CN113273397A - 一种基于无人机的自动化棉花打顶装置 - Google Patents

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孙兴冻
徐克�
汪杰
许良元
蒋锐
方梁菲
雒有宝
景文康
周超飞
彭双飞
徐海明
蒋珂
沈宏劲
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Abstract

本发明涉及机械化棉花打顶领域，尤其是一种基于无人机的自动化棉花打顶装置，包括无人机系统、打顶动力系统、打顶控制系统；所述的无人机系统为该棉花打顶装置的载体；所述的打顶动力系统，安装在无人机主体下方的吊台上，为打顶装置提供动力；所述的打顶控制系统，在高度传感器和光学防抖相机的帮助下，能够对生长的棉花植株进行自动仿形，对不同高度的棉花植株进打顶。本发明与现有技术相比，能够在不损伤棉花植株的前提下，对生长高度不同的棉花进行自动仿形，完成对顶心的切除。

Description

一种基于无人机的自动化棉花打顶装置
技术领域
本发明涉及机械化棉花打顶领域，尤其是一种基于无人机的自动化棉花打顶装置。
背景技术
棉花作为我国的主要农作物之一，为保证棉花的产量，棉花打顶工作十分重要，通过对棉花顶心的切除，消除其顶端优势，使棉花早结玲，多结玲，提高棉花的产量。为提高农民棉花打顶的工作效率，市场上需要一款高效、实用的棉花打顶装置。目前我国仍有不少地区仍使用手工打顶，手工打顶劳动强度大，不仅需要大量劳动力，同时打顶的效率也不高；传统的打顶机械主要为地面机械式打顶，这种打顶方式不仅会对植株造成一定的损害，而且棉花植株的生长环境差异，会导致棉花植株高矮不一，传统的棉花打顶装置也不能对不同高度的棉花顶心进行一一切除。
本发明以无人机为载体，下方悬挂棉花打顶装置，在对棉花进行打顶的过程中并不会对棉花植株产生损害；此外，此装置还能实现自动仿形，能够对不同高度的棉花顶心进行快速切除。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种基于无人机的自动化棉花打顶装置，能够在不损伤棉花植株的前提下实现自动仿形，对生长高度不同的棉花进行打顶操作。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于无人机的自动化棉花打顶装置，其特征在于：包括无人机系统、打顶动力系统、打顶控制系统；所述的打顶动力系统、打顶控制系统均固定安装在吊台上，所述的吊台通过螺栓固定安装在无人机主体下方。
进一步地，所述的无人机系统，包括扇叶、机翼、驱动电机、无人机主体以及无人机支架；无人机的四个机翼固定于无人机主体的四个方向上，四个驱动电机分别固定于四个机翼的末端，四个扇叶分别安装在驱动电机的电机轴上，四个驱动电机驱动四个扇叶的旋转；上述的无人机支架安装在无人机主体两侧下方，且位于两机翼之间。
进一步地，所述的打顶动力系统，包括电机、电动推杆以及陶瓷刀片；所述的电机通过螺栓固定安装在吊台挡板上；所述的电动推杆的固定节直接与电机输出轴相连接，悬挂于吊台下方，电机的输出轴驱动电动推杆做旋转运动，所述的陶瓷刀片安装在电动推杆的第二伸缩节下方；所述的吊台通过螺栓固定在无人机主体的下方。
进一步地，所述的打顶控制系统，包括打顶控制器，高度传感器，光学防抖相机和固定座；所述的打顶控制器通过螺栓固定在吊台上；所述的高度传感器和光学防抖相机均固定安装在固定座上，所述的固定座通过螺栓固定安装在吊台上，吊台通过螺栓固定在无人机主体下方。
同现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明能够在无人机的帮助下，对生长高度不一的棉花植株进行自动仿形，在打顶控制系统的作用下，该打顶装置可对处于不同高度的棉花顶心进行切除。
附图说明
图1为本发明的整体外观结构示意图；
图2为本发明的打顶装置外观结构示意图；
图3为本发明打顶动力系统示意图；
