專利名稱：樹修枝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及樹木修枝裝置。
本發(fā)明特別地但不排外地應(yīng)用于樹木修枝裝置，其可用于諸如Pinus radiata之類的林產(chǎn)種植園的樹種以及諸如肯寧南洋杉(Araucaria cunninghamii)之類的特別高價(jià)值的樹種，且為了說(shuō)明起見將參照這樣的應(yīng)用。然而，應(yīng)該理解到，本發(fā)明也可用于其它的應(yīng)用中，例如，修枝其它林產(chǎn)樹種的樹木，其中，為增加樹的價(jià)值而需要剪去低矮的樹枝。
背景技術(shù)：
在肯寧南洋杉和其它樹種的種植中，修剪低矮的樹枝萌芽以阻止其在木材上形成樹節(jié)并集中精力生長(zhǎng)樹冠以圖形成干凈的木材，這存在著商業(yè)上的利益。作為一項(xiàng)手工作業(yè)，樹的修枝是勞動(dòng)強(qiáng)度高的過(guò)程。因此，修枝的機(jī)械裝置具有巨大的商業(yè)利益。一種直覺的樹修枝的方法已由CSIRO開發(fā)出來(lái)。該技術(shù)包括一可打開的軸環(huán)，其液壓地承載所設(shè)置的鑿部分，并由一提升機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作，以便從低矮的樹枝到選定高度的樹枝對(duì)林產(chǎn)的樹木進(jìn)行修枝。
該種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于，在工作一開始鑿子就需對(duì)樹進(jìn)行調(diào)整和固定。許多樹種從延伸的樹干上的結(jié)節(jié)萌芽出分支。在肯寧南洋杉的情形中，萌芽的結(jié)構(gòu)形成與眾不同的環(huán)箍，這給肯寧南洋杉帶來(lái)其通用的名字。鑿子的設(shè)定必須避免剝光環(huán)處的樹皮。然而，由于樹木通常從底部開始逐漸變細(xì)，所以，軸環(huán)對(duì)于上部樹枝顯得過(guò)大而不向下剝皮。對(duì)于上部樹枝有效的過(guò)大尺寸導(dǎo)致樹干較高樹枝的切除效率低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面在于，提供樹修枝裝置，其包括一細(xì)長(zhǎng)的支承本體，可沿著待修枝的樹的樹干放置；一修枝組件，其安裝在所述支承本體上并可沿著本體被驅(qū)動(dòng)，并包括多個(gè)修枝的鉗夾，它們可在一打開的位置和一基本上包圍樹干的關(guān)閉位置之間移動(dòng)；
多個(gè)刀片構(gòu)件，它們安裝在所述鉗夾上并具有諸切割刃，當(dāng)所述鉗夾處于其關(guān)閉位置時(shí)，諸切割刃形成一基本上圓周的陣列；以及致動(dòng)器裝置，其相連于各個(gè)所述刀片構(gòu)件并適于動(dòng)態(tài)地在樹干和各個(gè)所述切割刃之間保持間隙。
本發(fā)明的另一個(gè)方面在于，提供樹修枝方法，其包括以下步驟將一細(xì)長(zhǎng)的支承本體沿著待修枝的樹的樹干放置；閉合安裝在所述支承本體上且沿其可驅(qū)動(dòng)的修枝組件的修枝鉗夾，以便基本上包圍該樹干，所述鉗夾安裝多個(gè)具有切割刃的刀片構(gòu)件，它們形成一大致圓周的陣列，通過(guò)與各個(gè)所述刀片構(gòu)件相連的致動(dòng)器裝置，刀片構(gòu)件動(dòng)態(tài)地保持在樹干和所述切割刃之間的間隙；以及沿著所述細(xì)長(zhǎng)支承本體驅(qū)動(dòng)所述修枝組件以對(duì)所述樹進(jìn)行修枝。
