专利名称：树修枝装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及树木修枝装置。
本发明特别地但不排外地应用于树木修枝装置，其可用于诸如Pinus radiata之类的林产种植园的树种以及诸如肯宁南洋杉(Araucaria cunninghamii)之类的特别高价值的树种，且为了说明起见将参照这样的应用。然而，应该理解到，本发明也可用于其它的应用中，例如，修枝其它林产树种的树木，其中，为增加树的价值而需要剪去低矮的树枝。
背景技术：
在肯宁南洋杉和其它树种的种植中，修剪低矮的树枝萌芽以阻止其在木材上形成树节并集中精力生长树冠以图形成干净的木材，这存在着商业上的利益。作为一项手工作业，树的修枝是劳动强度高的过程。因此，修枝的机械装置具有巨大的商业利益。一种直觉的树修枝的方法已由CSIRO开发出来。该技术包括一可打开的轴环，其液压地承载所设置的凿部分，并由一提升机构进行操作，以便从低矮的树枝到选定高度的树枝对林产的树木进行修枝。
该种结构的缺点在于，在工作一开始凿子就需对树进行调整和固定。许多树种从延伸的树干上的结节萌芽出分支。在肯宁南洋杉的情形中，萌芽的结构形成与众不同的环箍，这给肯宁南洋杉带来其通用的名字。凿子的设定必须避免剥光环处的树皮。然而，由于树木通常从底部开始逐渐变细，所以，轴环对于上部树枝显得过大而不向下剥皮。对于上部树枝有效的过大尺寸导致树干较高树枝的切除效率低下。
发明内容
本发明的一个方面在于，提供树修枝装置，其包括一细长的支承本体，可沿着待修枝的树的树干放置；一修枝组件，其安装在所述支承本体上并可沿着本体被驱动，并包括多个修枝的钳夹，它们可在一打开的位置和一基本上包围树干的关闭位置之间移动；
多个刀片构件，它们安装在所述钳夹上并具有诸切割刃，当所述钳夹处于其关闭位置时，诸切割刃形成一基本上圆周的阵列；以及致动器装置，其相连于各个所述刀片构件并适于动态地在树干和各个所述切割刃之间保持间隙。
本发明的另一个方面在于，提供树修枝方法，其包括以下步骤将一细长的支承本体沿着待修枝的树的树干放置；闭合安装在所述支承本体上且沿其可驱动的修枝组件的修枝钳夹，以便基本上包围该树干，所述钳夹安装多个具有切割刃的刀片构件，它们形成一大致圆周的阵列，通过与各个所述刀片构件相连的致动器装置，刀片构件动态地保持在树干和所述切割刃之间的间隙；以及沿着所述细长支承本体驱动所述修枝组件以对所述树进行修枝。
细长支承本体可安装在一有轮的或轨道的车辆，以便将本体定位在树干附近。该车辆可以是有动力的车辆或可以是手工操作的车辆。例如，车辆可以是一回转仪稳定的水平运输平台。细长的支承本体可用任何合适的方法安装修枝的组件。例如，本体构件可以构造成一垂直的轨道或链，修枝组件沿着轨道或链条被擒地安装在其上以便滚动。滚动的修枝组件可沿着垂直轨道被一链条驱动、活塞或液压、气动或电动马达推进。
修枝组件的钳夹可包括一对铰接在一起的钳夹，或各从一载体部分枢转，该载体部分将修枝组件与细长的支承本体接合。如果钳夹铰接在一起，则一个钳夹可以与细长的支承本体相连。钳夹可通过诸如手工或液压或气动致动那样的任何合适的方法进行操作。
对于各个刀片构件的致动器可通过任何合适的方法进行操作而保持一选定的间隙，较佳地在4至10mm的范围内。例如，致动器可包括一机械的传感器臂，其适于沿着树干在刀片下方或上方滚动，并通过限定刀片朝向和远离树干可移动的范围用来控制刀片的位置。致动器可在电子的或光电距离检测装置的控制下执行相同的功能。
致动器可包括一电气的、气动的或液压的致动器。致动器最好是一气动的致动器，以便利用工作流体的弹性。使用包括一弹簧/空气的致动器的气动的致动装置能使装置在高速下进行操作，同时，允许某些固有的顺从性以减少惯性“阻塞”。因此，对于刀片的一给定的检测位置，快速地实施部位的改变，部分地凭借于致动器的顺从性，以保存树枝结节和树干的其它包含新生组织的部分，同时，确保有效地切除树枝。因此，合适的商用快速响应的气动致动器可以微调到操作压力，例如，10至50psi的压力。
