一种自动伐木修枝机器人技术领域
本发明涉及一种林木业机械设备，具体涉及一种自动伐木修枝机器人，属于林木
业机械技术领域。
背景技术
我国每年对木材的需求量非常大，但是我国的林木业伐木机械发展缓慢，很多地
区仍需要大量的伐木工人手持链锯进行伐木，不仅效率低下，而且伐倒的树木容易砸伤工
人。
目前市场上的伐木机械实用性不强、只能适用于特定直径和高度的树木，而且其
安全性不高，危险性较高，另外，目前的机械设备无法很好地处理树干上枝杈的修理工作，
甚至仍需要手工处理，不仅效率低下，而且工人的人身安全无法保障。
因此，急需一种能够高效锯树，并快速、整齐地进行修枝工作，同时也能最大程度
保障工人人身安全的机械设备。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种自动伐木修枝机器人，能够实现伐木、修枝、定长切割
的自动化处理，安全高效、大大降低了伐木工人的劳动强度，最大限度地保障了伐木工人的
安全。
本发明采取的技术方案为：一种自动伐木修枝机器人，包括：行走装置、支撑臂、第
一液压缸、支撑板、链锯、第一电缸、第一抓手、第二电缸、第二抓手、修枝装置、两个丝杠支
座、两个第一步进电机、两个滑动支座、两个丝杠、两个轨道板、两个第二步进电机，其特征
在于：所述的行走装置包括：四个车轮、底板、第二右液压缸、前横杠、第二右前液压缸安装
孔、转轴、第二左前液压缸安装孔、第二左液压缸、八个轨道安装孔、链条、小牙盘、后横杠、
第三步进电机、大牙盘、第二右后液压缸安装孔、两个支撑臂安装孔、第二左后液压缸安装
孔，所述四个车轮两两分别通过轴承安装在前横杠和后横杠上；所述第二右液压缸下端安
装在第二右后液压缸安装孔，其伸缩杆安装在第二右前液压缸安装孔；所述前横杠通过转
轴安装在底板上；所述第二右前液压缸安装孔设在前横杠右侧；所述转轴设在前横杠中部；
所述第二左前液压缸安装孔设在前横杠左侧；所述第二左液压缸下端安装在第二左后液压
缸安装孔，其伸缩杆端安装在第二左前液压缸安装孔；所述八个轨道安装孔分别设在底板
两侧各四个；所述链条安装在大牙盘和小牙盘上；所述小牙盘安装在后横杠中部；所述后横
杠通过轴承安装在底板后部；所述第三步进电机固定安装在底板后部；所述大牙盘固定安
装在第三步进电机的轴上；所述第二右后液压缸安装孔设在底板的右前方；所述两个支撑
臂安装孔设在底板前部；所述第二左后液压缸安装孔设在底板左前方。
所述的支撑臂设有两个支撑板安装孔、第一液压缸安装孔，所述两个支撑板安装
孔设在支撑臂上部；所述第一液压安装孔设在支撑臂内部。
所述的支撑板设有横燕尾槽、第二电缸安装孔、竖燕尾槽、第一电缸安装孔、第一
液压缸伸缩杆安装孔、支撑板安装轴、第一抓手安装孔，横燕尾槽设在支撑板下部；所述第
二电缸安装孔设在支撑板中部；所述竖燕尾槽设在支撑板上部；所述第一电缸安装孔设在
支撑板左下部；所述第一液压缸伸缩杆安装孔设在支撑板后部下方；所述支撑板安装轴设
在支撑板后部上方；所述第一抓手安装孔设在第二电缸安装孔和横燕尾槽之间。
所述的第一抓手包括：第一底座、第三左液压缸安装孔、第三左液压缸、第三左液
压缸安装轴、第一左爪、第一右爪、第三右液压缸、第三右液压缸安装轴、第一支撑轴、第三
右液压缸安装孔，所述第三左液压缸安装孔设在第一底座左方；所述第三左液压缸的伸缩
杆上设有安装孔，其下端安装在第三左液压缸安装孔，其上端安装在第三左液压缸安装轴
上；所述第三左液压缸安装轴设在第一左爪背部；所述第一左爪安装在第一支撑轴上；所述
第一右爪安装在第一支撑轴上；所述第三右液压缸的伸缩杆上设有安装孔，其下端安装在
