置2工作。

参照图6所示的工作流程图，本申请实施例提供一种树障清理控制方法，所述方法应用于主控盒19，所述主控盒19设置于图1或图2提供的装置中，所述方法包括以下步骤：

步骤101，根据第一摄像头18所拍图片中的树障面积，确定树障直径是否低于警戒值。

本步骤中，主控盒19在获取到第一摄像头18所拍图像之后，分析图像中的树障面积，在第一摄像头18与树障距离相等的情况下，树障直径越大，则第一摄像头18所拍图像中树障面积所占比例越大，由于第一摄像头18的视野范围不变，因此，预先设定树障面积的警戒值即可。将树障面积与预先设定的警戒值相比较，若树障面积低于警戒值，执行步骤102的操作；若树障面积不低于警戒值，执行步骤104的操作。

步骤102，若所述树障直径低于警戒值，控制水平滑块212在丝杆211表面滑动，使得钢丝锯本体221与第三基座21重叠的面积最大。

步骤103，在启动丝杆211运动的同时，启动往复凸轮226运动，使得钢丝线锯224在水平方向上做往复运动。

本步骤中，在第五电机开启的情况下，丝杆211开始运动，使得水平滑块212在丝杆211表面滑动，水平滑块212与钢丝锯本体221相连接，因此，水平滑块的212的滑动带动钢丝锯本体221在水平方向上滑动，即，钢丝线锯224向靠近树障的方向移动，使得钢丝线锯224逐渐与树障接触，接触后，钢丝线锯224与树障之间由于摩擦力的作用，使得树障与钢丝线锯224的接触面不断被磨损。另外，随着钢丝线锯224不断向靠近树障的方向推进，直至树障与树干分离，即完成树障清理的工作。

步骤104，若所述树障直径不低于警戒值，启动抱树旋转电机131，控制伸缩杆11位于弧形滑轨17的不同位置。

步骤105，在各个所述位置处，启动往复凸轮226，同时启动丝杆211运动，使得所述钢丝线锯224在水平方向上运动，在所述钢丝锯本体221与第三基座21重叠的面积最小时停止所述丝杆211运动并复位。

本步骤中，钢丝线锯224在一个位置处对树障执行切割操作时，即使钢丝锯本体221在水平方向上滑动至最大限度，由于树障直径过大，仍然难以将树障与树干完全分离，因此，控制伸缩杆11位于弧形滑轨17的不同位置，在不同位置处，分别执行切割操作，多个位置的切割操作结果叠加，使得树障与树干完全分离，实现清理树障的目的。

可选的，在根据第一摄像头18所拍图片中的树障面积，确定树障直径是否低于警戒值之前，还包括以下步骤：

步骤201，判断所述装置所在位置是否低于预设高度。若主控盒19确定所述装置所在位置低于预设高度，则执行步骤202的操作；若不低于预设高度，则执行步骤203的操作。

步骤202，若所述装置所在位置低于预设高度，则控制攀爬装置1继续向上攀爬。

步骤203，若所述装置所在位置不低于预设高度，则控制所述攀爬装置1停止运动。

可选的，在启动抱树旋转电机131，控制所述伸缩杆11位于弧形滑轨17的不同位置之后，还包括以下步骤：

步骤301，启动电动万向头213，控制所述钢丝锯本体221在水平方向上旋转。

步骤302，判断树障的中心线与第一基点到目标钢丝线锯的垂直平分线的延长线是否存在交点，其中，所述为第一基点第一侧臂222一侧和第二侧臂223一侧相接触的位置，所述目标钢丝线锯为第一侧臂222远离第三基座21一端与第二侧臂223远离第三基座21一端之间的钢丝线锯224。

本步骤中，若主控盒19确定树障的中心线与第一基点到目标钢丝线锯的垂直平分线的延长线存在交点，则执行步骤303的操作；若主控盒19确定树障的中心线与第一基点到目标钢丝线锯的垂直平分线的延长线没有交点，则控制清理装置2在所述电动万向头213的控制下继续旋转，直至存在交点。

步骤303，若树障的中心线与所述第一基点到所述目标钢丝线锯的垂直平分线的延长线存在交点，则控制所述电动万向头213停止旋转。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。