一种自动测量长度和直径的伐木机

文档序号:752335 发布日期:2021-04-06 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 一种自动测量长度和直径的伐木机 (Automatic measure felling machine of length and diameter ) 是由 农余庆 于 2020-11-26 设计创作,主要内容包括:本发明涉及自动化设备领域,具体公开了一种自动测量长度和直径的伐木机,包括吊架、主支架、卡爪、抓斗、切割部件、测长部件和编码器,还包括配套的零部件,主支架、卡爪和抓斗在驱动部件的带动下包夹树木,通过卡爪或抓斗的开合角度计算树木直径,然后安装在主支架上的切割部件切割树木的底部,抓斗上的主动滚轮推动树木运动,通过树木带动被动滚轮旋转的圈数计算树木长度。伐木机可以由吊机转移,转移方便能适应较多的工作环境。在伐木机工作时,能实现自动包夹、切割和测量的功能,而且在实现测量的功能使能同时将树木排出,本伐木机使用方便、工作效率高、性能稳定。(The invention relates to the field of automation equipment, and particularly discloses a felling machine capable of automatically measuring length and diameter, which comprises a hanging bracket, a main support, a clamping jaw, a grab bucket, a cutting part, a length measuring part, an encoder and matched parts, wherein the main support, the clamping jaw and the grab bucket are driven by a driving part to clamp a tree, the diameter of the tree is calculated through the opening and closing angle of the clamping jaw or the grab bucket, then the cutting part arranged on the main support cuts the bottom of the tree, a driving roller on the grab bucket pushes the tree to move, and the length of the tree is calculated through the number of turns of the tree driving a driven roller to rotate. The feller can be shifted by the loop wheel machine, shifts the convenience and can adapt to more operational environment. When the felling machine works, the functions of automatic package clamping, cutting and measuring can be realized, and trees can be discharged simultaneously when the measured functions are realized.)

一种自动测量长度和直径的伐木机

技术领域

本发明属于自动化设备领域,特别涉及一种自动测量长度和直径的伐木机。

背景技术

森林采伐是从伐区中获取木材的生产作业,指国家根据用材林的消耗量低于生长量的原则,严格控制森林年采伐量,国家制定统一的年度木材生产计划,在采伐时通常需要使用伐木机进行采伐。

现有的锯木机一般只是具有锯木的功能,很少具备夹木的功能,因此,在切割过程中木材容易移动,不能达到精准锯木的效果,其次很多锯木机子自动化程度较低,需要使用人工配合,加大了劳动强度和降低生产效率,树木之后的测量也异常麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动测量长度和直径的伐木机,能自动完成伐木、测量的任务。

为实现上述目的,本发明提供了一种自动测量长度和直径的伐木机,包括:吊架,用于连接吊机;主支架,被所述吊架夹持,所述主支架与所述吊架的连接处为铰接,所述主支架与所述吊架之间设置第一驱动部件用于调节姿态,所述主支架的正面为包夹树木的工作区域,所述主支架的背面为安装部件的安装区域;至少一对卡爪及第二驱动部件,卡爪分别铰接在所述主支架的左右两侧,第二驱动部件布置于所述主支架的背面用于驱动所述卡爪开合,然后包夹树木;一对抓斗及第三驱动部件,抓斗分别铰接在所述主支架的左右两侧,第三驱动部件布置于所述主支架的背面用于驱动所述抓斗开合,然后包夹树木,所述抓斗上设置主动滚轮及第四驱动部件,第四驱动部件驱动主动滚轮旋转,在抓斗包夹树木后主动滚轮推动树木滑动;切割部件,切割部件布置在所述主支架的底部,切割部件包括旋转座、安装在旋转座上的电锯和第五驱动部件,电锯不工作时藏入所述主支架的内侧,在第五驱动部件和旋转座的带动下所述电锯摆出伐木;测长部件及编码器,测长部件布置在所述主支架的正面,编码器布置在所述主支架的背面,编码器连接第一驱动部件、第二驱动部件、第三驱动部件、第五驱动部件用于改变姿态,在主动滚轮推动树木时编码器通过测长部件测量树木的滑动距离计算树木长度,编码器通过第二驱动部件或第三驱动部件的开合角度计算树木直径;

所述测长部件包括被动滚轮,所述被动滚轮安装在所述主支架的背面但是其表面突出于工作区域,当树木滑动时会带动被动滚轮旋转,同时编码器获取被动滚轮转动参数并计算树木长度。在其他方案中,测长部件可以是红外传感器,由于树木表面凹凸不平,所以红外传感器的发射端可以识别树木移动的距离,获取树木长度。

所述吊架具有两个引脚,并且分别夹持所述主支架的左右两侧。在其他方案中,吊架可以近似片体结构(具有加强肋),此时吊架具有一个引脚并且铰接在主支架的中线位置,如此维持平衡。

