一种伐木助力机器人

摘要

本发明公开了一种伐木助力机器人，涉及伐木工具技术领域，包括固定块，固定块能够用于固定在地面上，固定块上固定有撑开装置；撑开装置包括两个端板，两个端板分别设置于固定块的同一侧，两个端板上下分布，位于下方的端板固定于固定块上，位于上方的端板滑动连接于固定块上，两个端板之间设有伸缩装置，伸缩装置的两端分别连接于两个端板的相邻面上；两个端板的相背面分别连接有一个撑开板，撑开板和与之相连的端板之间设有角度调节装置，角度调节装置能够用于调节撑开板的倾斜角度；固定块的侧壁上固定有一个控制器，角度调节装置、伸缩装置均与控制器电连接。本发明利用撑开装置来撑开树木的锯缝，便于工人伐木以及控制树木的倾倒方向。

权利要求

1.一种伐木助力机器人，其特征在于：包括固定块（1），所述固定块（1）能够用于固定在地面上，所述固定块（1）上固定有撑开装置（3）；

所述撑开装置（3）包括两个端板（31），两个所述端板（31）分别设置于所述固定块（1）的同一侧，两个所述端板（31）上下分布，位于下方的所述端板（31）固定于所述固定块（1）上，位于上方的所述端板（31）滑动连接于所述固定块（1）上，两个所述端板（31）之间设有伸缩装置，所述伸缩装置的两端分别连接于两个所述端板（31）的相邻面上；

两个所述端板（31）的相背面分别连接有一个撑开板（310），两个所述撑开板（310）用于和树木的锯缝相接触，所述撑开板（310）和与之相连的所述端板（31）之间设有角度调节装置，所述角度调节装置能够用于调节所述撑开板（310）的倾斜角度；

所述固定块的侧壁上固定有一个控制器（4），所述角度调节装置、所述伸缩装置均与所述控制器（4）电连接；

所述固定块（1）的底部开设有空腔（11），所述空腔（11）内滑动连接有升降板（12），所述升降板（12）的底部两侧均固定有一个稳固桩（14），所述稳固桩（14）能够从所述空腔（11）的下端腔口处伸出，所述升降板（12）的顶部两侧均固定有一个电推杆（13），所述电推杆（13）的顶部和空腔（11）的内腔顶部固定连接，所述电推杆（13）的底部固定于所述升降板（12）上；

所述端板（31）靠近所述撑开板（310）的一侧上设有滑槽（34）；

所述角度调节装置包括丝杆电机（35），所述丝杆电机（35）固定于所述滑槽（34）内的一侧壁上，所述丝杆电机（35）的输出轴传动连接有一丝杆（36），所述丝杆（36）远离所述丝杆电机（35）的一端和滑槽（34）的内壁转动连接，所述丝杆（36）上连接有一丝杆滑块（37），所述丝杆滑块（37）设有内螺纹，所述丝杆（36）设有外螺纹，所述丝杆滑块（37）和所述丝杆（36）螺纹连接，所述丝杆（36）转动会带动所述丝杆滑块（37）沿所述丝杆（36）做直线移动；

所述丝杆滑块（37）上固定有限位块（38），所述限位块（38）的一端固定于所述丝杆滑块（37）上，所述限位块（38）的另一端和所述撑开板（310）相接触；

所述端板（31）上固定有一支板（39），所述支板（39）的一端固定于所述端板（31）上，所述支板（39）的另一端与所述撑开板（310）铰接；

所述伸缩装置为液压缸（32），所述液压缸（32）的固定端固定于位于下方的所述端板（31）上，所述液压缸（32）的伸缩端固定于位于上方的所述端板（31）上，所述液压缸（32）和所述控制器（4）电连接；

所述液压缸（32）的伸缩端与位于上方的所述端板（31）之间固定有压力传感器（33），所述压力传感器（33）的信号输出端和所述控制器（4）的信号输入端电连接，所述控制器（4）的信号输出端和所述液压缸（32）的信号输入端电连接；

所述空腔（11）的两侧内壁上分别开设有一个第一限位滑槽（15），所述第一限位滑槽（15）内滑动连接有第一限位滑块（16），两个所述第一限位滑块（16）分别和两个所述稳固桩（14）固定连接；

