具有砍伐、去枝和定长劈木功能的伐木机

摘要

本发明涉及一种具有砍伐、去枝和定长劈木功能的伐木机，其包括车体动力舱、机械臂单元和树干处理单元，车体动力舱的前端设有机械臂单元，机械臂单元的前端设有树干处理单元，树干处理单元中第一直线驱动器和第二直线驱动器的伸缩端分别与树干砍伐去枝模块的上端及下端转动连接，且树干砍伐去枝模块中左机械手和右机械手对称设置于固定架中立柱的前端，劈木模块设于树干砍伐去枝模块的下方。本发明能够代替人工对树木进行砍伐，有利于提高人工砍伐效率，同时将多种对原木进行的工序集中于同一个装置上完成，大大地缩短了对木料的运输及转运时间，极大地提高了木制产品的生产效率，具有实用性强、工作效率高、功能强大等优点。

说明书

技术领域

本发明属于林业砍伐装置技术领域，特别涉及一种具有砍伐、去枝和定长劈木功能的伐木机。

背景技术

在日常生活中许多生活用品如家具、建材等都是由木材制作而成，而且人手持电锯砍伐的砍伐方式占用了较大的人力资源和时间资源；并且有时对木料的进一步加工处理会对上一加工阶段的木料的形状大小有具体要求，例如木料切片和木料干燥，这些工作是无法在圆木上直接进行的，许多木材加工厂家需要的是更细更薄的木料，而现阶段的林业砍伐技术无法将圆木在野外现场直接做劈木减薄处理；此外，不同厂家对于圆木做劈木处理后得到的木料长度要求不一，现阶段也没有能够对原木做任意长度砍断并立刻实现劈木的木料加工流水线；同时，仅被砍伐砍断的圆形木料在运输过程中的空间利用率不够高，有时需要多次派送运料车才能将砍伐的木料运输完毕，存在转运工序耗时长、成本高等弊端。

因此，现阶段亟需一种砍伐机，完成对树木的砍伐、去枝、对砍伐后的树木做劈木处理以及定长切断后的运输作业。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种具有砍伐、去枝和定长劈木功能的伐木机，能够代替人工对树木进行砍伐，不仅提高工人的安全系数，还提高人工砍伐效率，同时将多种对原木进行的工序集中于同一个装置上完成，缩短了对木料的运输及转运时间，能够实现了原木转变为半成品木料的过程，提高了木制产品的生产效率，具有实用性强、功能强大等优点。

本发明采用的技术方案是一种具有砍伐、去枝和定长劈木功能的伐木机，其包括车体动力舱、机械臂单元和树干处理单元，所述车体动力舱的前端设有所述机械臂单元；所述机械臂单元的前端设有所述树干处理单元，且所述树干处理单元包括固定架、第一直线驱动器、第二直线驱动器、树干砍伐去枝模块和劈木模块，所述第一直线驱动器和第二直线驱动器分别设于所述固定架中立柱的上端和下端，且所述树干砍伐去枝模块设于所述立柱的前端，所述树干砍伐去枝模块包括左机械手、右机械手、上连接板、横梁连接杆、电锯和电锯旋转马达，所述上连接板及所述横梁连接杆分别与所述第一直线驱动器及所述第二直线驱动器的伸缩端连接，且所述左机械手和右机械手对称设置于所述立柱的前端，所述左机械手和右机械手中的上夹爪均与所述上连接板转动连接，且所述左机械手和右机械手中的下夹爪均与所述横梁连接杆转动连接，所述左机械手和右机械手均包括上夹爪、下夹爪、中间连杆、旋转刀具、刀具旋转马达、自适应驱动轮组和第三直线驱动器，所述上夹爪的内侧设有上夹爪刀具，所述上夹爪与所述下夹爪之间左右对称设有所述中间连杆，且所述中间连杆上设有所述刀具保护罩，所述旋转刀具设于刀具保护罩中，且所述旋转刀具通过联轴器与所述刀具旋转马达的输出轴连接，所述自适应驱动轮组滑动设于所述下夹爪的驱动轮安装槽中，所述第三直线驱动器设于所述下夹爪的外侧，且所述第三直线驱动器的第一端与所述横梁连接杆转动连接，所述第三直线驱动器的第二端与所述下夹爪转动连接，所述电锯设于所述横梁连接杆的下方，且所述电锯旋转马达的输出轴通过联轴器与所述电锯的第一端连接；所述劈木模块设于所述树干砍伐去枝模块的下方，且所述劈木模块包括下框架、劈木直线驱动器、劈木滑动块和劈木电锯，所述下框架与所述固定架中的连接支架固定连接，所述下框架的后端设有所述劈木直线驱动器，且所述劈木直线驱动器的伸缩端与所述劈木滑动块连接，所述劈木滑动块滑动设于所述下框架中，且所述劈木滑动块上端面的前端设有刀具，所述下框架前端的上端面设有导向环，所述导向环的两侧对称设有位移传感器，且所述导向环的前端设有所述劈木电锯。

