专利名称：立木整枝机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子机械设备技术领域，尤其涉及一种林业生产中用于修剪树木的立木整枝机。
背景技术：
在林业生产中经常需要对树木进行修剪，通常修剪需使用立木整枝机。传统的立木整枝机多为便携式，作业环境条件比较恶劣，且不具有遥控功能，在作业时均由操作者直接手持或者背负，操作者除了完成控制、操作等任务外，还必须承受机器在作业过程中产生的振动和噪声的影响，致使操作者承受很大的劳动负荷和产生很大疲劳，长期工作会使作业者人体平衡功能受到影响，继而导致一定程度上的功能性障碍或不同程度上的职业损伤。
而且，这种传统的便携式立木整枝机所采用的整枝方法效率较低，整枝高度也受到一定的限制；另外整枝过程中切屑飞溅及锯切的枝桠下落中有可能也会伤及操作者。
因此，发明一种优质、安全和高效的整枝技术是多年来林业研究中十分关心、且难以解决的问题
实用新型内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种优质、安全和高效的立木整枝机，可以优质、安全和高效地对树木进行整枝，同时具有摇控功能，更加安全可靠。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种立木整枝机，其结构包括动力驱动装置与控制装置，所述控制装置包括两个控制用微电机、控制信号接收装置和控制信号发送装置；控制信号接收装置接收控制信号发送装置发送来的无线控制信号；控制信号接收装置通过控制用微电机来控制动力驱动装置。
所述的动力驱动装置包括发动机及与发动机相连的执行机构。
所述的控制信号发送装置包括按键、信号发射指示灯、发射天线、发送装置电路板及发送装置壳体；发送装置电路板装于发送装置壳体内部，按键、信号发射指示灯与发射天线设于发送装置壳体上并通过线路与发送装置电路板相连。
所述的发送装置电路板包括发送电源电路、信号输入电路、上电控制电路、发送可编程逻辑芯片、发送驱动隔离电路与发射模块；信号输入电路连接上电控制电路与发送可编程逻辑芯片，发送可编程逻辑芯片依次连接发送驱动隔离电路与发射模块，发射模块连接发射天线；信号输入电路、上电控制电路、发送可编程逻辑芯片、发送驱动隔离电路与发射模块均与发送电源电路相连。
所述的控制信号接收装置包括电源开/关按键、电源指示灯、充电指示灯、信号接收指示灯、接收装置电路板与接收装置壳体；接收装置电路板装于接收装置壳体内部，电源开/关按键、电源指示灯、充电指示灯、信号接收指示灯设于接收装置壳体上并通过线路与接收装置电路板相连。
所述的接收装置电路板包括接收模块、接收可编程逻辑芯片、接收驱动隔离电路、输出接口、接收电源电路；接收模块依次连接接收可编程逻辑芯片、接收驱动隔离电路与输出接口；输出接口连接电机驱动电路或者燃油发动机的点火线圈；接收模块、接收可编程逻辑芯片、接收驱动隔离电路与输出接口均与接收电源电路相连。
所述的接收电源电路还接有充电电路；或者，所述的接收电源电路与输出接口间还设有DC/DC变换电路；或者，所述的接收可编程逻辑芯片与输出接口间还设有反馈信号接口电路。
所述的接收驱动隔离电路与输出接口分别为两个，一组驱动隔离电路与输出接口分别驱动一个控制用微电机。
所述的输出接口与电机驱动电路或者燃油发动机的点火线圈连接处并联一继电器的常闭触点。
所述的发送可编程逻辑芯片与接收可编程逻辑芯片的型号均为MAX7000系列的EPM7128ELC84-15。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型的立木整枝机，包括动力驱动装置与控制装置，所述控制装置包括两个控制用微电机、控制信号接收装置和控制信号发送装置；控制信号接收装置接收控制信号发送装置发送来的无线控制信号；控制信号接收装置通过控制用微电机来控制动力驱动装置。并在控制信号接收装置的控制下提供驱动动力来修剪树木，因本实用新型实现了对树木的摇控修剪，避免振动和伤亡、提高作业效率、保证了林业工人的身体健康和劳动卫生，是一种操作使用方便、省力、成本低、安全、易维修的立木整枝机。
