CN209594344U - 一种无人去雄机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无人去雄机,包括:无人机;伸缩机构,其一端可拆卸连接在所述无人机底部;安装架,其与所述伸缩机构另一端铰接;两个第一驱动电机,其分别设置在所述安装架两端;两个甩刀机构,其分别连接所述驱动电机的动力输出端;角度调整舵机,其固定在所述伸缩机构另一端;摆杆,其一端连接所述角度调整舵机的动力输出轴;连杆,其一端连接所述摆杆另一端,另一端连接所述安装架。本实用新型以无人机为载体,带动切割装置对雄蕊进行切割,代替传统的大型作业机具进地作业,避免了传统大型农机具进地作业时造成的对土壤的碾压,防止土壤板结,在切割过程中调整高度和角度,提高切割精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无人去雄机,属于农业工程领域。
背景技术
研究表明,玉米蜡质成熟期以后,及时将玉米植株顶端的雄蕊收割,即玉米植株去雄切顶,对接下来玉米植株的抗倒伏、养分集中、收获期的提前以及玉米果穗的增产增收有有益效果。
目前,在玉米栽培领域中,去雄切顶是比较重要的环节,由于玉米植株高大,种植密度大,去雄最佳时机较短等原因,目前所采用的手段为人工操作,还没有成熟的去雄机投入使用。但是人工去雄不仅工人劳动强度大、工作环境差、效率低成本高,还容易延误玉米植株去雄切顶的最佳时机。
为解决以上不足,现在已经有数种类型的自动、半自动去雄机械,虽然解决了人工操作的不足,但仍存在一定不足,切割机体积大重量大,结构复杂,进地作业时容易对玉米植株造成损害,对土地碾压造成土壤板结等问题,去雄机利用率低、生产成本高。
实用新型内容
本实用新型设计开发了一种无人去雄机,通过无人机带动切割装置对植物的雄蕊进行切割,在切割过程中,通过角度调整舵机驱动连杆进行角度调整,使雄蕊切割更精准,切割效率更高。
本实用新型的另一实用新型目的:通过第二驱动电机对丝杠进行驱动,使丝杠与第三中空杆件相互配合运动,并带动第二中空杆件上下往复运动,实现伸缩机构高度可调。
本实用新型提供的技术方案为:
一种无人去雄机,包括:
无人机;
伸缩机构,其一端可拆卸连接在所述无人机底部;
安装架,其与所述伸缩机构另一端铰接;
两个第一驱动电机,其分别设置在所述安装架两端;
两个甩刀机构,其分别连接所述驱动电机的动力输出端;
角度调整舵机,其固定在所述伸缩机构另一端;
摆杆,其一端连接所述角度调整舵机的动力输出轴;
连杆,其一端连接所述摆杆另一端,另一端连接所述安装架。
优选的是:
第二驱动电机;
丝杠,其连接所述第二驱动电机的动力输出端,并且所述丝杠具有外螺纹结构;
第一中空杆件,其套设在所述丝杠外部,所述第一中空杆件一端固定在所述无人机底部;
第二中空杆件,其设置在所述第一中空杆件内部,并与所述第一中空杆件相对运动;
第三中空杆件,其套设在所述丝杠外部,并位于所述第二中空杆件中,所述第三中空杆件能够沿着所述丝杠轴向运动。
优选的是,所述伸缩机构还包括:
两个第一固定孔,其对称开设在所述第一中空杆件上部;
两个第二固定孔,其对称开设在所述第二中空杆件下部;
第一螺纹滑块,其设置在所述第二中空杆件顶部,并且所述第一螺纹滑块具有内螺纹结构,其与所述丝杠的外螺纹相配合;
第一限位簧片,其一端连接所述第一螺纹滑块,另一端连接所述第二中空杆件,并且当所述第二中空杆件向下运动时,所述第一限位簧片能够与所述第一固定孔配合,对所述第二中空杆件进行限位;
第二螺纹滑块,其设置在所述第三中空杆件顶部,并且所述第二螺纹滑块具有内螺纹结构,其与所述丝杠的外螺纹相配合;
第二限位簧片,其一端连接在所述第二螺纹滑块,另一端连接所述第三中空杆件,并且当所述第三中空杆件向下运动时,所述第二限位簧片能够与所述第二固定孔配合,对所述第三中空杆件进行限位。
优选的是,所述第三中空杆件上对称开设有凹槽,所述凹槽内设置有预压力弹簧。
优选的是,所述丝杠两端为光杠,中间具有外螺纹结构。
优选的是,所述甩刀机构包括:
