電動雙手操作式果樹老枝條修剪器的制作方法

本發明涉及農業生產中的果樹老枝條修剪技術領域，具體是一種電動雙手操作式果樹老枝條修剪器。

背景技術：

果樹在果實被采摘之后枝條需要修剪，以便來年能結出更多的果實。常見的果樹如蘋果樹、梨樹、桃樹、杏樹、栗子樹、柿子樹、葡萄樹等，這些果樹的老枝條直徑常常在30mm～55mm之間，直徑不怎么大但硬度較高，現在的普遍情況是，對于低矮處的老枝條，人們或者使用剪刀直接修剪，對于較高處的老枝條，人站在凳子或梯子上使用剪刀修剪，或者使用手鋸切割，由于是人力作業，對于直徑在30mm～55mm之間的老枝條用剪刀修剪是很累人的，生產率也很低，當用手鋸切割時，由于枝條在拉鋸時產生晃動，時常發生卡鋸條現象或者鋸條被卡彎。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供一種電動雙手操作式果樹老枝條修剪器，其能夠輕松的修剪掉多余的直徑在30mm～55mm之間的果樹老枝條。

本發明是通過如下技術方案實現的：一種電動雙手操作式果樹老枝條修剪器，包括行走結構；所述行走結構上安裝有夾緊機構和切割機構；

所述夾緊機構包括主梁、設在主梁一端的加緊頭，以及設在主梁另一端的用于控制加緊頭的夾緊擺桿；

所述主梁中部鉸接在行走結構上，主梁一端與行走結構之間連接有平衡彈簧；

所述加緊頭包括固定在主梁上的夾子支架；所述夾子支架上端固定有由夾桿上支架、夾桿下支架和夾子右側板組成的U型支架；所述夾桿上支架外端鉸接有上夾桿，夾桿下支架外端鉸接有下夾桿；所述上夾桿和下夾桿的內端開有滑槽，上夾桿和下夾桿滑槽內設有夾桿右端銷軸；

所述夾緊擺桿下端鉸接在主梁上；夾緊擺桿中部開有滑槽，夾緊擺桿滑槽內設有拉桿右銷；所述拉桿右銷連接有夾子拉桿；所述夾子拉桿滑動穿過夾子右側板連接在加緊頭中夾桿右端銷軸上；在夾子拉桿靠近加緊頭的一端套裝有張口彈簧；所述張口彈簧一端抵在夾子右側板上，另一端連接在夾子拉桿上；

所述切割機構包括分別鉸接在所述主梁兩端的左曲柄和手把推桿；所述左曲柄和手把推桿之間鉸接有連桿；所述左曲柄上可轉動安裝有盤刀；

所述行走結構上安裝有電機和電源；所述電機通過鋼絲軟軸連接。

其進一步是：所述夾緊擺桿與主梁之間設有自鎖裝置；

所述自鎖裝置包括一個折彎的自鎖手把；所述自鎖手把頂角處鉸接在夾緊擺桿上，在自鎖手把與夾緊擺桿之間連接有拉簧，自鎖手把下端鉸接有自鎖拉桿；所述拉簧上端連接在自鎖手把下端，拉簧下端連接在夾緊擺桿上；所述自鎖拉桿下端可轉動安裝有自鎖滾輪；

在主梁上固定有位于夾緊擺桿一側的自鎖擋板，所述自鎖滾輪夾在自鎖擋板與夾緊擺桿之間。

所述盤刀是中心為套筒，外圈開有齒的圓盤刀具；盤刀中心套筒內固定安裝有盤刀支撐軸；

所述左曲柄下端通過左曲柄下銷軸鉸接在主梁上；左曲柄上端設有套筒，左曲柄套筒通過兩個左曲柄上軸承可轉動安裝在盤刀支撐軸上；兩個所述左曲柄上軸承之間設有支撐軸套；

所述連桿一端通過連桿左軸承可轉動安裝在盤刀支撐軸上；所述連桿左軸承內側與左曲柄上軸承之間設有連桿上套，連桿左軸承外側設有固定在盤刀支撐軸上的連桿左擋圈。

所述盤刀外罩有一個半封閉的刀罩；所述刀罩內側通過螺栓固定連接有刀罩支撐；所述刀罩支撐下端套在左曲柄下銷軸上，刀罩支撐中部套在左曲柄上端的套筒上；所述刀罩外側焊接固定有軟軸支撐；所述軟軸支撐一端設有一個與盤刀支撐軸相對的套筒，所述鋼絲軟軸的外套固定在軟軸支撐套筒內。

