本發(fā)明涉及樹木整枝伐樹機(jī)領(lǐng)域，特別是一種可傾式混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(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，工作柔性低，工作空間小，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，工作空間小，柔性更??；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)型和位姿以適應(yīng)不同任務(wù)和場合，柔性低。

目前，尚未見有一種能夠柔性混合驅(qū)動控制，全方位調(diào)節(jié)位姿，并能實(shí)現(xiàn)兩種構(gòu)態(tài)變換，其兼具大工作空間、高精度、低成本和養(yǎng)護(hù)簡單、高動態(tài)穩(wěn)定性特征，又能具有樹木整枝、伐樹和分段截取功能的一種可傾式混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(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混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人，它能夠柔性混合驅(qū)動控制，全方位調(diào)節(jié)位姿，并能實(shí)現(xiàn)兩種構(gòu)態(tài)變換，具有大工作空間、高精度、高動態(tài)穩(wěn)定性的特點(diǎn)，能夠?qū)淠具M(jìn)行整枝、伐樹和分段截取。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種可傾式混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人，包括傾斜調(diào)節(jié)液壓缸、大功率常規(guī)電機(jī)、小功率伺服電機(jī)、行走系統(tǒng)、底盤、機(jī)架、驅(qū)動臂、傳動臂、工作臂、鉸鏈、液壓缸、虎克鉸和鋸頭裝置，具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為：

所述傾斜調(diào)節(jié)液壓缸包括第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸和第二傾斜調(diào)節(jié)液壓缸，所述第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸一端通過第十六鉸鏈與底盤連接，另一端通過第十七鉸鏈與機(jī)架連接，所述第二傾斜調(diào)節(jié)液壓缸一端通過第十八鉸鏈與底盤連接，另一端通過第十九鉸鏈與機(jī)架連接，通過兩個傾斜調(diào)節(jié)液壓缸的相互作用，即第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸伸展，第二傾斜調(diào)節(jié)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)的三維空間內(nèi)的全方位調(diào)節(jié)；

所述大功率常規(guī)電機(jī)和機(jī)架固定連接，驅(qū)動第三連桿；

所述小功率伺服電機(jī)包括第一小功率伺服電機(jī)和第二小功率伺服電機(jī)，第一小功率伺服電機(jī)和機(jī)架固定連接，驅(qū)動第一連桿，第二小功率伺服電機(jī)和機(jī)架固定連接，驅(qū)動第五連桿；

所述行走系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)動副與底盤連接；

所述底盤一端通過第十四鉸鏈與機(jī)架連接，另一端通過第十五鉸鏈與機(jī)架連接；

所述驅(qū)動臂包括第五連桿、第三連桿和第一連桿，所述第五連桿一端通過第十二鉸鏈與機(jī)架連接，另一端通過第十一鉸鏈與第六連桿連接，所述第三連桿一端通過第六鉸鏈與機(jī)架連接，另一端通過第四鉸鏈與第四連桿連接，所述第一連桿一端通過第五鉸鏈與機(jī)架連接，另一端通過第三鉸鏈與第七連桿連接；

所述傳動臂包括第六連桿、第四連桿、第二連桿、第八連桿和第七連桿，所述第六連桿一端通過第十一鉸鏈與第五連桿連接，另一端通過第九鉸鏈與第八連桿連接，所述第四連桿一端通過第四鉸鏈與第三連桿連接，另一端通過第一鉸鏈與工作臂連接，所述第二連桿一端通過第三鉸鏈與第一連桿連接，另一端通過第二鉸鏈與第七連桿連接，所述第八連桿一端通過第七鉸鏈與機(jī)架連接，中部通過第九鉸鏈與第六連桿連接，另一端通過第八鉸鏈與第七連桿連接，所述第七連桿一端通過第二鉸鏈與第二連桿連接，中部通過第八鉸鏈與第八連桿連接，另一端通過第十鉸鏈與工作臂連接；

所述工作臂一端通過第一鉸鏈與第四連桿連接，中部通過第十鉸鏈與第七連桿連接，另一端通過第十三鉸鏈與虎克鉸連接，工作臂通過第一球副機(jī)構(gòu)與液壓缸連接；

