本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種可傾式雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(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，通過四個驅(qū)動輪的移動，實(shí)現(xiàn)切割的定位，工作精度和柔性低，運(yùn)動空間小，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，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；中國專利201310427637.4公開了一種電動植物整枝機(jī)，此植物整枝機(jī)，僅用于植物整枝，不能用于伐木、截木?，F(xiàn)有有關(guān)伐樹機(jī)器人的設(shè)計，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)型以適應(yīng)不同任務(wù)和場合，柔性低。

目前，尚未見有一種能夠可編程化伺服控制，全方位調(diào)節(jié)，并能夠在兩個兩自由度和一個單自由度間靈活變換變胞，其兼具大工作空間、高精度、低成本和養(yǎng)護(hù)簡單特征，并且其驅(qū)動控制電機(jī)均安裝在機(jī)架上，減少各構(gòu)件負(fù)載，使其運(yùn)動高動態(tài)穩(wěn)定性，又具有樹木整枝、伐樹和分段截取功能的一種可傾式雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人的創(chuàng)新發(fā)明設(shè)計。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可傾式雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人，它能夠可編程化伺服控制，全方位調(diào)節(jié)，并能夠在兩個雙自由度和一個單自由度間靈活變換變胞，具有大工作空間、高精度、高動態(tài)穩(wěn)定性對樹木進(jìn)行整枝、伐樹和分段截取。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種可傾式雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人，包括伺服電機(jī)、舉升液壓缸、行走裝置、底盤、機(jī)架、連桿機(jī)構(gòu)、銷軸、液壓缸、虎克鉸和伐木頭組合機(jī)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為：

所述伺服電機(jī)，包括第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)和第三伺服電機(jī)，第一伺服電機(jī)和機(jī)架固定連接，第二伺服電機(jī)和機(jī)架固定連接，第三伺服電機(jī)和機(jī)架固定連接；

所述舉升液壓缸包括第一舉升液壓缸和第二舉升液壓缸，所述第一舉升液壓缸一端通過第十七銷軸與底盤連接，另一端通過第十八銷軸與機(jī)架連接，所述第二舉升液壓缸一端通過第十九銷軸與底盤連接，另一端通過第二十銷軸與機(jī)架連接，通過兩個舉升液壓缸的相互作用，即第一舉升液壓缸伸展，第二舉升液壓缸壓縮，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)器人機(jī)構(gòu)的三維空間內(nèi)的全方位調(diào)節(jié)；

所述行走裝置和底盤通過轉(zhuǎn)動副連接；

所述底盤一端通過第十五銷軸與機(jī)架連接，另一端通過第十六銷軸與機(jī)架連接；

所述連桿機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動連桿、傳動連桿、三角架和輸出連桿；所述驅(qū)動連桿包括前搖桿、中搖桿和后搖桿，所述前搖桿一端通過第九銷軸與機(jī)架連接，另一端通過第十三銷軸與前連桿連接，所述中搖桿一端通過第七銷軸與機(jī)架連接，另一端通過第五銷軸與中連桿、三角架連接，所述后搖桿一端通過第六銷軸與機(jī)架連接，另一端通過第四銷軸與后連桿連接；所述傳動連桿包括前連桿、支架桿、中連桿、后連桿和長桿，所述前連桿一端通過第十三銷軸與前搖桿連接，另一端通過第十一銷軸與支架桿連接，所述支架桿一端通過第八銷軸與機(jī)架連接，中部通過第十一銷軸與前連桿連接，另一端通過第十銷軸與長桿連接，所述中連桿一端通過第五銷軸與中搖桿、三角架連接，中部通過第二銷軸與三角架連接，另一端通過第一銷軸與輸出連桿連接，所述后連桿一端通過第四銷軸與后搖桿連接，另一端通過第三銷軸與長桿連接，所述長桿一端通過第三銷軸與后連桿連接，中部通過第十銷軸與支架桿連接，另一端通過第十二銷軸與輸出連桿連接；所述三角架一端通過第五銷軸與中搖桿、中連桿連接，另一端通過第二銷軸與中連桿連接；所述輸出連桿一端通過第一銷軸與中連桿連接，中部通過第十二銷軸與長桿連接，另一端通過第十四銷軸與虎克鉸連接，輸出連桿通過第一球副機(jī)構(gòu)與液壓缸連接；