細(xì)長(zhǎng)支承本體可安裝在一有輪的或軌道的車輛，以便將本體定位在樹干附近。該車輛可以是有動(dòng)力的車輛或可以是手工操作的車輛。例如，車輛可以是一回轉(zhuǎn)儀穩(wěn)定的水平運(yùn)輸平臺(tái)。細(xì)長(zhǎng)的支承本體可用任何合適的方法安裝修枝的組件。例如，本體構(gòu)件可以構(gòu)造成一垂直的軌道或鏈，修枝組件沿著軌道或鏈條被擒地安裝在其上以便滾動(dòng)。滾動(dòng)的修枝組件可沿著垂直軌道被一鏈條驅(qū)動(dòng)、活塞或液壓、氣動(dòng)或電動(dòng)馬達(dá)推進(jìn)。
修枝組件的鉗夾可包括一對(duì)鉸接在一起的鉗夾，或各從一載體部分樞轉(zhuǎn)，該載體部分將修枝組件與細(xì)長(zhǎng)的支承本體接合。如果鉗夾鉸接在一起，則一個(gè)鉗夾可以與細(xì)長(zhǎng)的支承本體相連。鉗夾可通過(guò)諸如手工或液壓或氣動(dòng)致動(dòng)那樣的任何合適的方法進(jìn)行操作。
對(duì)于各個(gè)刀片構(gòu)件的致動(dòng)器可通過(guò)任何合適的方法進(jìn)行操作而保持一選定的間隙，較佳地在4至10mm的范圍內(nèi)。例如，致動(dòng)器可包括一機(jī)械的傳感器臂，其適于沿著樹干在刀片下方或上方滾動(dòng)，并通過(guò)限定刀片朝向和遠(yuǎn)離樹干可移動(dòng)的范圍用來(lái)控制刀片的位置。致動(dòng)器可在電子的或光電距離檢測(cè)裝置的控制下執(zhí)行相同的功能。
致動(dòng)器可包括一電氣的、氣動(dòng)的或液壓的致動(dòng)器。致動(dòng)器最好是一氣動(dòng)的致動(dòng)器，以便利用工作流體的彈性。使用包括一彈簧/空氣的致動(dòng)器的氣動(dòng)的致動(dòng)裝置能使裝置在高速下進(jìn)行操作，同時(shí)，允許某些固有的順從性以減少慣性“阻塞”。因此，對(duì)于刀片的一給定的檢測(cè)位置，快速地實(shí)施部位的改變，部分地憑借于致動(dòng)器的順從性，以保存樹枝結(jié)節(jié)和樹干的其它包含新生組織的部分，同時(shí)，確保有效地切除樹枝。因此，合適的商用快速響應(yīng)的氣動(dòng)致動(dòng)器可以微調(diào)到操作壓力，例如，10至50psi的壓力。
選定的動(dòng)態(tài)地保持的刀片和樹干之間的距離，將考慮到樹種、結(jié)節(jié)大小和致動(dòng)器響應(yīng)速度進(jìn)行選擇。例如，對(duì)于在具有大的結(jié)節(jié)的樹種上進(jìn)行的高速操作，該間隙可設(shè)定得較高。
特別理想的是，希望構(gòu)造一操作速度比現(xiàn)有技術(shù)裝置的操作速度高的裝置。在實(shí)踐中，業(yè)已確定，本發(fā)明的裝置可以1至2.5m/sec的刀刃線速度進(jìn)行操作，實(shí)際的速度選擇應(yīng)在刀片定位響應(yīng)速度和作用在待切除樹枝上的斧劈效果之間提供最佳的兼顧。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例利用氣動(dòng)的傳感器/致動(dòng)器，其中，一彈簧偏置的刀片構(gòu)件通過(guò)一氣動(dòng)致動(dòng)器抵抗彈簧而推壓朝向樹干，所述氣動(dòng)致動(dòng)器響應(yīng)于與樹干互相作用的隨動(dòng)器而連續(xù)地進(jìn)行操作。
刀片構(gòu)件可具有直線的切割刃或切割尖劈可以是弧形的，這樣，在刀片構(gòu)件的最佳普通的部署中，諸切割刃組合時(shí)在平面圖中形成一大致圓形的切割刃。傳統(tǒng)的智慧使刀片的切割刃呈鑿尖的形狀，即，使一大致陡峭的面朝向樹干，從切割刃到刀片本體的厚度呈斜面。事實(shí)上，該結(jié)構(gòu)對(duì)于許多樹種不提供合適的刀片。然而，業(yè)已確定，對(duì)于某些樹種，刀片陡峭面的適度的凸起可產(chǎn)生更佳的結(jié)果。例如，業(yè)已確定，對(duì)于約1.0至2.5m/sec的刀片速度，對(duì)于肯寧南洋杉來(lái)說(shuō)，使刀刃與陡峭平面分離6°，可形成切除樹枝較為干凈利落的剪切，而沒有后角(0°)用于桉樹和P.radiata。