所述鋸頭裝置包括刀鋸機(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)包括刀鋸、滑塊、導(dǎo)桿、第十一連桿、第十二連桿、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，所述第十一連桿一端通過轉(zhuǎn)動副和滑塊連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副和第十二連桿連接，所述曲柄一端通過轉(zhuǎn)動副和第十二連桿連接，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、第九連桿、活動支座、螺母和第十連桿，所述固定支座固定于鋸頭裝置上，固定支座和活動支座通過螺桿連接，螺桿的一端連接螺母，所述第九連桿一端通過轉(zhuǎn)動副和固定支座連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副和第十連桿連接，所述第十連桿一端通過轉(zhuǎn)動副和第九連桿連接，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)與鋸頭裝置固定連接，原動機(jī)設(shè)置于鋸頭裝置內(nèi)部，鋸頭裝置有兩個滾輪，沿豎直中心線對稱分布與鋸頭裝置兩側(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)置于鋸頭裝置上部，與鋸頭裝置固定連接。

所述鉸鏈包括第一鉸鏈、第二鉸鏈、第三鉸鏈、第四鉸鏈、第五鉸鏈、第六鉸鏈、第七鉸鏈、第八鉸鏈、第九鉸鏈、第十鉸鏈、第十一鉸鏈、第十二鉸鏈、第十三鉸鏈、第十四鉸鏈、第十五鉸鏈、第十六鉸鏈、第十七鉸鏈、第十八鉸鏈和第十九鉸鏈。

所述刀鋸機(jī)構(gòu)在鋸頭裝置的最下方，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。

所述鋸頭裝置通過轉(zhuǎn)動副與虎克鉸連接，鋸頭裝置通過第二球副機(jī)構(gòu)與液壓缸連接。

所述第一小功率伺服電機(jī)輸出軸和大功率常規(guī)電機(jī)輸出軸的軸間距離與第二連桿的長度相等。

所述第一連桿和第三連桿的長度相等。

所述第一小功率伺服電機(jī)輸出軸和大功率常規(guī)電機(jī)輸出軸的軸間距離與第二連桿的長度相等。

所述第四連桿的長度與第一鉸鏈和第十鉸鏈的軸間距離之和大于第七連桿的長度。

所述第一小功率伺服電機(jī)、第二小功率伺服電機(jī)和大功率常規(guī)電機(jī)均安裝在所述機(jī)架上。

所述驅(qū)動臂為第五連桿時，第二鉸鏈和第四鉸鏈處于重疊位置，實(shí)現(xiàn)八連桿單自由度運(yùn)動；驅(qū)動臂全部運(yùn)動時，實(shí)現(xiàn)十連桿兩自由度運(yùn)動；驅(qū)動臂為第三連桿和第一連桿時，第五連桿兩端均與機(jī)架連接，實(shí)現(xiàn)七連桿兩自由度運(yùn)動，此狀態(tài)為機(jī)構(gòu)兩自由度構(gòu)態(tài)時的特殊狀態(tài)。

本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：

1.通過大功率常規(guī)電機(jī)和小功率伺服電機(jī)驅(qū)動，能夠?qū)崿F(xiàn)混合控制驅(qū)動，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，該混合驅(qū)動整枝伐樹機(jī)器人可在其復(fù)雜狀況下柔性靈活作業(yè)。

2.機(jī)身通過兩傾斜調(diào)節(jié)液壓缸的相互作用全方位傾斜作業(yè)，調(diào)整機(jī)身不同位姿，有利于適應(yīng)不同作業(yè)環(huán)境；并且能夠在兩個構(gòu)態(tài)間靈活變換，機(jī)器人共由十個連桿構(gòu)成，可靈活變胞，靈活改變工作空間，在兩自由度構(gòu)態(tài)工作時，可以實(shí)現(xiàn)七連桿兩自由度和十連桿兩自由度工作，有效地增大了其工作空間。

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混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(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混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(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混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的八連桿單自由度時的第一結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖4為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的八連桿單自由度時的第二結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖5為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的十連桿兩自由度時的第一結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖6為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的十連桿兩自由度時的第二結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖7為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的七連桿兩自由度時的第一結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖8為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的七連桿兩自由度時的第二結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖9為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的整機(jī)傾斜十連桿兩自由度時高處樹木整枝的結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖10為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的整機(jī)傾斜七連桿兩自由度時高處樹木整枝的結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。