选定的动态地保持的刀片和树干之间的距离，将考虑到树种、结节大小和致动器响应速度进行选择。例如，对于在具有大的结节的树种上进行的高速操作，该间隙可设定得较高。
特别理想的是，希望构造一操作速度比现有技术装置的操作速度高的装置。在实践中，业已确定，本发明的装置可以1至2.5m/sec的刀刃线速度进行操作，实际的速度选择应在刀片定位响应速度和作用在待切除树枝上的斧劈效果之间提供最佳的兼顾。
本发明的优选实施例利用气动的传感器/致动器，其中，一弹簧偏置的刀片构件通过一气动致动器抵抗弹簧而推压朝向树干，所述气动致动器响应于与树干互相作用的随动器而连续地进行操作。
刀片构件可具有直线的切割刃或切割尖劈可以是弧形的，这样，在刀片构件的最佳普通的部署中，诸切割刃组合时在平面图中形成一大致圆形的切割刃。传统的智慧使刀片的切割刃呈凿尖的形状，即，使一大致陡峭的面朝向树干，从切割刃到刀片本体的厚度呈斜面。事实上，该结构对于许多树种不提供合适的刀片。然而，业已确定，对于某些树种，刀片陡峭面的适度的凸起可产生更佳的结果。例如，业已确定，对于约1.0至2.5m/sec的刀片速度，对于肯宁南洋杉来说，使刀刃与陡峭平面分离6°，可形成切除树枝较为干净利落的剪切，而没有后角(0°)用于桉树和P.radiata。
在形成装置的工作圆周过程中，刀片构件必须具有其间的间隙，以便适应尺寸调整的变化(如果它们在一单一的圆周平面内形成阵列的话)。如果树枝通过间隙只是被支承的轴环结构擦伤或刷到一边，则树枝可能不是干净利落地剪下。因此，较佳地是，刀片构件布置在两个或多个平面内，使重叠的刃在一个平面图内。因此，在另一方面，本发明在于提供树修枝装置，其包括一细长的支承本体，沿着待修枝的树的树干放置；一修枝组件，其安装在所述支承本体上并可沿着本体被驱动，并包括多个修枝的钳夹，它们在一打开的位置和一基本上包围树干的关闭位置之间移动；以及多个刀片构件，它们安装在所述钳夹上并具有切割刃，当所述钳夹处于其关闭位置时，切割刃形成一圆周重叠的关系。
在另一方面，本发明在于提供树修枝方法，其包括如下步骤
将一细长的支承本体沿着待修枝的树的树干放置；闭合安装在所述支承本体上且沿其可驱动的修枝组件的修枝钳夹，以便基本上包围该树干，所述钳夹安装多个具有切割刃的刀片构件，它们形成一大致圆周重叠的关系；以及沿着所述细长支承本体驱动所述修枝组件以对所述树进行修枝。
在使用中，借助于垂直地错列，刀片构件可实现切割刃范围所要求的圆周重叠。例如，刀片构件可设置在堆叠在钳夹上的一个或两个圆周的阵列中，该阵列在其圆周的部署中偏离，以平面内呈现大致连续的切割刃。刀片构件可具有直线的切割刃或切割尖劈可以是弧形的，这样，在刀片构件的最佳普通的部署中，切割刃组合时在平面图中形成一大致圆形的切割刃。
附图的简要说明为了使本发明更容易理解并投入实际的应用，现将参照附图，它们示出了本发明的一优选实施例，其中
图1是根据本发明的修枝装置的平面图；图2是用于
图1装置的一刀片组件的详图；图3是
图1装置的前视立体图，处于不工作的打开状态；图4是
图1装置的后视立体图，处于不工作的打开状态；以及图5是
图1装置的一钳夹的详细立体图。
具体实施例方式
在诸附图中，提供具有一修枝组件10的树修枝装置，该修枝组件包括右钳夹构件11和左钳夹构件12。通过一穿入孔14内的普通销18，钳夹构件11、12一起铰接在一提升机架(未示出)上。钳夹构件11和12具有大致半圆形本体15，它们各具有形成在其中的三个致动器安装孔16。在远离孔14的钳夹构件11、12的端部处有对应的限制钳夹构件11、12关闭的阻挡部分17。组装的钳夹构件由一双动作的致动器(未示出)进行打开和关闭。