所述行走結構包括前右輪、前左輪、前軸、后右輪、后左輪、后軸；所述前軸和后軸之間固定有前弧型接梁和后底板；所述后底板上固定有垂直支架組件；所述主梁中部通過萬向節鉸接在行走結構上垂直支架組件的上端。

所述垂直支架組件上端固定有上下分布的垂直支架上座和垂直支架下座；所述垂直支架上座和垂直支架下座上開有相對的通孔；所述萬向節中萬向節下軸以小過盈的方式安裝在垂直支架上座和垂直支架下座的孔中；所述萬向節中萬向節上軸以小過盈的方式安裝在主梁中部的開設的孔中。

本發明能采用24V50Ah鋅鎳蓄電池作為電源，可以重復充電，機電總效率η=0.8，鋸切阻力矩的最大值Mj=14N·m，鋸切力的最大值Fj=186N，圓盤鋸的轉速n=600r/min，圓盤鋸的進刀速度V=2.5mm/s，盤刀的相對位移S=0.055m，一次充滿電量可以使用的鋸切次數為k，由能量方程24×50×3600×η=186×0.025×22×k，得k=3.37×10⁴次，完全滿足一天的使用要求。

本發明采用對待修剪枝條先夾緊后再利用圓盤鋸切割的方法進行修剪，這樣就解決了圓盤鋸在切割時相對于枝條晃動的問題，從而不會出現卡鋸現象。切割截面不是多截面而是一個截面、修剪效率也得到提高。它以電力作為動力源對果園的無污染，無需依賴人手的有限力量，速度快，不管多余的果樹老枝條在哪里，都可以由該修剪器的使用者隨意鋸掉。

附圖說明

圖1是一種本發明主視圖；

圖2是夾緊機構主視圖；

圖3是夾緊機構俯視圖；

圖4是切割機構主視圖；

圖5是切割機構俯視圖；

圖6是夾緊機構與切割機構相對關系的主視圖；

圖7是夾緊機構與切割機構相對關系的俯視圖；

圖8是行走結構的主視圖；

圖9是行走結構的俯視圖。

圖中：1夾緊機構；2切割機構；3行走結構；4電機連接螺栓；5電機連接螺母；6電機支架；7支架螺栓；8支架螺母；9垂直支架螺栓；10垂直支架螺母；11垂直支架組件；12萬向節；13萬向節上銷軸；14萬向節上軸；15萬向節下軸；16萬向節下銷軸；17垂直支架上座；18垂直支架下座；19平衡彈簧；20平衡彈簧上銷軸；21電池箱組件；22電源；23電池箱連接螺栓；24電池箱連接螺母；25導線；26開關；27電機；

1–1上夾桿；1–2上夾桿塑料帶；1–3夾桿右端銷軸；1–4上夾桿銷軸；1–5夾子拉桿；1–6夾桿上支架；1–7張口彈簧；1–8支架上銷軸；1–9夾子右側板；1–10夾子支架；1–11拉桿導向套；1–12主梁；1–13支架下銷軸；1–14夾桿下支架；1–15下夾桿銷軸；1–16下夾桿；1–17下夾桿塑料帶；1–18下夾桿定位銷；1–19夾桿端定位銷；1–20上銷軸定位銷；1–21上夾桿定位銷；1–22自鎖拉桿；1–23拉桿上銷；1–24拉桿下銷；1–25自鎖滾輪；1–26自鎖手把；1–27拉簧上銷；1–28手把銷；1–29拉簧；1–30拉桿右銷；1–31拉簧下銷；1–32夾緊擺桿；1–33自鎖擋板；1–34擋板定位銷；1–35擺桿下銷；1–36擋板螺栓；1–37擋板螺母；1–38擺桿下定位銷；

