一种园林季节性自动修剪系统

技术领域

本发明涉及一种园林季节性自动修剪系统。

背景技术

随着人们对环境的重视度越来越高，城镇绿化面积也进一步扩大，在城市公园和城市道路旁，通常会规划设计灌木植物，灌木植物为了美观，常常会修剪成球形，而且要随季节定期进行修剪，以保持其整洁性和美观性。

目前，若要修剪为球形，由于球形多为曲面结构，使用市面上的修剪装置无法实现，因此，球形的修剪依然采用人工使用剪刀或者电动修剪工具进行修剪，修剪工人劳动强度大，修剪过程产生的枝叶等杂物散落范围大，清理不便，而且修剪后的灌木上存在很多修剪后的枝叶碎片或碎块等，影响美观性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可自动完成对灌木的球形修剪、修剪效率高、修剪后枝叶清理方便、修剪后灌木上无残枝断叶的一种园林季节性自动修剪系统。

本发明的技术方案如下：

一种园林季节性自动修剪系统包括：

行走机构；

定位机构，设置在行走机构前端，包括与行走机构相连的定位臂以及连接在定位臂前端的定位抱箍，以用于抱紧在待修剪灌木的树干上，定位抱箍包括对称设置的左抱箍和右抱箍；定位机构还包括分别驱动左、右抱箍开合动作的伸缩机构；

枝叶收集机构，包括折叠式收集罩，折叠式收集罩包括骨架和透水布，折叠式收集罩包括展开后为扇形的左罩和右罩，左罩和右罩分别固定在左、右抱箍上，定位抱箍扣合在树干上时左罩和右罩围成锥台形的枝叶收集空间；

修剪机构，包括弧形架以及均布在弧形架内侧的修剪单元，修剪单元包括修剪电机以及由修剪电机带动而旋转的切割丝，多个修剪单元形成弧形的切割面；修剪机构还包括固定在行走机构前端的主支架，主支架为“7”字形，包括竖杆、横杆和悬挂杆，弧形架的一端转动装配在悬挂杆上，悬挂杆内安装有驱动弧形架旋转的旋转电机，以带动弧形架围绕待修剪的灌木旋转一周；

喷淋机构，包括均布在弧形架上的喷头以及与喷头连接的供水管路；

使用时，修剪后启动喷淋机构将待修剪灌木上的枝叶冲刷下来以落入折叠式收集罩上，喷淋水透过透水布落入地下。

该方案的有益效果如下：该系统在使用时，可配合园林监控模块或者模块使用，配合园林监控模块使用时，当监测到待修剪的灌木生产的枝条较长时，可以启动本发明的装置工作，该装置可以采用人工驾驶或者AGV自动GPS定位行走的方式使行走机构移动至待修剪的灌木附近，并控制定位机构的伸缩机构张开定位抱箍，行走机构移动至抱箍正对树干的位置，控制伸缩机构抱合定位抱箍以抱紧在树干上，完成定位，与此同时，抱箍抱紧的同时，也将枝叶收集机构的折叠式收集罩罩在树干上并呈向上开口的锥形托盘装位于枝叶的下方，枝叶收集机构的开启方式可以采用机械机构控制，也可以采用人工手动调节；随后启动修剪机构，修剪机构的多个修剪电机同时启动，带动其上的切割丝高速旋转，切割丝可将新发出来的枝叶切断，由于弧形架的形状为弧形，均布在其上的修剪单元形成了一个弧形的切割面，随后在旋转电机的驱动下，弧形架以及其上的多个切割单元同步围绕待修剪的灌木旋转，从而使得原本为弧形的切割面运动为球形的切割面，从而在弧形架旋转1-2周后（可正反向各旋转一周）实现对灌木的球形形状修剪，整个修剪过程十分迅速，修剪过程中有部分枝叶下落后落在折叠式收集罩上；随后，控制各修剪电机停止旋转，同时，控制喷淋机构启动，均布在弧形架上的喷头即可喷出高速水滴至修剪后的灌木上，从而将灌木上的残枝断叶冲刷下来一大部分，随后落在下方的折叠式收集罩上，枝叶留在透水布上，多余的水透过透水布滴落在灌木附近的地面上，这些水可以对灌木进行灌溉，折叠式收集罩上的枝叶可以人工清理一下或者在枝叶收集机构缩回时落在地面上并由工作人员随后清理即可；清理完成后，旋转电机旋转至弧形架归为原始位置时停止旋转，同时喷淋机构停止喷淋，控制定位机构的定位抱箍张开，行走机构移开即可完成一棵灌木的修剪、清理和灌溉工作，一举多得、快速高效、修剪美观。