所述固定块（1）对应撑开装置（3）的一侧壁上开设有第二限位滑槽（17），所述第二限位滑槽（17）内滑动连接有一第二限位滑块（18），所述第二限位滑块（18）的一侧和位于上方的所述端板（31）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种伐木助力机器人，其特征在于：所述撑开板（310）的表面均匀分布有多个锥形块（311）。

3.根据权利要求1所述的一种伐木助力机器人，其特征在于：所述控制器（4）的外侧罩设有防护罩。

4.根据权利要求1所述的一种伐木助力机器人，其特征在于：所述固定块（1）的顶部固定有固定环（2）。

说明书

一种伐木助力机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及伐木工具技术领域，特别是涉及一种伐木助力机器人。

背景技术

[0002] 随着科技的发展，伐木工作人员在进行伐木的过程中，由以往的人工手动锯树变成了现在会借助较多的工具进行操作，从而降低工作人员的疲劳强度。

[0003] 现有的伐木工作人员在伐木时，大多是借助电锯进行操作。具体的操作过程为，工作人员首先在树木倾倒方向的一侧利用电锯对树木外壁锯开一个锯缝，然后在树木的另一侧开另一个锯缝，并且使得两个锯缝对称，然后在锯缝内利用电锯进一步的伐木，但是树木较大时，工作人员单人操作麻烦对树木进行牵引，从而存在树木倾倒方向发生变化，这样会使得工作人员存在一定的安全隐患。

[0004] 另外，树木较大在使用电锯进行锯树时容易出现夹锯的现象，使得工作人员操作费力，并且对电锯自身会造成一定的伤害，影响电锯的使用寿命。

[0005] 因此，市场上急需一种伐木助力机器人，用于解决上述问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种伐木助力机器人，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，利用撑开装置撑开树木的锯缝处，从而便于伐木工人使用电锯锯树，并且还可以控制树木的倾倒方向，防止对伐木工人造成伤害。

[0007] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

[0008] 本发明公开了一种伐木助力机器人，包括固定块，所述固定块能够用于固定在地面上，所述固定块上固定有撑开装置；

[0009] 所述撑开装置包括两个端板，两个所述端板分别设置于所述固定块的同一侧，两个所述端板上下分布，位于下方的所述端板固定于所述固定块上，位于上方的所述端板滑动连接于所述固定块上，两个所述端板之间设有伸缩装置，所述伸缩装置的两端分别连接于两个所述端板的相邻面上；

[0010] 两个所述端板的相背面分别连接有一个撑开板，两个所述撑开板用于和树木的锯缝相接触，所述撑开板和与之相连的所述端板之间设有角度调节装置，所述角度调节装置能够用于调节所述撑开板的倾斜角度；

[0011] 所述固定块的侧壁上固定有一个控制器，所述角度调节装置、所述伸缩装置均与所述控制器电连接。

[0012] 优选的，所述端板靠近所述撑开板的一侧上设有滑槽；

[0013] 所述角度调节装置包括丝杆电机，所述丝杆电机固定于所述滑槽内的一侧壁上，所述丝杆电机的输出轴传动连接有一丝杆，所述丝杆远离所述丝杆电机的一端和滑槽的内壁转动连接，所述丝杆上连接有一丝杆滑块，所述丝杆滑块设有内螺纹，所述丝杆设有外螺纹，所述丝杆滑块和所述丝杆螺纹连接，所述丝杆转动会带动所述丝杆滑块沿所述丝杆做直线移动；

[0014] 所述丝杆滑块上固定有限位块，所述限位块的一端固定于所述丝杆滑块上，所述限位块的另一端和所述撑开板相接触；

[0015] 所述端板上固定有一支板，所述支板的一端固定于所述端板上，所述支板的另一端与所述撑开板铰接。

[0016] 优选的，所述伸缩装置为液压缸，所述液压缸的固定端固定于位于下方的所述端板上，所述液压缸的伸缩端固定于位于上方的所述端板上，所述液压缸和所述控制器电连接。

[0017] 优选的，所述液压缸的伸缩端与位于上方的所述端板之间固定有压力传感器，所述压力传感器的信号输出端和所述控制器的信号输入端电连接，所述控制器的信号输出端和所述液压缸的信号输入端电连接。

[0018] 优选的，所述固定块的底部开设有空腔，所述空腔的内滑动连接有升降板，所述升降板的底部两侧均固定有一个稳固桩，所述稳固桩能够从所述空腔的下端腔口处伸出，所述升降板的顶部两侧均固定有一个电推杆，所述电推杆的顶部和空腔的内腔顶部固定连接，所述电推杆的底部固定于所述升降板上。

