本發(fā)明涉及樹木整枝伐樹機(jī)領(lǐng)域，特別是一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人。

背景技術(shù)：

中國專利201610396453.x公布了一種伐木機(jī)器人，通過四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)切割的定位，工作柔性低，工作空間小，只能實(shí)現(xiàn)伐木任務(wù)；中國專利201610419380.1公開了一種用于伐木機(jī)的全液壓自動(dòng)伐木裝置，此伐木裝置由全液壓元件組成，其液壓元件精度要求高，液壓系統(tǒng)制造成本高，工作壽命不長(zhǎng)，易漏油，也只能實(shí)現(xiàn)伐木任務(wù)；中國專利201210335835.3公開了一種伐樹截木一體機(jī)，此伐樹截木機(jī)，僅用于伐樹截木，不能用于樹木整枝、修剪，且此伐木機(jī)只能與工程機(jī)械配合使用，工作空間小，柔性更?。恢袊鴮＠?01310427637.4公開了一種電動(dòng)植物整枝機(jī)，此植物整枝機(jī)，僅用于植物整枝，不能用于伐木、截木。現(xiàn)有有關(guān)伐樹機(jī)器人的設(shè)計(jì)，均功能單一，工作空間小，穩(wěn)定性不足，精度低，不能根據(jù)功能需求或者環(huán)境的變化，靈活改變構(gòu)型和位姿以適應(yīng)不同任務(wù)和場(chǎng)合，柔性低。

目前，尚未見有一種能夠柔性混合驅(qū)動(dòng)控制，全方位調(diào)節(jié)位姿，并能實(shí)現(xiàn)兩種構(gòu)態(tài)變換，其兼具大工作空間、高精度、低成本和養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單、高動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性特征，又能具有樹木整枝、伐樹和分段截取功能的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的創(chuàng)新發(fā)明設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人，它能夠柔性混合驅(qū)動(dòng)控制，全方位調(diào)節(jié)位姿，并能實(shí)現(xiàn)兩種構(gòu)態(tài)變換，具有大工作空間、高精度、高動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的特點(diǎn)，能夠?qū)淠具M(jìn)行整枝、伐樹和分段截取。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人，包括傾斜調(diào)節(jié)液壓缸、大功率常規(guī)電機(jī)、小功率伺服電機(jī)、行走系統(tǒng)、底盤、機(jī)架、驅(qū)動(dòng)臂、傳動(dòng)臂、工作臂、鉸鏈、液壓缸、虎克鉸和鋸頭裝置，具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為：

所述傾斜調(diào)節(jié)液壓缸包括第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸和第二傾斜調(diào)節(jié)液壓缸，所述第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸一端通過第十六鉸鏈與底盤連接，另一端通過第十七鉸鏈與機(jī)架連接，所述第二傾斜調(diào)節(jié)液壓缸一端通過第十八鉸鏈與底盤連接，另一端通過第十九鉸鏈與機(jī)架連接，通過兩個(gè)傾斜調(diào)節(jié)液壓缸的相互作用，即第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸伸展，第二傾斜調(diào)節(jié)液壓缸壓縮，或者相反，達(dá)到整機(jī)傾斜狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)樹木整枝伐樹機(jī)的三維空間內(nèi)的全方位調(diào)節(jié)；

所述大功率常規(guī)電機(jī)和機(jī)架固定連接，驅(qū)動(dòng)第三連桿；

所述小功率伺服電機(jī)包括第一小功率伺服電機(jī)和第二小功率伺服電機(jī)，第一小功率伺服電機(jī)和機(jī)架固定連接，驅(qū)動(dòng)第一連桿，第二小功率伺服電機(jī)和機(jī)架固定連接，驅(qū)動(dòng)第五連桿；

所述行走系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與底盤連接；

所述底盤一端通過第十四鉸鏈與機(jī)架連接，另一端通過第十五鉸鏈與機(jī)架連接；

所述驅(qū)動(dòng)臂包括第五連桿、第三連桿和第一連桿，所述第五連桿一端通過第十二鉸鏈與機(jī)架連接，另一端通過第十一鉸鏈與第六連桿連接，所述第三連桿一端通過第六鉸鏈與機(jī)架連接，另一端通過第四鉸鏈與第四連桿連接，所述第一連桿一端通過第五鉸鏈與機(jī)架連接，另一端通過第三鉸鏈與第七連桿連接；

