CN107371611A - 一种基于物联网的具有自动采摘功能的无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的具有自动采摘功能的无人机，包括机身和设置在机身上的旋翼机构、固定机构和采摘机构，所述固定机构包括固定块、第一电机、第一圆齿轮、条齿轮、走位块、第二电机、第一丝杆、第一曲杆和第二曲杆，支撑组件包括第一支杆、支柱、第一气缸和第二支杆，所述切割组件包括连杆、切割单元和储物筐，所述切割单元包括第四电机、第二丝杆、第一刀片、第二刀片和气缸，该基于物联网的具有自动采摘功能的无人机在采摘困难的地方进行采摘作业使，通过旋翼机构进行飞行，再通过固定机构固定在树干上，从而方便进行采摘作业，再通过采摘机构从而把需要采摘的果实等物体进行采摘，减少了人力成本和工作的危险系数。
Description
技术领域
本发明涉及无人机领域，特别涉及一种基于物联网的具有自动采摘功能的无人机。
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、影视拍摄等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。
在农业方面，经常使用自动采摘机进行果实的采摘，不过传统的果实采摘设备一般设置地面上，有些果实生长位置较高，有些则生长在悬崖上，有的在采摘过程中，运输采摘设备不方便。
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，提供一种基于物联网的具有自动采摘功能的无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的具有自动采摘功能的无人机，包括机身和设置在机身上的旋翼机构、固定机构和采摘机构；
所述固定机构包括固定块、第一电机、第一圆齿轮、条齿轮、走位块、第二电机、第一丝杆、第一曲杆和第二曲杆，所述第一电机驱动第一圆齿轮旋转，所述第一圆齿轮和条齿轮啮合，所述条齿轮与固定块滑动连接，所述第一电机固定在固定块上，所述第一曲杆设置在条齿轮的一侧，所述第二电机驱动第一丝杆旋转，所述走位块上设有第一丝杆匹配的内螺纹，所述第一丝杆的一端穿过走位块，所述走位块与固定块滑动连接，所述第二曲杆有两个，其中一个第二曲杆设置在固定块上，另一个第二曲杆设置在走位块上，两个第二曲杆相对设置；
所述采摘机构包括支撑组件、旋转组件和切割组件，所述支撑组件包括第一支杆、支柱、第一气缸和第二支杆，所述支柱设置在机身上，所述第一支杆套设在支柱上，所述第二支杆与第二支杆铰接，所述第一气缸的一端设置在第一支杆上，所述第一气缸的另一端与第二支杆铰接，所述旋转组件包括第三电机、第二圆齿轮和第三圆齿轮，所述第三电机设置在机身上，所述第三电机驱动第二圆齿轮旋转，所述第二圆齿轮和第三圆齿轮啮合，所述第三圆齿轮套设在第一支杆上，所述第三圆齿轮和第一支杆同轴固定；
所述切割组件包括连杆、切割单元和储物筐，所述切割单元位于储物筐的上方，所述切割单元通过连杆与储物筐连接，所述切割单元包括第四电机、第二丝杆、第一刀片、第二刀片和气缸，所述第四电机设置在连杆的上方，所述第四电机驱动第二丝杆旋转，所述第一刀片上设有与第二丝杆匹配的内螺纹，所述第二丝杆的一端穿入第一刀片，所述第一刀片与连杆滑动连接，所述第二刀片与第一刀片铰接，所述第二气缸的一端与第一刀片固定连接，所述第二气缸的另一端与第二刀片铰接，所述储物筐位于第二支杆的上方。
作为优选，为了方便控制和通讯，所述机身内还设有PLC和无线通讯模块，所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第一气缸和第二气缸均与PLC电连接，所述无线通讯模块与PLC电连接。
可以通过控制器或者手机通过无线通讯模块进行远程控制，从而方便采摘。
作为优选，为了保障通讯质量，所述无线通讯模块采用蓝牙4.0技术。