圖11為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的鋸頭裝置的第一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人的鋸頭裝置的第二結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為本發(fā)明所述的一種可傾式混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(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混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(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、第一鉸鏈；2、第四連桿；3、第二鉸鏈；4、第七連桿；5、第二連桿；6、第三鉸鏈；7、第一連桿；8、第四鉸鏈；9、第三連桿；10、第五鉸鏈；11、第六鉸鏈；12、第八連桿；13、第七鉸鏈；14、第八鉸鏈；15、工作臂；16、第九鉸鏈；17、第六連桿；18、第十鉸鏈；19、第十一鉸鏈；20、第五連桿；21、第十二鉸鏈；22、機(jī)架；23、行走系統(tǒng)；24、第一球副機(jī)構(gòu)；25、液壓缸；26、第二球副機(jī)構(gòu)；27、鋸頭裝置；28、虎克鉸；29、第十三鉸鏈；30、刀鋸機(jī)構(gòu)；301、滑塊；302、導(dǎo)桿；303、第十一連桿；304、第十二連桿；305、曲柄；306、第一小型電機(jī)；307、電機(jī)支座；308、絲桿；309、第二小型電機(jī)；3010、刀鋸；31、下夾抱機(jī)構(gòu)；311、螺桿；312、固定支座；313、第九連桿；314、活動支座；315、螺母；316、第十連桿；32、滾輪；33、上夾抱機(jī)構(gòu)；34、打枝刀；35、第一小功率伺服電機(jī)；36、大功率常規(guī)電機(jī)；37、第二小功率伺服電機(jī)；38、第十四鉸鏈；39、第十五鉸鏈；40、第十六鉸鏈；41、第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸；42、第十七鉸鏈；43、第十八鉸鏈；44、第二傾斜調(diào)節(jié)液壓缸；45、第十九鉸鏈；46、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混合驅(qū)動大空間兩構(gòu)態(tài)變胞式整枝伐樹機(jī)器人，包括傾斜調(diào)節(jié)液壓缸、大功率常規(guī)電機(jī)36、小功率伺服電機(jī)、行走系統(tǒng)23、底盤46、機(jī)架22、驅(qū)動臂、傳動臂、工作臂15、鉸鏈、液壓缸25、虎克鉸28和鋸頭裝置27，具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為：

所述傾斜調(diào)節(jié)液壓缸包括第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸41和第二傾斜調(diào)節(jié)液壓缸44，所述第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸41一端通過第十六鉸鏈40與底盤46連接，另一端通過第十七鉸鏈42與機(jī)架22連接，所述第二傾斜調(diào)節(jié)液壓缸44一端通過第十八鉸鏈43與底盤46連接，另一端通過第十九鉸鏈45與機(jī)架22連接；

所述大功率常規(guī)電機(jī)36和機(jī)架22固定連接，驅(qū)動第三連桿9；

所述小功率伺服電機(jī)包括第一小功率伺服電機(jī)35和第二小功率伺服電機(jī)37，第一小功率伺服電機(jī)35和機(jī)架22固定連接，驅(qū)動第一連桿7，第二小功率伺服電機(jī)37和機(jī)架22固定連接，驅(qū)動第五連桿20；

所述行走系統(tǒng)23通過轉(zhuǎn)動副與底盤46連接；

所述底盤46一端通過第十四鉸鏈38與機(jī)架22連接，另一端通過第十五鉸鏈39與機(jī)架22連接；

所述驅(qū)動臂包括第五連桿20、第三連桿9和第一連桿7，所述第五連桿20一端通過第十二鉸鏈21與機(jī)架22連接，另一端通過第十一鉸鏈19與第六連桿17連接，所述第三連桿9一端通過第六鉸鏈11與機(jī)架22連接，另一端通過第四鉸鏈8與第四連桿2連接，所述第一連桿7一端通過第五鉸鏈10與機(jī)架22連接，另一端通過第三鉸鏈6與第七連桿4連接；