进一步的，所述修剪电机的电线于所述悬挂杆处设置有电刷滑环。电刷滑环的设置可以避免修剪电机的电源线和控制线出现扭转现象，避免电线因扭转而断开的情况发生。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述供水管路于所述悬挂杆处设置有旋转接头。旋转接头的设置是为了防止供水管路因旋转而出现扭断、断流等情况发生。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述行走机构采用GPS定位系统的AGV小车。采用GPS定位的AGV小车作为行走机构，使得本装置可以自动运行至待修剪的灌木处进行修剪动作，可以实现完全自动的修剪方式，进一步节省人工，提高自动化水平。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述行走机构包括方向盘、刹车、座椅和相应的驾驶控制系统。采用驾驶系统的行走机构可以人工实时控制，成本较低、错误率和故障率也比较低，而且操作灵活方便。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述行走机构上设置有蓄电池和水箱模块，水箱模块包括与供水管路相连的水泵和设置在供水管路上的电磁阀，所述伸缩机构包括电动推杆。蓄电池的设置使得装置可以脱离电线的束缚，水箱模块的设置使得供水可以脱离开供水位置的限制，使得行进更加方便

在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述切割丝为不锈钢金属丝。不锈钢金属丝具有切割能力强、不易生锈腐蚀等优点。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述修剪电机为串激电机。采用串激电机可以在遇到障碍物时调整转速，提高电机的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的一种园林季节性自动修剪系统的一种实施方式的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为定位机构和枝叶收集机构的俯视图；

图中：1-行走机构，

11-车体，

12-车轮，

13-座椅，

14-方向盘，

15-水箱，

16-蓄电池；

2-定位机构，

21-定位臂，

22-定位抱箍，

23-伸缩机构，

3-枝叶收集机构，

31-折叠式收集罩，

311-骨架，

312-透水布；

4-修剪机构，

41-弧形架，

42-修剪单元，

421-修剪电机，

422-切割丝，

423-电线，

43-主支架，

431-竖杆，

432-横杆，

433-悬挂杆，

44-旋转电机，

45-旋转轴；

5-喷淋机构，

51-喷头，

52-供水管路；

6-灌木，

61-枝叶，

62-树干。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的一种园林季节性自动修剪系统的一种实施方式：

该系统用于对公园或者道路旁需要修剪为球形的灌木使用。

如图1-3所示，一种园林季节性自动修剪系统包括行走机构1、定位机构2、枝叶收集机构3、修剪机构4和喷淋机构5。其中：

行走机构1，本实施例中，行走机构1包括方向盘14、刹车、座椅13和相应的驾驶控制系统，采用驾驶系统的行走机构1可以人工实时控制，成本较低、错误率和故障率也比较低，而且操作灵活方便。本实施例中可以直接采用现有技术中的用于草坪修剪的电动小车作为行走机构1，但是其车体11要进行一定的改进，以方便放置水箱15、蓄电池16、方便设置下述的其他结构，车轮12要满足方便在草坪等土质柔软不平整地面行走，该方案中需要人员驾驶，当然，行走机构1可以采用叉车的车体11。行走机构1上设置有蓄电池16和水箱15模块，水箱15模块包括与供水管路52相连的水泵和设置在供水管路52上的电磁阀。蓄电池16的设置使得装置可以脱离电线423的束缚，水箱15模块的设置使得供水可以脱离开供水位置的限制，使得行进更加方便。在其他实施例中，为了实现自动运行的目的，行走机构1也可采用GPS定位系统的AGV小车，采用GPS定位的AGV小车作为行走机构1，使得本装置可以自动运行至待修剪的灌木处进行修剪动作，可以实现完全自动的修剪方式，进一步节省人工，提高自动化水平。该实施例中需要在地图中录入每棵需要修剪的灌木的位置，并规划好行进路线，根据程序控制AGV小车按照设定程序运行。

如图1和3所示，定位机构2，用于实现行走机构1相对于灌木的位置，也即定位修剪机构4相对于灌木的位置，类似于切割设备中的“对刀”。定位机构2设置在行走机构1前端，其包括与行走机构1相连的定位臂21以及铰接在定位臂21前端的定位抱箍22，以用于抱紧在待修剪灌木的树干62上，定位臂21为工字钢或者槽钢等焊接在车体11上制成。定位抱箍22包括对称设置的左抱箍和右抱箍，左、右抱箍的形状为弧形，两者拼成圆形；定位机构2还包括分别驱动左、右抱箍开合动作的伸缩机构23，本实施例中可以采用电动推杆以便于利用蓄电池16供能，如图3所示，伸缩机构23的一端铰接在定位臂21上，另一端铰接在对应的抱箍上，通过控制器控制伸缩机构23伸缩运动以带动左、右抱箍绕其与定位臂21的铰接点旋转，实现张开与抱紧的动作。