第三右液压缸安装孔上，其伸缩杆安装在第三右液压缸安装轴上；所述第三右液压缸安装
轴设在第一右爪上；所述第一支撑轴安装在第一底座上；所述第三右液压缸安装孔设在第
一底座的右方。
所述的第二抓手包括：第二底座、第四左液压缸安装孔、第四左液压缸、第四左液
压缸安装轴、第二左爪、第二右爪、第四右液压缸、第四右液压缸安装轴、第二支撑轴、燕尾
导轨、第四右液压缸安装孔，所述第四左液压缸安装孔设在第二底座左方；所述第四左液压
缸的伸缩杆上设有安装孔，其下端安装在第四左液压缸安装孔，其上端安装在第四左液压
缸安装轴上；所述第四左液压缸安装轴设在第二左爪背部；所述第二左爪安装在第二支撑
轴上；所述第二右爪安装在第二支撑轴上；所述第四右液压缸的伸缩杆上设有安装孔，并通
过安装孔安装在第四右液压缸安装轴上，第四右液压缸下端安装在第四右液压缸安装孔
上；所述第四右液压缸安装轴设在第二右爪上；所述第二支撑轴安装在第二底座上；所述第
四右液压缸安装孔设在第二底座的右方。
所述的修枝装置包括：右桶、八个右小电缸、八个右电机、八个右锯盘、八个左锯
盘、八个左电机、八个左小电缸、左桶，所述八个右小电缸安装在右桶内侧，每四个一列，共
两列，第一列的第一个右小电缸与第二列的最后一个右小电缸轴线的夹角为30°；每一列中
后一个右小电缸的轴线与前一个右小电缸的轴线之间夹角为20°；所述八个右电机分别固
定安装在八个右小电缸的伸缩杆上；所述八个右锯盘分别固定安装在八个右电机的轴上；
所述八个左小电缸安装在左桶内侧，每四个一列，共两列，第一列的第一个左小电缸与第二
列的最后一个左小电缸轴线的夹角为30°；每一列中后一个左小电缸的轴线与前一个左小
电缸的轴线之间夹角为20°；所述八个左电机分别固定安装在八个左小电缸的伸缩杆上；所
述八个左锯盘分别固定安装在八个左电机的轴上。
所述支撑臂固定安装在支撑臂安装孔上；所述第一液压缸下端安装在第一液压缸
安装孔上，其伸缩杆安装在第一液压缸伸缩杆安装孔上；所述支撑板安装在支撑板安装孔
上；所述链锯下部设有燕尾导轨，并配合安装在横燕尾槽上；所述第一电缸固定安装在第一
电缸安装孔上，其伸缩杆和链锯固定在一起；所述第一抓手固定安装在第一抓手安装孔上；
所述第二电缸固定安装在第二电缸安装孔上，其伸缩杆与第二抓手固定在一起；所述第二
抓手通过其底部的燕尾导轨配合安装在竖燕尾槽上；所述两个轨道板上设有燕尾槽，并分
别固定安装在八个轨道板安装孔上；所述两个第二步进电机分别安装在两个轨道板上，其
轴通过联轴器与两个丝杠连接；所述两个丝杠一端通过联轴器与第二步进电机的轴连接，
另一端通过轴承安装在两个丝杠支座上；所述两个丝杠支座分别固定安装在两个轨道板
上；所述两个滑动支座分别通过丝杠螺母配合安装在两个丝杠上；所述两个第一步进电机
分别固定安装在两个滑动支座上；所述修枝装置左右两端分别安装在两个第一步进电机的
轴上。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：本发明可实现伐木、修
枝、定长切割的自动化作业，大大提高了工作效率，减小了工人的劳动强度，最大程度地保
障了工人的安全。
附图说明
图1为本发明的整体装配立体结构示意图。
图2为本发明另一角度的整体装配立体结构示意图。
图3为本发明行走装置的装配立体结构示意图。
图4为本发明行走装置另一角度的装配立体结构示意图。
图5为本发明修枝装置的装配立体结构示意图。
图6为本发明修枝装置另一角度的装配立体结构示意图。
图7为本发明支撑板的立体结构示意图。
图8为本发明支撑板另一角度的立体结构示意图。
图9为本发明第一抓手的立体结构示意图。
