一种树冠高位修剪设备及用于树冠整形的修剪工艺的制作方法

本发明涉及树冠高位修剪设备领域，特别涉及一种树冠高位修剪设备。

背景技术：

1、树木整形，亦称“整枝”。树木管理工作之一。即在树木形成树冠的过程中,根据其特性、栽培条件和栽培目的,运用各种修剪方法,整成不同形状,使其更符合于生产和观赏的要求。果树整形可使树冠占有较大的结果空间和受光面积,形成牢固的骨架,有利于调节养分、减少病虫害、提高产量、增进品质和便于管理,为丰产、稳产奠定良好基础。

2、现有树冠整形多为人工操作，然而对于一些大型树冠整形，人工操作难度大，周期长，有安全隐患，为解决上述问题，市场上出现各种树冠高位修剪设备，该类设备上所设置的修剪工具主要分为两种，一种是圆盘锯，如中国专利cn113647262b所公开的一种树木几何整形修剪机器人系统，另一种是剪刀，如中国专利cn115280988b所公开的一种可精确辅助定位的伸缩树枝修剪装置，两种修剪工具所适用的场景不同，圆盘锯适用于对枝条杂乱的树冠进行大范围的修剪，剪刀适用于对细枝末节的精细修剪，两种修剪工具所达到的修剪效果也不同，现有的树冠高位修剪设备一般仅设有其中一种，无法根据不同使用场景进行切换，修剪效果有待提高。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种树冠高位修剪设备，修剪机构包括圆盘锯组件、剪刀组件和驱动组件，驱动组件包括驱动轴、固定架、第三皮带轮、第四皮带轮和卡接环，第三皮带轮和第四皮带轮分别转动安装于固定架的顶部和底部，驱动轴穿插过第三皮带轮的轴心和第四皮带轮的轴心，卡接环设置于第三皮带轮与第四皮带轮之间，且卡接环滑动安装于驱动轴上，卡接环的上端和下端均固定安装有多个卡接块，第三皮带轮的下端和第四皮带轮的上端均设有多个与卡接块相配合的卡接槽，通过控制卡接环上升或下降，使其与第三皮带轮或第四皮带轮卡接，从而带动第一皮带轮或第二皮带轮转动，用以控制圆盘锯或剪刀工作，方便控制两种工具对树冠进行不同效果的修剪，提高修剪效果。

2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种树冠高位修剪设备，包括车体，所述车体的尾部安装有机械臂，所述机械臂的一端设置有修剪机构，所述修剪机构包括圆盘锯组件、剪刀组件和驱动组件，所述圆盘锯组件包括第一皮带轮、连接轴和圆盘锯，所述第一皮带轮和圆盘锯均固定安装于连接轴上，所述剪刀组件包括第二皮带轮和剪刀，所述第二皮带轮能够驱动剪刀进行剪切，所述驱动组件包括驱动轴、固定架、第三皮带轮、第四皮带轮和卡接环，所述第三皮带轮和第四皮带轮分别转动安装于固定架的顶部和底部，所述第三皮带轮通过皮带与第一皮带轮连接，所述第四皮带轮通过皮带与第二皮带轮连接，所述驱动轴穿插过第三皮带轮的轴心和第四皮带轮的轴心，所述卡接环设置于第三皮带轮与第四皮带轮之间，且所述卡接环滑动安装于驱动轴上，所述卡接环的上端和下端均固定安装有多个卡接块，所述第三皮带轮的下端和第四皮带轮的上端均设有多个与卡接块相配合的卡接槽。

3、优选地，所述修剪机构还包括外壳，所述连接轴、第二皮带轮和驱动轴均转动安装于外壳的内部，所述外壳的内壁上滑动安装有升降板，所述升降板的一端与卡接环转动连接，所述外壳内转动安装有螺纹杆，所述螺纹杆穿插过升降板，且所述螺纹杆与升降板螺纹配合。

4、优选地，所述螺纹杆的上端穿插过外壳的上端，且所述螺纹杆的上端固定安装有第一齿轮，所述外壳的上端转动安装有第二齿轮，所述外壳内固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端穿插过外壳的上端与第二齿轮固定连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合。

5、优选地，所述修剪机构还包括安装板，所述安装板固定安装于机械臂的一端，所述外壳转动安装于安装板的下端，所述安装板的上端固定安装有第二电机，所述第二电机的输出端与驱动轴固定连接，所述安装板的下端固定安装有弧形齿条，所述第一齿轮与弧形齿条啮合。

6、优选地，所述剪刀包括固定刀片和转动刀片，所述固定刀片的一端穿插至外壳的内部并与其固定连接，所述转动刀片一端的一侧与固定刀片中部的一侧转动连接，所述固定刀片中部的另一侧设有弧形开口，所述转动刀片一端的另一侧转动安装有滑辊，所述滑辊穿插过弧形开口，所述第二皮带轮上端的边缘处固定安装有凸柱，所述凸柱的上端转动安装有联动杆，所述联动杆的一端与转动刀片一端的另一侧转动连接。