优选地，所述车体动力舱的一侧设有木料收集箱，且所述木料收集箱与所述车体动力舱固定连接，所述车体动力舱的前端设有底盘，且所述底盘与所述车体动力舱转动连接。

优选地，所述机械臂单元包括第一机械臂、第二机械臂、第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸，所述第一机械臂的第一端与所述底盘转动连接，且所述第一机械臂的第二端与所述第二机械臂的第一端转动连接，所述第一液压缸位于所述第一机械臂的一侧，且所述第一液压缸的第一端与所述底盘转动连接，所述第一液压缸的第二端与所述第一机械臂转动连接，所述第二液压缸位于所述第一机械臂的上表面，且所述第二液压缸的第一端与所述第一机械臂转动连接，所述第二液压缸的第二端与所述第二机械臂的第一端转动连接，所述第三液压缸位于所述第二机械臂的一侧，且所述第三液压缸的第一端与所述第二机械臂转动连接，所述第三液压缸的第二端与所述固定架中的连接支架转动连接。

进一步地，所述固定架包括立柱、连接支架和转动连杆，所述立柱设于所述下框架的后端，且所述立柱的两侧对称设有所述连接支架，所述连接支架通过所述转动连杆与所述第二机械臂的第二端转动连接。

进一步地，所述自适应驱动轮组包括压缩弹簧、驱动轮组、驱动轮支架、驱动轮马达和滑动板，所述驱动轮组上下对称设于所述驱动轮支架上，且所述驱动轮支架与所述滑动板连接，所述驱动轮支架上设有所述驱动轮马达，且所述驱动轮马达通过链条传动带动所述驱动轮组转动，所述滑动板滑动设于所述驱动轮安装槽中，且所述驱动轮安装槽中均布设有多个压缩弹簧，所述压缩弹簧的第一端与所述驱动轮安装槽固定连接，且所述压缩弹簧的第二端与所述滑动板固定连接。

优选地，所述滑动板的上端面及下端面的两侧分别对称设有上限位块和下限位块，且所述上限位块的下端面与所述下夹爪的上端面贴合，所述下限位块的上端面与所述下夹爪的下端面贴合，且所述滑动板的侧面与所述驱动轮安装槽的侧面贴合。

进一步地，所述劈木滑动块呈U型结构状，且所述劈木滑动块的中间处设有所述劈木电锯容纳槽，所述劈木滑动块的边角处设有导向滑块，所述导向滑块滑动设于所述下框架的上端面及下端面两侧的导向槽中，且所述劈木滑动块的上端面与所述下框架的下端面贴合，所述劈木滑动块的下端面与所述下框架的上端面贴合。

本发明的特点和有益效果是：

1、本发明提供的一种具有砍伐、去枝和定长劈木功能的伐木机，车体动力舱的一侧设置有木料收集箱，在伐木机对木料加工处理完成后可以直接收集并运输，不需要运输卡车跟随以及再次收集，大大减低了收集和运输成本。