图10为本发明第一抓手另一角度的立体结构示意图。
图11为本发明第二抓手的立体结构示意图。
图12为本发明第二抓手另一角度的立体结构示意图。
图13为本发明支撑臂的立体结构示意图。
附图标号：1-行走装置；2-支撑臂；3-第一液压缸；4-支撑板；5-链锯；6-第一电缸；
7-第一抓手；8-第二电缸；9-第二抓手；10-修枝装置；11-两个丝杠支座；12-两个第一步进
电机；13-两个滑动支座；14-两个丝杠；15-两个轨道板；16-两个第二步进电机；101-四个车
轮；102-底板；103-第二右液压缸；104-前横杠；105-第二右前液压缸安装孔；106-转轴；
107-第二左前液压缸安装孔；108-第二左液压缸；109-八个轨道安装孔；110-链条；111小牙
盘；112-后横杠；113-第三步进电机；114-大牙盘；115-第二右后液压缸安装孔；116-两个支
撑臂安装孔；117-第二左后液压缸安装孔；201-第一液压缸安装孔；202-两个支撑板安装
孔；401-横燕尾槽；402-第二电缸安装孔；403-竖燕尾槽；404-第一电缸安装孔；405-第一液
压缸伸缩杆安装孔；406-支撑板安装轴；407-第一抓手安装孔；701-第一底座；702-第三左
液压缸安装孔；703-第三左液压缸；704-第三左液压缸安装轴；705-第一左爪；706-第一右
爪；707-第三右液压缸；708-第三右液压缸安装轴；709-第一支撑轴；710-第三右液压缸安
装孔；901-第二底座；902-第四左液压缸安装孔；903-第四左液压缸；904-第四左液压缸安
装轴；905-第二左爪；906-第二右爪；907-第四右液压缸；908-第四右液压缸安装轴；909-第
二支撑轴；910-燕尾导轨；911-第四右液压缸安装孔；1001-右桶；1002八个右小电缸；1003-
八个右电机；1004-八个右锯盘；1005-八个左锯盘；1006-八个左电机；1007-八个左小电缸；
1008-左桶。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明
用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13所示，一种自
动伐木修枝机器人，包括：行走装置1、支撑臂2、第一液压缸3、支撑板4、链锯5、第一电缸6、
第一抓手7、第二电缸8、第二抓手9、修枝装置10、两个丝杠支座11、两个第一步进电机12、两
个滑动支座13、两个丝杠14、两个轨道板15、两个第二步进电机16，其特征在于：所述行走装
置1包括：四个车轮101、底板102、第二右液压缸103、前横杠104、第二右前液压缸安装孔
105、转轴106、第二左前液压缸安装孔107、第二左液压缸108、八个轨道安装孔109、链条
110、小牙盘111、后横杠112、第三步进电机113、大牙盘114、第二右后液压缸安装孔115、两
个支撑臂安装孔116、第二左后液压缸安装孔117，所述四个车轮101两两分别通过轴承安装
在前横杠104和后横杠112上；所述第二右液压缸103下端安装在第二右后液压缸安装孔
115，其伸缩杆安装在第二右前液压缸安装孔105；所述前横杠104通过转轴106安装在底板
102上；所述第二右前液压缸安装孔105设在前横杠104右侧；所述转轴106设在前横杠104中
部；所述第二左前液压缸安装孔107设在前横杠104左侧；所述第二左液压缸108下端安装在
第二左后液压缸安装孔117，其伸缩杆端安装在第二左前液压缸安装孔107；所述八个轨道
