一种弹射式毛竹钩稍装置与方法

技术领域

本发明属于毛竹钩稍技术领域，具体涉及一种弹射式毛竹钩稍装置与方法。

背景技术

毛竹钩稍是指为了减少竹农因海拔高、坡陡、岭急土地贫瘠，常发生雪压、冰挂、风倒，造成毛竹断稍、劈裂、折断、翻蔸等自然灾害发生带来的一定经济损失而采用的一项实用技术，但是由于竹林的茂密地势，以及毛竹高达7-11m的高度，使对毛竹稍的清理工作变的困难起来，现有的钩稍方式对技巧要求较高，且工作效率较低，随着劳动力减少和熟练技术人员老龄化，亟需研制新型的钩稍装置。现有报道采用无人机进行钩稍，该方法成本高，效率低，且容易找出无人机失联。

通过长期对竹林钩稍工作的调查发现，困扰毛竹钩稍的主要问题是没有适合毛竹钩稍的设备，现有的钩稍设备大多占地比加大、操作复杂，甚至操作存在危险性。由于毛竹钩稍设备的不足，没有特异性针对竹稍的机械装置，导致在钩稍过程中会出现钩稍不充分，需要反复钩稍的情况出现。究其原因为竹材的结果特性，内部纤维分布不均匀，纤维密度由内到外逐渐变大，呈偏分布状态。虽然毛竹稍部的纤维较少，但是针对不同部位和尺寸毛竹时还是需要在钩稍过程中进行分类钩稍，避免钩稍不充分、不完全的问题。

基于此，提出了一种弹射式毛竹钩稍装置与方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种弹射式毛竹钩稍装置与方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种弹射式毛竹钩稍装置，包括连接套筒和通过连接机构转动连接在连接套筒靠近顶端处的前部工作头，所述前部工作头中间设置有中空的矩形腔体，所述工作头的中段固定有上圆弧刀片，所述矩形腔体内在上圆弧刀片与矩形腔体内底面之间固定有限位杆，所述限位杆外侧滑动连接有活动座，所述限位杆的外侧套接有工作弹簧，所述工作弹簧的底端固定在矩形腔体的内底面上，所述工作弹簧的另一端抵在活动座的底端处；

所述活动座外侧固定有下圆弧刀片，所述上圆弧刀片和下圆弧刀片相互配合使用；

所述矩形腔体内远离上圆弧刀片的一长轴内侧滑动连接有L型滑板，所述L型滑板内侧开设有齿槽，所述矩形腔体内靠近上圆弧刀片的顶端处转动连接有主动齿轮，所述主动齿轮与L型滑板内侧的齿槽之间啮合连接；

所述前部工作头的顶端固定有电磁保护筒，所述电磁保护筒内活动连接有保护杆，所述保护杆的底端固定有橡胶头，所述橡胶头与L型滑板的顶端配合使用。

进一步的，所述连接套筒具体为顶端封闭的中空筒，且在所述连接套筒的侧端靠近底部处设置有螺纹销孔。

进一步的，所述连接套筒的顶端固定有加强块，所述连接机构安装在加强块上。

进一步的，所述连接机构包括连接轴、转向齿轮和转向电机，所述前部工作头通过连接轴与加强块之间转动连接，所述连接轴的外侧固定有转向齿轮，所述加强块上还固定有转向电机，所述转向电机的输出轴端部固定有驱动齿轮，所述驱动齿轮与转向齿轮之间啮合连接，通过所述转向电机驱动驱动齿轮转动，驱动齿轮转动带动与其啮合连接的转向齿轮转动，进而能完成前部工作头与连接套筒之间倾斜度的调整。

进一步的，所述前部工作头的外侧固定有步进电机，所述步进电机用于驱动主动齿轮的转动，所述步进电机的尾端安装有用于控制步进电机工作的电磁离合器。

进一步的，所述前部工作头内腔长轴侧开设有滑槽，所述L型滑板背侧设置有滑块，所述滑块滑动连接在滑槽内。

进一步的，所述电磁保护筒为中空筒，且在所述电磁保护筒的尾端设置有电磁体，所述保护杆的尾端固定有永磁体，所述永磁体滑动连接在电磁保护筒内，所述电磁体和永磁体相互配合使用。

进一步的，所述上圆弧刀片和下圆弧刀片的刃口对向设置。

一种弹射式毛竹钩稍方法，包括以下步骤：

S1、根据毛竹长度，在连接套筒的内侧套接有外接的支撑杆，通过连接外接的支撑杆使得前部工作头到达毛竹7-11m处的竹稍；

S2、根据毛竹粗细，利用转向电机驱动驱动齿轮转动，驱动齿轮转动带动与其啮合连接的转向齿轮转动，完成前部工作头与连接套筒之间倾斜度的调整，以达成最佳钩稍角度的40-50度之间；

