林木球果采集機(jī)器人
在林業(yè)生產(chǎn)中,林木球果的采集一直是個難題,國內(nèi)外雖已研制出了多種球果采集機(jī),如升降機(jī)、樹干振動機(jī)等,但由于這些機(jī)械本身都存在著這樣或那樣的缺點(diǎn),所以沒有被廣泛使用。目前在林區(qū)仍主要采用人工上樹手持專用工具來采摘林木球果,這樣不僅工人勞動強(qiáng)度大,作業(yè)安全性差,生產(chǎn)率低,而且對母樹損壞較多。為了解決這個問題,東北林業(yè)大學(xué)研制出了林木球果采集機(jī)器人。該機(jī)器人可以在較短的林木球果成熟期大量采摘種子,對森林的生態(tài)保護(hù)、森林的更新以及森林的可持續(xù)發(fā)展等方面都有重要的意義。
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林木球果采集機(jī)器人 |
林木球果采集機(jī)器人由機(jī)械手、行走機(jī)構(gòu)、液壓驅(qū)動系統(tǒng)和單片機(jī)控制系統(tǒng)組成。其中機(jī)械手由回轉(zhuǎn)盤、立柱、大臂、小臂和采集爪組成,整個機(jī)械手共有5個自由度。在采集林木球果時,將機(jī)器人停放在距母樹3-5米處,操縱機(jī)械手回轉(zhuǎn)馬達(dá)使機(jī)械手對準(zhǔn)其中一棵母樹。然后單片機(jī)系統(tǒng)控制機(jī)械手大、小臂同時柔性升起達(dá)到一定高度,采集爪張開并擺動,對準(zhǔn)要采集的樹枝,大小臂同時運(yùn)動,使采集爪沿著樹枝生長方向趨近1.5-2米,然后采集爪的梳齒夾攏果枝,大小臂帶動采集抓爪按原路向后捋回,梳下枝上的球果,完成一次采摘,然后再重復(fù)上述動作。連捋數(shù)枝后,將球果倒入拖拉機(jī)后部的集果箱中。采集完一棵樹,再轉(zhuǎn)動機(jī)械手對準(zhǔn)下一棵。
試驗(yàn)表明,這種球果采集機(jī)器人每臺能采集落葉松果500公斤,是人工上樹采摘的30-35倍。另外,更換不同齒距的梳齒則可用于各種林木球果的采集。這種機(jī)器人采摘林木球果時,對母樹破壞較小,采凈率高,對森林生態(tài)環(huán)境的保護(hù)及林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有益。
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