安装孔109分别设在底板102两侧各四个；所述链条110安装在大牙盘114和小牙盘111上；所
述小牙盘111安装在后横杠112中部；所述后横杠112通过轴承安装在底板102后部；所述第
三步进电机113固定安装在底板102后部；所述大牙盘114固定安装在第三步进电机113的轴
上；所述第二右后液压缸安装孔115设在底板102的右前方；所述两个支撑臂安装孔116设在
底板102前部；所述第二左后液压缸安装孔117设在底板102左前方。
所述支撑臂2设有两个支撑板安装孔202、第一液压缸安装孔201，所述两个支撑板
安装孔202设在支撑臂2上部；所述第一液压安装孔201设在支撑臂内部。
所述支撑板4设有横燕尾槽401、第二电缸安装孔402、竖燕尾槽403、第一电缸安装
孔404、第一液压缸伸缩杆安装孔405、支撑板安装轴406、第一抓手安装孔407，横燕尾槽401
设在支撑板4下部；所述第二电缸安装孔402设在支撑板4中部；所述竖燕尾槽403设在支撑
板4上部；所述第一电缸安装孔404设在支撑板4左下部；所述第一液压缸伸缩杆安装孔405
设在支撑板4后部下方；所述支撑板安装轴406设在支撑板4后部上方；所述第一抓手安装孔
407设在第二电缸安装孔402和横燕尾槽401之间。
所述第一抓手7包括：第一底座701、第三左液压缸安装孔702、第三左液压缸703、
第三左液压缸安装轴704、第一左爪705、第一右爪706、第三右液压缸707、第三右液压缸安
装轴708、第一支撑轴709、第三右液压缸安装孔710，所述第三左液压缸安装孔704设在第一
底座701左方；所述第三左液压缸703的伸缩杆上设有安装孔，其下端安装在第三左液压缸
安装孔702，其上端安装在第三左液压缸安装轴704上；所述第三左液压缸安装轴704设在第
一左爪705背部；所述第一左爪705安装在第一支撑轴上；所述第一右爪706安装在第一支撑
轴709上；所述第三右液压缸707的伸缩杆上设有安装孔，其下端安装在第三右液压缸安装
孔710上，其伸缩杆安装在第三右液压缸安装轴708上；所述第三右液压缸安装轴708设在第
一右爪706上；所述第一支撑轴709安装在第一底座701上；所述第三右液压缸安装孔710设
在第一底座701的右方。
所述第二抓手9包括：第二底座901、第四左液压缸安装孔902、第四左液压缸903、
第四左液压缸安装轴904、第二左爪905、第二右爪906、第四右液压缸907、第四右液压缸安
装轴908、第二支撑轴909、燕尾导轨910、第四右液压缸安装孔911，所述第四左液压缸安装
孔902设在第二底座901左方；所述第四左液压缸903的伸缩杆上设有安装孔，其下端安装在
第四左液压缸安装孔902，其上端安装在第四左液压缸安装轴904上；所述第四左液压缸安
装轴904设在第二左爪905背部；所述第二左爪905安装在第二支撑轴908上；所述第二右爪
906安装在第二支撑轴909上；所述第四右液压缸907的伸缩杆上设有安装孔，并通过安装孔
安装在第四右液压缸安装轴908上，第四右液压缸907下端安装在第四右液压缸安装孔911
上；所述第四右液压缸安装轴908设在第二右爪906上；所述第二支撑轴909安装在第二底座
901上；所述第四右液压缸安装孔911设在第二底座901的右方。
所述修枝装置10包括：右桶1001、八个右小电缸1002、八个右电机1003、八个右锯
盘1004、八个左锯盘1005、八个左电机1006、八个左小电缸1007、左桶1008，所述八个右小电
缸1002安装在右桶1001内侧，每四个一列，共两列，第一列的第一个右小电缸1002与第二列
