CN107124959A - 一种具有高空采摘功能的无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有高空采摘功能的无人机，包括机身及设置在机身上的旋翼机构、走位机构、抓取机构、PLC和挖掘机构,所述走位机构包括第一电机、固定块、圆齿轮、条齿轮和走位块，所述抓取机构包括第二电机、第一丝杆、走位环、连接块、连杆和抓手，所述挖掘机构包括第一气缸和挖掘组件，所述挖掘组件包括固定轴、第三电机、第二丝杆、套环、挡板和刀片，该具有高空采摘功能的无人机，在需要采摘时通过走位机构使抓取机构和挖掘机构移动至被采摘物处，再通过抓取机构抓取被采摘物，再通过挖掘机构挖掘出被采摘物及被采摘物根部的泥土，使被采摘物的根部不受破坏，保障了被采摘物的存活性，实现了高空采摘的自动化。
Description
技术领域
本发明涉及无人机领域，特别涉及一种具有高空采摘功能的无人机。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。
在农业运用中，有些植被比较难以采摘，特别是生长在山崖侧壁上的草药，一般需要人工采摘，采摘过程非常危险，人力成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有高空采摘功能的无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有高空采摘功能的无人机，包括机身及设置在机身上的旋翼机构、走位机构、抓取机构、PLC和挖掘机构；
所述走位机构包括第一电机、固定块、圆齿轮、条齿轮和走位块，所述走位机构设置在机身的一侧，所述第一电机驱动圆齿轮旋转，所述圆齿轮和条齿轮啮合，所述第一电机设置在固定块上，所述条齿轮与固定块滑动连接；
所述抓取机构包括第二电机、第一丝杆、走位环、连接块、连杆和抓手，所述抓取机构位于走位块的一侧，所述第二电机驱动第一丝杆旋转，所述走位环内设有走位孔，所述走位孔上设有内螺纹，所述走位环上的内螺纹与第一丝杆上的外螺纹匹配，所述走位环套设在第一丝杆上，所述连杆和抓手均有两个，所述连杆的一端与走位环铰接，所述连杆的另一端与抓手铰接，所述第一丝杆远离第二电机的一端通过轴承与连接块连接，所述抓手与连接块铰接；
所述挖掘机构包括第一气缸和挖掘组件，所述挖掘机构通过支架设置在走位块上，所述挖掘机构位于抓取机构的上方，所述挖掘组件有四个，所述挖掘组件包括固定轴、第三电机、第二丝杆、套环、挡板和刀片，所述第三电机驱动第二丝杆旋转，所述第三电机设置在固定轴的一侧，所述第二丝杆水平设置，所述套环上设有与第二丝杆匹配的内螺纹，所述第二丝杆远离第三电机的一端穿入套环内，所述挡板设置在套环的一侧，所述刀片斜向设置，所述刀片位于挡板的下方，四个挖掘组件关于固定轴周向均匀分布，所述挡板的下方设有抓取口，所述抓取机构穿过抓取口；
所述第一电机、第二电机、第三电机和第一气缸均与PLC电连接。
作为优选，为了调整的挖掘机构和抓取机构的位置，所述固定块与机身铰接，所述机身上还设有第二气缸，所述第二气缸的一端设置在机身上，所述第二气缸的另一端与固定块铰接。
有些植物生长在悬崖上，有一定的倾斜角度通过第二气缸推动固定块转动，从而使挖掘机构和抓取机构调整至适当位置。
作为优选，使走位块走位更平稳，所述走位块上还设有第一限位杆，所述第一限位杆的一端设置在走位块上，所述第一限位杆的另一端穿入固定块，所述第一限位杆与条齿轮平行。
作为优选，便于停靠，所述机身的下方设有支撑架。
作为优选，使套环走位更平稳，所述第三电机上还设有第二限位杆，所述第二限位杆的一端设置在第三电机上，所述第二限位杆的另一端穿入套环，所述第二限位杆与第二丝杆平行。
作为优选，为了方便控制，所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。
作为优选，为了保护被抓取的植被不被损坏，所述抓手上还设有弹簧和塑料板，所述塑料板通过弹簧连接在抓手上。
作为优选，为了增加抓取面积，从而使抓取的更牢，所述塑料板的高度高于抓手。
作为优选，为了方便使用者观察，所述固定块上下两侧均有摄像头，所述摄像头与PLC电连接。
作为优选，为了方便与手机或远程控制器进行通讯，所述机身内设有无线通讯模块，所述无线通讯模块与PLC电连接。
本发明的有益效果是，该具有高空采摘功能的无人机设计结构巧妙，实用性高，在需要采摘时通过走位机构使抓取机构和挖掘机构移动至被采摘物处，再通过抓取机构抓取被采摘物，再通过挖掘机构挖掘出被采摘物及被采摘物根部的泥土，使被采摘物的根部不受破坏，保障了被采摘物的存活性，实现了高空采摘的自动化。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具有高空采摘功能的无人机的结构示意图；