钳夹构件组件中的六个致动器安装孔16在一平面上方和下方交替地移位，以形成两个错列排，每排有三个孔。致动器外壳20焊接到孔16内，外壳20具有控制的空气供应源21、一偏置弹簧22和端帽23。活塞24安装在外壳20内并形成致动器一部分，各活塞形成一刀片和量器组件25的部分(如图2所示)。钳夹构件11、12具有一导向孔(未示出)，其以间隔的关系位于各致动器安装孔16的下方。
各刀片和量器组件25包括一焊接到活塞24的本体构件26和一焊接到本体构件26、与活塞24保持间隔的平行关系的导向杆27，导向杆适于接合以便滑入钳夹构件11和12的对应导向孔内。本体构件26的上端构造成一刀片安装部分30，一弧形刀片31通过机器螺钉32固定到刀片安装部分30。
弧形刀片31呈圆周的程度，这样，在平面图中相邻刀片31的各自的刀片刃重叠，诸如
图1的区域33那样。刀片31的切割刃基本上是一凿尖，其带有一斜面34并在标号38处、在大致的陡峭面上具有约7°的后角。在使用中，偏置弹簧22偏置本体构件26脱离树，由此，在使用中致动器的操作推压本体构件朝向树。
本体构件26在标号36处可枢转地安装一机械随动件35。机械随动件35具有一接触面37，接触面37适于跟从树的树干并操作一传感器40，向终端41输出一相对关系的信号。从终端41输出的信号用来操作控制装置(未示出)，控制装置又操作空气供应源21，以便对各个致动器动态地调整离树干的刀片间隙。
根据上述实施例的装置具有的优点在于，钳夹构件围绕树安装后并在修枝动作的过程中，刀片间隙一直在进行调整。间隙的个别控制适应于树干的不圆度，以及保持切割的距离。刀片刃的重叠平面防止树枝在切割刃之间通过，导致一干净利落修枝的树。使用空气的致动器在面对相对较重的刀片零件的惯性时允许有反身的调整。
当然，应该认识到，尽管以上借助于本发明所示的实例给出了描述，但本技术领域内的技术人员会认识到可对此作出各种修改和变化，所有这样的和其它的改型和变体都被认为落入本发明广义的范围内，以及由附后的权利要求书所定义的本发明的范围内。
权利要求
1.树修枝装置，包括一细长的支承本体，可沿着待修枝的树的树干放置；一修枝组件，安装在所述支承本体上并可沿着所述支承本体被驱动，并包括多个修枝的钳夹，所述钳夹可在一打开的位置和一基本上包围树干的关闭位置之间移动；多个刀片构件，它们安装在所述钳夹上并具有诸切割刃，当所述钳夹处于关闭位置时，诸切割刃形成一基本上圆周的阵列；以及致动器装置，相连于各个所述刀片构件并适于动态地在树干和各个所述切割刃之间保持间隙。
2.如权利要求1所述的树修枝装置，其特征在于，所述细长支承本体安装在一有轮的或轨道的车辆上，以便将所述本体定位在树干附近。
3.如权利要求1所述的树修枝装置，其特征在于，所述车辆选自有动力的车辆和手工操作的车辆。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的树修枝装置，其特征在于，所述细长支承本体安装所述修枝组件，以便借助于选自轨道或移动链条的装置而运动。
5.如权利要求4所述的树修枝装置，其特征在于，所述修枝组件沿着垂直轨道被选自一链条驱动、活塞或液压、气动或电动马达的装置推进。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的树修枝装置，其特征在于，所述修枝组件的所述钳夹包括一对铰接在一起的钳夹。
7.如权利要求6所述的树修枝装置，其特征在于，一个所述钳夹安装成在所述细长支承本体上运动
8.如权利要求1至5中任何一项所述的树修枝装置，其特征在于，所述钳夹各从一接合所述细长支承本体的载体部分枢转。
9.如上述权利要求中任何一项所述的树修枝装置，其特征在于，所述钳夹借助于选自手工装置、液压致动和气动致动的装置进行操作。