图1为本实用新型手持式遥控器示意图；图2为本实用新型接收器面板示意图；图3为本实用新型手持式遥控器的电路原理方框图；图4为本实用新型接收器的电路原理方框图；图5为本实用新型手持式遥控器的电路图；图6为本实用新型接收器的电路图。
具体实施方式
遥控技术是对相隔一定距离的被控对象发送某一形式的信号进行控制的技术，通常应用于操作者不能或难以到达受控对象的场合，目前遥控技术应该是已经非常成熟的技术。而且，随着专用集成电路技术的诞生和向各行各业的渗透，使得基于遥控技术的电子产品具有体积小、质量轻、耗电省、可靠性高、保密性强等特点。
本实用新型的核心思想便是基于所述的遥控技术实现的一种立木整枝机，其结构包括动力驱动装置，动力驱动装置与控制信号接收装置相连，并在控制信号接收装置的控制下提供驱动动力，驱动所述的控制信号接收装置接收控制信号发送装置发送来的无线控制信号，即控制信号发送装置一端发送控制信号给控制信号接收装置，控制信号接收装置根据接收的控制信号确定对动力驱动装置的控制方式，并控制动力驱动装置进行动作，从而为立木整枝机提供驱动动力。所述的动力驱动装置包括电机及电机驱动电路或者为燃油发动机。
如图1所示，控制信号发送装置包括操作按键(11)、信号发射指示灯(12)、发射天线(13)、发送装置电路板及发送装置壳体(1)；发送装置电路板装于发送装置壳体(1)内部，按键(11)、信号发射指示灯(12)与发射天线(13)设于壳体(1)上并通过线路与发送装置电路板相连。
如图3与图5所示，发送装置电路板包括发送电源电路(10)、信号输入电路(19)、上电控制电路(14)、发送可编程逻辑芯片(15)、发送驱动隔离电路(16)与发射模块(17)；信号输入电路(19)连接上电控制电路(14)与发送可编程逻辑芯片(15)，发送可编程逻辑芯片(15)依次连接发送驱动隔离电路(16)与发射模块(17)，发射模块(17)连接发射天线(13)；信号输入电路(19)、上电控制电路(14)、发送可编程逻辑芯片(15)、发送驱动隔离电路(16)与发射模块(17)均与发送电源电路(10)相连。
如图2所示，控制信号接收装置包括电源开/关按键(21)、电源指示灯(22)、充电指示灯(23)、信号接收指示灯(24)、接收装置电路板与接收装置壳体(2)；接收装置电路板装于接收装置壳体内部，电源开/关按键(21)、电源指示灯(22)、充电指示灯(23)、信号接收指示灯(24)设于接收装置壳体(2)上并通过线路与接收装置电路板相连。
如图4与图6所示，接收装置电路板包括接收模块(25)、接收可编程逻辑芯片(26)、接收驱动隔离电路(27)、输出接口(28)、接收电源电路(20)；接收模块(25)依次连接接收可编程逻辑芯片(26)、接收驱动隔离电路(27)与输出接口(28)；接收模块(25)、接收可编程逻辑芯片(26)、接收驱动隔离电路(27)与输出接口(28)均与接收电源电路(20)相连。另外，接收电源电路(20)还接有充电电路(29)；接收电源电路(20)与输出接口(28)间还设有DC/DC变换电路(30)；接收可编程逻辑芯片(26)与输出接口(28)间还设有电机反馈信号接口电路(31)。
输出接口(28)连接电机驱动电路或者燃油发动机的点火线圈。上述的接收驱动隔离电路(27)与输出接口(28)分别为两个，控制用微电机及驱动电路分别为两组，一组驱动隔离电路(27)与输出接口(28)分别驱动一组控制用微电机来控制立木整枝机的动力。同时在输出接口(28)与电机驱动电路或者燃油发动机的点火线圈连接处并联一继电器的常闭触点。
再有，发送可编程逻辑芯片(15)与接收可编程逻辑芯片(26)的型号均为MAX7000系列的EPM7128ELC84-15。
本实用新型的工作过程如下控制信号发送过程信号输入电路(19)的按键(11)可输入七路控制信号，当按下按键(11)时，上电控制电路(14)中光电耦合器U1-U7中的某个输入端二极管导通，从而使得此光电耦合器的输出端三极管导通，则电池组+9V的电压直接输入给发送电源电路(10)。