在形成裝置的工作圓周過(guò)程中，刀片構(gòu)件必須具有其間的間隙，以便適應(yīng)尺寸調(diào)整的變化(如果它們?cè)谝粏我坏膱A周平面內(nèi)形成陣列的話)。如果樹枝通過(guò)間隙只是被支承的軸環(huán)結(jié)構(gòu)擦傷或刷到一邊，則樹枝可能不是干凈利落地剪下。因此，較佳地是，刀片構(gòu)件布置在兩個(gè)或多個(gè)平面內(nèi)，使重疊的刃在一個(gè)平面圖內(nèi)。因此，在另一方面，本發(fā)明在于提供樹修枝裝置，其包括一細(xì)長(zhǎng)的支承本體，沿著待修枝的樹的樹干放置；一修枝組件，其安裝在所述支承本體上并可沿著本體被驅(qū)動(dòng)，并包括多個(gè)修枝的鉗夾，它們?cè)谝淮蜷_的位置和一基本上包圍樹干的關(guān)閉位置之間移動(dòng)；以及多個(gè)刀片構(gòu)件，它們安裝在所述鉗夾上并具有切割刃，當(dāng)所述鉗夾處于其關(guān)閉位置時(shí)，切割刃形成一圓周重疊的關(guān)系。
在另一方面，本發(fā)明在于提供樹修枝方法，其包括如下步驟
將一細(xì)長(zhǎng)的支承本體沿著待修枝的樹的樹干放置；閉合安裝在所述支承本體上且沿其可驅(qū)動(dòng)的修枝組件的修枝鉗夾，以便基本上包圍該樹干，所述鉗夾安裝多個(gè)具有切割刃的刀片構(gòu)件，它們形成一大致圓周重疊的關(guān)系；以及沿著所述細(xì)長(zhǎng)支承本體驅(qū)動(dòng)所述修枝組件以對(duì)所述樹進(jìn)行修枝。
在使用中，借助于垂直地錯(cuò)列，刀片構(gòu)件可實(shí)現(xiàn)切割刃范圍所要求的圓周重疊。例如，刀片構(gòu)件可設(shè)置在堆疊在鉗夾上的一個(gè)或兩個(gè)圓周的陣列中，該陣列在其圓周的部署中偏離，以平面內(nèi)呈現(xiàn)大致連續(xù)的切割刃。刀片構(gòu)件可具有直線的切割刃或切割尖劈可以是弧形的，這樣，在刀片構(gòu)件的最佳普通的部署中，切割刃組合時(shí)在平面圖中形成一大致圓形的切割刃。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明為了使本發(fā)明更容易理解并投入實(shí)際的應(yīng)用，現(xiàn)將參照附圖，它們示出了本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，其中


圖1是根據(jù)本發(fā)明的修枝裝置的平面圖；圖2是用于
圖1裝置的一刀片組件的詳圖；圖3是
圖1裝置的前視立體圖，處于不工作的打開狀態(tài)；圖4是
圖1裝置的后視立體圖，處于不工作的打開狀態(tài)；以及圖5是
圖1裝置的一鉗夾的詳細(xì)立體圖。
具體實(shí)施例方式
在諸附圖中，提供具有一修枝組件10的樹修枝裝置，該修枝組件包括右鉗夾構(gòu)件11和左鉗夾構(gòu)件12。通過(guò)一穿入孔14內(nèi)的普通銷18，鉗夾構(gòu)件11、12一起鉸接在一提升機(jī)架(未示出)上。鉗夾構(gòu)件11和12具有大致半圓形本體15，它們各具有形成在其中的三個(gè)致動(dòng)器安裝孔16。在遠(yuǎn)離孔14的鉗夾構(gòu)件11、12的端部處有對(duì)應(yīng)的限制鉗夾構(gòu)件11、12關(guān)閉的阻擋部分17。組裝的鉗夾構(gòu)件由一雙動(dòng)作的致動(dòng)器(未示出)進(jìn)行打開和關(guān)閉。
