CN111070217A - 一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置。本发明包括无人机，机械臂，采摘机构。机械臂一端安装在无人机搭载平台上，另一端安装采摘机构。整个装置由无人机搭载到指定地点。机械臂可以实现多自由度运动，用于调整采茶机构位置。由采茶机构对茶叶进行采摘。该发明实现了传统采茶装置通过机械臂与无人机结合，大大节约人力，为采茶提供了方便。另外，该采茶装置摆脱了空间的束缚，能够轻易采摘到平时难以采到的茶叶。

Description

一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置
技术领域
本发明涉及采茶机技术领域，特别是一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置。
背景技术
随着科学的进步，无人机技术得到广泛应用，在各个行业体现出了有事和便捷。但目前用的最多的还是用于拍摄表演，在对外界的操作上有较大的局限。
目前我国采茶操作还是采用传统的人工采摘方式，效率不高，且耗费大量人力，并且茶树生长位置不易人为采摘。目前市场上出现一些采茶机，能够在一定程度上减少人力投入，提高效率，但是效果不明显，且茶叶运输不便。长时间繁琐的采茶工作也让人疲惫，改进采摘方式，将无人机及机械臂的优点应用于采茶，让采摘更轻松，更具有效率十分必要。
发明内容
本发明目的在于提出一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置。
本发明包括无人机、机械臂机构、采摘机构。所述的机械臂机构上端固定盘通过连接架与无人机下方搭载平台连接。采摘机构通过采摘机架与机械臂机构的下端固定架相连。
所述的机械臂机构包括多个结构相同的机械臂，每个机械臂均包括上端固定盘、舵机固定件、舵机、上臂、下臂和下端固定架；舵机通过舵机固定件固定在上端固定盘底部。上臂与舵机输出轴相连；下臂由杆构成，杆的一端与上臂相连。每个机械臂均通过下臂的另一端与下端固定架的铰接，多个机械臂下臂的另一端沿下端固定架中心均匀分布。
所述的采摘机构包括采摘机架、采摘机，采摘机架连接板与机械臂结构下端固定架连接。采摘机固定在采茶机架上。采茶机架包括连接板、悬挂臂、前后位移固定架和左右位移固定架。悬挂臂连接连接板与前后位移固定架，左右位移固定架固定在前后位移固定架上。左右位移固定架与机械臂结构下端固定架相连，前后位移固定架与左右位移固定架相连。
所述的采茶机包括机壳、储茶盒、储茶盒盖、左主动轮、左从动轮、左传送带、右主动轮、右从动轮、右传送带和V型刀片。机壳固定在采茶机架上，储茶盒设置在机壳底部，储茶盒盖设置在储茶盒底部，左主动轮与左从动轮通过左传送带连接，右主动轮与右从动轮通过右传送带连接，左传送带与右传送带贴合。左传送带与右传送带贴合后一端置于储茶盒盖内，左传送带与右传送带贴合后另一端底部设置有V形刀片，V形刀片中部与左传送带与左传送带底面中线对齐，使得V型刀片将茶叶下方枝条切断后，茶叶夹在左右传送带之间并将其往储茶盒传动；V形刀片固定在机壳底部。
进一步的，所述的连接架及采摘机架均采用3D打印技术制作。
进一步的，所述的舵机，上臂和下臂数量均为3个，呈等边三角形分布。
进一步的，每个所述的机械臂均通过上端固定盘与连接架螺栓连接。
进一步的，所述的下臂通过球铰链与上臂、下端固定架铰接。
进一步的，所述的采摘机架连接板与机械臂结构下端固定架通过螺栓连接。
进一步的，所述的储茶盒通过螺纹设置在机壳底部，储茶盒盖通过螺纹设置在储茶盒底部，
进一步的，所述的V形刀片通过螺钉固定在机壳底部。
本发明如下有益效果:
1.实现了传统采茶装置通过机械臂与无人机结合，大大节约人力，为采茶提供了方便。
2.摆脱了空间的束缚，能够轻易采摘到平时难以采到的茶叶。
附图说明
图1为本发明的整体轴测图；
图2为机械臂正视图；
图3为图2机械臂仰视图(由下往上)；
图4为采茶机架轴测图；
图5为采茶机结构示意图；
图6为采茶机局部视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
如图1所示，一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置，包括无人机1、机械臂机构2、采摘机构3。
机械臂机构2上端固定盘通过连接架24与无人机1下方搭载平台连接。其中，连接架为3D打印部件，左右两边的孔与无人机相连，中间孔用于和机械臂螺栓连接。采摘机构3通过采摘机架与机械臂机构2的下端固定架相连。如图2和3所示，机械臂机构包括三个结构相同的连杆(包括上臂7、下臂8)，固定盘4、舵机固定件5(为非标构件，两侧开槽用于安放舵机，上方开孔用于螺纹连接)舵机6、下端固定架9；舵机6通过舵机固定件5固定在上端固定盘4底部。上臂7与舵机6输出轴相连；下臂8由两根杆构成，两根杆的一端分别通过球铰链与上臂7相连。每个机械臂均通过下臂8的另一端使用球铰链与下端固定架9的铰接。每个机械臂均通过上端固定盘4与连接架24螺栓连接。
采摘机构包括采摘机架、采摘机，采摘机架与机械臂结构下端固定架通过螺栓连接。采摘机固定在采茶机架上。
如图4所示，采茶机架包括连接板10，悬挂臂11，前后位移固定架13，左右位移固定架12。悬挂臂11连接连接板10与前后位移固定架13，左右位移固定架12固定在前后位移固定架13上。
左右位移固定架12与悬挂臂相连，前后位移固定架13与左右位移固定架12相连。
如图5和6所示，采茶机包括机壳14、储茶盒15、储茶盒盖16、左主动轮17、左从动轮18、左传送带19、右主动轮20、右从动轮21、右传送带22、V型刀片23。机壳14固定在采茶机架上，储茶盒15通过螺纹设置在机壳14底部，储茶盒盖16通过螺纹设置在储茶盒15底部，左主动轮17，左从动轮18安装在机壳14内部左侧，左从动轮18在前，左主动轮17靠后。右主动轮20，右从动轮21安装在机壳14内部右侧，右从动轮21在前，右主动轮20靠后.左主动轮17与左从动轮18通过左传送带19连接，右主动轮20与右从动轮21通过右传送带22连接，左传送带19与右传送带22贴合。左传送带19与右传送带22贴合后一端置于储茶盒盖16内，左传送带19与右传送带22贴合后另一端底部设置有V形刀片23，V形刀片23中部与左传送带18与右传送带22底面中线对齐，使得V型刀片将茶叶下方枝条切断后，茶叶夹在左右传送带之间并将其往储茶盒传动；V形刀片23通过螺钉固定在机壳14底部。
连接架及采摘机架均采用3D打印技术制作，均采用螺栓连接。
舵机，上臂和下臂数量均为3个，呈等边三角形分布。
采茶过程如下：
首先操作无人机，是无人机带着机械臂和采茶机飞到需要采摘的位置。通过无人机上摄像设备观察茶叶具体位置，机械臂舵机转动，带动上臂下臂移动到指定位置，使得采茶机对准所需采摘茶叶。采茶机开始工作，左右主动轮转动带动左右传送带移动，将茶叶夹在左右传送带之间并将其往储茶盒传动。传动过程中V型刀片将茶叶下方枝条切断，仅茶叶被传送到储茶盒，采摘完成。