所述傳動(dòng)臂包括第六連桿、第四連桿、第二連桿、第八連桿和第七連桿，所述第六連桿一端通過第十一鉸鏈與第五連桿連接，另一端通過第九鉸鏈與第八連桿連接，所述第四連桿一端通過第四鉸鏈與第三連桿連接，另一端通過第一鉸鏈與工作臂連接，所述第二連桿一端通過第三鉸鏈與第一連桿連接，另一端通過第二鉸鏈與第七連桿連接，所述第八連桿一端通過第七鉸鏈與機(jī)架連接，中部通過第九鉸鏈與第六連桿連接，另一端通過第八鉸鏈與第七連桿連接，所述第七連桿一端通過第二鉸鏈與第二連桿連接，中部通過第八鉸鏈與第八連桿連接，另一端通過第十鉸鏈與工作臂連接；

所述工作臂一端通過第一鉸鏈與第四連桿連接，中部通過第十鉸鏈與第七連桿連接，另一端通過第十三鉸鏈與虎克鉸連接，工作臂通過第一球副機(jī)構(gòu)與液壓缸連接；

所述鋸頭裝置包括刀鋸機(jī)構(gòu)、下夾抱機(jī)構(gòu)、滾輪、上夾抱機(jī)構(gòu)和打枝刀；所述刀鋸機(jī)構(gòu)包括刀鋸、滑塊、導(dǎo)桿、第十一連桿、第十二連桿、曲柄、第一小型電機(jī)、電機(jī)支座、絲桿和第二小型電機(jī)，所述刀鋸和滑塊固定連接，滑塊和導(dǎo)桿通過圓柱副連接，所述第十一連桿一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和滑塊連接，另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十二連桿連接，所述曲柄一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十二連桿連接，另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和第一小型電機(jī)連接，所述電機(jī)支座和第一小型電機(jī)固定連接，電機(jī)支座通過螺旋副和絲桿連接，所述第二小型電機(jī)通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和絲桿連接，所述下夾抱機(jī)構(gòu)包括螺桿、固定支座、第九連桿、活動(dòng)支座、螺母和第十連桿，所述固定支座固定于鋸頭裝置上，固定支座和活動(dòng)支座通過螺桿連接，螺桿的一端連接螺母，所述第九連桿一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和固定支座連接，另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十連桿連接，所述第十連桿一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和第九連桿連接，中部通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和活動(dòng)支座連接；所述滾輪末端與原動(dòng)機(jī)輸出軸連接，原動(dòng)機(jī)與鋸頭裝置固定連接，原動(dòng)機(jī)設(shè)置于鋸頭裝置內(nèi)部，鋸頭裝置有兩個(gè)滾輪，沿豎直中心線對(duì)稱分布與鋸頭裝置兩側(cè)；所述上夾抱機(jī)構(gòu)和下夾抱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，其零部件和零部件之間的連接關(guān)系均相同；所述打枝刀設(shè)置于鋸頭裝置上部，與鋸頭裝置固定連接。

所述鉸鏈包括第一鉸鏈、第二鉸鏈、第三鉸鏈、第四鉸鏈、第五鉸鏈、第六鉸鏈、第七鉸鏈、第八鉸鏈、第九鉸鏈、第十鉸鏈、第十一鉸鏈、第十二鉸鏈、第十三鉸鏈、第十四鉸鏈、第十五鉸鏈、第十六鉸鏈、第十七鉸鏈、第十八鉸鏈和第十九鉸鏈。

所述刀鋸機(jī)構(gòu)在鋸頭裝置的最下方，往上依次是下夾抱機(jī)構(gòu)、滾輪、上夾抱機(jī)構(gòu)和打枝刀。

所述鋸頭裝置通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與虎克鉸連接，鋸頭裝置通過第二球副機(jī)構(gòu)與液壓缸連接。