[0019] 优选的，所述空腔的两侧内壁上分别开设有一个第一限位滑槽，所述第一限位滑槽内滑动连接有第一限位滑块，两个所述第一限位滑块分别和两个所述稳固桩固定连接。

[0020] 优选的，所述固定块对应撑开机构的一侧壁上侧开设有第二限位滑槽，所述第二限位滑槽的内滑动连接有一第二限位滑块，所述第二限位滑块的一侧和位于上方的所述端板固定连接。

[0021] 优选的，所述撑开板的表面均匀分布有多个锥形块。

[0022] 优选的，所述控制器的外侧罩设有防护罩。

[0023] 优选的，所述固定块的顶部固定有固定环。

[0024] 本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

[0025] 本发明将装置靠近树木，并利用两个撑开板卡在树木表面一侧开设的锯缝内，然后利用伸缩装置带动上侧的撑开板进行抬升，从而起到了对树木锯口撑开的效果，避免出现夹锯的现象，有效的保护了电锯，并且使得工作人员操作电锯更加省力，并且随着锯树的进行，压力传感器会反馈压力值给控制器，从而使得伸缩装置持续顶升位于上侧的撑开板，从而保证支撑力足够进而使得树木能够被放倒，起到了对树木倾倒方向的辅助，避免树木倾倒方向变化会造成对工作人员造成伤害的情况；

[0026] 进一步的，通过电推杆能够带动稳固桩下降，从而使得稳固桩插入树木附近的土壤内，从而使得装置在使用的过程整体稳固，避免树木倾倒后装置整体出现倾倒的现象；

[0027] 通过丝杆电机能够带动丝杆滑块进行移动，从而带动限位块进行移动，进而带动撑开板进行角度调节使其更加贴合于树木表面开设的锯缝的内壁，提高贴合度以及稳定性，同时利用撑开板表面的锥形块能够增大其和锯缝内壁的摩擦，从而避免出现滑脱的现象。

附图说明

[0028] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0029] 图1为本发明实施例伐木助力机器人的整体结构示意图；

[0030] 图2为本发明实施例伐木助力机器人中固定块剖视结构示意图；

[0031] 图3为本发明实施例伐木助力机器人中固定块表面结构示意图；

[0032] 图4为本发明实施例伐木助力机器人中撑开机构结构示意图；

[0033] 图中：1、固定块；11、空腔；12、升降板；13、电推杆；14、稳固桩；15、第一限位滑槽；16、第一限位滑块；17、第二限位滑槽；18、第二限位滑块；2、固定环；3、撑开装置；31、端板；
32、液压缸；33、压力传感器；34、滑槽；35、丝杆电机；36、丝杆；37、丝杆滑块；38、限位块；39、支板；310、撑开板；311、锥形块；4、控制器。

具体实施方式

[0034] 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。

[0035] 本发明的目的是提供一种伐木助力机器人，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，利用撑开装置撑开树木的锯缝处，从而便于伐木工人使用电锯锯树，并且还可以控制树木的倾倒方向，防止对伐木工人造成伤害。

[0036] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0037] 实施例一、

[0038] 如图1‑图4所示，本实施例提供了一种伐木助力机器人，包括固定块1，固定块1为一矩形块结构，固定块1能够用于固定在地面上，固定块1上固定有撑开装置3；

[0039] 撑开装置3包括两个端板31，两个端板31分别设置于固定块1的同一侧，两个端板31上下分布，位于下方的端板31固定于固定块1上，位于上方的端板31滑动连接于固定块1上，即，位于上方的端板31能够上下移动，两个端板31之间设有伸缩装置，伸缩装置能够伸长或缩短，伸缩装置的两端分别连接于两个端板31的相邻面上，相邻面即上方端板31的下表面和下方端板31的上表面；

[0040] 两个端板31的相背面分别连接有一个撑开板310，相背面即上方端板31的上表面和下方端板31的下表面，两个撑开板310用于和树木的锯缝相接触，撑开板310和与之相连的端板31之间设有角度调节装置，角度调节装置能够用于调节撑开板310的倾斜角度，且两个撑开板310之间的夹角要与树木上开的锯缝角度相匹配；