10.如上述权利要求中任何一项所述的树修枝装置，其特征在于，用于各个刀片构件的所述致动器装置可进行操作，以在传感器装置的控制下保持一选定的间隙。
11.如权利要求10所述的树修枝装置，其特征在于，所述传感器装置包括一机械的传感器臂，传感器臂连接到用于各个刀片构件的致动器装置并适于沿着树干向前移动所述刀片构件。
12.如权利要求10所述的树修枝装置，其特征在于，所述传感器装置包括电子的或光电距离检测装置，该距离检测装置与用于各刀片构件的致动器装置相连。
13.如上述权利要求中任何一项所述的树修枝装置，其特征在于，所述致动器装置选自电气的、气动的或液压的致动器。
14.如权利要求13所述的树修枝装置，其特征在于，所述致动器装置是气动的致动器组件，包括一抵抗一弹簧工作的气动致动器。
15. 如上述权利要求中任何一项所述的树修枝装置，其特征在于，在使用中所述修枝组件沿着所述细长支承本体以1至2.5m/sec的刀刃线速度被驱动。
16.如权利要求14所述的树修枝装置，其特征在于，所述气动的致动器和弹簧包括一传感器/致动器组件，其中，所述刀片构件通过所述气动致动器抵抗所述弹簧的偏置力而推压朝向树干，所述气动致动器响应于与树干互相作用、起作所述传感器的随动器而连续地进行操作。
17.如上述权利要求中任何一项所述的树修枝装置，其特征在于，所述刀片构件具有弧形的切割刃。
18.如权利要求17所述的树修枝装置，其特征在于，所述诸切割刃组合时在平面图中形成一大致圆形的切割刃。
19.如权利要求17或18所述的树修枝装置，其特征在于，所述刀片构件布置在两个或多个沿轴向移位的平面内，由此，所述切割刃可在平面图中重叠。
20.如上述权利要求中任何一项所述的树修枝装置，其特征在于，所述刀片构件具有呈凿尖形状的切割刃，在使用中使一大致陡峭的面朝向树干，从切割刃到刀片本体的厚度呈斜面。
21.如权利要求19所述的树修枝装置，其特征在于，所述陡峭面沿所述切割刃分离，后角达6°。
22.一树修枝方法，包括以下步骤将一细长的支承本体沿着待修枝的树的树干放置；闭合安装在所述支承本体上且沿支承本体可驱动的修枝组件的修枝钳夹，以便基本上包围该树干，所述钳夹安装多个具有切割刃的刀片构件，诸切割刃形成一大致圆周的阵列，通过与各个所述刀片构件相连的致动器装置，刀片构件动态地保持在树干和各个所述切割刃之间的间隙；以及沿着所述细长支承本体驱动所述修枝组件以对所述树进行修枝。
23.一种树修枝装置，包括一细长的支承本体，可沿着待修枝的树的树干放置；一修枝组件，其安装在所述支承本体上并可沿着本体被驱动，并包括多个修枝的钳夹，修枝的钳夹可在一打开的位置和一基本上包围树干的关闭位置之间移动；以及多个刀片构件，安装在所述钳夹上并具有切割刃，当所述钳夹处于关闭位置时，切割刃形成一圆周重叠的关系。
24.一树修枝方法，包括如下步骤将一细长的支承本体沿着待修枝的树的树干放置；闭合安装在所述支承本体上且沿支承本体可驱动的修枝组件的修枝钳夹，以便基本上包围该树干，所述钳夹安装多个具有切割刃的刀片构件，诸切割刃形成一大致圆周重叠的关系；以及沿着所述细长支承本体驱动所述修枝组件以对所述树进行修枝。
全文摘要
一修枝组件(10)包括一细长的支承本体(未示出)、右钳夹构件(11)和左钳夹构件(12)，它们铰接在一起并可沿着支承本体移动，钳夹各具有三组刀片构件(31)，它们安装在致动器装置(16)上，并在一平面的上方和下方交替地移位，以形成错列的两排，每排有三个孔，致动器装置(16)适于在树干和各组刀片构件(31)之间保持间隙。
文档编号A01G23/00GK1845669SQ200480025267
公开日2006年10月11日 申请日期2004年9月3日 优先权日2003年9月4日
发明者C·乌博冈 申请人:澳斯特太平森林管理控股有限公司