图2是图1的A部放大图；
图3是本发明的具有高空采摘功能的无人机的抓取机构的结构示意图；
图4是本发明的具有高空采摘功能的无人机的塑料板和抓手的连接结构示意图；
图5是本发明的具有高空采摘功能的无人机的挖掘组件的结构示意图。
图中：1.旋翼机构，2.条齿轮，3.走位块，4.支架，5.抓取机构，6.支撑架，7.机身，8.固定块，9.第一电机，10.圆齿轮，11.第一限位杆，12.第一气缸，13.套环，14.挡板，15.刀片，16.固定轴，17.第三电机，18.第二丝杆，19.第二限位杆，20.连接块，21.弹簧，22.塑料板，23.抓手，24.连杆，25.第一丝杆，26.走位环，27.第二电机。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-5所示，一种具有高空采摘功能的无人机，包括机身7及设置在机身7上的旋翼机构1、走位机构、抓取机构5、PLC和挖掘机构；
所述走位机构包括第一电机9、固定块8、圆齿轮10、条齿轮2和走位块3，所述走位机构设置在机身7的一侧，所述第一电机9驱动圆齿轮10旋转，所述圆齿轮10和条齿轮2啮合，所述第一电机9设置在固定块8上，所述条齿轮2与固定块8滑动连接；
在调整挖掘机构和抓取机构5位置时，通过第一电机9驱动圆齿轮10旋转，从而使条齿轮2和走位块3发生位移。
所述抓取机构5包括第二电机27、第一丝杆25、走位环26、连接块20、连杆24和抓手23，所述抓取机构5位于走位块3的一侧，所述第二电机27驱动第一丝杆25旋转，所述走位环26内设有走位孔，所述走位孔上设有内螺纹，所述走位环26上的内螺纹与第一丝杆25上的外螺纹匹配，所述走位环26套设在第一丝杆25上，所述连杆24和抓手23均有两个，所述连杆24的一端与走位环26铰接，所述连杆24的另一端与抓手23铰接，所述第一丝杆25远离第二电机27的一端通过轴承与连接块20连接，所述抓手23与连接块20铰接；
在需要抓取时，通过第二电机27驱动第一丝杆25选转，使走位环26在第一丝杆25上移动，使与走位环26铰接的抓手23发生位移，使抓手23抓取被采摘物。
所述挖掘机构包括第一气缸12和挖掘组件，所述挖掘机构通过支架4设置在走位块3上，所述挖掘机构位于抓取机构5的上方，所述挖掘组件有四个，所述挖掘组件包括固定轴16、第三电机17、第二丝杆18、套环13、挡板14和刀片15，所述第三电机17驱动第二丝杆18旋转，所述第三电机17设置在固定轴16的一侧，所述第二丝杆18水平设置，所述套环13上设有与第二丝杆18匹配的内螺纹，所述第二丝杆18远离第三电机17的一端穿入套环13内，所述挡板14设置在套环13的一侧，所述刀片15斜向设置，所述刀片15位于挡板14的下方，四个挖掘组件关于固定轴16周向均匀分布，所述挡板14的下方设有抓取口，所述抓取机构5穿过抓取口；
在需要挖掘时，通过第一气缸12使刀片15向下发生位移，同时挡板14上的抓取口穿过抓取机构5，使抓手23位于挖掘机构内，同时第三电机17驱动第二丝杆18旋转，使刀片15向固定轴16的一侧发生位移，从而使刀片15斜向运动，控制第三电机17的转速，使刀片15的运动方向与刀片15的倾斜角度平行，从而四个刀片15把被采摘物下部的泥土切割成锥形，再通过第二气缸使挖掘机构上升，从而挖掘出被采摘物。
所述第一电机9、第二电机27、第三电机17和第一气缸12均与PLC电连接。
作为优选，为了调整的挖掘机构和抓取机构5的位置，所述固定块8与机身7铰接，所述机身7上还设有第二气缸，所述第二气缸的一端设置在机身7上，所述第二气缸的另一端与固定块8铰接。
有些植物生长在悬崖上，有一定的倾斜角度通过第二气缸推动固定块8转动，从而使挖掘机构和抓取机构5调整至适当位置。
作为优选，使走位块3走位更平稳，所述走位块3上还设有第一限位杆11，所述第一限位杆11的一端设置在走位块3上，所述第一限位杆11的另一端穿入固定块8，所述第一限位杆11与条齿轮2平行。
作为优选，便于停靠，所述机身7的下方设有支撑架6。
作为优选，使套环13走位更平稳，所述第三电机17上还设有第二限位杆19，所述第二限位杆19的一端设置在第三电机17上，所述第二限位杆19的另一端穿入套环13，所述第二限位杆19与第二丝杆18平行。
作为优选，为了方便控制，所述第一电机9、第二电机27和第三电机17均为伺服电机。
作为优选，为了保护被抓取的植被不被损坏，所述抓手23上还设有弹簧21和塑料板22，所述塑料板22通过弹簧21连接在抓手23上。
作为优选，为了增加抓取面积，从而使抓取的更牢，所述塑料板22的高度高于抓手23。
作为优选，为了方便使用者观察，所述固定块8上下两侧均有摄像头，所述摄像头与PLC电连接。