7、优选地，所述驱动轴的中部呈环形阵列轴向设有多个滑槽，所述卡接环的内壁上呈环形阵列设有多个滑块，各个所述滑块与对应滑槽相配合。

8、优选地，所述车体头部的两侧对称安装有两个滚刀机构，所述滚刀机构包括第一电动缸、第二电动缸、活动臂、第三电机和滚刀，所述第一电动缸和第二电动缸均转动安装于车体的头部，所述第二电动缸的伸缩端转动装配有气缸安装座，所述第一电动缸的缸体固定安装在气缸安装座上，所述活动臂安装于第一电动缸的伸缩端，所述活动臂端部固定安装有滚刀安装座，所述第三电机固定安装于滚刀安装座上，所述滚刀固定安装于第三电机的输出端。

9、优选地，所述滚刀包括轴杆、多个安装盘和多个螺旋刀片，所述轴杆与第三电机的输出端固定连接且通过轴承转动安装在滚刀安装座上，多个所述安装盘平行固定安装于轴杆上，多个所述螺旋刀片呈环形阵列固定安装于多个安装盘的边缘。

10、优选地，所述安装盘上呈环形阵列设有多个通孔。

11、本发明还提供一种用于树冠整形的修剪工艺，使用了上述树冠高位修剪设备，该工艺包括如下步骤：

12、利用机械臂将修剪机构驱动至待修剪的树冠处，驱动第一电机带动第二齿轮转动，带动第一齿轮转动，从而带动螺纹杆转动，螺纹杆作用于升降板上带动其上升，升降板带动卡接环上升，使卡接环与第三皮带轮卡接；

13、驱动第二电机带动驱动轴转动，驱动轴带动卡接环转动，卡接环带动第三皮带轮转动，第三皮带轮带动第一皮带轮转动，从而带动圆盘锯转动，对树冠进行大规模粗略的修剪；

14、树冠粗略修剪过后，反向驱动第一电机，从而带动卡接环下降，使卡接环与第四皮带轮卡接；

15、再次驱动第二电机带动驱动轴转动，驱动轴通过卡接环带动第四皮带轮转动，第四皮带轮带动第二皮带轮转动，驱动剪刀对树冠进行精细剪修。

16、综上，本发明的技术效果和优点：

17、1、本发明中，修剪机构包括圆盘锯组件、剪刀组件和驱动组件，驱动组件包括驱动轴、固定架、第三皮带轮、第四皮带轮和卡接环，第三皮带轮和第四皮带轮分别转动安装于固定架的顶部和底部，驱动轴穿插过第三皮带轮的轴心和第四皮带轮的轴心，卡接环设置于第三皮带轮与第四皮带轮之间，且卡接环滑动安装于驱动轴上，卡接环的上端和下端均固定安装有多个卡接块，第三皮带轮的下端和第四皮带轮的上端均设有多个与卡接块相配合的卡接槽，通过控制卡接环上升或下降，使其与第三皮带轮或第四皮带轮卡接，从而带动第一皮带轮或第二皮带轮转动，用以控制圆盘锯或剪刀工作，方便控制两种工具对树冠进行不同效果的修剪，提高修剪效果。

18、2、本发明中，外壳的内壁上滑动安装有升降板，升降板的一端与卡接环转动连接，外壳内转动安装有螺纹杆，螺纹杆穿插过升降板，且螺纹杆与升降板螺纹配合，螺纹杆的上端固定安装有第一齿轮，外壳的上端转动安装有第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，外壳转动安装于安装板的下端，安装板的下端固定安装有弧形齿条，所述第一齿轮与弧形齿条啮合，驱动第二齿轮转动时，第一齿轮随之转动，第一齿轮作用于弧形齿条，带动外壳转动，切换圆盘锯或剪刀向外，方便剪修操作，而第一齿轮作用于螺纹杆上，螺纹杆转动即可带动升降板进行升降，从而控制卡接环上升或下降，使其与第三皮带轮或第四皮带轮卡接，达到切换圆盘锯与剪刀的效果，通过上述结构设置，方便控制圆盘锯与剪刀其中一个转动向外并开始工作。

19、3、本发明中，车体头部的两侧对称安装有两个滚刀机构，滚刀机构包括第一电动缸、第二电动缸、活动臂、第三电机和滚刀，第一电动缸和第二电动缸均转动安装于车体的头部，所述第二电动缸的伸缩端与第一电动缸转动连接，活动臂固定安装于第一电动缸的伸缩端固定连接，第三电机固定安装于活动臂的一端，滚刀固定安装于第三电机的输出端，通过第一电动缸可控制滚刀进行伸缩，通过第二电动缸推动第一电动缸，可改变其角度，配合活动臂可灵活控制滚刀的位置，通过第三电机带动滚刀转动，即可对车体前方的树枝进行修剪，避免影响车体前行。