作为优选，为了方便停靠，所述机身上设有支撑架。
作为优选，为了方便操作者观察，从而更好的进行采摘，所述第一刀片的上下两侧均设有摄像头，所述摄像头与PLC电连接。
作为优选，为了方便控制，所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均为伺服电机。
作为优选，为了防尘，所述第三圆齿轮和第二圆齿轮上还设有防尘罩。
作为优选，为了增加第一曲杆的摩擦系数，所述第二曲杆的一侧磨砂处理。
第二曲杆与树干抵靠，第二曲杆的靠近树干一侧磨砂，能增加第二曲杆与树干之间的摩擦力，从而更好的固定在树干上。
作为优选，为了增加第一曲杆的摩擦系数，所述第一曲杆的一侧设有橡胶块。
第一曲杆与树干抵靠，第一曲杆的靠近树干一侧上设有橡胶块，能增加第一曲杆与树干之间的摩擦力，从而更好的固定在树干上。
作为优选，为了是第一刀片滑动更平稳，所述第一刀片上设有燕尾榫，所述连杆上设有燕尾槽，所述燕尾榫与燕尾槽匹配。
本发明的有益效果是，该基于物联网的具有自动采摘功能的无人机设计结构巧妙，实用性高，在采摘困难的地方进行采摘作业使，通过旋翼机构进行飞行，再通过固定机构固定在树干上，从而方便进行采摘作业，再通过采摘机构从而把需要采摘的果实等物体进行采摘，减少了人力成本和工作的危险系数。
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是本发明的基于物联网的具有自动采摘功能的无人机的结构示意图；
图2是本发明的基于物联网的具有自动采摘功能的无人机的固定机构的构示意图；
图3是本发明的基于物联网的具有自动采摘功能的无人机的切割组件的侧视图；
图4是本发明的基于物联网的具有自动采摘功能的无人机的切割组件的俯视图。
图中：1.旋翼机构，2.机身，3.支撑架，4.第三圆齿轮，5.支柱，6.第三电机，7.第二圆齿轮，8.固定机构，9.第一支杆，10.第一气缸，11.第二支杆，12.切割组件，13.固定块，14.第一圆齿轮，15.第一电机，16.条齿轮，17.第一曲杆，18.第二曲杆，19.走位块，20.第一丝杆，21.第二电机，22.连杆，23.切割单元，24.储物筐，25.第四电机，26.第二丝杆，27.第二刀片，28.第一刀片，29.第二气缸。
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1-4所示，一种基于物联网的具有自动采摘功能的无人机，包括机身2和设置在机身2上的旋翼机构1、固定机构8和采摘机构；
所述固定机构8包括固定块13、第一电机15、第一圆齿轮14、条齿轮16、走位块19、第二电机21、第一丝杆20、第一曲杆17和第二曲杆18，所述第一电机15驱动第一圆齿轮14旋转，所述第一圆齿轮14和条齿轮16啮合，所述条齿轮16与固定块13滑动连接，所述第一电机15固定在固定块13上，所述第一曲杆17设置在条齿轮16的一侧，所述第二电机21驱动第一丝杆20旋转，所述走位块19上设有第一丝杆20匹配的内螺纹，所述第一丝杆20的一端穿过走位块19，所述走位块19与固定块13滑动连接，所述第二曲杆18有两个，其中一个第二曲杆18设置在固定块13上，另一个第二曲杆18设置在走位块19上，两个第二曲杆18相对设置；
所述采摘机构包括支撑组件、旋转组件和切割组件12，所述支撑组件包括第一支杆9、支柱5、第一气缸10和第二支杆11，所述支柱5设置在机身2上，所述第一支杆9套设在支柱5上，所述第二支杆11与第二支杆11铰接，所述第一气缸10的一端设置在第一支杆9上，所述第一气缸10的另一端与第二支杆11铰接，所述旋转组件包括第三电机6、第二圆齿轮7和第三圆齿轮4，所述第三电机6设置在机身2上，所述第三电机6驱动第二圆齿轮7旋转，所述第二圆齿轮7和第三圆齿轮4啮合，所述第三圆齿轮4套设在第一支杆9上，所述第三圆齿轮4和第一支杆9同轴固定；