所述第一小功率伺服電機(jī)輸出軸和大功率常規(guī)電機(jī)輸出軸的軸間距離與第二連桿的長(zhǎng)度相等。

所述第一連桿和第三連桿的長(zhǎng)度相等。

所述第一小功率伺服電機(jī)輸出軸和大功率常規(guī)電機(jī)輸出軸的軸間距離與第二連桿的長(zhǎng)度相等。

所述第四連桿的長(zhǎng)度與第一鉸鏈和第十鉸鏈的軸間距離之和大于第七連桿的長(zhǎng)度。

所述第一小功率伺服電機(jī)、第二小功率伺服電機(jī)和大功率常規(guī)電機(jī)均安裝在所述機(jī)架上。

所述驅(qū)動(dòng)臂為第五連桿時(shí)，第二鉸鏈和第四鉸鏈處于重疊位置，實(shí)現(xiàn)八連桿單自由度運(yùn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)臂全部運(yùn)動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)十連桿兩自由度運(yùn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)臂為第三連桿和第一連桿時(shí)，第五連桿兩端均與機(jī)架連接，實(shí)現(xiàn)七連桿兩自由度運(yùn)動(dòng)，此狀態(tài)為機(jī)構(gòu)兩自由度構(gòu)態(tài)時(shí)的特殊狀態(tài)。

本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：

1.通過大功率常規(guī)電機(jī)和小功率伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)混合控制驅(qū)動(dòng)，柔性化程度高，林場(chǎng)作業(yè)時(shí)，因樹木生長(zhǎng)形態(tài)復(fù)雜多變，該混合驅(qū)動(dòng)整枝伐樹機(jī)器人可在其復(fù)雜狀況下柔性靈活作業(yè)。

2.機(jī)身通過兩傾斜調(diào)節(jié)液壓缸的相互作用全方位傾斜作業(yè)，調(diào)整機(jī)身不同位姿，有利于適應(yīng)不同作業(yè)環(huán)境；并且能夠在兩個(gè)構(gòu)態(tài)間靈活變換，機(jī)器人共由十個(gè)連桿構(gòu)成，可靈活變胞，靈活改變工作空間，在兩自由度構(gòu)態(tài)工作時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)七連桿兩自由度和十連桿兩自由度工作，有效地增大了其工作空間。

3.驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)均可安裝在機(jī)架上，減少了因電機(jī)裝在桿件上而造成的構(gòu)件負(fù)載，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性高；并且機(jī)構(gòu)由全桿件組成，制造成本低，工作壽命長(zhǎng)，機(jī)構(gòu)維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單。

4.能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜動(dòng)作，可在環(huán)境惡劣、地勢(shì)崎嶇的森林里進(jìn)行樹木整枝、修剪，伐樹和木材分段截取作業(yè)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的第一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的第二結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的八連桿單自由度時(shí)的第一結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖4為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的八連桿單自由度時(shí)的第二結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖5為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的十連桿兩自由度時(shí)的第一結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖6為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的十連桿兩自由度時(shí)的第二結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖7為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的七連桿兩自由度時(shí)的第一結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖8為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的七連桿兩自由度時(shí)的第二結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖9為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的整機(jī)傾斜十連桿兩自由度時(shí)高處樹木整枝的結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖10為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的整機(jī)傾斜七連桿兩自由度時(shí)高處樹木整枝的結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖11為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的鋸頭裝置的第一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的鋸頭裝置的第二結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的下夾抱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的刀鋸機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記為：1、第一鉸鏈；2、第四連桿；3、第二鉸鏈；4、第七連桿；5、第二連桿；6、第三鉸鏈；7、第一連桿；8、第四鉸鏈；9、第三連桿；10、第五鉸鏈；11、第六鉸鏈；12、第八連桿；13、第七鉸鏈；14、第八鉸鏈；15、工作臂；16、第九鉸鏈；17、第六連桿；18、第十鉸鏈；19、第十一鉸鏈；20、第五連桿；21、第十二鉸鏈；22、機(jī)架；23、行走系統(tǒng)；24、第一球副機(jī)構(gòu)；25、液壓缸；26、第二球副機(jī)構(gòu)；27、鋸頭裝置；28、虎克鉸；29、第十三鉸鏈；30、刀鋸機(jī)構(gòu)；301、滑塊；302、導(dǎo)桿；303、第十一連桿；304、第十二連桿；305、曲柄；306、第一小型電機(jī)；307、電機(jī)支座；308、絲桿；309、第二小型電機(jī)；3010、刀鋸；31、下夾抱機(jī)構(gòu)；311、螺桿；312、固定支座；313、第九連桿；314、活動(dòng)支座；315、螺母；316、第十連桿；32、滾輪；33、上夾抱機(jī)構(gòu)；34、打枝刀；35、第一小功率伺服電機(jī)；36、大功率常規(guī)電機(jī)；37、第二小功率伺服電機(jī)；38、第十四鉸鏈；39、第十五鉸鏈；40、第十六鉸鏈；41、第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸；42、第十七鉸鏈；43、第十八鉸鏈；44、第二傾斜調(diào)節(jié)液壓缸；45、第十九鉸鏈；46、底盤。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。