所述銷軸包括第一銷軸、第二銷軸、第三銷軸、第四銷軸、第五銷軸、第六銷軸、第七銷軸、第八銷軸、第九銷軸、第十銷軸、第十一銷軸、第十二銷軸、第十三銷軸、第十四銷軸、第十五銷軸、第十六銷軸、第十七銷軸、第十八銷軸、第十九銷軸和第二十銷軸；

所述伐木頭組合機(jī)構(gòu)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)在伐木頭組合機(jī)構(gòu)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，所述伐木頭組合機(jī)構(gòu)通過轉(zhuǎn)動副與虎克鉸連接，伐木頭組合機(jī)構(gòu)通過第二球副機(jī)構(gòu)與液壓缸連接。

所述刀鋸機(jī)構(gòu)包括刀鋸、滑塊、導(dǎo)桿、第三連桿、第四連桿、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，所述第三連桿一端通過轉(zhuǎn)動副和滑塊連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副和第四連桿連接，所述曲柄一端通過轉(zhuǎn)動副和第四連桿連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副和第一小型電機(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)動副和絲桿連接。

所述下夾抱機(jī)構(gòu)包括螺桿、固定支座、第一連桿、活動支座、螺母和第二連桿，所述固定支座固定于伐木頭組合機(jī)構(gòu)上，固定支座和活動支座通過螺桿連接，螺桿的一端連接螺母，所述第一連桿一端通過轉(zhuǎn)動副和固定支座連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副和第二連桿連接，所述第二連桿一端通過轉(zhuǎn)動副和第一連桿連接，中部通過轉(zhuǎn)動副和活動支座連接。

所述滾輪末端與原動機(jī)輸出軸連接，原動機(jī)與伐木頭組合機(jī)構(gòu)固定連接，原動機(jī)設(shè)置于伐木頭組合機(jī)構(gòu)內(nèi)部，伐木頭組合機(jī)構(gòu)有兩個滾輪，沿豎直中心線對稱分布與伐木頭組合機(jī)構(gòu)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)置于伐木頭組合機(jī)構(gòu)上部，與伐木頭組合機(jī)構(gòu)固定連接。

所述驅(qū)動連桿全部運(yùn)動時，三角架一端通過第五銷軸與中搖桿、中連桿連接，另一端通過第二銷軸與中連桿連接，實(shí)現(xiàn)十連桿兩自由度運(yùn)動；驅(qū)動連桿全部運(yùn)動時，三角架一端通過第五銷軸與中搖桿、中連桿連接，另一端第二銷軸與第三銷軸處于重疊位置時，實(shí)現(xiàn)十一連桿兩自由度運(yùn)動；驅(qū)動連桿為前搖桿時，第三銷軸與第五銷軸處于重疊位置時，實(shí)現(xiàn)十連桿單自由度運(yùn)動。

本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：

1.能夠?qū)崿F(xiàn)可編程全伺服驅(qū)動控制，便于程序化控制以獲得不同柔性輸出，柔性化程度高，林場作業(yè)時，因樹木生長形態(tài)復(fù)雜多變，該樹木整枝伐樹機(jī)器人可在其復(fù)雜狀況下柔性靈活作業(yè)。

2.機(jī)身通過兩舉升液壓缸的相互作用全方位傾斜作業(yè)，有利于適應(yīng)不同作業(yè)環(huán)境；并且能夠在兩個兩自由度和一個單自由度間靈活變換，靈活實(shí)現(xiàn)三種不同構(gòu)態(tài)，機(jī)構(gòu)在兩種兩自由度構(gòu)態(tài)時，機(jī)構(gòu)均具有柔性化的特點(diǎn)，更有效地增大了工作空間，并均可實(shí)現(xiàn)工作端高精確定位，機(jī)構(gòu)單自由度時，機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性較高，便于控制。

3.驅(qū)動控制電機(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，機(jī)構(gòu)維護(hù)保養(yǎng)簡單。