所述切割组件12包括连杆22、切割单元23和储物筐24，所述切割单元23位于储物筐24的上方，所述切割单元23通过连杆22与储物筐24连接，所述切割单元23包括第四电机25、第二丝杆26、第一刀片28、第二刀片27和气缸，所述第四电机25设置在连杆22的上方，所述第四电机25驱动第二丝杆26旋转，所述第一刀片28上设有与第二丝杆26匹配的内螺纹，所述第二丝杆26的一端穿入第一刀片28，所述第一刀片28与连杆22滑动连接，所述第二刀片27与第一刀片28铰接，所述第二气缸29的一端与第一刀片28固定连接，所述第二气缸29的另一端与第二刀片27铰接，，所述储物筐24位于第二支杆11的上方。
在需要采摘时，通过旋翼机构1把该基于物联网的具有自动采摘功能的无人机移动至果树一侧，再通过第二电机21驱动第一丝杆20旋转，走位块19上设有与第一丝杆20匹配的内螺纹，使走位块19发生位移，使两个第二曲杆18相互靠近，从而过固定住树干，再通过第一电机15驱动第一圆齿轮14旋转，第一圆齿轮14和条齿轮16啮合，是第二曲杆18与树干抵靠，从而更牢固的固定在树干上，再进行采摘工作；
再通过第三电机6驱动第二圆齿轮7旋转，第二圆齿轮7和第三圆齿轮4啮合，使第一支杆9发生旋转，从而灵活的调整切割组件12的位置，再通过第一气缸10驱动第二支杆11发生位移，第二支杆11与第一支杆9的铰接，来调节切割组件12的高度；
在切割组件12位移至果实处时，通过第四电机25驱动第一刀片28滑动，进行位置的微调，使第一刀片28与果实柄抵靠，再通过第二气缸29驱动第二刀片27发生位移，从而切割果实，使果实掉入储物筐24。
作为优选，为了方便控制和通讯，所述机身2内还设有PLC和无线通讯模块，所述第一电机15、第二电机21、第三电机6、第四电机25、第一气缸10和第二气缸29均与PLC电连接，所述无线通讯模块与PLC电连接。
可以通过控制器或者手机通过无线通讯模块进行远程控制，从而方便采摘。
作为优选，为了保障通讯质量，所述无线通讯模块采用蓝牙4.0技术。
作为优选，为了方便停靠，所述机身2上设有支撑架3。
作为优选，为了方便操作者观察，从而更好的进行采摘，所述第一刀片28的上下两侧均设有摄像头，所述摄像头与PLC电连接。
作为优选，为了方便控制，所述第一电机15、第二电机21、第三电机6和第四电机25均为伺服电机。
作为优选，为了防尘，所述第三圆齿轮4和第二圆齿轮7上还设有防尘罩。
作为优选，为了增加第一曲杆17的摩擦系数，所述第二曲杆18的一侧磨砂处理。
第二曲杆18与树干抵靠，第二曲杆18的靠近树干一侧磨砂，能增加第二曲杆18与树干之间的摩擦力，从而更好的固定在树干上。
作为优选，为了增加第一曲杆17的摩擦系数，所述第一曲杆17的一侧设有橡胶块。
第一曲杆17与树干抵靠，第一曲杆17的靠近树干一侧上设有橡胶块，能增加第一曲杆17与树干之间的摩擦力，从而更好的固定在树干上。
作为优选，为了是第一刀片28滑动更平稳，所述第一刀片28上设有燕尾榫，所述连杆22上设有燕尾槽，所述燕尾榫与燕尾槽匹配。
与现有技术相比，该基于物联网的具有自动采摘功能的无人机设计结构巧妙，实用性高，在采摘困难的地方进行采摘作业使，通过旋翼机构1进行飞行，再通过固定机构8固定在树干上，从而方便进行采摘作业，再通过采摘机构从而把需要采摘的果实等物体进行采摘，减少了人力成本和工作的危险系数。
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)
1.一种基于物联网的具有自动采摘功能的无人机，其特征在于，包括机身（2）和设置在机身（2）上的旋翼机构（1）、固定机构（8）和采摘机构；