所述傳動臂包括第六連桿17、第四連桿2、第二連桿5、第八連桿12和第七連桿4，所述第六連桿17一端通過第十一鉸鏈19與第五連桿20連接，另一端通過第九鉸鏈16與第八連桿12連接，所述第四連桿2一端通過第四鉸鏈8與第三連桿9連接，另一端通過第一鉸鏈1與工作臂15連接，所述第二連桿5一端通過第三鉸鏈6與第一連桿7連接，另一端通過第二鉸鏈3與第七連桿4連接，所述第八連桿12一端通過第七鉸鏈13與機(jī)架22連接，中部通過第九鉸鏈16與第六連桿17連接，另一端通過第八鉸鏈14與第七連桿4連接，所述第七連桿4一端通過第二鉸鏈3與第二連桿5連接，中部通過第八鉸鏈14與第八連桿12連接，另一端通過第十鉸鏈18與工作臂15連接；

所述工作臂15一端通過第一鉸鏈1與第四連桿2連接，中部通過第十鉸鏈18與第七連桿4連接，另一端通過第十三鉸鏈29與虎克鉸28連接，工作臂15通過第一球副機(jī)構(gòu)24與液壓缸25連接；

所述鋸頭裝置27包括刀鋸機(jī)構(gòu)30、下夾抱機(jī)構(gòu)31、滾輪32、上夾抱機(jī)構(gòu)33和打枝刀34；所述刀鋸機(jī)構(gòu)30包括刀鋸3010、滑塊301、導(dǎo)桿302、第十一連桿303、第十二連桿304、曲柄305、第一小型電機(jī)306、電機(jī)支座307、絲桿308和第二小型電機(jī)309，所述刀鋸3010和滑塊301固定連接，滑塊301和導(dǎo)桿302通過圓柱副連接，所述第十一連桿303一端通過轉(zhuǎn)動副和滑塊301連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副和第十二連桿304連接，所述曲柄305一端通過轉(zhuǎn)動副和第十二連桿304連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副和第一小型電機(jī)306連接，所述電機(jī)支座307和第一小型電機(jī)306固定連接，電機(jī)支座307通過螺旋副和絲桿308連接，所述第二小型電機(jī)309通過轉(zhuǎn)動副和絲桿308連接；所述下夾抱機(jī)構(gòu)31包括螺桿311、固定支座312、第九連桿313、活動支座315、螺母315和第十連桿316，所述固定支座312固定于鋸頭裝置27上，固定支座312和活動支座314通過螺桿311連接，螺桿311的一端連接螺母315，所述第九連桿313一端通過轉(zhuǎn)動副和固定支座312連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副和第十連桿316連接，所述第十連桿316一端通過轉(zhuǎn)動副和第九連桿313連接，中部通過轉(zhuǎn)動副和活動支座314連接；所述滾輪32末端與原動機(jī)輸出軸連接，原動機(jī)與鋸頭裝置27固定連接，原動機(jī)設(shè)置于鋸頭裝置27內(nèi)部，鋸頭裝置27有兩個滾輪32，沿豎直中心線對稱分布與鋸頭裝置27兩側(cè)；所述上夾抱機(jī)構(gòu)33和下夾抱機(jī)構(gòu)31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34設(shè)置于鋸頭裝置27上部，與鋸頭裝置27固定連接。

所述鉸鏈包括第一鉸鏈1、第二鉸鏈3、第三鉸鏈6、第四鉸鏈8、第五鉸鏈10、第六鉸鏈11、第七鉸鏈13、第八鉸鏈14、第九鉸鏈16、第十鉸鏈18、第十一鉸鏈19、第十二鉸鏈21、第十三鉸鏈29、第十四鉸鏈38、第十五鉸鏈39、第十六鉸鏈40、第十七鉸鏈42、第十八鉸鏈43和第十九鉸鏈45。