[0041] 固定块1的侧壁上固定有一个控制器4，控制器4可以为控制面板或PLC控制器4等均可，角度调节装置、伸缩装置均与控制器4电连接，由控制器4统一操作控制。

[0042] 实际使用时，需要先将固定块1固定于树木附近的地面上，然后将撑紧装置伸入到提前锯好的锯缝内，通过调整伸缩装置以及角度调节装置来调整撑开板310的位置，从而使得两个撑开板310与树木锯开的锯缝的上下两边相匹配，由于撑开板310的支撑作用下，可以有效的避免出现夹锯的现象，既能够保护电锯，又能够便于伐木工人锯树。此外，由于其支撑力，还能够防止树木向伐木工人的方向放倒，从而能够提高安全性。

[0043] 于本实施例中，对于角度调节装置的具体结构，如图4所示，端板31靠近撑开板310的一侧上设有滑槽34，即两个端板31的相背面分别设有一个滑槽34；

[0044] 角度调节装置包括丝杆电机35，丝杆电机35固定于滑槽34内的一侧壁上，丝杆电机35的输出轴传动连接有一丝杆36，丝杆36远离丝杆电机35的一端和滑槽34的内壁转动连接，为了降低摩擦，可以在丝杆36远离丝杆电机35的一端上设置轴承，降低丝杆36与滑槽34内壁之间的摩擦。此外，丝杆36上连接有一丝杆滑块37，丝杆滑块37设有内螺纹，丝杆36设有外螺纹，丝杆滑块37和丝杆36螺纹连接，与此同时，丝杆滑块37的宽度要与滑槽34的宽度相匹配，即，滑槽34的两边会对丝杆滑块37进行限位作用，使其不能够在丝杆36转动的作用下随其旋转，由此可以形成常见的丝杆36螺母副机构。最终，在丝杆36转动下会带动丝杆滑块37沿丝杆36的轴向方向做直线移动；

[0045] 此外，丝杆滑块37上固定有限位块38，限位块38的一端固定于丝杆滑块37上，限位块38的另一端和撑开板310相接触，且限位块38上与撑开板310接触的一面设置为斜面，这是由于撑开板310一般为倾斜状态，这样设置使二者的接触面积更大；

[0046] 端板31上固定有一支板39，支板39的一端固定于端板31上，支板39的另一端与撑开板310远离固定块1的一端铰接，铰接的目的是为了适应撑开板310的角度变化，使之始终与撑开板310相连接。

[0047] 当需要让两个撑开板310之间的夹角更大时，通过控制器4来控制丝杆电机35转动，丝杆电机35转动会带动丝杆滑块37在丝杆36上做往复直线运动，并带动限位块38做同步移动，在限位块38的移动以及推动的作用下，推动撑开板310旋转，最终使得撑开板310关于支板39做旋转运动，以此来调整撑开板310的角度，使之与树木上的锯缝相接触。

[0048] 于本实施例中，伸缩装置为液压缸32，液压缸32的固定端固定于位于下方的端板31上，液压缸32的伸缩端固定于位于上方的端板31上，液压缸32和控制器4电连接，利用控制器4可以控制液压缸32的伸缩，从而能够调整两个端板31之间的间距。当然，本领域技术人员还可以将其替换为其他类型的伸缩装置，如气缸、电动伸缩杆等均可。

[0049] 于本实施例中，液压缸32的伸缩端与位于上方的端板31之间固定有压力传感器33，压力传感器33的信号输出端和控制器4的信号输入端电连接，控制器4的信号输出端和液压缸32的信号输入端电连接。在液压缸32带动撑开板310进行撑开的过程中，压力传感器
33会反馈压力，此处的压力即可反馈撑开板310的撑开力度，保证液压缸32带动撑开板310的撑开力度足够，随着伐木工人锯树的进行，液压缸32持续支撑着撑开板310，以保证撑开板310具有足够的撑开力度撑开树木上的锯缝。

[0050] 于本实施例中，固定块1的底部开设有空腔11，空腔11的腔口位于固定块1的下端，空腔11的内滑动连接有升降板12，升降板12能够在空腔11内上下移动。升降板12的底部两侧均固定有一个稳固桩14，稳固桩14能够从空腔11的下端腔口处伸出，并且稳固桩14的下端为尖端，便于其插入土内。升降板12的顶部两侧均固定有一个电推杆13，电推杆13的顶部和空腔11的内腔顶部固定连接，电推杆13的底部固定于升降板12上，电推杆13与控制器4电连接，由控制器4控制其上下移动。在装置进行使用时，通过电推杆13能够带动升降板12下降，从而使得稳固桩14能够插入地面的土壤内，最终使得装置整体得到稳固，并且稳定性高，此外在不使用时，电推杆13能够将稳固桩14收纳于空腔11内，从而避免稳固桩14的尖端露出对工作人员造成伤害。