鉗夾構(gòu)件組件中的六個(gè)致動(dòng)器安裝孔16在一平面上方和下方交替地移位，以形成兩個(gè)錯(cuò)列排，每排有三個(gè)孔。致動(dòng)器外殼20焊接到孔16內(nèi)，外殼20具有控制的空氣供應(yīng)源21、一偏置彈簧22和端帽23?；钊?4安裝在外殼20內(nèi)并形成致動(dòng)器一部分，各活塞形成一刀片和量器組件25的部分(如圖2所示)。鉗夾構(gòu)件11、12具有一導(dǎo)向孔(未示出)，其以間隔的關(guān)系位于各致動(dòng)器安裝孔16的下方。
各刀片和量器組件25包括一焊接到活塞24的本體構(gòu)件26和一焊接到本體構(gòu)件26、與活塞24保持間隔的平行關(guān)系的導(dǎo)向桿27，導(dǎo)向桿適于接合以便滑入鉗夾構(gòu)件11和12的對(duì)應(yīng)導(dǎo)向孔內(nèi)。本體構(gòu)件26的上端構(gòu)造成一刀片安裝部分30，一弧形刀片31通過(guò)機(jī)器螺釘32固定到刀片安裝部分30。
弧形刀片31呈圓周的程度，這樣，在平面圖中相鄰刀片31的各自的刀片刃重疊，諸如
圖1的區(qū)域33那樣。刀片31的切割刃基本上是一鑿尖，其帶有一斜面34并在標(biāo)號(hào)38處、在大致的陡峭面上具有約7°的后角。在使用中，偏置彈簧22偏置本體構(gòu)件26脫離樹，由此，在使用中致動(dòng)器的操作推壓本體構(gòu)件朝向樹。
本體構(gòu)件26在標(biāo)號(hào)36處可樞轉(zhuǎn)地安裝一機(jī)械隨動(dòng)件35。機(jī)械隨動(dòng)件35具有一接觸面37，接觸面37適于跟從樹的樹干并操作一傳感器40，向終端41輸出一相對(duì)關(guān)系的信號(hào)。從終端41輸出的信號(hào)用來(lái)操作控制裝置(未示出)，控制裝置又操作空氣供應(yīng)源21，以便對(duì)各個(gè)致動(dòng)器動(dòng)態(tài)地調(diào)整離樹干的刀片間隙。
根據(jù)上述實(shí)施例的裝置具有的優(yōu)點(diǎn)在于，鉗夾構(gòu)件圍繞樹安裝后并在修枝動(dòng)作的過(guò)程中，刀片間隙一直在進(jìn)行調(diào)整。間隙的個(gè)別控制適應(yīng)于樹干的不圓度，以及保持切割的距離。刀片刃的重疊平面防止樹枝在切割刃之間通過(guò)，導(dǎo)致一干凈利落修枝的樹。使用空氣的致動(dòng)器在面對(duì)相對(duì)較重的刀片零件的慣性時(shí)允許有反身的調(diào)整。
當(dāng)然，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，盡管以上借助于本發(fā)明所示的實(shí)例給出了描述，但本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到可對(duì)此作出各種修改和變化，所有這樣的和其它的改型和變體都被認(rèn)為落入本發(fā)明廣義的范圍內(nèi)，以及由附后的權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.樹修枝裝置，包括一細(xì)長(zhǎng)的支承本體，可沿著待修枝的樹的樹干放置；一修枝組件，安裝在所述支承本體上并可沿著所述支承本體被驅(qū)動(dòng)，并包括多個(gè)修枝的鉗夾，所述鉗夾可在一打開的位置和一基本上包圍樹干的關(guān)閉位置之間移動(dòng)；多個(gè)刀片構(gòu)件，它們安裝在所述鉗夾上并具有諸切割刃，當(dāng)所述鉗夾處于關(guān)閉位置時(shí)，諸切割刃形成一基本上圓周的陣列；以及致動(dòng)器裝置，相連于各個(gè)所述刀片構(gòu)件并適于動(dòng)態(tài)地在樹干和各個(gè)所述切割刃之間保持間隙。