2、本发明提供的一种具有砍伐、去枝和定长劈木功能的伐木机，在立柱前端对称设置左机械手和右机械手，通过驱动第三直线驱动器可以带动左机械手和右机械手同步打开或闭合，有利于对树木进行抓取固定，进而实现对树木的砍伐、去枝以及定长劈木。

3、本发明提供的一种具有砍伐、去枝和定长劈木功能的伐木机，在上夹爪的内侧设有上夹爪刀具，可以对树干上的枝条进行切落，在左机械手和右机械手上设置旋转刀具，通过刀具旋转马达带动旋转刀具旋转，可以对树干外表面进行切削，使得树干外表面更加光滑，同时设置自适应驱动轮组，驱动轮组不仅可以对树干进行多点支撑，还可以通过驱动轮组与树干接触产生的摩擦力带动树木逐渐向下移动，并在驱动轮组的一侧设有压缩弹簧，不仅有利于左机械手及右机械手在夹取树干时调整驱动轮组的位置以便夹取更加牢固，还可以应用于不同尺寸树干的抓取。

4、本发明提供的一种具有砍伐、去枝和定长劈木功能的伐木机，在树干砍伐去枝模块下方设置劈木模块，通过导向环两侧的位移传感器可以实时检测木料伸出导向环的长度以便确定木料的劈木长度，并通过劈木滑动块上端的刀具及劈木电锯同步完成木料的定长截断以及劈开。

5、本发明提供的一种具有砍伐、去枝和定长劈木功能的伐木机，能够代替人工对树木进行砍伐，不仅提高工人的安全系数，还提高人工砍伐效率，同时将多种对原木进行的工序集中于同一个装置上完成，大大地缩短了对木料的运输及转运时间，快速实现了原木转变为半成品木料的过程，极大地提高了木制产品的生产效率，同时定长切断后的木料由于厚度较薄，在收集时空间利用率高，放置更加密集，方便运输，从而增大木材承载量，减少工序转运，提高加工运输效率，具有实用性强、工作效率高、功能强大等优点。

附图说明

图1是本发明的伐木机整体结构示意图；

图2是本发明树干处理单元的结构示意图；

图3是本发明固定架和劈木模块的结构示意图；

图4是本发明树干砍伐去枝模块的结构示意图；

图5是本发明左机械手的结构示意图；

图6是本发明自适应驱动轮组在下夹爪上的安装示意图；

图7是本发明自适应驱动轮组的结构示意图；

图8是本发明劈木滑动块的结构示意图。

主要附图标记：

车体动力舱1；木料收集箱11；底盘12；机械臂单元2；第一机械臂21；第二机械臂22；第一液压缸23；第二液压缸24；第三液压缸25；树干处理单元3；固定架31；立柱311；连接支架312；转动连杆313；第一直线驱动器32；第二直线驱动器33；树干砍伐去枝模块34；左机械手341；上夹爪3411；上夹爪刀具34111；下夹爪3412；驱动轮安装槽34121；中间连杆3413；刀具保护罩3414；旋转刀具3415；刀具旋转马达3416；自适应驱动轮组3417；压缩弹簧34171；驱动轮组34172；驱动轮支架34173；驱动轮马达34174；滑动板34175；上限位块34176；下限位块34177；第三直线驱动器3418；右机械手342；上连接板343；横梁连接杆344；电锯345；电锯旋转马达346；劈木模块35；下框架351；劈木直线驱动器352；劈木滑动块353；劈木电锯容纳槽3531；导向滑块3532；劈木电锯354；刀具355；导向环356；位移传感器357。

具体实施方式

为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

本发明提供一种具有砍伐、去枝和定长劈木功能的伐木机，如图1所示，其包括车体动力舱1、机械臂单元2和树干处理单元3。

如图1所示，车体动力舱1的一侧设有木料收集箱11，且木料收集箱11与车体动力舱1固定连接，木料收集箱11用于直接收集加工完成的木料，车体动力舱1的前端设有底盘12，且底盘12与车体动力舱1转动连接，用于伐木进行时调整角度。

