绿化修剪用机器人的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及机械设备领域，特别涉及一种绿化修剪用机器人。
【背景技术】
[0002]随着21世纪社会的不断发展，高速公路作为公路运输业中发展非常迅速的一个部分，已经在交通运输业中扮演着举足轻重的角色。而如今我国高速公路通车的总里程在2015年已经达到12.5万Km，超越了美国大约10万公里的里程，位居世界第一！
[0003]随着人们绿化环保意识的提高，绿篱已经在城市道路绿化和高速公路中随处可见，成为城市以及公路一个重要的组成部分。其主要用于美化环境、绿化城市、降低噪声、稳定路基的结构、净化空气、保持水土、防风固沙。另外它还可以隔开道路两旁的车辆、防止车辆在夜间相向而行时造成的眩光以造成车祸事故、减少两车靠近时所产生的恐惧感以提高出行的安全性。
[0004]然后，目前国内主要是由小型皮卡搭载专业环卫工人利用手持式的绿篱修剪机对高速公路中央隔离带的绿篱进行修剪。这种修剪方式存在效率低下，修剪时间过长、噪声太大、工人劳动强度过大、能源利用率低下，排气污染环境、工人的安全不能保障、无法保证修剪稳定性与准确性等缺陷；另外也有一小部分车载式绿篱修剪机发展了起来，但其技术还不成熟，处于刚起步阶段，仍存在结构简单、设备笨重、性能及可靠性低，功能单一、操作空间不大、自动化程度较低等问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种绿化修剪用机器人，可实现对绿化植物或高速公路绿化隔离带多种形状、多种工况的修剪，修剪范围大，修剪稳定性和可靠性强，修剪作业更加精细。
[0006]本发明的绿化修剪用机器人，包括可行走车体和设置在可行走车体上的基座，还包括机械臂和设置在机械臂末端的修剪执行机构；
[0007]机械臂包括上臂总成和以可在水平面内转动的方式与基座配合设置的下臂总成，上臂总成包括上臂和末端驱动臂组件，上臂以可在竖直平面内转动的方式连接于下臂总成末端，末端驱动臂组件包括臂体1、臂体π和臂体m，臂体I以可绕自身轴线转动的方式与上臂连接并形成直杆结构，臂体π以可在竖直平面内转动的方式连接于臂体I末端，臂体m以可绕自身轴线转动的方式与臂体π连接并形成直杆结构，修剪执行机构安装于臂体m末端。
[0008]进一步，下臂总成包括下臂和底臂，底臂以可绕自身轴线转动的方式设置在基座上，下臂以可在竖直平面内转动的方式与底臂连接设置。
[0009]进一步，修剪执行机构包括刀架盘、修剪刀具和刀具回转驱动机构，刀架盘安装于臂体m末端，刀具回转驱动机构安装在所述刀架盘上并用于驱动修剪刀具回转进行修剪。
[0010]进一步，机械臂还包括两端分别连接于下臂和底臂并用于平衡负载的弹簧平衡装置。
[0011]进一步，还包括控制系统，控制系统包括:加速度传感器，在下臂、上臂、臂体1、臂体π和臂体m的驱动动力输入端的内部分别设置一个，并在可行走车体上设置至少一个，用于测量下臂、上臂、臂体1、臂体π和臂体m的驱动动力输入端和可行走车体的加速度特性；
[0012]位移传感器，在下臂、上臂、臂体1、臂体π和臂体m的驱动动力输入端的内部分别设置一个，用于测量下臂、上臂、臂体1、臂体Π和臂体m的驱动动力输入端的坐标；
[0013]倾角传感器，安装在刀架盘上，用于测量刀架盘与地面的倾角；
[0014]距离传感器，安装在刀架盘上和可行走车体上，用于测量刀架盘与地面的水平距离、刀架盘与行进方向前端绿化物的距离和承载车与绿化物的距离；
[0015]中央控制器，安装在可行走车体上，用于接收加速度传感器、位移传感器、倾角传感器和距离传感器的检测信号并向外输出命令信号以控制机械臂和修剪执行机构工作状
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[0016]进一步，刀具回转驱动机构包括刀具驱动电机、与刀具驱动电机的动力输出轴圆周固定的主动齿轮、与主动齿轮常啮合的从动齿轮和以可绕自身轴线转动的方式设置在刀架盘上并与从动齿轮圆周固定的刀具驱动轴，修剪刀具安装在刀具驱动轴上。
[0017]进一步，底臂下端嵌入基座上设置的底臂安装槽内并通过一底臂驱动机构驱动转动，底臂驱动机构包括底臂驱动电机和与底臂驱动电机传动配合并自下方穿过基座与底臂固定的底臂动力输入轴。
[0018]进一步，下臂、所述上臂和所述臂体Π分别通过一臂转动驱动机构在竖直平面内转动，每一臂转动驱动机构均包括臂转动驱动电机和臂转动动力输入轴。