2–1盤刀；2–2左曲柄下銷軸；2–3左曲柄下定位銷；2–4左曲柄；2–5盤刀鍵；2–6鋼絲軟軸；2–7盤刀支撐軸；2–8左曲柄上軸承；2–9軟軸支撐；2–10支撐軸套；2–11連桿上套；2–12連桿左軸承；2–13支撐組件螺栓；2–14支撐組件螺母；2–15連桿；2–16連桿左套筒；2–17連桿左擋圈；2–18支撐軸定位銷；2–19推桿上銷軸；2–20手把推桿；2–21推桿下銷軸；2–22推桿下定位銷；2–23推桿上定位銷；2–24手把；2–25刀罩；2–26刀罩支撐；

3–1前軸；3–2前弧型接梁；3–3前右輪；3–4后底板；3–5后右輪；3–6下耳座；3–7后軸；3–8后左輪；3–9前左輪；3–10前后梁銷軸；3–11定位開口銷；

11–1垂直支架；11–2支架右底版；11–3支架左底版。

圖中符號：S被修剪的枝條；θ手把推桿的擺角；ψ夾緊擺桿的擺角；δ上夾桿的擺角與下夾桿的擺角。

具體實施方式

以下是本發明的一個具體實施例，現結合附圖對本發明做進一步說明。

如圖1至圖3所示，夾緊機構1：

夾緊機構1通過主梁1-12安裝在行走結構3上，主梁1-12是一塊中空方形梁；夾緊機構1用于解決對枝條切斷之前修剪器相對于被修剪枝條的定位與夾緊的問題。夾子支架1-10豎直焊接在主梁1-12的左端上部；夾桿上支架1-6、夾桿下支架1-14和夾子右側板1–9焊接組成一個U型支架；U型支架開口向左布置，其中夾桿上支架1–6通過支架上銷軸1–8安裝在夾子支架1–10的上部，的夾桿下支架1–14通過支架下銷軸1–13安裝在夾子支架1–10的下部；上銷軸定位銷1–20一方面將支架上銷軸1–8定位在夾子支架1–10上，另一方面用于將夾桿上支架1–6與夾桿下支架1–14定位在支架上銷軸1–8上。

夾桿上支架1-6左端通過上夾桿銷軸1–4鉸接有折彎的上夾桿1-1，上夾桿定位銷1–21將上夾桿銷軸1–4定位在上夾桿1–1上，上夾桿塑料帶1–2以過盈的方式安裝在上夾桿1–1的內側；夾桿下支架1-14左端通過下夾桿銷軸1–15鉸接有折彎的下夾桿1-16，下夾桿定位銷1–18將下夾桿銷軸1–15定位在下夾桿1–16上，下夾桿塑料帶1–17以過盈的方式安裝在下夾桿1–16的內側；上夾桿1-1和下夾桿1-16的右端開有滑槽，上夾桿1-1和下夾桿1-16滑槽內滾動連接有夾桿右端銷軸1-3。

夾子右側板1–9上開有通孔，在夾子右側板1–9右側面焊接有與夾子右側板1–9通孔相對的拉桿導向套1–11；夾子拉桿1–5穿過夾子右側板1–9通孔與拉桿導向套1–11，夾子拉桿1–5左端與夾桿右端銷軸1–3連接。夾緊擺桿1-32下端通過擺桿下銷1–35鉸接在主梁1-12上，擺桿下定位銷1–38將擺桿下銷1–35定位在主梁1–12的右端孔內；夾緊擺桿1-32中部開有軸向的滑槽，夾緊擺桿1-32滑槽內滾動連接有拉桿右銷1-30；夾子拉桿1–5右端與拉桿右銷1-30連接。在夾子拉桿1-5左端套裝有張口彈簧1-7；張口彈簧1-7右端抵在夾子右側板1-9上，左端端連接在夾子拉桿1-5上。當夾子拉桿1–5向右移動時，夾緊機構實現對枝條的夾緊；張口彈簧1–7的作用是在不操作時，實現夾緊機構的自動放松。夾緊擺桿1–32順時針方向擺動ψ角對應枝條的夾緊過程，夾緊擺桿1–32逆時針方向擺動ψ角對應枝條的解除鎖死過程。