刀盘,其连接所述第一驱动电机的动力输出端;
甩刀,其沿所述刀盘周向等间距设置。
优选的是,所述甩刀的材质为软性材料。
优选的是,所述无人机沿前进方向设置有保护装置。
优选的是,所述第三中空杆件下部开设有连接孔。
优选的是,所述安装架通过销穿过所述连接孔与所述第三中空杆件连接。
本实用新型所述的有益效果:
本实用新型以无人机为载体,带动切割装置对雄蕊进行切割,代替传统的大型作业机具进地作业,避免了传统大型农机具进地作业时造成的对土壤的碾压,防止土壤板结。
本实用新型以软性材料的甩刀代替传统的金属割刀,工作时减少了动力消耗,提高了切割质量。通过伸缩臂与角度调节装置,使无人机在不受雄蕊影响的情况下,实现了切割高度与切割角度可调,通用性好。
本实用新型可根据无人机的承载能力,灵活方便的调整所悬挂切割器的数量,灵活调整无人机去雄机的工作幅宽,通用性好。以无人机为载体,当需要无人机植保作业时,可以将本套切割装置换下,提高了无人机的利用率,降低成本,还可以同时安装植保设备,实现一机多用,提高作业效率。
附图说明
图1为本实用新型所述的无人去雄机的结构示意图。
图2为本实用新型所述的无人机的结构示意图。
图3为本实用新型所述的伸缩机构的机构示意图。
图4为本实用新型所述的切割装置的结构示意图。
图5为本实用新型所述的切割装置的极限工作位置示意图。
图6为本实用新型所述的伸缩机构传动结构简图。
图7为本实用新型所述的伸缩机构的初始状态时的A-A剖视图。
图8为本实用新型所述的伸缩机构的中间过渡状态时的A-A剖视图。
图9为本实用新型所述的伸缩机构的最长状态时的A-A图。
图10为本实用新型所述的限位簧由工作状态到压缩状态示意图。
图11为本实用新型所述的伸缩机构的初始状态时的B-B剖视图。
图12为本实用新型所述的伸缩机构的中间过渡状态时的B-B剖视图。
图13为本实用新型所述的伸缩机构的最终伸长状态时的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1-13所示,本实用新型提供一种无人去雄机,包括:无人机100、伸缩机构200以及切割装置300。
如图1所示,无人机100设置在无人去雄机的顶部,在无人机100的底部可拆卸连接有安装架104,用于对伸缩机构200的固定,伸缩机构200的高度可调整,切割装置300与伸缩机构200的底部铰接,在伸缩机构200下部固定有角度调整舵机305,能够调整切割装置300的切割角度。
如图2所示,无人机100包括悬臂101、螺旋桨102、支承架103、安装架104和螺旋桨保护装置105,在无人机顶部,设置有多个悬臂101,悬臂 101的一端固定在无人机顶部,另一端固定连接有螺旋桨102,多个悬臂101 沿无人机周向等间距分布;每个悬臂101上,均连接有安装有支撑架103,用于在无人机放置时对无人机100的支撑。安装架104可拆卸的连接在无人机100的底部,用于连接并固定伸缩机构200,以便在需要无人机植保作业的时候,可将无人机拆卸下来,提高无人机的利用率。螺旋桨保护装置105 设置在无人机100的两个螺旋桨102的外围,并沿无人机100的前进方向设置。
如图3、6所示,伸缩机构200包括:第一中空杆件201、第二中空杆件 202、第三中空杆件203、第二驱动电机204、联轴器205、减速齿轮组206 以及丝杠207。
其中,第一中空杆件201上端设置在伸缩机构安装架104上,与无人机 100相对固定;第二中空杆件202设置在第一中空杆件201内部,可以与第一中空杆件201相对移动;第三中空杆件203设置在第二中空杆件202内部,可以与第二中空杆件202相对移动,第三中空杆件203末端开设有连接孔。第二驱动电机204和减速齿轮组206设置在伸缩机构安装架104底部,用于调整伸缩机构200长度;第二驱动电机204的动力输出端连接减速齿轮组206,减速齿轮组206的输出轴与丝杠207相连。