作为上述方案的改进,第一驱动部件包括液压杆,此时主支架、吊架和液压杆之间形成三角连接结构,通过三角形边长距离的变化改变姿态。在其他方案中,为了调整吊架和主支架之间的姿态,可以在铰接处设置减速器和电机,直接摆动主支架。

作为上述方案的改进,所述主支架从上到下依次布置卡爪、抓斗和卡爪。

作为上述方案的改进,所述主支架的左右两侧分别设置两条转轴,抓斗和两对卡爪分别安装于转轴的不同高度之上。在其他方案中,抓斗和卡爪之间的安装位置相互独立,抓斗与主支架之间通过一个转轴连接,卡爪与主支架之间通过另一个转轴连接。

作为上述方案的改进,所述主支架的底部具有收纳切割部件的夹层,起到保护切割部件的作用。在其他方案中,切割部件直接暴露在主支架的底部,或切割部件与主支架之间采用拆卸式连接,在需要时才将切割部件安装。

作为上述方案的改进,所述夹层为V形,所述旋转座安装在V形的外端,所述电锯在V形空间中摆动,此时电锯从靠近主支架的一侧向远离主支架的一侧运动,经过工作区域完成切割。在其他方案中,旋转安装座安装在主支架的正下方,此时电锯从主支架的左侧摆动到右侧,经过工作区域完成切割。

作为上述方案的改进,第二驱动部件、第三驱动部件和第五驱动部件均包括液压杆,液压杆伸长或缩短,通过连杆机构如此拉动卡爪和抓斗摆动。在其他方案中,为了驱动卡爪和抓斗摆动,也可以在铰接处设置电机及减速器,减速器啮合转轴然后电机直接扭转转轴。

作为上述方案的改进,所述主动滚轮和所述被动滚轮上均设有防滑纹。

本发明具有如下有益效果:伐木机可以由吊机转移,转移方便能适应较多的工作环境。在伐木机工作时,能实现自动包夹、切割和测量的功能,而且在实现测量的功能使能同时将树木排出,本伐木机使用方便、工作效率高、性能稳定。

附图说明

图1是一种实施例下伐木机的立体图;

图2是一种实施例下伐木机的俯视图;

图3是一种实施例下伐木机夹持树木并且重心改变后的示意图;

图4是一种实施例下伐木机与吊机连接的示意图。

附图标记说明:10、吊架;20、主支架;21、转轴;22、卡爪;23、第一驱动部件;24、保护罩;30、抓斗;31、主动滚轮;41、被动滚轮;50、切割部件;51、旋转座;52、电锯;61、挖斗;62、吊机。

具体实施方式

下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

参照图1至图4,本发明公开了一种自动测量长度和直径的伐木机,整体上看包括吊架10、主支架20、卡爪22、抓斗30和切割部件50,还包括配套的零部件。

吊架10用于连接吊机62,具体参照图1,所述吊架10具有两个引脚,吊架10整体成U形,并且分别夹持所述主支架20的左右两侧。以图2为例,当主支架20夹持树木后重心改变,主支架20由竖向变为横向,但吊架10的上侧依旧用于连接吊机62保持竖直状态。所述主支架20的其他位置与所述吊架10之间设有第一驱动部件23,即液压杆,此时主支架20、吊架10和第一驱动部件23之间形成三角连接结构。通过该三角连接结构可以改变主支架20和吊架10的姿态,以图3为例,第一驱动部件23伸长后,主支架20会变为竖直状态。在使用时,第一驱动部件23暂时不工作,作为缓冲杆、适当减少主支架20摆动的冲击即可。

主支架20被所述吊架10夹持,具体参照图2,所述主支架20的正面(下侧)为包夹树木的工作区域,所述主支架20的背面(上侧)为安装部件的安装区域。主支架20整体近似立方体,正面具有适当的弧度用于贴合树木,并且正面的面板适当地光滑。主支架20的背面安装各种部件后,为了保护部件,还需要增加一个保护罩24,图2中突出的、靠近吊架10的便是保护罩24。所述主支架20的底部具有收纳切割部件50的夹层,所述夹层为V形,V形的中间位于主支架20的正下方,V形的开口正好对应收纳树木。

切割部件50包括旋转座51、安装在旋转座51上的电锯52和第五驱动部件,电锯52不工作时藏入所述主支架20的内侧,在第五驱动部件和旋转座51的带动下所述电锯52摆出伐木。此时旋转座51安装在V形的外端,相应地,电锯52的一端安装在V形的外端。在工作时,电锯52从靠近主支架20的一侧向远离主支架20的一侧运动,从内到外经过工作区域完成切割;以图2为例,锯片以V形的左侧为旋转中心上下摆动;不使用时锯片向上摆动靠向主支架20。