如圖1、圖2、圖6、圖11、圖12、圖13和圖14所示，本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動(dòng)大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人，包括傾斜調(diào)節(jié)液壓缸、大功率常規(guī)電機(jī)36、小功率伺服電機(jī)、行走系統(tǒng)23、底盤46、機(jī)架22、驅(qū)動(dòng)臂、傳動(dòng)臂、工作臂15、鉸鏈、液壓缸25、虎克鉸28和鋸頭裝置27，具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為：

所述傾斜調(diào)節(jié)液壓缸包括第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸41和第二傾斜調(diào)節(jié)液壓缸44，所述第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸41一端通過第十六鉸鏈40與底盤46連接，另一端通過第十七鉸鏈42與機(jī)架22連接，所述第二傾斜調(diào)節(jié)液壓缸44一端通過第十八鉸鏈43與底盤46連接，另一端通過第十九鉸鏈45與機(jī)架22連接；

所述大功率常規(guī)電機(jī)36和機(jī)架22固定連接，驅(qū)動(dòng)第三連桿9；

所述小功率伺服電機(jī)包括第一小功率伺服電機(jī)35和第二小功率伺服電機(jī)37，第一小功率伺服電機(jī)35和機(jī)架22固定連接，驅(qū)動(dòng)第一連桿7，第二小功率伺服電機(jī)37和機(jī)架22固定連接，驅(qū)動(dòng)第五連桿20；

所述行走系統(tǒng)23通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與底盤46連接；

所述底盤46一端通過第十四鉸鏈38與機(jī)架22連接，另一端通過第十五鉸鏈39與機(jī)架22連接；

所述驅(qū)動(dòng)臂包括第五連桿20、第三連桿9和第一連桿7，所述第五連桿20一端通過第十二鉸鏈21與機(jī)架22連接，另一端通過第十一鉸鏈19與第六連桿17連接，所述第三連桿9一端通過第六鉸鏈11與機(jī)架22連接，另一端通過第四鉸鏈8與第四連桿2連接，所述第一連桿7一端通過第五鉸鏈10與機(jī)架22連接，另一端通過第三鉸鏈6與第七連桿4連接；

所述傳動(dòng)臂包括第六連桿17、第四連桿2、第二連桿5、第八連桿12和第七連桿4，所述第六連桿17一端通過第十一鉸鏈19與第五連桿20連接，另一端通過第九鉸鏈16與第八連桿12連接，所述第四連桿2一端通過第四鉸鏈8與第三連桿9連接，另一端通過第一鉸鏈1與工作臂15連接，所述第二連桿5一端通過第三鉸鏈6與第一連桿7連接，另一端通過第二鉸鏈3與第七連桿4連接，所述第八連桿12一端通過第七鉸鏈13與機(jī)架22連接，中部通過第九鉸鏈16與第六連桿17連接，另一端通過第八鉸鏈14與第七連桿4連接，所述第七連桿4一端通過第二鉸鏈3與第二連桿5連接，中部通過第八鉸鏈14與第八連桿12連接，另一端通過第十鉸鏈18與工作臂15連接；

所述工作臂15一端通過第一鉸鏈1與第四連桿2連接，中部通過第十鉸鏈18與第七連桿4連接，另一端通過第十三鉸鏈29與虎克鉸28連接，工作臂15通過第一球副機(jī)構(gòu)24與液壓缸25連接；