如图8所示,在第一中空杆件201上部,对称开设有两个第一固定孔,在第二中空杆件202下部,对称开设有两个第二固定孔,并在第二中空杆件顶部设置有第一螺纹滑块210,第一限位簧片208a连接在第一螺纹滑块210 和第二中空杆件202之间,在初始状态时,第一限位簧片208a能够与第一固定孔配合,使其卡设在第一固定孔内部,对第二中空杆件202进行限位。第三中空杆件203顶部设置有第二螺纹滑块209,并在第三中空杆件203和第二螺纹滑块209之间设置有第二限位簧片208b,其能够与第二固定孔进行配合,对第三中空杆件203进行限位。其中,丝杠207的两端为光杠,中间部分具有外螺纹结构,第一螺纹滑块210和第二螺纹滑块209均具有内螺纹结构,能够与具有外螺纹结构的丝杠207配合。
在第三中空杆件203上,对称开设有两个凹槽,并在两个凹槽内分别设置有预压力弹簧211,两个凹槽分别位于第二限位簧片208b的一侧,使预压力弹簧211位于第二限位簧片208b的一侧,当第三中空杆件203相对于第二中空杆件202向下运动到一定位置时,位于凹槽里的预压力弹簧211受到压缩,进而施加给第二中空杆件202一个向下的压力,这个压力使位于第二中空杆件202顶端的第一螺纹滑块210更易与丝杠207产生螺纹配合,进而使丝杠207带动第二中空杆件202向下运动。
如图7、10所示,为伸缩机构200的初始状态。初始状态时伸缩机构200 长度最短,当伸缩机构200伸长时,第二驱动电机204旋转,经减速齿轮组206、联轴器205带动丝杠207旋转。此时,第二中空杆件202在上端第一限位簧片208a的作用下,与第一中空杆件201相对固定,且固定于第二中空杆件202上端的第一螺纹滑块210尚未与丝杠207产生螺纹配合,而固定于第三中空杆件203上端的第二螺纹滑块209此时已经与丝杠207存在螺纹配合,所以当丝杠207旋转时,仅使固定于第三中空杆件203上端的第二螺纹滑块 209向下运动,也即只有第三中空杆件203相对于第一中空杆件201产生向下的位移。此时预压力弹簧211为自由无压缩力状态,如图11所示。
如图8所示,为中间过渡状态。当运动持续到第二螺纹滑块209即将与丝杠207脱开配合时,第三中空杆件203开始压缩预压力弹簧211,如图12 所示,在预压力弹簧211的作用下,第三中空杆件203对第二中空杆件202 产生一定向下的压力,当压力大于第二中空杆件202上端第一限位簧片208a 的限位力时,第一限位簧片208a被压缩,如图10所示,限位作用失效,第二中空杆件202相对于第一中空杆件201产生向下的位移,第一螺纹滑块210 与丝杠207顶部螺纹接触,并且随着丝杠207的旋转,在预压力弹簧211预紧力的作用下逐渐进入螺纹配合,与此同时,预压力弹簧211继续被压缩,直至第三中空杆件203上端的第二限位簧片208b由压缩状态恢复为原始状态,凸起卡到第二中空杆件202下端的第二固定孔内,如图9、10所示,此时第三中空杆件203与第二中空杆件202不再产生相对位移,随着丝杠207 的旋转,螺纹滑块209最终将脱开螺纹配合,仅有螺纹滑块210与丝杠207 存在螺纹配合,并且螺纹滑块210的向下移动,将带动第二中空杆件202和第三中空杆件203向下运动,使伸缩机构进一步伸长。
如图9、13所示,为长度最长状态。当螺纹滑块210运动至丝杠207的螺纹末端,丝杠207停止旋转,螺纹滑块210与丝杠207的螺纹间产生自锁,伸缩机构200的长度将不再变化。伸缩机构200的收缩过程与伸长过程正好相反。
如图4-5所示,切割装置300通过销轴穿过第三中空杆件203上的连接孔,与伸缩机构连接,使切割装置300铰接在伸缩机构200的下部,切割装置包括第一驱动电机301、切割器安装架302、刀盘303、甩刀304、角度调整舵机305、摆杆306以及连杆307。
切割器安装架302通过销轴安装于第三中空杆件203下端的连接孔处,切割器安装架302的两端加工有第一驱动电机301的安装孔,第一驱动电机 301通过螺钉连接安装于切割器安装架302两端,第一驱动电机301的动力输出端固定设置有刀盘303,刀盘303的圆周面上均布甩刀304。角度调整舵机305固定在第三中空杆件203下端处,其输出轴上安装有摆杆306,摆杆 306另一端加工有通孔,连杆307两端均加工有通孔,一端与摆杆306一端的通孔铰接,另一端与切割器安装架302上的通孔铰接,组成四连杆机构。