发送电源电路(10)由一片稳压块L7805CN组成，其此时可输出+5V的直流电压提供给电路中的其他芯片和上电控制电路(14)中光电耦合器U8的输入端二极管的阳极。而且按键(11)中任何一个键按下时，经过可编程逻辑芯片(15)输出一个高电平，再经发送驱动隔离电路(16)中的芯片74LS06反相后可以给上电控制电路(14)中光电耦合器U8的输入端二极管阴极提供一个低电平，这样可以保证每按下一个键则光电耦合器U8导通一次，继而使得发射模块(17)得电一次，以此来实现每按一次键发射模块(17)上电一次，以达到发射可靠、节能的目的。
发送驱动隔离电路(16)由集电极开路驱动芯片74LS06和光电耦合器U14-U17组成，发送可编程逻辑芯片(15)输出的四位数据经过发送驱动隔离电路(16)输入给发射模块(17)。
发射模块(17)自带一个三态逻辑编码器HS2262来实现地址加密编码功能，其八位地址管脚上的地址码和四位数据管脚上的数据码编制成一个特殊的波形，编码宽度由HS2262内置振荡回路通过在OSC1和OSC2端外接一个电阻所构成的一个精密振荡器来控制，在其发射使能端为低电平时由编码输出端将该编码波形送至驱动发射电路。HS2262的地址编码使其具有加密作用，只有遥控编码与解码电路的地址绝对一致时，才能实现遥控。这种地址加密可有数十万种编码，任何其他的发射电路可能发射与此相同的地址编码的概率几乎为零，可见该遥控装置有极高的抗干扰性能。发射模块(17)中的调制电路将遥控编码器HS2262输出的指令编码信号调制在高频振荡器产生的315MHz载波上通过发射天线(13)进行发射，使得这种具有数字编码的无线遥控装置无方向性、穿透力强。信号发射指示灯(12)并接在发射模块(17)的电源端作为发射信号的指示。
控制信号接收过程接收模块(25)采用频率为315MHz的RX3310A超外差接收模块接收由发送装置发出的高频信号。RX3310A是一个可工作在甚高频的无线接收芯片，该芯片内含射频放大器、混频器、本地振荡器、中频放大器、滤波器及限幅比较器，输出为数据电平，直接接至与遥控编码电路HS2262配对使用的遥控解码集成电路HS2272的数据输入端子进行解码，其输出的四位有效数字信号进入接收可编程逻辑芯片(26)进行锁存、译码、消除逻辑竞争、并将控制信号按两个电机的动作要求分为两组经过接收驱动隔离电路(27)输出给两个输出接口(28)。
接收驱动隔离电路(27)由74LS06和光电耦合器组成，可以提高控制信号的输出驱动能力、实现电气隔离。本系统采用两个微电机作为控制动力元件，其通过接插件、输出接口(28)与控制回路相连。DC/DC变换电路(30)由一块A0505S-1W的DC/DC组成，将充电电路(29)的充电电池+9V的电压变换为两个电机工作时所需的±6V电压。本系统中每个控制用微电机有三个控制位置即上升、中立、下降和作业、怠速、行走。输出接口(28)中的器件根据遥控系统输出的控制电压而动作，然后将动作“传达”到控制用微电机，使电机按原指令信号的内容而自动工作。例如当可编程逻辑芯片26输出一个电机上升的控制信号则光电耦合器U7的输入端二极管阴极为低电平而导通，于是U7的输出端三极管将DC/DC输出的+6V电压输入给电机的绕组则该电机正向旋转至上升位置。在每个电机复位时(即要回到中立或怠速位置时)必须有一个参考点来决定下一时刻是顺时针或者逆时针旋转，电机反馈信号接口(31)即是用来完成这个功能的，其由光电耦合器和NPN型晶体管9013组成，例如当其中一个电机目前为上升动作时则光电耦合器U1导通而U2截止，继而使得晶体管N5导通而N4截止，经接收可编程逻辑芯片(26)处理后可输出该电机正上升的反馈信号作为该电机复位时的起始位置。
充电电路(29)利用半导体二极管D1和D2的单向导电性来将工作时发动机中的磁电机所产生的交流电变换为半波直流电对充电电池B1充电。当电源开/关按键(21)按下时通过光电耦合器U19的作用将磁电机的输出电压或者充电电池B1的电压输入到接收电源电路(20)中，接收电源电路(20)由一片稳压块L7805CN组成，其此时可将电压稳压为+5V后向系统各芯片提供电压。因为本系统所用电源开/关按键(21)没有自锁功能，正常工作时接收可编程逻辑芯片(26)输出一低电平到固态继电器JGC-3FA的输入端使其导通，其输出端即将充电电池B1的正极与接收电源电路(20)稳压块L7805CN的输入端短路来保持系统始终得电。本系统在发动机点火线圈两端并联一继电器的常闭触点，只有当控制系统上电时继电器得电其常闭触点打开，发动机才可点火工作，当控制系统失电或急停操作时继电器失电其常闭触点闭合，使得发动机不可点火工作，这样大大增强了整机的可控性、安全性。