所述鋸頭裝置27包括刀鋸機(jī)構(gòu)30、下夾抱機(jī)構(gòu)31、滾輪32、上夾抱機(jī)構(gòu)33和打枝刀34；所述刀鋸機(jī)構(gòu)30包括刀鋸3010、滑塊301、導(dǎo)桿302、第十一連桿303、第十二連桿304、曲柄305、第一小型電機(jī)306、電機(jī)支座307、絲桿308和第二小型電機(jī)309，所述刀鋸3010和滑塊301固定連接，滑塊301和導(dǎo)桿302通過圓柱副連接，所述第十一連桿303一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和滑塊301連接，另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十二連桿304連接，所述曲柄305一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十二連桿304連接，另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和第一小型電機(jī)306連接，所述電機(jī)支座307和第一小型電機(jī)306固定連接，電機(jī)支座307通過螺旋副和絲桿308連接，所述第二小型電機(jī)309通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和絲桿308連接；所述下夾抱機(jī)構(gòu)31包括螺桿311、固定支座312、第九連桿313、活動(dòng)支座315、螺母315和第十連桿316，所述固定支座312固定于鋸頭裝置27上，固定支座312和活動(dòng)支座314通過螺桿311連接，螺桿311的一端連接螺母315，所述第九連桿313一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和固定支座312連接，另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十連桿316連接，所述第十連桿316一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和第九連桿313連接，中部通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和活動(dòng)支座314連接；所述滾輪32末端與原動(dòng)機(jī)輸出軸連接，原動(dòng)機(jī)與鋸頭裝置27固定連接，原動(dòng)機(jī)設(shè)置于鋸頭裝置27內(nèi)部，鋸頭裝置27有兩個(gè)滾輪32，沿豎直中心線對(duì)稱分布與鋸頭裝置27兩側(cè)；所述上夾抱機(jī)構(gòu)33和下夾抱機(jī)構(gòu)31結(jié)構(gòu)相同，其零部件和零部件之間的連接關(guān)系均相同；所述打枝刀34設(shè)置于鋸頭裝置27上部，與鋸頭裝置27固定連接。

所述鉸鏈包括第一鉸鏈1、第二鉸鏈3、第三鉸鏈6、第四鉸鏈8、第五鉸鏈10、第六鉸鏈11、第七鉸鏈13、第八鉸鏈14、第九鉸鏈16、第十鉸鏈18、第十一鉸鏈19、第十二鉸鏈21、第十三鉸鏈29、第十四鉸鏈38、第十五鉸鏈39、第十六鉸鏈40、第十七鉸鏈42、第十八鉸鏈43和第十九鉸鏈45。

所述刀鋸機(jī)構(gòu)30在鋸頭裝置27的最下方，往上依次是下夾抱機(jī)構(gòu)31、滾輪32、上夾抱機(jī)構(gòu)33和打枝刀34。

所述鋸頭裝置27通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與虎克鉸28連接，鋸頭裝置27通過第二球副機(jī)構(gòu)26與液壓缸25連接。

工作原理及過程：

如圖3和圖4所示，機(jī)構(gòu)為八連桿單自由度時(shí)，第二鉸鏈3和第四鉸鏈8處于重疊位置時(shí)，第一連桿7、第二連桿5、第三連桿9和機(jī)架22可看成平面四連桿機(jī)構(gòu)，第三連桿9、第七連桿4、第八連桿12和機(jī)架22可看成開鏈?zhǔn)剿倪B桿機(jī)構(gòu)，由于第七連桿4和第四連桿2通過第二鉸鏈3連接，第四連桿2和工作臂15通過第一鉸鏈1連接，工作臂15和第七連桿4通過第十鉸鏈18連接，因此第七連桿4、第四連桿2和工作臂15可看成一根桿，第五連桿20繞著第十二鉸鏈21轉(zhuǎn)動(dòng)，由于第五連桿20和第六連桿17通過第十一鉸鏈19連接，進(jìn)而帶動(dòng)第六連桿17轉(zhuǎn)動(dòng)，第八連桿12和第六連桿17通過第九鉸鏈16連接，進(jìn)而帶動(dòng)第八連桿12繞著第七鉸鏈13轉(zhuǎn)動(dòng)，第八連桿12和第七連桿4通過第八鉸鏈14連接，進(jìn)而使工作臂15作單自由度運(yùn)動(dòng)。