[0051] 于本实施例中，空腔11的两侧内壁上分别开设有一个第一限位滑槽15，两个第一限位滑槽15分别与两个稳固桩14的位置相对应，第一限位滑槽15内滑动连接有第一限位滑块16，需要说明的是，第一限位滑槽15的槽口宽度要小于第一限位滑块16的宽度，这样使得第一限位滑槽15会对第一限位滑块16起到一个限位作用，使得第一限位滑块16只能够在第一限位滑槽15内滑动，并且无法从第一限位滑槽15中脱离出来。此外，两个第一限位滑块16分别和两个稳固桩14固定连接。当稳固桩14在升降的过程中，第一限位滑块16会随着稳固桩14一同上下移动，利用第一限位滑块16在第一限位滑槽15内滑动对稳固桩14的轨迹进行限定，可以保证稳固桩14升降的稳定性。

[0052] 于本实施例中，固定块1对应撑开机构的一侧壁上侧开设有第二限位滑槽17，第二限位滑槽17的内滑动连接有一第二限位滑块18。同样的，第二限位滑槽17的槽口宽度要小于第二限位滑块18的宽度，这样使得第二限位滑槽17会对第二限位滑块18起到一个限位作用，使得第二限位滑块18只能够在第二限位滑槽17内滑动，并且无法从第二限位滑槽17中脱离出来。此外，第二限位滑块18的一侧和位于上方的端板31固定连接，当位于上方的端板31上下移动时会带动第二限位滑块18一同上下移动，并且利用第二限位滑块18能够对上方的端板31的升降轨迹进行限定，从而提升了上方的端板31的升降稳定性。

[0053] 于本实施例中，撑开板310的表面均匀分布有多个锥形块311。利用锥形块311能够提高撑开板310和树木锯缝的内壁之间的摩擦力，从而避免撑开板310出现滑脱的现象。

[0054] 于本实施例中，控制器4的外侧罩设有防护罩，利用防护罩能对控制器4起到保护的作用。此外，防护罩上还可以设置一个开关门，便于检修或对其进行操作。

[0055] 于本实施例中，固定块1的顶部固定有固定环2，固定环2为一圆环，其目的是便于工作人员抓取整个装置。

[0056] 实施例二、

[0057] 本实施例提供了一种伐木助力机器人的伐木方法，包括以下步骤：

[0058] 步骤一、伐木工作人员在进行伐木时，首先利用电锯对树木尾端的两侧壁分别开设一个锯缝，然后使用电锯在其中一个锯缝内继续锯树，使得树木倒向另一个锯缝的方向；

[0059] 步骤二、在锯树的过程中，将伐木助力机器人置于电锯所在的锯缝处，然后将伐木助力机器人的两个撑开板310插在锯缝内；

[0060] 步骤三、启动电推杆13带动稳固桩14下降并插入土壤内，从而使得伐木助力机器人整体保持稳定；

[0061] 步骤四、启动丝杆电机35，利用丝杆电机35带动丝杆36转动，从而使得丝杆滑块37在滑槽34内滑动，丝杆滑块37会带动限位块38做同步移动，从而能够调节撑开板310的倾斜度，使得撑开板310更加贴合树木上开设的锯缝的内壁；

[0062] 步骤五、同时利用液压缸32带动位于上方的端板31抬升，从而能够使得两个撑开板310对树木上的锯缝进行撑开，使得工作人员操作电锯省力，并且对树木的倾倒起到了一定的辅助定向的效果，液压缸32带动撑开板310进行撑开的过程中，压力传感器33会反馈压力给控制器4，此处的压力即可反馈撑开板310的撑开力度，保证液压缸32支撑撑开板310的撑开力度；

[0063] 步骤六、随着电锯锯树的进行，控制器4会使得液压缸32持续给予撑开板310一个撑开力，直至树木被放倒即可。

[0064] 整个过程可以有效的避免出现夹锯的现象，保护了电锯，并且使得工作人员操作电锯更加省力。

[0065] 本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。