S3、在工作弹簧处于正常状态下时，上圆弧刀片和下圆弧刀片处于闭合状态，根据竹稍毛竹的粗细，设置步进电机的旋转固定的步距角，步进电机驱动主动齿轮的转动，从而能带动L型滑板下移，同时调整电磁保护筒内的电磁体和靠近的永磁体端的磁极相同，产生反向推动保护杆下压的作用，即可在步进电机和电磁体的协同配合作用下带动L型滑板下压压缩工作弹簧，使上圆弧刀片和下圆弧刀片张开至正好合适毛竹粗细的开合程度，将毛竹置于上圆弧刀片和下圆弧刀片之间，并将毛竹斜向抵在上圆弧刀片的刃口处，准备切竹；

S4：先利用电磁离合器控制步进电机瞬时停止工作，使得主动齿轮瞬时失去外力，能达到自由转动的状态，同时关闭电磁保护筒内的电磁体，使得电磁体与永磁体之间的磁力消失，即工作弹簧顶端的压力被瞬时释放，工作弹簧瞬时张开过程中带动下圆弧刀片上移，能产生瞬时向上的作用力，从而与上圆弧刀片的刃口相互配合完成斜切毛竹的作用，实现钩稍工作。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明在连接套筒的内侧套接有外接的支撑杆，通过连接外接的支撑杆使得前部工作头到达毛竹的竹稍处，然后根据毛竹粗细，利用转向电机驱动驱动齿轮转动，驱动齿轮转动带动与其啮合连接的转向齿轮转动，完成前部工作头与连接套筒之间倾斜度的调整，以达成最佳钩稍角度；在工作弹簧处于正常状态下时，上圆弧刀片和下圆弧刀片处于闭合状态，根据毛竹的粗细，设置步进电机的旋转固定的步距角，步进电机驱动主动齿轮的转动，从而能带动L型滑板下移，同时调整电磁保护筒内的电磁体和靠近的永磁体端的磁极相同，产生反向推动保护杆下压的作用，即可在步进电机和电磁体的协同配合作用下带动L型滑板下压压缩工作弹簧，使上圆弧刀片和下圆弧刀片张开至正好合适毛竹粗细的开合角度，将毛竹置于上圆弧刀片和下圆弧刀片之间，并将毛竹斜向抵在上圆弧刀片的刃口处，先利用电磁离合器控制步进电机停止工作，使得主动齿轮能瞬时自由转动，同时关闭电磁保护筒内的电磁体，使得电磁体与永磁体之间的磁力消失，即工作弹簧顶端的压力被释放，工作弹簧张开过程中带动下圆弧刀片瞬时上移，从而与上圆弧刀片的刃口相互配合完成斜切毛竹的作用，实现钩稍工作；若工作弹簧的压力不足以带动下圆弧刀片上移切断毛竹，则重复进行下圆弧刀片下压的作业，然后先利用电磁离合器控制步进电机停止工作，使得主动齿轮能自由转动，然后调整电磁保护筒内的电磁体，使得电磁体与永磁体之间的磁极相反，则电磁体与永磁体之间产生相互吸引的磁力，增加了下圆弧刀片上移的力，能提高毛竹的斜切效率，便于推广使用。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本图1中A处结构放大图；

图3是本发明中上圆弧刀片和下圆弧刀片合起状态示意图。

附图标记说明：

1-连接套筒；2-连接机构；21-转向齿轮；22-转向电机；3-前部工作头；31-矩形腔体；32-限位杆；33-活动座；34-滑槽；4-上圆弧刀片；5-下圆弧刀片；6-工作弹簧；7-L型滑板；71-齿槽；8-有主动齿轮；81-步进电机；82-电磁离合器；9-电磁保护筒；91-保护杆；92-橡胶头；93-电磁体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

实施例1，如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种弹射式毛竹钩稍装置，包括连接套筒1，所述连接套筒1具体为顶端封闭的中空筒，且在所述连接套筒1的侧端靠近底部处设置有螺纹销孔12，连接套筒1内侧用于套接外接的支撑杆。