4.能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜動作，可在環(huán)境惡劣、地勢崎嶇的森林里進(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雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(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雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(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雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人的十連桿單自由度時第一結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖4為本發(fā)明所述的一種可傾式雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人的十連桿單自由度時第二結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖5為本發(fā)明所述的一種可傾式雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人的十連桿兩自由度時第一結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖6為本發(fā)明所述的一種可傾式雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人的十連桿兩自由度時第二結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖7為本發(fā)明所述的一種可傾式雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人的十一連桿兩自由度時第一結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖8為本發(fā)明所述的一種可傾式雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人的十一連桿兩自由度時第二結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖9為本發(fā)明所述的一種可傾式雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人的整機(jī)傾斜十連桿兩自由度時高處樹木整枝結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖10為本發(fā)明所述的一種可傾式雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人的整機(jī)傾斜十一連桿兩自由度時高處樹木整枝結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖11為本發(fā)明所述的一種可傾式雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人的伐木頭組合機(jī)構(gòu)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雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人的伐木頭組合機(jī)構(gòu)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雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(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雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(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、第一銷軸；2、中連桿；3、第二銷軸；4、第三銷軸；5、長桿；6、后連桿；7、三角架；8、第四銷軸；9、第五銷軸；10、后搖桿；11、中搖桿；12、第六銷軸；13、第七銷軸；14、機(jī)架；15、行走裝置；16、支架桿；17、第八銷軸；18、第九銷軸；19、輸出連桿；20、第十銷軸；21第十一銷軸；22、第十二銷軸；23、第一球副機(jī)構(gòu)；24、液壓桿；25、伐木頭組合機(jī)構(gòu)；26、虎克鉸；27、第十三銷軸；28、前連桿；29、前搖桿；30、第二球副機(jī)構(gòu)；31、第十四銷軸；32、刀鋸機(jī)構(gòu)；321、滑塊；322、導(dǎo)桿；323、第三連桿；324、第四連桿；325、曲柄；326、第一小型電機(jī)；327、電機(jī)支座；328、絲桿；329、第二小型電機(jī)；3210、刀鋸；33、下夾抱機(jī)構(gòu)；331、螺桿；332、固定支座；333、第一連桿；334、活動支座；335、螺母；336、第二連桿；34、滾輪；35、上夾抱機(jī)構(gòu)；36打枝刀；37、第一伺服電機(jī)；38、第二伺服電機(jī)；39、第三伺服電機(jī)；40、第十五銷軸；41、第十六銷軸；42、第十七銷軸；43、第一舉升液壓缸；44、第十八銷軸；45、第十九銷軸；46、第二舉升液壓缸；47、第二十銷軸；48、底盤。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(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雙兩和單自由度變換伺服驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人，包括伺服電機(jī)、舉升液壓缸、行走裝置15、底盤48、機(jī)架14、連桿機(jī)構(gòu)、銷軸、液壓缸24、虎克鉸26和伐木頭組合機(jī)構(gòu)25，具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為：

所述伺服電機(jī)，包括第一伺服電機(jī)37、第二伺服電機(jī)38和第三伺服電機(jī)39，第一伺服電機(jī)37和機(jī)架14固定連接，第二伺服電機(jī)38和機(jī)架14固定連接，第三伺服電機(jī)39和機(jī)架14固定連接；

所述舉升液壓缸包括第一舉升液壓缸43和第二舉升液壓缸46，所述第一舉升液壓缸43一端通過第十七銷軸42與底盤48連接，另一端通過第十八銷軸44與機(jī)架14連接，所述第二舉升液壓缸46一端通過第十九銷軸45與底盤48連接，另一端通過第二十銷軸47與機(jī)架14連接，通過兩個舉升液壓缸的相互作用，即第一舉升液壓缸43伸展，第二舉升液壓缸46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)器人機(jī)構(gòu)的三維空間內(nèi)的全方位調(diào)節(jié)；

所述行走裝置15和底盤48通過轉(zhuǎn)動副連接；

所述底盤48一端通過第十五銷軸40與機(jī)架14連接，另一端通過第十六銷軸41與機(jī)架14連接；

所述連桿機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動連桿、傳動連桿、三角架7和輸出連桿19；所述驅(qū)動連桿包括前搖桿29、中搖桿11和后搖桿10，所述前搖桿29一端通過第九銷軸18與機(jī)架14連接，另一端通過第十三銷軸27與前連桿28連接，所述中搖桿11一端通過第七銷軸13與機(jī)架14連接，另一端通過第五銷軸9與中連桿2、三角架7連接，所述后搖桿10一端通過第六銷軸12與機(jī)架14連接，另一端通過第四銷軸8與后連桿6連接；所述傳動連桿包括前連桿28、支架桿16、中連桿2、后連桿6和長桿5，所述前連桿28一端通過第十三銷軸27與前搖桿29連接，另一端通過第十一銷軸21與支架桿16連接，所述支架桿16一端通過第八銷軸17與機(jī)架14連接，中部通過第十一銷軸21與前連桿28連接，另一端通過第十銷軸20與長桿5連接，所述中連桿2一端通過第五銷軸9與中搖桿11、三角架7連接，中部通過第二銷軸3與三角架7連接，另一端通過第一銷軸1與輸出連桿19連接，所述后連桿6一端通過第四銷軸8與后搖桿10連接，另一端通過第三銷軸4與長桿5連接，所述長桿5一端通過第三銷軸4與后連桿6連接，中部通過第十銷軸20與支架桿16連接，另一端通過第十二銷軸22與輸出連桿19連接；所述三角架4一端通過第五銷軸9與中搖桿11、中連桿2連接，另一端通過第二銷軸3與中連桿2連接；所述輸出連桿19一端通過第一銷軸1與中連桿2連接，中部通過第十二銷軸22與長桿5連接，另一端通過第十四銷軸31與虎克鉸26連接，輸出連桿19通過第一球副機(jī)構(gòu)23與液壓缸24連接；