夾緊機構1還配有一個自鎖裝置：

折彎的自鎖手把1–26的頂角處通過手把銷1–28鉸接在夾緊擺桿1-32上；拉簧1–29的上端掛在拉簧上銷1–27上，拉簧上銷1–27安裝在自鎖手把1–26下端；拉簧1–29的下端掛在拉簧下銷1–31上，拉簧下銷1–31安裝在夾緊擺桿1–32上；自鎖拉桿1–22的上端通過拉桿上銷1–23與自鎖手把1–26組成轉動副，自鎖拉桿1–22的下端通過拉桿下銷1–24與自鎖滾輪1–25組成轉動副；自鎖擋板1–33通過擋板定位銷1–34與主梁1–12定位，自鎖擋板1–33位于夾緊擺桿1-32左側側，其上端朝左側傾斜布置；自鎖滾輪1–25的左側與自鎖擋板1–33的右側接觸，自鎖滾輪1–25的右側與夾緊擺桿1–32的左側接觸，從而實現對夾緊擺桿1–32試圖逆時針方向自擺時加以鎖死。拉簧1–29的作用是保持鎖死，當想解除鎖死時，只要順時針方向搬動自鎖手把1–26即可。

結合圖1，以及圖4至圖7所示，切割機構2：

切割機構2用于解決對枝條的切斷作業問題。主梁1-12、左曲柄2-4，手把推桿2-20、連桿2-15組成雙搖桿機構，盤刀2-1安裝在左曲柄2-4與連桿2-15的連接點處。盤刀2–1是中心為套筒，外圈開有齒的圓盤狀刀具；盤刀2–1中心套筒內通過盤刀鍵2–5固定安裝盤刀支撐軸2-7。左曲柄2-4下端通過左曲柄下銷軸2-2鉸接在主梁1-12上；其中左曲柄下銷軸2–2通過左曲柄下定位銷2–3定位在主梁1–12上；左曲柄2-4上端設有套筒，左曲柄2-4套筒通過兩個左曲柄上軸承2-8可轉動安裝在盤刀支撐軸2-7上；兩個左曲柄上軸承2-8之間設有定位用的支撐軸套2-10，在左曲柄2-4套筒外端內壁上設有用于限位的臺肩。連桿2-15的左端焊接有連桿左套筒2–16，連桿左套筒2–16通過連桿左軸承2–12與盤刀支撐軸2–7組成轉動副；連桿左軸承2-12內側與左曲柄上軸承2-8之間設有定位用的連桿上套2-11；連桿左軸承2-12外側端設有固定在盤刀支撐軸2-7上的用于定位的連桿左擋圈2-17；支撐軸定位銷2–18用于將連桿左軸承2–12定位在盤刀支撐軸2–7上。連桿2–15的右端通過推桿上銷軸2–19與手把推桿2–20的上部組成轉動副，推桿上定位銷2–23將推桿上銷軸2–19定位在連桿2–15的右端。手把推桿2–20的下部通過推桿下銷軸2–21與主梁1–12的右端組成轉動副，推桿下定位銷2–22將推桿下銷軸2–21定位在主梁1–12上；手把推桿2–20上安裝手把2–24。

另外，盤刀2–1外罩有一個半封閉的刀罩2-25，刀罩2-25與左曲柄2-4上端的套筒組成過盈連接；刀罩2-25內側通過支撐組件螺栓2–13和支撐組件螺母2–14固定連接有刀罩支撐2-26；刀罩支撐2-26下端套在左曲柄下銷軸2-2上，刀罩支撐2-26中部套在左曲柄2-4上端的套筒上。刀罩2-25外側焊接固定有軟軸支撐2-9；軟軸支撐2-9一端設有一個與盤刀支撐軸2-7相對的套筒。行走結構3上安裝有電機27和電源22；電機27連接有鋼絲軟軸2-6，鋼絲軟軸2-6穿過軟軸支撐2-9的套筒與盤刀支撐軸2-7固定連接，其中鋼絲軟軸2-6的外套固定在軟軸支撐2-9套筒內。當手把推桿2–20逆時針擺動θ角時，直徑小于等于50mm的枝條被盤刀2-1切斷，當手把推桿2–20順時針擺動θ角時，盤刀2-1返回原處。