的最后一个右小电缸1002轴线的夹角为30°；每一列中后一个右小电缸1002的轴线与前一
个右小电缸1002的轴线之间夹角为20°；所述八个右电机1003分别固定安装在八个右小电
缸1002的伸缩杆上；所述八个右锯盘1004分别固定安装在八个右电机1003的轴上；所述八
个左小电缸1007安装在左桶1008内侧，每四个一列，共两列，第一列的第一个左小电缸1007
与第二列的最后一个左小电缸1007轴线的夹角为30°；每一列中后一个左小电缸1007的轴
线与前一个左小电缸1007的轴线之间夹角为20°；所述八个左电机1006分别固定安装在八
个左小电缸1007的伸缩杆上；所述八个左锯盘1005分别固定安装在八个左电机1006的轴
上。
所述支撑臂2固定安装在支撑臂安装孔116上；所述第一液压缸3下端安装在第一
液压缸安装孔201上，其伸缩杆安装在第一液压缸伸缩杆安装孔405上；所述支撑板4安装在
支撑板安装孔202上；所述链锯5下部设有燕尾导轨，并配合安装在横燕尾槽401上；所述第
一电缸6固定安装在第一电缸安装孔404上，其伸缩杆和链锯5固定在一起；所述第一抓手7
固定安装在第一抓手安装孔407上；所述第二电缸8固定安装在第二电缸安装孔402上，其伸
缩杆与第二抓手9固定在一起；所述第二抓手9通过燕尾导轨910安装在竖燕尾槽403上；所
述两个轨道板15上设有燕尾槽，并分别固定安装在八个轨道板安装孔109上；所述两个第二
步进电机16分别安装在两个轨道板15上，其轴通过联轴器与两个丝杠14连接；所述两个丝
杠14一端通过联轴器与第二步进电机16的轴连接，另一端通过轴承安装在两个丝杠支座11
上；所述两个丝杠支座11分别固定安装在两个轨道板15上；所述两个滑动支座13分别通过
丝杠螺母配合安装在两个丝杠14上；所述两个第一步进电机12分别固定安装在两个滑动支
座13上；所述修枝装置10左右两端分别安装在两个第一步进电机12的轴上。
本发明工作原理为：本发明在使用时，第一液压缸3工作将支撑板4调至竖直状态，
然后两个第一步进电机12工作，使得修枝装置10的左桶1008逆时针旋转90°，右桶1001顺时
针旋转90°，如图2，然后行走装置1工作，使得第一抓手7和第二抓手9抱住树木，然后第三左
液压缸703、第三右液压缸707、第四左液压缸903、第四右液压缸907工作使第一抓手7和第
二抓手9抱紧树木，然后链锯5和第一电缸6工作，使链锯5沿横燕尾槽401运动切断树木，然
后第一液压缸3工作，使得支撑板4绕支撑板安装轴406转动，直至支撑板4水平，树木主干落
入修枝装置10中，两个第一步进电机12工作，使得修枝装置10的左桶1008顺时针旋转90°，
右桶1001逆时针旋转90°，然后八个左小电缸1007和八个右小电缸1002工作，调整八个左锯
盘1005和八个右锯盘1004的高度，以控制修枝装置10的工作直径，然后两个第二步进电机
16工作，使得修枝装置10沿丝杠14方向往复移动，以达到修理树枝的目的，然后第四左液压
缸903和第四右液压缸907工作，使第二抓手松开树木，然后第二电缸8工作，使第二抓手9沿
竖燕尾导轨403向远离第一抓手7方向运动，运动到一定距离时，然后第四左液压缸903和第
四右液压缸907工作，使第二抓手抱紧树木，此时，第三左液压缸703和第三右液压缸707工
作，使第一抓手松开树木，然后第二电缸8工作，使第二抓手9向靠近第一抓手7的方向运动，
重复此步骤，直至树木移出一定距离后，链锯5和第一电缸6工作将修理好的树木切断，已达
到定长切割树木的工作，便于装车运输，重复以上步骤循环进行伐木修枝、定长切割工作。