所述固定机构（8）包括固定块（13）、第一电机（15）、第一圆齿轮（14）、条齿轮（16）、走位块（19）、第二电机（21）、第一丝杆（20）、第一曲杆（17）和第二曲杆（18），所述第一电机（15）驱动第一圆齿轮（14）旋转，所述第一圆齿轮（14）和条齿轮（16）啮合，所述条齿轮（16）与固定块（13）滑动连接，所述第一电机（15）固定在固定块（13）上，所述第一曲杆（17）设置在条齿轮（16）的一侧，所述第二电机（21）驱动第一丝杆（20）旋转，所述走位块（19）上设有第一丝杆（20）匹配的内螺纹，所述第一丝杆（20）的一端穿过走位块（19），所述走位块（19）与固定块（13）滑动连接，所述第二曲杆（18）有两个，其中一个第二曲杆（18）设置在固定块（13）上，另一个第二曲杆（18）设置在走位块（19）上，两个第二曲杆（18）相对设置；
所述采摘机构包括支撑组件、旋转组件和切割组件（12），所述支撑组件包括第一支杆（9）、支柱（5）、第一气缸（10）和第二支杆（11），所述支柱（5）设置在机身（2）上，所述第一支杆（9）套设在支柱（5）上，所述第二支杆（11）与第二支杆（11）铰接，所述第一气缸（10）的一端设置在第一支杆（9）上，所述第一气缸（10）的另一端与第二支杆（11）铰接，所述旋转组件包括第三电机（6）、第二圆齿轮（7）和第三圆齿轮（4），所述第三电机（6）设置在机身（2）上，所述第三电机（6）驱动第二圆齿轮（7）旋转，所述第二圆齿轮（7）和第三圆齿轮（4）啮合，所述第三圆齿轮（4）套设在第一支杆（9）上，所述第三圆齿轮（4）和第一支杆（9）同轴固定；
所述切割组件（12）包括连杆（22）、切割单元（23）和储物筐（24），所述切割单元（23）位于储物筐（24）的上方，所述切割单元（23）通过连杆（22）与储物筐（24）连接，所述切割单元（23）包括第四电机（25）、第二丝杆（26）、第一刀片（28）、第二刀片（27）和气缸，所述第四电机（25）设置在连杆（22）的上方，所述第四电机（25）驱动第二丝杆（26）旋转，所述第一刀片（28）上设有与第二丝杆（26）匹配的内螺纹，所述第二丝杆（26）的一端穿入第一刀片（28），所述第一刀片（28）与连杆（22）滑动连接，所述第二刀片（27）与第一刀片（28）铰接，所述第二气缸（29）的一端与第一刀片（28）固定连接，所述第二气缸（29）的另一端与第二刀片（27）铰接，所述储物筐（24）位于第二支杆（11）的上方。
2.如权利要求1所述的基于物联网的具有自动采摘功能的无人机，其特征在于，所述机身（2）内还设有PLC和无线通讯模块，所述第一电机（15）、第二电机（21）、第三电机（6）、第四电机（25）、第一气缸（10）和第二气缸（29）均与PLC电连接，所述无线通讯模块与PLC电连接。
3.如权利要求2所述的基于物联网的具有自动采摘功能的无人机，其特征在于，所述无线通讯模块采用蓝牙4.0技术。
4.如权利要求1所述的基于物联网的具有自动采摘功能的无人机，其特征在于，所述机身（2）上设有支撑架（3）。
5.如权利要求1所述的基于物联网的具有自动采摘功能的无人机，其特征在于，所述第一刀片（28）的上下两侧均设有摄像头，所述摄像头与PLC电连接。
6.如权利要求1所述的基于物联网的具有自动采摘功能的无人机，其特征在于，所述第一电机（15）、第二电机（21）、第三电机（6）和第四电机（25）均为伺服电机。
7.如权利要求1所述的基于物联网的具有自动采摘功能的无人机，其特征在于，所述第三圆齿轮（4）和第二圆齿轮（7）上还设有防尘罩。
8.如权利要求1所述的基于物联网的具有自动采摘功能的无人机，其特征在于，所述第二曲杆（18）的一侧磨砂处理。
9.如权利要求1所述的基于物联网的具有自动采摘功能的无人机，其特征在于，所述第一曲杆（17）的一侧设有橡胶块。
10.如权利要求1所述的基于物联网的具有自动采摘功能的无人机，其特征在于，所述第一刀片（28）上设有燕尾榫，所述连杆（22）上设有燕尾槽，所述燕尾榫与燕尾槽匹配。
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