如圖1、圖8和圖9所示，行走結構3：

行走結構3用于安裝相關的構件并實現行走。前右輪3–3和前左輪3–9與前軸3–1組成轉動副，構成前輪；后右輪3–5和后左輪3–8與后軸3–7組成轉動副，構成后輪。前弧型接梁3–2焊接在前軸3–1的前中部，后底板3–4焊接在后軸3–7上，前弧型接梁3–2的左端通過前后梁銷軸3–10與后底板3–4的左端組成轉動副；定位開口銷3–11將前弧型接梁3–2與后底板3–4定位在前后梁銷軸3–10上。此結構設計使前輪相對于后輪組成萬向轉向的結構，從而使操作者可以隨意地操作該修剪器到達想去的地方。

電機支架6通過電機連接螺栓4和電機連接螺母5與后底板3–4連接；電機連接螺栓4與電機連接螺母5將電機26連接在電機支架6上。電池箱連接螺栓23和電池箱連接螺母24將電池箱組件21連接在后底板3–4的下面；電源22放在電池箱組件21中，導線25將電源22與開關26和電機27連接起來，當開關26接通時電機27轉動，電機27的輸出軸帶動切割機構2中的鋼絲軟軸2–6轉動，鋼絲軟軸2–6的另一端帶動切割機構2中的盤刀2–1轉動，從而實現對枝條的切斷作業。

支架右底版11–2與支架左底版11–3分別焊接在垂直支架11–1的下端左右側組成垂直支架組件11；垂直支架螺栓9和垂直支架螺母10將垂直支架組件11與后底板3–4連接起來。垂直支架組件11上端固定有上下分布的垂直支架上座17和垂直支架下座18；垂直支架上座17和垂直支架下座18上開有相對的通孔；萬向節12通過萬向節下軸15以小過盈的方式安裝在垂直支架上座17和垂直支架下座18的孔中，萬向節下銷軸16用于將萬向節12的下段定位在萬向節下軸15上；萬向節12通過萬向節上軸14以小過盈的方式安裝在主梁1-12中部的開設的孔中，萬向節上銷軸13用于將萬向節12的上段定位在萬向節上軸14上。平衡彈簧19的上端通過平衡彈簧上銷軸20連接在主梁1-12右端，平衡彈簧19下端掛接在下耳座3–6的圓環部分上，下耳座3–6的螺紋部分連接在后軸3–7的中間。平衡彈簧19使夾緊機構1、切割機構2的重力與彈簧拉力的合力落在垂直支架11–1的幾何中心上；的萬向節12支撐夾緊機構1、切割機構2相對于垂直支架組件11做任意姿態的調節，從而使操作者可以輕松靈活的操作該修剪器到達想到達的位置與姿態。

本發明能采用24V50Ah鋅鎳蓄電池作為電源，可以重復充電，機電總效率η=0.8，鋸切阻力矩的最大值Mj=14N·m，鋸切力的最大值Fj=186N，圓盤鋸的轉速n=600r/min，圓盤鋸的進刀速度V=2.5mm/s，盤刀的相對位移S=0.055m，一次充滿電量可以使用的鋸切次數為k，由能量方程24×50×3600×η=186×0.025×22×k，得k=3.37×10⁴次，完全滿足一天的使用要求。

本發明中夾緊機構1用于實現切割之前修剪器與被切掉枝條后段的夾緊，以避免切割時圓盤刀具相對于枝條的晃動可能導致的卡鋸現象與斷口呈現多截面現象，還用于實現將操作者左手的動作轉換為對枝條的夾緊與松開的作業；切割機構2用于實現對被修剪枝條的切斷作業，以及實現將操作者右手的動作轉換為進刀與退刀的作業；行走結構3用于安裝相關的構件并實現行走。與現有技術相比。本發明采用對待修剪枝條先夾緊后再利用圓盤鋸切割的方法進行修剪，解決了圓盤鋸在切割時相對于枝條晃動的問題，從而不會出現卡鋸現象；切割截面不是多截面而是一個截面、修剪效率也得到提高；以電力作為動力源對果園的無污染，無需依賴人手的有限力量，速度快，不管多余的果樹老枝條在哪里，都可以由該修剪器的使用者隨意鋸掉。