如图1所示，车体动力舱1的前端设有机械臂单元2，用于对树干处理单元3位置的调整，且机械臂单元2包括第一机械臂21、第二机械臂22、第一液压缸23、第二液压缸24和第三液压缸25，第一机械臂21的第一端与底盘12转动连接，且第一机械臂21的第二端与第二机械臂22的第一端转动连接，第一液压缸23位于第一机械臂21的一侧，且第一液压缸23的第一端与底盘12转动连接，第一液压缸23的第二端与第一机械臂21转动连接，第二液压缸24位于第一机械臂21的上表面，且第二液压缸24的第一端与第一机械臂21转动连接，第二液压缸24的第二端与第二机械臂22的第一端转动连接，第三液压缸25位于第二机械臂22的一侧，且第三液压缸25的第一端与第二机械臂22转动连接，第三液压缸25的第二端与固定架31中的连接支架312转动连接。

如图2～图6所示，机械臂单元2的前端设有树干处理单元3，且树干处理单元包括固定架31、第一直线驱动器32、第二直线驱动器33、树干砍伐去枝模块34和劈木模块35，第一直线驱动器32和第二直线驱动器33分别设于固定架31中立柱311的上端和下端，且树干砍伐去枝模块34设于立柱311的前端，第一直线驱动器32和第二直线驱动器33用于推动和拉回树干砍伐去枝模块34，使其便于对树木进行抓取，树干砍伐去枝模块34包括左机械手341、右机械手342、上连接板343、横梁连接杆344、电锯345和电锯旋转马达346，上连接板343及横梁连接杆344分别与第一直线驱动器32及第二直线驱动器33的伸缩端连接，且左机械手341和右机械手342对称设置于立柱311的前端，左机械手341和右机械手342中的上夹爪3411均与上连接板343转动连接，且左机械手341和右机械手342中的下夹爪3412均与横梁连接杆344转动连接，左机械手341和右机械手342均包括上夹爪3411、下夹爪3412、中间连杆3413、刀具保护罩3414、旋转刀具3415、刀具旋转马达3416、自适应驱动轮组3417和第三直线驱动器3418，上夹爪3411的内侧设有上夹爪刀具34111，用于对树干上的枝条进行切落，上夹爪3411与下夹爪3412之间左右对称设有中间连杆3413，且中间连杆3413上设有刀具保护罩3414，旋转刀具3415设于刀具保护罩3414中，且旋转刀具3415通过联轴器与刀具旋转马达3416的输出轴连接，通过刀具旋转马达3416带动旋转刀具3415旋转，实现对树干侧枝的切削，可以取出枝干使得树干变得更光滑，自适应驱动轮组3417滑动设于下夹爪3412的驱动轮安装槽34121中，第三直线驱动器3418设于下夹爪3412的外侧，且第三直线驱动器3418的第一端与横梁连接杆344转动连接，第三直线驱动器3418的第二端与下夹爪3412转动连接，通过驱动第三直线驱动器3418可以带动左机械手341和右机械342手同步打开或闭合，有利于对树木进行抓取固定，电锯345设于横梁连接杆344的下方，且电锯旋转马达346的输出轴通过联轴器与电锯345的第一端连接，用于对树木进行砍伐。

如图3所示，固定架31包括立柱311、连接支架312和转动连杆313，立柱311设于下框架351的后端，且立柱311的两侧对称设有连接支架312，连接支架312通过转动连杆313与第二机械臂22的第二端转动连接。

如图4～图7所示，自适应驱动轮组3417包括压缩弹簧34171、驱动轮组34172、驱动轮支架34173、驱动轮马达34174和滑动板34175，驱动轮组34172上下对称设于驱动轮支架34173上，且驱动轮支架34173与滑动板34175连接，驱动轮支架34173上设有驱动轮马达34174，且驱动轮马达34174通过链条传动带动驱动轮组34172转动，滑动板34175滑动设于驱动轮安装槽34121中，且驱动轮安装槽34121中均布设有多个压缩弹簧34171，压缩弹簧34171的第一端与驱动轮安装槽34121固定连接，且压缩弹簧34171的第二端与滑动板34175固定连接，驱动轮组34172不仅可以对树干进行多点支撑，还可以通过驱动轮组34172与树干接触产生的摩擦力带动树木逐渐向下移动，并在驱动轮组34172的一侧设有压缩弹簧34171，不仅有利于左机械手341及右机械手342在夹取树干时调整驱动轮组34172的位置以便夹取更加牢固，还可以应用于不同尺寸树干的抓取。