2.如權(quán)利要求1所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述細(xì)長(zhǎng)支承本體安裝在一有輪的或軌道的車輛上，以便將所述本體定位在樹干附近。
3.如權(quán)利要求1所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述車輛選自有動(dòng)力的車輛和手工操作的車輛。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述細(xì)長(zhǎng)支承本體安裝所述修枝組件，以便借助于選自軌道或移動(dòng)鏈條的裝置而運(yùn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述修枝組件沿著垂直軌道被選自一鏈條驅(qū)動(dòng)、活塞或液壓、氣動(dòng)或電動(dòng)馬達(dá)的裝置推進(jìn)。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述修枝組件的所述鉗夾包括一對(duì)鉸接在一起的鉗夾。
7.如權(quán)利要求6所述的樹修枝裝置，其特征在于，一個(gè)所述鉗夾安裝成在所述細(xì)長(zhǎng)支承本體上運(yùn)動(dòng)
8.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述鉗夾各從一接合所述細(xì)長(zhǎng)支承本體的載體部分樞轉(zhuǎn)。
9.如上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述鉗夾借助于選自手工裝置、液壓致動(dòng)和氣動(dòng)致動(dòng)的裝置進(jìn)行操作。
10.如上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的樹修枝裝置，其特征在于，用于各個(gè)刀片構(gòu)件的所述致動(dòng)器裝置可進(jìn)行操作，以在傳感器裝置的控制下保持一選定的間隙。
11.如權(quán)利要求10所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述傳感器裝置包括一機(jī)械的傳感器臂，傳感器臂連接到用于各個(gè)刀片構(gòu)件的致動(dòng)器裝置并適于沿著樹干向前移動(dòng)所述刀片構(gòu)件。
12.如權(quán)利要求10所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述傳感器裝置包括電子的或光電距離檢測(cè)裝置，該距離檢測(cè)裝置與用于各刀片構(gòu)件的致動(dòng)器裝置相連。
13.如上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述致動(dòng)器裝置選自電氣的、氣動(dòng)的或液壓的致動(dòng)器。
14.如權(quán)利要求13所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述致動(dòng)器裝置是氣動(dòng)的致動(dòng)器組件，包括一抵抗一彈簧工作的氣動(dòng)致動(dòng)器。
15. 如上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的樹修枝裝置，其特征在于，在使用中所述修枝組件沿著所述細(xì)長(zhǎng)支承本體以1至2.5m/sec的刀刃線速度被驅(qū)動(dòng)。
16.如權(quán)利要求14所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述氣動(dòng)的致動(dòng)器和彈簧包括一傳感器/致動(dòng)器組件，其中，所述刀片構(gòu)件通過(guò)所述氣動(dòng)致動(dòng)器抵抗所述彈簧的偏置力而推壓朝向樹干，所述氣動(dòng)致動(dòng)器響應(yīng)于與樹干互相作用、起作所述傳感器的隨動(dòng)器而連續(xù)地進(jìn)行操作。