主支架20在上下高度设置卡爪22及第二驱动部件,在两个卡爪22之间的高度设置抓斗30及其第三驱动部件。卡爪22分别铰接在所述主支架20的左右两侧,第二驱动部件布置于所述主支架20的背面用于驱动所述卡爪22开合,然后包夹树木。抓斗30分别铰接在所述主支架20的左右两侧,第三驱动部件布置于所述主支架20的背面用于驱动所述抓斗30开合,然后包夹树木;进一步,所述抓斗30上设置主动滚轮31及第四驱动部件,第四驱动部件驱动主动滚轮31旋转,在抓斗30包夹树木后主动滚轮31推动树木滑动。可以理解为卡爪22和抓斗30具有相似结构,但是抓斗30需要额外增加推动树木移动的功能,以图2为例,两个主动滚轮31往工作区域靠拢可以挤压树木,在主动滚轮31旋转后,树木相对主支架20向上或向下退出。为了防止主动滚轮31旋转时木屑飞溅,主动滚轮31的外侧设置挡板。

第二驱动部件、第三驱动部件和第五驱动部件均包括液压杆,第四驱动部件便是电机及其减速器,电机通过减速器直接驱动主动滚轮31旋转。第二驱动部件、第三驱动部件和第五驱动部件安装在主支架20上,卡爪22和抓斗30的中间段被转轴21铰接,本实施例中,一个液压杆固定不动,但液压杆的首尾两端同时推动统一高度的一对卡爪22或一对抓斗30,液压杆伸长后推动一对卡爪22或一对抓斗30的其中一端移动相互远离,相应地这对卡爪22或这对抓斗30的另一端相互靠近实现夹持功能。

作为优选,所述主支架20的左右两侧分别设置两条转轴21,抓斗30和两对卡爪22分别安装于转轴21的不同高度之上。即同一侧转轴21中,抓斗30和两对卡爪22固定在不同高度,抓斗30和卡爪22之间不相互影响。以图1为例,由于抓斗30体积较大,抓斗30实际上与转轴21具有两个铰接点,卡爪22与转轴21具有一个铰接点即可。

伐木机还包括测长部件及编码器,测长部件布置在所述主支架20的正面,编码器布置在所述主支架20的背面,编码器连接第一驱动部件23、第二驱动部件、第三驱动部件、第五驱动部件用于改变姿态,在主动滚轮31推动树木时编码器通过测长部件测量树木的滑动距离计算树木长度,编码器通过第三驱动部件及主动滚轮31的开合角度计算树木直径。

本实施例中,所述测长部件包括被动滚轮41,所述被动滚轮41安装在所述主支架20的背面但是其表面突出于工作区域,当树木滑动时会带动被动滚轮41旋转,同时编码器获取被动滚轮41转动参数并计算树木长度。以图1为例,可以看到主支架20的正面设有一个缺口,而被动滚轮41正好位于缺口之中。树木在滑动时,伐木机会刮伤树木的表皮,但是少量表皮不会影响树木里面的质量。

作为优选,所述主动滚轮31和所述被动滚轮41上均设有防滑纹。

作为优选,为了维持伐木效率,电锯52需要张紧,电锯52分为两段,两段结构之间为滑动连接,即两段结构可以沿长度方向移动,并且加入液压杆驱动两段结构靠近或远离,如此增加电锯52的张紧力。

下面介绍伐木的流程。

吊机62连接吊架10转移伐木机整体到树木,此时主支架20由于重力和第一驱动部件23的调整位于接近竖直的状态。第二驱动部件、第三驱动部件和第五驱动部件工作,卡爪22和抓斗30共同包夹树木。电锯52启动,第四驱动部件带动电锯52从内往外摆动切割树木的底部,电锯52切割完后收回夹层;在树木被切割后的瞬间,树木的重力传递到主支架20上会改变伐木机整体的重心,此时主支架20倾斜为近似水平状态,第一驱动部件23在主支架20倾斜的过程中起到适当地缓冲作用。然后第一驱动部件23重新调整主支架20和吊架10之间的姿态至平衡状态。在抓斗30包夹树木的同时,编码器获取第二驱动部件或第三驱动部件的伸长长度、获取两个主动轮滚的角度计算树木的直径;第四驱动部件启动,主动滚轮31推动树木移动直至树木脱离主支架20,在这个过程中树木会带动被动滚轮41运动,相应地,编码器获取被动滚轮41的旋转角度计算树木的长度。编码器的数据通过有线或无线方式传递给计算机或手机或其他接收端。最后伐木机张开卡爪22和抓斗30,重复上述过程。

具体参照图4,伐木机通过另一个旋转座安装在吊机62上。吊机62本身还具有挖斗61,可以理解为吊机62及其挖斗61属于挖掘机的一部分,本伐木机能够安装在稍微改动后的挖掘机上。伐木机整体可旋转不同的角度,在不使用伐木机时,卡爪22和抓斗30抱在杆状的吊机62上,以此固定伐木机整体;此时挖掘机正常工作,伐木机不砍树的时候可以用来修路、种树、挖坑等。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

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