在一种优选方式中，滑动板34175的上端面及下端面的两侧分别对称设有上限位块34176和下限位块34177，且上限位块34176的下端面与下夹爪3412的上端面贴合，下限位块34177的上端面与下夹爪3412的下端面贴合，且滑动板34175的侧面与驱动轮安装槽34121的侧面贴合。

如图2和图8所示，劈木模块35设于树干砍伐去枝模块34的下方，且劈木模块35包括下框架351、劈木直线驱动器352、劈木滑动块353和劈木电锯354，下框架351与固定架31中的连接支架312固定连接，下框架351的后端设有劈木直线驱动器352，且劈木直线驱动器352的伸缩端与劈木滑动块353连接，劈木滑动块353滑动设于下框架351中，且劈木滑动块353上端面的前端设有刀具355，下框架351前端的上端面设有导向环356，导向环356的两侧对称设有位移传感器357，且导向环356的前端设有劈木电锯354，通过导向环356两侧的位移传感器357可以实时检测木料伸出导向环356的长度以便确定木料的劈木长度，并通过劈木滑动块35上端的刀具355及劈木电锯354同步完成木料的定长截断以及劈开。

如图8所示，劈木滑动块353呈U型结构状，且劈木滑动块353的中间处设有劈木电锯容纳槽3531，劈木滑动块353的边角处设有导向滑块3532，导向滑块3532滑动设于下框架351的上端面及下端面两侧的导向槽3511中，且劈木滑动块353的上端面与下框架351的下端面贴合，劈木滑动块353的下端面与下框架351的上端面贴合。

本发明的具体操作步骤如下：

如图1～图7所示，本发明的一种具有砍伐、去枝和定长劈木功能的伐木机，在具体使用过程中，首先通过调整机械臂单元2和底盘12的角度使树干处理单元3正对于树干，调整好后第一直线驱动器32和第二直线驱动器33的伸缩端伸出推动树干砍伐去枝模块34前向移动至树干处，驱动第三直线驱动器3418带动左机械手341和右机械342手同步运动夹住树干，此时电锯345对树干进行切割，实现树干的分离，之后第一直线驱动器32和第二直线驱动器33的伸缩端缩回拉动树干砍伐去枝模块34向后移动，使得锯下的树干底部正对于导向环356，而后驱动自适应驱动轮组3417和旋转刀具3415转动，在自适应驱动轮组3417逐步带动树干向下移动的同时上夹爪3411内侧的上夹爪刀具34111对树干上的枝条进行切落，旋转刀具3415高速转动对树干外表面进行切削，使得树干外表面更加光滑。同时在自适应驱动轮组3417的运转下，部分已加工好的树干进入劈木模块35，树干通过导向环356，导向环356两侧的位移传感器357可以实时检测木料伸出导向环356的长度，当树干移动到要求长度时，自适应驱动轮组3417自动停止运转，树干运动静止，劈木滑动块353在劈木直线驱动器352的推动下沿导向槽3511移动，移动的同时刀具355将树干切断，之后被切断的树干在劈木直线驱动器352的推动下向劈木电锯354运动，并且被劈木电锯354锯为两半，此时劈木处理完成，加工完成的木料可以直接被收集在木料收集箱11中，方便运输管理。

本发明能够代替人工对树木进行砍伐，不仅提高工人的安全系数，还提高人工砍伐效率，同时将多种对原木进行的工序集中于同一个装置上完成，大大地缩短了对木料的运输及转运时间，快速实现了原木转变为半成品木料的过程，极大地提高了木制产品的生产效率，具有实用性强、工作效率高、功能强大等优点。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。