通过连接机构2转动连接在连接套筒1靠近顶端处的前部工作头3，连接套筒1的顶端固定有加强块11，所述连接机构2安装在加强块11上。

连接机构2包括连接轴、转向齿轮21和转向电机22，所述前部工作头3通过连接轴与加强块11之间转动连接，所述连接轴的外侧固定有转向齿轮21，所述加强块11上还固定有转向电机22，所述转向电机22的输出轴端部固定有驱动齿轮，所述驱动齿轮与转向齿轮之间啮合连接，通过所述转向电机22驱动驱动齿轮转动，驱动齿轮转动带动与其啮合连接的转向齿轮21转动，进而能完成前部工作头3与连接套筒1之间倾斜度的调整。

所述前部工作头3中间设置有中空的矩形腔体31，所述工作头3的中段固定有上圆弧刀片4，所述矩形腔体31内在上圆弧刀片4与矩形腔体内底面之间固定有限位杆32，所述限位杆32外侧滑动连接有活动座33，所述限位杆32的外侧套接有工作弹簧6，所述工作弹簧6的底端固定在矩形腔体31的内底面上，所述工作弹簧6的另一端抵在活动座33的底端处。

所述矩形腔体31内远离上圆弧刀片4的一长轴内侧滑动连接有L型滑板7，所述前部工作头3内腔长轴侧开设有滑槽34，所述L型滑板7背侧设置有滑块，所述滑块滑动连接在滑槽34内。

所述L型滑板7内侧开设有齿槽71，所述矩形腔体31内靠近上圆弧刀片4的顶端处转动连接有主动齿轮8，所述主动齿轮8与L型滑板7内侧的齿槽71之间啮合连接。

所述前部工作头3的外侧固定有步进电机81，所述步进电机81用于驱动主动齿轮8的转动，所述步进电机81的尾端安装有用于控制步进电机81工作的电磁离合器82。

所述活动座33外侧固定有下圆弧刀片5，所述上圆弧刀片4和下圆弧刀片5的刃口对向设置，所述上圆弧刀片4和下圆弧刀片5相互配合使用；

所述前部工作头3的顶端固定有电磁保护筒9，所述电磁保护筒9内活动连接有保护杆91，所述保护杆91的底端固定有橡胶头92，所述橡胶头92与L型滑板7的顶端配合使用。

所述电磁保护筒9为中空筒，且在所述电磁保护筒9的尾端设置有电磁体93，所述保护杆91的尾端固定有永磁体，所述永磁体滑动连接在电磁保护筒9内，所述电磁体93和永磁体相互配合使用。

实施例2，实施例1中的钩稍装置的钩稍方法，包括以下步骤：

S1、根据毛竹长度，在连接套筒1的内侧套接有外接的支撑杆，通过连接外接的支撑杆使得前部工作头3到达毛竹7-11m处的竹稍；

S2、根据毛竹粗细，利用转向电机驱动驱动齿轮转动，驱动齿轮转动带动与其啮合连接的转向齿轮转动，完成前部工作头与连接套筒之间倾斜度的调整，以达成最佳钩稍角度的40-50度之间；

S3、在工作弹簧6处于正常状态下时，上圆弧刀片4和下圆弧刀片5处于闭合状态，根据竹稍毛竹的粗细，设置步进电机81的旋转固定的步距角，步进电机81驱动主动齿轮8的转动，从而能带动L型滑板7下移，同时调整电磁保护筒9内的电磁体93和靠近的永磁体端的磁极相同，产生反向推动保护杆91下压的作用，即可在步进电机81和电磁体93的协同配合作用下带动L型滑板7下压压缩工作弹簧6，使上圆弧刀片4和下圆弧刀片5张开至正好合适毛竹粗细的开合程度，将毛竹置于上圆弧刀片4和下圆弧刀片5之间，并将毛竹斜向抵在上圆弧刀片4的刃口处，准备切竹；

S4：先利用电磁离合器82控制步进电机81瞬时停止工作，使得主动齿轮8瞬时失去外力，能达到自由转动的状态，同时关闭电磁保护筒9内的电磁体93，使得电磁体93与永磁体之间的磁力消失，即工作弹簧6顶端的压力被瞬时释放，工作弹簧6瞬时张开过程中带动下圆弧刀片5上移，能产生瞬时向上的作用力，从而与上圆弧刀片4的刃口相互配合完成斜切毛竹的作用，实现钩稍工作；

若工作弹簧6的压力不足以带动下圆弧刀片5上移切断毛竹，则重复进行S1-S3的步骤，然后先利用电磁离合器82控制步进电机81停止工作，使得主动齿轮8能自由转动，然后调整电磁保护筒9内的电磁体93，使得电磁体93与永磁体之间的磁极相反，则电磁体93与永磁体之间产生相互吸引的磁力，增加了下圆弧刀片5上移的瞬时力，能提高毛竹的斜切效率，便于推广使用。

需要说明的是，在本文中，诸如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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。