17.如上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述刀片構(gòu)件具有弧形的切割刃。
18.如權(quán)利要求17所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述諸切割刃組合時(shí)在平面圖中形成一大致圓形的切割刃。
19.如權(quán)利要求17或18所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述刀片構(gòu)件布置在兩個(gè)或多個(gè)沿軸向移位的平面內(nèi)，由此，所述切割刃可在平面圖中重疊。
20.如上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述刀片構(gòu)件具有呈鑿尖形狀的切割刃，在使用中使一大致陡峭的面朝向樹干，從切割刃到刀片本體的厚度呈斜面。
21.如權(quán)利要求19所述的樹修枝裝置，其特征在于，所述陡峭面沿所述切割刃分離，后角達(dá)6°。
22.一樹修枝方法，包括以下步驟將一細(xì)長(zhǎng)的支承本體沿著待修枝的樹的樹干放置；閉合安裝在所述支承本體上且沿支承本體可驅(qū)動(dòng)的修枝組件的修枝鉗夾，以便基本上包圍該樹干，所述鉗夾安裝多個(gè)具有切割刃的刀片構(gòu)件，諸切割刃形成一大致圓周的陣列，通過(guò)與各個(gè)所述刀片構(gòu)件相連的致動(dòng)器裝置，刀片構(gòu)件動(dòng)態(tài)地保持在樹干和各個(gè)所述切割刃之間的間隙；以及沿著所述細(xì)長(zhǎng)支承本體驅(qū)動(dòng)所述修枝組件以對(duì)所述樹進(jìn)行修枝。
23.一種樹修枝裝置，包括一細(xì)長(zhǎng)的支承本體，可沿著待修枝的樹的樹干放置；一修枝組件，其安裝在所述支承本體上并可沿著本體被驅(qū)動(dòng)，并包括多個(gè)修枝的鉗夾，修枝的鉗夾可在一打開的位置和一基本上包圍樹干的關(guān)閉位置之間移動(dòng)；以及多個(gè)刀片構(gòu)件，安裝在所述鉗夾上并具有切割刃，當(dāng)所述鉗夾處于關(guān)閉位置時(shí)，切割刃形成一圓周重疊的關(guān)系。
24.一樹修枝方法，包括如下步驟將一細(xì)長(zhǎng)的支承本體沿著待修枝的樹的樹干放置；閉合安裝在所述支承本體上且沿支承本體可驅(qū)動(dòng)的修枝組件的修枝鉗夾，以便基本上包圍該樹干，所述鉗夾安裝多個(gè)具有切割刃的刀片構(gòu)件，諸切割刃形成一大致圓周重疊的關(guān)系；以及沿著所述細(xì)長(zhǎng)支承本體驅(qū)動(dòng)所述修枝組件以對(duì)所述樹進(jìn)行修枝。
全文摘要
一修枝組件(10)包括一細(xì)長(zhǎng)的支承本體(未示出)、右鉗夾構(gòu)件(11)和左鉗夾構(gòu)件(12)，它們鉸接在一起并可沿著支承本體移動(dòng)，鉗夾各具有三組刀片構(gòu)件(31)，它們安裝在致動(dòng)器裝置(16)上，并在一平面的上方和下方交替地移位，以形成錯(cuò)列的兩排，每排有三個(gè)孔，致動(dòng)器裝置(16)適于在樹干和各組刀片構(gòu)件(31)之間保持間隙。
文檔編號(hào)A01G23/00GK1845669SQ200480025267
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
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