Claims (8)

1.一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置，包括无人机、机械臂机构、采摘机构；其特征在于：所述的机械臂机构上端固定盘通过连接架与无人机下方搭载平台连接；采摘机构通过采摘机架与机械臂机构的下端固定架相连；
所述的机械臂机构包括多个结构相同的机械臂，每个机械臂均包括上端固定盘、舵机固定件、舵机、上臂、下臂和下端固定架；舵机通过舵机固定件固定在上端固定盘底部；上臂与舵机输出轴相连；下臂由杆构成，杆的一端与上臂相连；每个机械臂均通过下臂的另一端与下端固定架的铰接，多个机械臂下臂的另一端沿下端固定架中心均匀分布；
所述的采摘机构包括采摘机架、采摘机，采摘机架连接板与机械臂结构下端固定架连接；采摘机固定在采茶机架上；采茶机架包括连接板、悬挂臂、前后位移固定架和左右位移固定架；悬挂臂连接连接板与前后位移固定架，左右位移固定架固定在前后位移固定架上；左右位移固定架与机械臂结构下端固定架相连，前后位移固定架与左右位移固定架相连；
所述的采茶机包括机壳、储茶盒、储茶盒盖、左主动轮、左从动轮、左传送带、右主动轮、右从动轮、右传送带和V型刀片；机壳固定在采茶机架上，储茶盒设置在机壳底部，储茶盒盖设置在储茶盒底部，左主动轮与左从动轮通过左传送带连接，右主动轮与右从动轮通过右传送带连接，左传送带与右传送带贴合；左传送带与右传送带贴合后一端置于储茶盒盖内，左传送带与右传送带贴合后另一端底部设置有V形刀片，V形刀片中部与左传送带与左传送带底面中线对齐，使得V型刀片将茶叶下方枝条切断后，茶叶夹在左右传送带之间并将其往储茶盒传动；V形刀片固定在机壳底部。
2.如权利要求1所述的一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置，其特征在于：所述的连接架及采摘机架均采用3D打印技术制作。
3.如权利要求1所述的一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置，其特征在于：所述的舵机，上臂和下臂数量均为3个，呈等边三角形分布。
4.如权利要求1所述的一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置，其特征在于：每个所述的机械臂均通过上端固定盘与连接架螺栓连接。
5.如权利要求1所述的一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置，其特征在于：所述的下臂通过球铰链与上臂、下端固定架铰接。
6.如权利要求1所述的一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置，其特征在于：所述的采摘机架连接板与机械臂结构下端固定架通过螺栓连接。
7.如权利要求1所述的一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置，其特征在于：所述的储茶盒通过螺纹设置在机壳底部，储茶盒盖通过螺纹设置在储茶盒底部。
8.如权利要求1所述的一种基于无人机搭载机械臂的采茶装置，其特征在于：所述的V形刀片通过螺钉固定在机壳底部。
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