CN108910043A - 一种基于无人机的自适应拉线式抓取机构及抓取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于无人机的自适应拉线式抓取机构，包括：主安装支架、若干连杆支架、若干支撑连杆、网兜、若干复位弹簧、尼龙线和拉线驱动组件；支撑连杆通过连杆支架安装在主安装支架上，支撑连杆和连杆支架一一对应且复位弹簧的两端分别连接一一对应的连杆支架和支撑连杆，网兜固定在支撑连杆上，尼龙线环绕贯穿网兜的底部用于收拢或张开网兜底部。拉线驱动组件包括驱动电机、电机支架和绕线盘，用于驱动尼龙线的收紧或放松。本机构只需要一个驱动电机便可实现自适应抓取与松放，结构简单且节省能源，可搭载在不同机型的无人机上使用。还涉及该抓取机构的抓取方法。属于拾取工具领域。

Description

一种基于无人机的自适应拉线式抓取机构及抓取方法
技术领域
本发明涉及拾取工具领域，具体地说是一种基于无人机的自适应拉线式抓取机构及抓取方法。
背景技术
无人机如今发展迅猛，不断的被投入各个行业各个领域中使用，无人机的数量也以飞快的速度提升，随着无人机技术的发展以及推广，生产成本的降低，无人机势必会被用于更多不同的领域来执行不同的任务，目前可搭载在无人机上的机构类型有限，面对日益增长的市场需求则需要更多可执行不同功能的无人机搭载机构。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种基于无人机的自适应拉线式抓取机构，该抓取机构可以同时抓取多个物体，可以自适应实际摆放位置与理想摆放位置有一定误差距离的物体和不平整的地面。
本发明的另一目的是提供一种基于无人机的自适应拉线式抓取机构的抓取方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于无人机的自适应拉线式抓取机构，包括：主安装支架、若干连杆支架、若干支撑连杆、网兜、若干复位弹簧、尼龙线和拉线驱动组件；支撑连杆通过连杆支架安装在主安装支架上，支撑连杆和连杆支架一一对应且复位弹簧的两端分别连接一一对应的连杆支架和支撑连杆，网兜固定在支撑连杆上，尼龙线环绕贯穿网兜的底部用于收拢或张开网兜底部，拉线驱动组件驱动尼龙线的收紧或放松。
优选地，支撑连杆的数量为四根，均布设在主安装支架的四周；网兜固定在四个支撑连杆上；连杆支架的数量为四根。
优选地，支撑连杆包括上支撑杆和下支撑杆，上下支撑杆上均设有若干通孔，上支撑杆与下支撑杆铰接且上支撑杆的尾部与下支撑杆的中部通过复位弹簧连接。
优选地，复位弹簧的两端分别连接一一对应的连杆支架和上支撑杆的中部。
优选地，拉线驱动组件包括：驱动电机、电机支架和绕线盘，驱动电机通过电机支架安装在主安装支架上，绕线盘与驱动电机连接，尼龙线的一端绕在绕线盘上，另一端尼龙线环绕贯穿网兜底部和下支撑杆底部的通孔。
优选地，拉线驱动组件还包括导线管，导线管套设在绕线盘与下支撑杆之间的尼龙线段上。采用这种结构后，导线管既保护了尼龙线减少磨损又防止使用过程中尼龙线刮触到他人或其他物品。
优选地，网兜由弹性布料制成。采用这种结构后，网兜具有一定的弹性，针对抓取的不同体积形状的物体，适用性更强。
优选地，网兜通过3M胶粘在四个支撑连杆上。
优选地，主安装支架通过连杆支架与无人机连接。
一种基于无人机的自适应拉线式抓取机构的抓取方法，将抓取机构通过无人机操控至覆盖在需要抓取的物体上；启动驱动电机，驱动电机驱动绕线盘转动进而收紧尼龙线，若干支撑连杆在尼龙线的作用下向中心靠拢，进而收拢网兜，尼龙线将需要抓取的一个或多个物体向中心拨的同时将物体顶离开地面；网兜将物体包围住；当绕线盘反向转动进而放松尼龙线时，在复位弹簧的作用下支撑连杆和网兜慢慢张开，抓取的物体落出。
本发明的原理是：利用尼龙线收紧或放松带动固定在支撑连杆上的网兜的收拢或张开实现对一个或多个物体的抓取或释放，仅通过一个驱动电机控制尼龙线即可实现物体的抓取或释放，结构简单且经济实用。同时网兜还能够对物体进行储存、保证物体在移动运输过程中不易掉落。每组支撑连杆均具有两个自由度，可以在机械爪主体刚性固定在无人机上时实现对地形的自适应，即当工作地面凹凸不平时，可以罩住多个小物体不留缝隙，防止所抓取的物体(可能是球类)从缝隙滚出来。
总的说来，本发明具有如下优点：
1.本机构拥有较高的自适应性，能够自适应地面不同的平整度，对不同形状大小的物体进行抓取或释放，且可同时抓取、储存、运输、投放多个物体。本机构体积小质量轻，操作简单，可靠性高。
2.本机构只需要一个驱动电机便可实现自适应抓取与松放，结构简单且节省能源，可搭载在不同机型的无人机上使用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明拉线驱动机构的结构示意图。