在本实用新型中,作为一种优选,甩刀304采用软性材料。
在本实用新型中,作为一种优选,甩刀304采用胶绳。
在另一实施例中,甩刀采用细尼龙绳。
软性甩刀切割装置300工作时,由无人机电源供电,带动两个第一驱动电机301相对旋转,带动刀盘旋转,甩刀在离心力作用下展开,对植株雄蕊进行切割。当无人机前进时,螺旋桨102所在平面会产生倾斜,形成前低后高的姿态,为了维持稳定的切割角度,此时,角度调整机构工作,根据飞行控制板传感器产生的倾角数据,控制角度调整舵机305旋转一定角度,带动摆杆306转动,进而通过连杆307,使甩刀304的旋转平面相对于水平面产生一定角度调整,以维持最佳切割角度。
以软性材料的甩刀代替传统的金属割刀,工作时减少了动力消耗,提高了切割质量。通过伸缩臂与角度调节装置,使无人机在不受雄蕊影响的情况下,实现了切割高度与切割角度可调,通用性好。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种无人去雄机,其特征在于,包括:
无人机;
伸缩机构,其一端可拆卸连接在所述无人机底部;
安装架,其与所述伸缩机构另一端铰接;
两个第一驱动电机,其分别设置在所述安装架两端;
两个甩刀机构,其分别连接所述驱动电机的动力输出端;
角度调整舵机,其固定在所述伸缩机构另一端;
摆杆,其一端连接所述角度调整舵机的动力输出轴;
连杆,其一端连接所述摆杆另一端,另一端连接所述安装架。
2.根据权利要求1所述的无人去雄机,其特征在于,所述伸缩机构包括:
第二驱动电机;
丝杠,其连接所述第二驱动电机的动力输出端,并且所述丝杠具有外螺纹结构;
第一中空杆件,其套设在所述丝杠外部,所述第一中空杆件一端固定在所述无人机底部;
第二中空杆件,其设置在所述第一中空杆件内部,并与所述第一中空杆件相对运动;
第三中空杆件,其套设在所述丝杠外部,并位于所述第二中空杆件中,所述第三中空杆件能够沿着所述丝杠轴向运动。
3.根据权利要求2所述的无人去雄机,其特征在于,所述伸缩机构还包括:
两个第一固定孔,其对称开设在所述第一中空杆件上部;
两个第二固定孔,其对称开设在所述第二中空杆件下部;
第一螺纹滑块,其设置在所述第二中空杆件顶部,并且所述第一螺纹滑块具有内螺纹结构,其与所述丝杠的外螺纹相配合;
第一限位簧片,其一端连接所述第一螺纹滑块,另一端连接所述第二中空杆件,并且当所述第二中空杆件向下运动时,所述第一限位簧片能够与所述第一固定孔配合,对所述第二中空杆件进行限位;
第二螺纹滑块,其设置在所述第三中空杆件顶部,并且所述第二螺纹滑块具有内螺纹结构,其与所述丝杠的外螺纹相配合;
第二限位簧片,其一端连接在所述第二螺纹滑块,另一端连接所述第三中空杆件,并且当所述第三中空杆件向下运动时,所述第二限位簧片能够与所述第二固定孔配合,对所述第三中空杆件进行限位。
4.根据权利要求3所述的无人去雄机,其特征在于,所述第三中空杆件上对称开设有凹槽,所述凹槽内设置有预压力弹簧。
5.根据权利要求4所述的无人去雄机,其特征在于,所述丝杠两端为光杠,中间具有外螺纹结构。
6.根据权利要求5所述的无人去雄机,其特征在于,所述甩刀机构包括:
刀盘,其连接所述第一驱动电机的动力输出端;
甩刀,其沿所述刀盘周向等间距设置。
7.根据权利要求6所述的无人去雄机,其特征在于,所述甩刀的材质为软性材料。
8.根据权利要求7所述的无人去雄机,其特征在于,所述无人机沿前进方向设置有保护装置。
9.根据权利要求8所述的无人去雄机,其特征在于,所述第三中空杆件下部开设有连接孔。
10.根据权利要求9所述的无人去雄机,其特征在于,所述安装架通过销穿过所述连接孔与所述第三中空杆件连接。
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