如圖5和圖6所示，機(jī)構(gòu)為十連桿兩自由度時(shí)，第五連桿20繞著第十二鉸鏈21轉(zhuǎn)動(dòng)，由于第五連桿20和第六連桿17通過第十一鉸鏈19連接，進(jìn)而帶動(dòng)第六連桿17轉(zhuǎn)動(dòng)，第八連桿12和第六連桿17通過第九鉸鏈16連接，進(jìn)而帶動(dòng)第八連桿12繞著第七鉸鏈13轉(zhuǎn)動(dòng)，第三連桿9繞著第六鉸鏈11轉(zhuǎn)動(dòng)，由于第三連桿9和第四連桿2通過第四鉸鏈8連接，進(jìn)而帶動(dòng)第四連桿2轉(zhuǎn)動(dòng)，第一連桿7繞著第五鉸鏈10轉(zhuǎn)動(dòng)，由于第一連桿7和第二連桿5通過第三鉸鏈6連接，進(jìn)而帶動(dòng)第二連桿5轉(zhuǎn)動(dòng)，由于第二連桿5和第七連桿4通過第二鉸鏈3連接，第八連桿12和第七連桿4通過第八鉸鏈14連接，進(jìn)而帶動(dòng)第七連桿4作兩自由度運(yùn)動(dòng)，由于第四連桿2和工作臂15通過第一鉸鏈1連接，第七連桿4和工作臂15通過第十鉸鏈18連接，進(jìn)而使工作臂15作兩自由度運(yùn)動(dòng)。

如圖7和圖8所示，機(jī)構(gòu)為七連桿兩自由度時(shí)，此狀態(tài)為機(jī)構(gòu)兩自由度構(gòu)態(tài)時(shí)的特殊狀態(tài)，即遠(yuǎn)距離作業(yè)時(shí)狀態(tài)。第五連桿20兩端均與機(jī)架22連接，此時(shí)第五連桿20、第六連桿17和第八連桿12處于固定狀態(tài)，第三連桿9繞著第六鉸鏈11轉(zhuǎn)動(dòng)，由于第三連桿9和第四連桿2通過第四鉸鏈8連接，進(jìn)而帶動(dòng)第四連桿2轉(zhuǎn)動(dòng)，第一連桿7繞著第五鉸鏈10轉(zhuǎn)動(dòng)，由于第一連桿7和第二連桿5通過第三鉸鏈6連接，進(jìn)而帶動(dòng)第二連桿5轉(zhuǎn)動(dòng)，由于第二連桿5和第七連桿4通過第二鉸鏈3連接，第八連桿12和第七連桿4通過第八鉸鏈14連接，進(jìn)而帶動(dòng)第七連桿4作單自由度運(yùn)動(dòng)，由于第四連桿2和工作臂15通過第一鉸鏈1連接，第七連桿4和工作臂15通過第十鉸鏈18連接，進(jìn)而使工作臂15作兩自由度運(yùn)動(dòng)。

如圖3、圖4、圖11和圖12所示，通過驅(qū)動(dòng)液壓缸25，使液壓缸25伸長(zhǎng)，進(jìn)而帶動(dòng)虎克鉸28和鋸頭裝置27之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鋸頭裝置27的整體轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖9和圖10所示，第二傾斜調(diào)節(jié)液壓缸44處于伸展?fàn)顟B(tài)，第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸41處于壓縮狀態(tài)，機(jī)架22和底盤46通過第十四鉸鏈38和第十五鉸鏈39連接，產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，整機(jī)處于傾斜狀態(tài)，完成三維空間內(nèi)的樹木整枝、修剪等工作。

如圖2、圖4、圖6和圖8所示，鋸頭裝置27處于豎直狀態(tài)時(shí)，樹木整枝伐樹機(jī)器人在較低位置進(jìn)行作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)整棵樹木伐鋸功能。

如圖1、圖3、圖5、圖7、圖9和圖10所示，鋸頭裝置27處于水平狀態(tài)，樹木整枝伐樹機(jī)器人在較低位置進(jìn)行作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)木材分段截取功能；在較高位置工作時(shí)，可實(shí)現(xiàn)樹木的整枝修整功能。