所述刀鋸機(jī)構(gòu)30在鋸頭裝置27的最下方，往上依次是下夾抱機(jī)構(gòu)31、滾輪32、上夾抱機(jī)構(gòu)33和打枝刀34。

所述鋸頭裝置27通過轉(zhuǎn)動副與虎克鉸28連接，鋸頭裝置27通過第二球副機(jī)構(gòu)26與液壓缸25連接。

工作原理及過程：

如圖3和圖4所示，機(jī)構(gòu)為八連桿單自由度時，第二鉸鏈3和第四鉸鏈8處于重疊位置時，第一連桿7、第二連桿5、第三連桿9和機(jī)架22可看成平面四連桿機(jī)構(gòu)，第三連桿9、第七連桿4、第八連桿12和機(jī)架22可看成開鏈?zhǔn)剿倪B桿機(jī)構(gòu)，由于第七連桿4和第四連桿2通過第二鉸鏈3連接，第四連桿2和工作臂15通過第一鉸鏈1連接，工作臂15和第七連桿4通過第十鉸鏈18連接，因此第七連桿4、第四連桿2和工作臂15可看成一根桿，第五連桿20繞著第十二鉸鏈21轉(zhuǎn)動，由于第五連桿20和第六連桿17通過第十一鉸鏈19連接，進(jìn)而帶動第六連桿17轉(zhuǎn)動，第八連桿12和第六連桿17通過第九鉸鏈16連接，進(jìn)而帶動第八連桿12繞著第七鉸鏈13轉(zhuǎn)動，第八連桿12和第七連桿4通過第八鉸鏈14連接，進(jìn)而使工作臂15作單自由度運(yùn)動。

如圖5和圖6所示，機(jī)構(gòu)為十連桿兩自由度時，第五連桿20繞著第十二鉸鏈21轉(zhuǎn)動，由于第五連桿20和第六連桿17通過第十一鉸鏈19連接，進(jìn)而帶動第六連桿17轉(zhuǎn)動，第八連桿12和第六連桿17通過第九鉸鏈16連接，進(jìn)而帶動第八連桿12繞著第七鉸鏈13轉(zhuǎn)動，第三連桿9繞著第六鉸鏈11轉(zhuǎn)動，由于第三連桿9和第四連桿2通過第四鉸鏈8連接，進(jìn)而帶動第四連桿2轉(zhuǎn)動，第一連桿7繞著第五鉸鏈10轉(zhuǎn)動，由于第一連桿7和第二連桿5通過第三鉸鏈6連接，進(jìn)而帶動第二連桿5轉(zhuǎn)動，由于第二連桿5和第七連桿4通過第二鉸鏈3連接，第八連桿12和第七連桿4通過第八鉸鏈14連接，進(jìn)而帶動第七連桿4作兩自由度運(yùn)動，由于第四連桿2和工作臂15通過第一鉸鏈1連接，第七連桿4和工作臂15通過第十鉸鏈18連接，進(jìn)而使工作臂15作兩自由度運(yùn)動。

如圖7和圖8所示，機(jī)構(gòu)為七連桿兩自由度時，此狀態(tài)為機(jī)構(gòu)兩自由度構(gòu)態(tài)時的特殊狀態(tài)，即遠(yuǎn)距離作業(yè)時狀態(tài)。第五連桿20兩端均與機(jī)架22連接，此時第五連桿20、第六連桿17和第八連桿12處于固定狀態(tài)，第三連桿9繞著第六鉸鏈11轉(zhuǎn)動，由于第三連桿9和第四連桿2通過第四鉸鏈8連接，進(jìn)而帶動第四連桿2轉(zhuǎn)動，第一連桿7繞著第五鉸鏈10轉(zhuǎn)動，由于第一連桿7和第二連桿5通過第三鉸鏈6連接，進(jìn)而帶動第二連桿5轉(zhuǎn)動，由于第二連桿5和第七連桿4通過第二鉸鏈3連接，第八連桿12和第七連桿4通過第八鉸鏈14連接，進(jìn)而帶動第七連桿4作單自由度運(yùn)動，由于第四連桿2和工作臂15通過第一鉸鏈1連接，第七連桿4和工作臂15通過第十鉸鏈18連接，進(jìn)而使工作臂15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25，使液壓缸25伸長，進(jìn)而帶動虎克鉸28和鋸頭裝置27之間的轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)鋸頭裝置27的整體轉(zhuǎn)動。

如圖9和圖10所示，第二傾斜調(diào)節(jié)液壓缸44處于伸展?fàn)顟B(tài)，第一傾斜調(diào)節(jié)液壓缸41處于壓縮狀態(tài)，機(jī)架22和底盤46通過第十四鉸鏈38和第十五鉸鏈39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2、圖4、圖6和圖8所示，鋸頭裝置27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1、圖3、圖5、圖7、圖9和圖10所示，鋸頭裝置27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。