如图1、3所示，枝叶收集机构3，包括折叠式收集罩31，折叠式收集罩31包括骨架311和透水布312，骨架311为金属条，金属条的一端固定，金属条具有一定的弹性，金属条呈辐射状分别串装在透水布312内；透水布312尽量选用透水性能好且强度高的柔性布，例如具有网孔的帆布。折叠式收集罩31包括展开后为扇形的左罩和右罩，左罩和右罩分别固定在左、右抱箍上，且分布形状与抱箍形状一致，定位抱箍22扣合在树干62上时左罩和右罩围成锥台形的枝叶收集空间。

如图1、2所示，修剪机构4，包括弧形架41以及均布在弧形架41内侧的修剪单元42，修剪单元42包括修剪电机421以及由修剪电机421带动而旋转的切割丝422，多个修剪单元42形成弧形的切割面；修剪机构4还包括固定在行走机构1前端的主支架43，主支架43为“7”字形，包括竖杆431、横杆432和悬挂杆433，弧形架41的一端转动装配在悬挂杆433上，悬挂杆433内安装有驱动弧形架41旋转的旋转电机44，以带动弧形架41围绕待修剪的灌木旋转一周；修剪电机421的电线423于悬挂杆433处设置有电刷滑环。电刷滑环的设置可以避免修剪电机421的电源线和控制线出现扭转现象，避免电线423因扭转而断开的情况发生。切割丝422为不锈钢金属丝，其直径一般比较细，例如可以设置为2-5mm，粗细的选用原则是在修剪电机421带动高速旋转时能够有效切割枝条且不易断。当然，如果待修剪的灌木比较容易切割，也可采用工程塑料等材质。需要注意的是，切割丝422为磨损件，需要定期更换，因此切割丝422与切割电机的连接方式易采用方便拆装的结构，例如紧定螺钉压装方式。不锈钢金属丝具有切割能力强、不易生锈腐蚀等优点。修剪电机421为串激电机。采用串激电机可以在遇到障碍物时调整转速，提高电机的使用寿命。

喷淋机构5，包括均布在弧形架41上的喷头51以及与喷头51连接的供水管路52；供水管路52于悬挂杆433处设置有旋转接头。旋转接头的设置是为了防止供水管路52因旋转而出现扭断、断流等情况发生。使用时，修剪后启动喷淋机构5将待修剪灌木上的枝叶冲刷下来以落入折叠式收集罩31上，喷淋水透过透水布312落入地下。

该系统在使用时，可配合园林监控模块或者模块使用，配合园林监控模块使用时，当监测到待修剪的灌木生产的枝条较长时，可以启动本发明的装置工作，该装置可以采用人工驾驶或者AGV自动GPS定位行走的方式使行走机构1移动至待修剪的灌木附近，并控制定位机构2的伸缩机构23张开定位抱箍22，行走机构1移动至抱箍正对树干62的位置，控制伸缩机构23抱合定位抱箍22以抱紧在树干62上，完成定位，与此同时，抱箍抱紧的同时，也将枝叶收集机构3的折叠式收集罩31罩在树干62上并呈向上开口的锥形托盘装位于枝叶的下方，枝叶收集机构3的开启方式可以采用机械机构控制，也可以采用人工手动调节；随后启动修剪机构4，修剪机构4的多个修剪电机421同时启动，带动其上的切割丝422高速旋转，切割丝422可将新发出来的枝叶切断，由于弧形架41的形状为弧形，均布在其上的修剪单元42形成了一个弧形的切割面，随后在旋转电机44的驱动下，弧形架41以及其上的多个切割单元同步围绕待修剪的灌木旋转，从而使得原本为弧形的切割面运动为球形的切割面，从而在弧形架41旋转1-2周后（可正反向各旋转一周）实现对灌木的球形形状修剪，整个修剪过程十分迅速，修剪过程中有部分枝叶下落后落在折叠式收集罩31上；随后，控制各修剪电机421停止旋转，同时，控制喷淋机构5启动，均布在弧形架41上的喷头51即可喷出高速水滴至修剪后的灌木上，从而将灌木上的残枝断叶冲刷下来一大部分，随后落在下方的折叠式收集罩31上，枝叶留在透水布312上，多余的水透过透水布312滴落在灌木附近的地面上，这些水可以对灌木进行灌溉，折叠式收集罩31上的枝叶可以人工清理一下或者在枝叶收集机构3缩回时落在地面上并由工作人员随后清理即可；清理完成后，旋转电机44旋转至弧形架41归为原始位置时停止旋转，同时喷淋机构5停止喷淋，控制定位机构2的定位抱箍22张开，行走机构1移开即可完成一棵灌木的修剪、清理和灌溉工作，一举多得、快速高效、修剪美观。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。