所述銷軸包括第一銷軸1、第二銷軸3、第三銷軸4、第四銷軸8、第五銷軸9、第六銷軸12、第七銷軸13、第八銷軸17、第九銷軸18、第十銷軸20、第十一銷軸21、第十二銷軸22、第十三銷軸27、第十四銷軸31、第十五銷軸40、第十六銷軸41、第十七銷軸42、第十八銷軸44、第十九銷軸45和第二十銷軸47；

所述伐木頭組合機(jī)構(gòu)25包括刀鋸機(jī)構(gòu)32、下夾抱機(jī)構(gòu)33、滾輪34、上夾抱機(jī)構(gòu)35和打枝刀36，所述刀鋸機(jī)構(gòu)32在伐木頭組合機(jī)構(gòu)25的最下方，往上依次是下夾抱機(jī)構(gòu)33、滾輪34、上夾抱機(jī)構(gòu)35和打枝刀36，所述伐木頭組合機(jī)構(gòu)25通過轉(zhuǎn)動副與虎克鉸26連接，伐木頭組合機(jī)構(gòu)25通過第二球副機(jī)構(gòu)30與液壓缸24連接。

所述刀鋸機(jī)構(gòu)32包括刀鋸3210、滑塊321、導(dǎo)桿322、第三連桿323、第四連桿324、曲柄325、第一小型電機(jī)326、電機(jī)支座327、絲桿328和第二小型電機(jī)329，所述刀鋸3210和滑塊321固定連接，滑塊321和導(dǎo)桿322通過圓柱副連接，所述第三連桿323一端通過轉(zhuǎn)動副和滑塊321連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副和第四連桿324連接，所述曲柄325一端通過轉(zhuǎn)動副和第四連桿324連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副和第一小型電機(jī)326連接，所述電機(jī)支座327和第一小型電機(jī)326固定連接，電機(jī)支座327通過螺旋副和絲桿328連接，所述第二小型電機(jī)329通過轉(zhuǎn)動副和絲桿328連接。

所述下夾抱機(jī)構(gòu)33和上夾抱機(jī)構(gòu)35為相同機(jī)構(gòu)，下夾抱機(jī)構(gòu)33包括螺桿331、固定支座332、第一連桿333、活動支座335、螺母335和第二連桿336，所述固定支座332固定于伐木頭組合機(jī)構(gòu)25上，固定支座332和活動支座334通過螺桿331連接，螺桿331的一端連接螺母335，所述第一連桿333一端通過轉(zhuǎn)動副和固定支座332連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副和第二連桿336連接，所述第二連桿336一端通過轉(zhuǎn)動副和第一連桿333連接，中部通過轉(zhuǎn)動副和活動支座334連接。

所述滾輪34末端與原動機(jī)輸出軸連接，原動機(jī)與伐木頭組合機(jī)構(gòu)25固定連接，原動機(jī)設(shè)置于伐木頭組合機(jī)構(gòu)25內(nèi)部，伐木頭組合機(jī)構(gòu)25有兩個滾輪34，沿豎直中心線對稱分布與伐木頭組合機(jī)構(gòu)25兩側(cè)。

所述上夾抱機(jī)構(gòu)35和下夾抱機(jī)構(gòu)33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36設(shè)置于伐木頭組合機(jī)構(gòu)25上部，與伐木頭組合機(jī)構(gòu)25固定連接。