综上所述，本实用新型具有操作方便、安全可靠、体积小、耗电省、保密性强等优点，采用高频无线电遥控技术无方向性、穿透力强，可广泛应用于人工工业用材林的定向抚育工作中。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种立木整枝机，其结构包括动力驱动装置与控制装置，其特征在于，所述控制装置包括两个控制用微电机、控制信号接收装置和控制信号发送装置；控制信号接收装置接收控制信号发送装置发送来的无线控制信号；控制信号接收装置通过控制用微电机来控制动力驱动装置。
2.根据权利要求1所述的立木整枝机，其特征在于，所述的动力驱动装置包括发动机及与发动机相连的执行机构。
3.根据权利要求1或2所述的立木整枝机，其特征在于，所述的控制信号发送装置包括按键、信号发射指示灯、发射天线、发送装置电路板及发送装置壳体；发送装置电路板装于发送装置壳体内部，按键、信号发射指示灯与发射天线设于发送装置壳体上并通过线路与发送装置电路板相连。
4.根据权利要求3所述的立木整枝机，其特征在于，所述的发送装置电路板包括发送电源电路、信号输入电路、上电控制电路、发送可编程逻辑芯片、发送驱动隔离电路与发射模块；信号输入电路连接上电控制电路与发送可编程逻辑芯片，发送可编程逻辑芯片依次连接发送驱动隔离电路与发射模块，发射模块连接发射天线；信号输入电路、上电控制电路、发送可编程逻辑芯片、发送驱动隔离电路与发射模块均与发送电源电路相连。
5.根据权利要求1或2所述的立木整枝机，其特征在于，所述的控制信号接收装置包括电源开/关按键、电源指示灯、充电指示灯、信号接收指示灯、接收装置电路板与接收装置壳体；接收装置电路板装于接收装置壳体内部，电源开/关按键、电源指示灯、充电指示灯、信号接收指示灯设于接收装置壳体上并通过线路与接收装置电路板相连。
6.根据权利要求5所述的立木整枝机，其特征在于，所述的接收装置电路板包括接收模块、接收可编程逻辑芯片、接收驱动隔离电路、输出接口、接收电源电路；接收模块依次连接接收可编程逻辑芯片、接收驱动隔离电路与输出接口；输出接口连接控制用微电机；接收模块、接收可编程逻辑芯片、接收驱动隔离电路与输出接口均与接收电源电路相连。
7.根据权利要求5所述的立木整枝机，其特征在于，所述的接收电源电路还接有充电电路；或者，所述的接收电源电路与输出接口间还设有DC/DC变换电路；或者，所述的接收可编程逻辑芯片与输出接口间还设有反馈信号接口电路。
8.根据权利要求1、2、6或7所述的立木整枝机，其特征在于，所述的接收驱动隔离电路与输出接口分别为两个，一组驱动隔离电路与输出接口分别驱动一个控制用微电机。
9.根据权利要求1、2、6或7所述的立木整枝机，其特征在于，所述的输出接口与电机驱动电路或者燃油发动机的点火线圈连接处并联一继电器的常闭触点。
10.根据权利要求4或6所述的立木整枝机，其特征在于，所述的发送可编程逻辑芯片与接收可编程逻辑芯片的型号均为MAX7000系列的EPM7128ELC84-15。
专利摘要本实用新型的立木整枝机，包括动力驱动装置与控制装置，所述控制装置包括两个控制用微电机、控制信号接收装置和控制信号发送装置；控制信号接收装置接收控制信号发送装置发送来的无线控制信号；控制信号接收装置通过控制用微电机来控制动力驱动装置。并在控制信号接收装置的控制下提供驱动动力来修剪树木，因本实用新型实现了对树木的摇控修剪，避免振动和伤亡、提高作业效率、保证了林业工人的身体健康和劳动卫生，是一种操作使用方便、省力、成本低、安全、易维修的立木整枝机。
文档编号A01G3/00GK2774120SQ200520005378
公开日2006年4月26日 申请日期2005年3月7日 优先权日2005年3月7日
发明者李文彬, 张俊梅, 王德明, 撒潮, 王乃康, 茅也冰, 姚立红, 霍光青 申请人:北京林业大学