图3是本发明处于抓出物体状态时的结构示意图。
图中的标号和对应的零部件名称为：1-主安装支架，2-上支撑杆，3-下支撑杆，4-导线管，5-网兜，6-尼龙线，7-下复位弹簧，8-上复位弹簧，9-连接支架，10-电机支架，11-绕线盘，12-驱动电机。
具体实施方式
下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。
一种基于无人机的自适应拉线式抓取机构，包括：主安装支架、四根连杆支架、四根支撑连杆、网兜、八根复位弹簧、一根尼龙线和拉线驱动组件。
支撑连杆包括上支撑杆和下支撑杆，下支撑杆的上部与上支撑杆的中部铰接，上下支撑杆上均设有若干通孔。上支撑杆通过连杆支架安装在主安装支架上，上支撑杆和连杆支架一一对应，上复位弹簧的两端分别连接上支撑杆的中部和连接支架，下复位弹簧的两端分别连接下支撑杆的中部与上支撑杆的底部。支撑连杆具有两个自由度，可以适应不平整的地面以及实际摆放位置与理想摆放位置有一定误差距离的物体。网兜用3M胶粘在下支撑杆上，尼龙线环绕贯穿网兜底部的孔洞用于收拢或张开网兜底部，拉线驱动组件驱动尼龙线的收紧或放松，网兜由弹性布料制成。
拉线驱动组件包括：驱动电机、电机支架、绕线盘和导线管，驱动电机通过电机支架安装在主安装支架上，绕线盘与驱动电机连接，尼龙线的一端绕在绕线盘上，另一端尼龙线环绕贯穿网兜底部和下支撑杆底部的通孔。导线管套设在绕线盘与下支撑杆之间的暴露在外的尼龙线段上。导线管既保护了尼龙线减少磨损又防止使用过程中尼龙线刮触到他人或其他物品。
主安装支架通过连杆支架与无人机连接。
一种基于无人机的自适应拉线式抓取机构的抓取方法，将抓取机构通过连接支架固定在无人机上，通过无人机操控将抓取机构移动至覆盖在需要抓取的物体上；启动驱动电机，驱动电机驱动绕线盘转动进而收紧尼龙线，四根支撑连杆在尼龙线的作用下向中心靠拢，进而收拢网兜，尼龙线将需要抓取的一个或多个物体向中心拨的同时将物体顶离开地面；网兜将物体包围住；即可操纵无人机起飞将物体带走；抵达指定区域，驱动电机驱动绕线盘反向转动进而放松尼龙线时，在复位弹簧的作用下支撑连杆和网兜慢慢张开，被抓取的物体将会被释放，可选择降落至地面后释放物体或直接空投。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于无人机的自适应拉线式抓取机构，其特征在于，包括：主安装支架、若干连杆支架、若干支撑连杆、网兜、若干复位弹簧、尼龙线和拉线驱动组件；支撑连杆通过连杆支架安装在主安装支架上，支撑连杆和连杆支架一一对应且复位弹簧的两端分别连接一一对应的连杆支架和支撑连杆，网兜固定在支撑连杆上，尼龙线环绕贯穿网兜的底部用于收拢或张开网兜底部，拉线驱动组件驱动尼龙线的收紧或放松。
2.按照权利要求1所述的基于无人机的自适应拉线式抓取机构，其特征在于：支撑连杆的数量为四根，均布设在主安装支架的四周；网兜固定在四个支撑连杆上；连杆支架的数量为四根。
3.按照权利要求2所述的基于无人机的自适应拉线式抓取机构，其特征在于：支撑连杆包括上支撑杆和下支撑杆，上下支撑杆上均设有若干通孔，上支撑杆与下支撑杆铰接且上支撑杆的尾部与下支撑杆的中部通过复位弹簧连接。
4.按照权利要求3所述的基于无人机的自适应拉线式抓取机构，其特征在于：复位弹簧的两端分别连接一一对应的连杆支架和上支撑杆的中部。
5.按照权利要求1所述的基于无人机的自适应拉线式抓取机构，其特征在于：拉线驱动组件包括：驱动电机、电机支架和绕线盘，驱动电机通过电机支架安装在主安装支架上，绕线盘与驱动电机连接，尼龙线的一端绕在绕线盘上，另一端尼龙线环绕贯穿网兜底部和下支撑杆底部的通孔。
6.按照权利要求5所述的基于无人机的自适应拉线式抓取机构，其特征在于：拉线驱动组件还包括导线管，导线管套设在绕线盘与下支撑杆之间的尼龙线段上。
7.按照权利要求1所述的基于无人机的自适应拉线式抓取机构，其特征在于：网兜由弹性布料制成。
8.按照权利要求2所述的基于无人机的自适应拉线式抓取机构，其特征在于：网兜通过3M胶粘在四个支撑连杆上。
9.按照权利要求1所述的基于无人机的自适应拉线式抓取机构，其特征在于：主安装支架通过连杆支架与无人机连接。
10.按照权利要求1-9中任一项所述的基于无人机的自适应拉线式抓取机构的抓取方法，其特征在于：通过无人机操控抓取机构移动至覆盖在需要抓取的物体上；启动驱动电机，驱动电机驱动绕线盘转动进而收紧尼龙线，若干支撑连杆在尼龙线的作用下向中心靠拢，进而收拢网兜，尼龙线将需要抓取的一个或多个物体向中心拨的同时将物体顶离开地面；网兜将物体包围住；当绕线盘反向转动进而放松尼龙线时，在复位弹簧的作用下支撑连杆和网兜慢慢张开，抓取的物体落出。
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