工作原理及過程：

如圖3和圖4所示，機(jī)構(gòu)為十連桿單自由度時，第三銷軸4和第五銷軸9處于重疊位置，后搖桿10、后連桿6和中搖桿11可看成平面四連桿機(jī)構(gòu)，長桿5和中連桿2通過第五銷軸9連接，中連桿2和輸出連桿19通過第一銷軸1連接，輸出連桿19和長桿5通過第十二銷軸22連接，因此長桿5、中連桿2和輸出連桿19可看成一根桿，前搖桿29繞著第九銷軸18轉(zhuǎn)動，由于前連桿28和前搖桿29通過第十三銷軸27連接，進(jìn)而帶動前連桿28轉(zhuǎn)動，支架桿16和前連桿28通過第十一銷軸21連接，進(jìn)而帶動支架桿16繞著第八銷軸17轉(zhuǎn)動，長桿5和支架桿16通過第十銷軸20連接，進(jìn)而使輸出連桿19作單自由度運(yùn)動。

如圖5和圖6所示，機(jī)構(gòu)為十連桿兩自由度運(yùn)動時，前搖桿29繞著第九銷軸18轉(zhuǎn)動，由于前連桿28和前搖桿29通過第十三銷軸27連接，進(jìn)而帶動前連桿28轉(zhuǎn)動，支架桿16和前連桿28通過第十一銷軸21連接，進(jìn)而帶動支架桿16繞著第八銷軸17轉(zhuǎn)動，中搖桿11繞著第七銷軸13轉(zhuǎn)動，由于中連桿2和中搖桿11通過第五銷軸9連接，三角架7兩端均與中連桿2連接，此時可將三角架7和中連桿2看成一根桿，進(jìn)而帶動中連桿2轉(zhuǎn)動，后搖桿10繞著第六銷軸12轉(zhuǎn)動，由于后連桿6和后搖桿10通過第四銷軸8連接，進(jìn)而帶動后連桿6轉(zhuǎn)動，長桿5和后連桿6通過第三銷軸4連接，長桿5中部和支架桿16通過第十銷軸20連接，進(jìn)而使長桿5實(shí)現(xiàn)平面運(yùn)動，輸出連桿19和中連桿2通過第一銷軸1連接，輸出連桿19中部和長桿5通過第十二銷軸22連接，進(jìn)而使輸出連桿19作兩自由度運(yùn)動。

如圖7和圖8所示，機(jī)構(gòu)為十一連桿兩自由度運(yùn)動時，前搖桿29繞著第九銷軸18轉(zhuǎn)動，由于前連桿28和前搖桿29通過第十三銷軸27連接，進(jìn)而帶動前連桿28轉(zhuǎn)動，支架桿16和前連桿28通過第十一銷軸21連接，進(jìn)而帶動支架桿16繞著第八銷軸17轉(zhuǎn)動，中搖桿11繞著第七銷軸13轉(zhuǎn)動，由于中連桿2和中搖桿11通過第五銷軸9連接，進(jìn)而帶動中連桿2轉(zhuǎn)動，由于三角架7和中搖桿11通過第五銷軸9連接，進(jìn)而帶動三角架7轉(zhuǎn)動，后搖桿10繞著第六銷軸12轉(zhuǎn)動，由于后連桿6和后搖桿10通過第四銷軸8連接，進(jìn)而帶動后連桿6轉(zhuǎn)動，第二銷軸3和第三銷軸4處于重疊位置，此時后搖桿10、后連桿6、三角架7和中搖桿11構(gòu)成平面五連桿機(jī)構(gòu)，長桿5和后連桿6通過第三銷軸4連接，長桿5中部和支架桿16通過第十銷軸20連接，進(jìn)而使長桿5實(shí)現(xiàn)平面運(yùn)動，輸出連桿19和中連桿2通過第一銷軸1連接，輸出連桿19中部和長桿5通過第十二銷軸22連接，進(jìn)而使輸出連桿19作兩自由度運(yùn)動。

如圖3、圖4、圖11和圖12所示，通過驅(qū)動液壓缸24，使液壓缸24伸長，進(jìn)而帶動虎克鉸26和伐木頭組合機(jī)構(gòu)25之間的轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)伐木頭組合機(jī)構(gòu)25的整體轉(zhuǎn)動。

如圖9和圖10所示，第二舉升液壓缸46處于伸展?fàn)顟B(tài)，第一舉升液壓缸43處于壓縮狀態(tài)，機(jī)架14和底盤48通過第十五銷軸40和第十六銷軸41連接，產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，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1、圖4、圖6和圖8所示，伐木頭組合機(jī)構(gòu)25處于豎直狀態(tài)時，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2、圖3、圖5、圖7、圖9和圖10所示，伐木頭組合機(jī)構(gòu)25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，可實(shí)現(xiàn)樹木的整枝修整功能。