作为优选，为了方便与手机或远程控制器进行通讯，所述机身7内设有无线通讯模块，所述无线通讯模块与PLC电连接。
与现有技术相比，该具有高空采摘功能的无人机设计结构巧妙，实用性高，在需要采摘时通过走位机构使抓取机构5和挖掘机构移动至被采摘物处，再通过抓取机构5抓取被采摘物，再通过挖掘机构挖掘出被采摘物及被采摘物根部的泥土，使被采摘物的根部不受破坏，保障了被采摘物的存活性，实现了高空采摘的自动化。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种具有高空采摘功能的无人机，其特征在于，包括机身(7)及设置在机身(7)上的旋翼机构(1)、走位机构、抓取机构(5)、PLC和挖掘机构；
所述走位机构包括第一电机(9)、固定块(8)、圆齿轮(10)、条齿轮(2)和走位块(3)，所述走位机构设置在机身(7)的一侧，所述第一电机(9)驱动圆齿轮(10)旋转，所述圆齿轮(10)和条齿轮(2)啮合，所述第一电机(9)设置在固定块(8)上，所述条齿轮(2)与固定块(8)滑动连接；
所述抓取机构(5)包括第二电机(27)、第一丝杆(25)、走位环(26)、连接块(20)、连杆(24)和抓手(23)，所述抓取机构(5)位于走位块(3)的一侧，所述第二电机(27)驱动第一丝杆(25)旋转，所述走位环(26)内设有走位孔，所述走位孔上设有内螺纹，所述走位环(26)上的内螺纹与第一丝杆(25)上的外螺纹匹配，所述走位环(26)套设在第一丝杆(25)上，所述连杆(24)和抓手(23)均有两个，所述连杆(24)的一端与走位环(26)铰接，所述连杆(24)的另一端与抓手(23)铰接，所述第一丝杆(25)远离第二电机(27)的一端通过轴承与连接块(20)连接，所述抓手(23)与连接块(20)铰接；
所述挖掘机构包括第一气缸(12)和挖掘组件，所述挖掘机构通过支架(4)设置在走位块(3)上，所述挖掘机构位于抓取机构(5)的上方，所述挖掘组件有四个，所述挖掘组件包括固定轴(16)、第三电机(17)、第二丝杆(18)、套环(13)、挡板(14)和刀片(15)，所述第三电机(17)驱动第二丝杆(18)旋转，所述第三电机(17)设置在固定轴(16)的一侧，所述第二丝杆(18)水平设置，所述套环(13)上设有与第二丝杆(18)匹配的内螺纹，所述第二丝杆(18)远离第三电机(17)的一端穿入套环(13)内，所述挡板(14)设置在套环(13)的一侧，所述刀片(15)斜向设置，所述刀片(15)位于挡板(14)的下方，四个挖掘组件关于固定轴(16)周向均匀分布，所述挡板(14)的下方设有抓取口，所述抓取机构(5)穿过抓取口；
所述第一电机(9)、第二电机(27)、第三电机(17)和第一气缸(12)均与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的具有高空采摘功能的无人机，其特征在于，所述固定块(8)与机身(7)铰接，所述机身(7)上还设有第二气缸，所述第二气缸的一端设置在机身(7)上，所述第二气缸的另一端与固定块(8)铰接。
3.如权利要求1所述的具有高空采摘功能的无人机，其特征在于，所述走位块(3)上还设有第一限位杆(11)，所述第一限位杆(11)的一端设置在走位块(3)上，所述第一限位杆(11)的另一端穿入固定块(8)，所述第一限位杆(11)与条齿轮(2)平行。
4.如权利要求1所述的具有高空采摘功能的无人机，其特征在于，所述机身(7)的下方设有支撑架(6)。
5.如权利要求1所述的具有高空采摘功能的无人机，其特征在于，所述第三电机(17)上还设有第二限位杆(19)，所述第二限位杆(19)的一端设置在第三电机(17)上，所述第二限位杆(19)的另一端穿入套环(13)，所述第二限位杆(19)与第二丝杆(18)平行。
6.如权利要求1所述的具有高空采摘功能的无人机，其特征在于，所述第一电机(9)、第二电机(27)和第三电机(17)均为伺服电机。
7.如权利要求1所述的具有高空采摘功能的无人机，其特征在于，所述抓手(23)上还设有弹簧(21)和塑料板(22)，所述塑料板(22)通过弹簧(21)连接在抓手(23)上。
8.如权利要求7所述的具有高空采摘功能的无人机，其特征在于，所述塑料板(22)的高度高于抓手(23)。
9.如权利要求1所述的具有高空采摘功能的无人机，其特征在于，所述固定块(8)上下两侧均有摄像头，所述摄像头与PLC电连接。
10.如权利要求1所述的具有高空采摘功能的无人机，其特征在于，所述机身(7)内设有无线通讯模块，所述无线通讯模块与PLC电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170905 |