图4为打顶控制系统流程示意图；
图示中，1为扇叶，2为机翼，3为驱动电机，4为无人机主体，5为电机，6为吊台，7为无人机支架，8为打顶控制器，9为高度传感器，10为光学防抖相机，11为电动推杆，12为陶瓷刀片，13为固定座，1101为电动推杆固定节，1102为电动推杆的第一伸缩节，1103为电动推杆的第二伸缩节。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参见图1至图4所示，本发明是一种基于无人机的自动化棉花打顶装置，包括无人机系统，打顶动力系统，打顶控制系统；所述的无人机系统包括扇叶1、机翼2、驱动电机3、无人机主体4以及无人机支架7；无人机的四个机翼2固定于无人机主体4的四个方向上，四个驱动电机3分别固定于四个机翼2的末端，四个扇叶1分别安装在驱动电机3的电机轴上，四个驱动电机3驱动四个扇叶1的旋转，四个驱动电机3所输出动力的大小不同，由此实现无人机飞行运动过程中的前进、后退、向左或向右；上述的无人机支架7通过螺栓螺母安装在无人机主体4两侧下方，且位于两机翼2之间。
所述的打顶动力系统包括电机5，电动推杆11，陶瓷刀片12；所述的电机5通过螺栓固定安装在吊台6的挡板上；所述电动推杆11的规格为三节900mm+900mm行程，其中固定节1101直接与电机5的输出轴相连，悬挂于吊台6的下方，输出轴的旋转带动电动推杆11做旋转运动，由此实现安装在电动推杆11的第二伸缩节1103底部的陶瓷刀片12高速旋转，达到对棉花顶心的切割的效果；所述的吊台6通过螺栓固定在无人机主体4的下方。所述的打顶控制系统，包括打顶控制器8，高度传感器9，光学防抖相机10以及固定座13；所属的打顶控制器8通过螺栓固定安装在吊台6上；所述的高度传感器9和光学防抖相机10均固定安装在固定座13上，所述的固定座13通过螺栓安装在吊台6上；所述的光学防抖相机10对接下来需要打顶的棉花顶心进行快速选取捕捉，将捕捉到的棉花顶心经高度传感器9的计算，并将高度信息传递到打顶控制器8内，打顶控制器8对电动推杆11进行命令输入，电动推杆11的固定节1101内置有电机驱动第一伸缩节1102、第二伸缩节1103完成拉伸、压缩运动，并带动安装在第二伸缩节1103底部的陶瓷刀片12上下运动，由此实现对生长高度不同的棉花进行打顶。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于无人机的自动化棉花打顶装置，其特征在于：无人机系统、打顶动力系统、打顶控制系统；所述的无人机系统为该打顶装置的载体，吊台通过螺栓悬挂在无人机主体下方；所述的打顶控制系统和打顶动力系统均固定安装在吊台上。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的自动化棉花打顶装置，其特征在于：所述的无人机系统，包括无人机主体、扇叶、机翼、驱动电机以及无人机支架；无人机的四个机翼固定于无人机主体的四个方向上，四个驱动电机分别固定于四个机翼的末端，四个扇叶分别安装在驱动电机的电机轴上，四个驱动电机驱动四个扇叶的旋转；所述的无人机支架安装在无人机主体两侧下方，且位于两机翼之间。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的自动化棉花打顶装置，其特征在于：所述的打顶动力系统，包括电机、电动推杆以及陶瓷刀片；所述电动推杆的固定节与电机的输出轴相连，悬挂在吊台下方，所述的陶瓷刀片安装在电动推杆的下方；所述的电机安装在吊台挡板上；所述的吊台通过螺栓固定在无人机主体的下方。
4.根据权利要求书1所述的一种基于无人机的自动化棉花打顶装置，其特征在于：所述的打顶控制系统，包括打顶控制器、高度传感器、光学防抖相机以及固定座；所述的打顶控制器和固定座均固定安装在吊台上；所述的高度传感器和光学防抖相机安装在固定座上；所述吊台由螺栓固定在无人机主体下方。
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