[0019]本发明的有益效果:本发明的绿化修剪用机器人，末端驱动臂组件形成三自由度结构，可实现修剪执行机构360°各方位旋转修剪，进行各种形状的绿化植物或高速公路绿化带的修剪，增大机构操作空间，并且可对较宽的绿化带进行一次性修剪，通过机械臂各部分的相互配合，可实现精确定位修剪，从而提高修剪执行机构运作的精度、可靠性和实时性;本发明适用于高速公路环卫绿化工作，将带来巨大的社会和经济效益，具有广阔的的市场需求和发展空间。
【附图说明】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0021]图1为本发明结构不意图；
[0022]图2为图1俯视图；
[0023]图3为本发明中机械臂结构示意图；
[0024]图4为本发明中修剪执行机构结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]图1为本发明结构示意图，图2为图1俯视图，图3为本发明中机械臂结构示意图，图4为本发明中修剪执行机构结构示意图如图所示:本实施例的绿化修剪用机器人，包括可行走车体I和设置在可行走车体I上的基座2，还包括机械臂3和设置在机械臂3末端的修剪执行机构4;
[0026]机械臂3包括上臂总成和以可在水平面内转动的方式与基座2配合设置的下臂总成，上臂总成包括上臂3-1和末端驱动臂组件，上臂3-1以可在竖直平面内转动的方式连接于下臂总成末端，末端驱动臂组件包括臂体13-2、臂体Π 3-3和臂体ΙΠ3-4，臂体13-2以可绕自身轴线转动的方式与上臂3-1连接并形成直杆结构，臂体Π 3-3以可在竖直平面内转动的方式连接于臂体13-2末端，臂体ΙΠ3-4以可绕自身轴线转动的方式与臂体Π 3-3连接并形成直杆结构，修剪执行机构4安装于臂体ΙΠ3-4末端。
[0027]本发明中，可行走车体I可为现有机动车，也可为人力推动车体，只要满足可行走的目的均可，基座2设置在车体上，下臂总成相对于基座2可在水平面内转动，实现带动整个机械臂3和修剪执行机构4在水平内转动的目的，从而实现在工作时调整与待修剪绿化物的距离;上臂3-1总成的上臂3-1可以通过在竖直平面内转动调整修剪执行机构4的高度，末端驱动臂的臂体13-2、臂体Π 3-3和臂体ΙΠ3-4，以绿化带的延伸方向和修剪工作时可行走车体I的行进方向为前，则臂体13-2绕自身轴线的转动可使得修剪执行机构4前后摆动，臂体Π 3-3在竖直平面内的转动可使得修剪执行机构4左右摆动，臂体ΙΠ3-4绕自身轴线的转动可使得修剪执行机构4在水平面内转动，从而实现修剪执行机构4在三个自由度的工作状
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[0028]本实施例中，下臂总成包括下臂3-5和底臂3-6，底臂3-6以可绕自身轴线转动的方式设置在基座2上，下臂3-5以可在竖直平面内转动的方式与底臂3-6连接设置;底臂3-6相对于基座2可在水平面内转动，实现带动整个机械臂3和修剪执行机构4在水平内转动的目的，下臂3-5在竖直平面内转动也可实现修剪执行机构4的高度调整。
[0029]本实施例中，修剪执行机构4包括刀架盘4-1、修剪刀具4-2和刀具回转驱动机构，刀架盘4-1安装于臂体ΙΠ3-4末端，刀具回转驱动机构安装在所述刀架盘4-1上并用于驱动修剪刀具4-2回转进行修剪。
[0030]本实施例中，机械臂3还包括两端分别连接于下臂3-5和底臂3-6并用于平衡负载的弹簧平衡装置5;弹簧平衡装置用于减小驱动部件的负载，缩短启动时间，加快控制相应速度。
[0031 ]本实施例中，还包括控制系统，控制系统包括:加速度传感器6，在下臂3-5、上臂3-
1、臂体13-2、臂体Π 3-3和臂体ΙΠ3-4的驱动动力输入端的内部分别设置一个，并在可行走车体I上设置至少一个，用于测量下臂3-5、上臂3-1、臂体13-2、臂体Π 3-3和臂体ΙΠ3-4的驱动动力输入端和可行走车体I的加速度特性；
[0032]位移传感器7，在下臂3-5、上臂3-1、臂体13-2、臂体Π 3-3和臂体ΙΠ3-4的驱动动力输入端的内部分别设置一个，用于测量下臂3-5、上臂3-1、臂体13-2、臂体Π 3-3和臂体ΙΠ3-4的驱动动力输入端的坐标;也即在下臂3-5、上臂3-1、臂体13-2、臂体Π 3-3和臂体ΙΠ3-4的驱动动力输入端处均分别设置有一个加速度传感器6和位移传感器7，驱