CN210298606U - 一种采摘无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采摘无人机，涉及无人机技术领域，包括机体，机体的底部设有云台，云台上安装有摄像装置，机体的前侧设有电动剪刀装置以及驱动电动剪刀装置在水平面和竖直面旋转的第一驱动机构；电动剪刀装置包括安装柄，安装柄上安装有两个相互啮合的齿轮以及驱动齿轮旋转的第二驱动机构，两个齿轮的一侧各固定连接有一个驱动杆，驱动杆远离齿轮的一端铰接有一个呈钝角的V形剪翼，两个所述V形剪翼的相向侧均设有刀片；本实用新型可根据目标果蒂的位置方向不同灵活调整剪刀的方向和姿态，有效提高剪切准确度和质量。

Description

一种采摘无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体地涉及一种采摘无人机。

背景技术

油茶最好在种籽已经成熟而果实未开裂之前采收，而油茶果从成熟到开裂仅有10天左右的时间，采摘过早，直接影响茶籽的含油量和出油率，采摘太迟，会由于油茶果自然开裂导致茶籽易散落而难以收捡，降低产量。

目前油茶果的采摘主要依靠人工，采摘效率低，人工劳动强度大、劳动周期紧且需求人力多，而随着世界人口老龄化趋势明显，农村劳动力逐步流失，而采摘作业所用的劳动力占整个生产过程作用劳动力的30％至50％，人力成本已成为制约农业发展的重要因素。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决现有人工采摘油茶果效率低、劳动强度大且成本高的问题，本实用新型提供一种可用于油茶果采摘的自动采摘无人机。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种采摘无人机，包括机体，所述机体的底部设有云台，云台上安装有摄像装置，所述机体的前侧设有电动剪刀装置以及驱动电动剪刀装置在水平面和竖直面均可旋转的第一驱动机构；所述电动剪刀装置包括与第一驱动机构连接的安装柄，所述安装柄上安装有两个位于同一竖直线的同等尺寸的相互啮合的齿轮以及驱动一个齿轮旋转的第二驱动机构，两个齿轮远离第一驱动机构的一侧各固定连接有一个水平的长度相同的驱动杆，所述驱动杆远离齿轮的一端铰接有一个呈钝角的V形剪翼，两个V形剪翼的顶角相对，所述安装柄上位于齿轮的前端在同一竖直线上铰接有两个长度相等的活动杆，两个活动杆远离安装柄的一端各与一个V形剪翼的顶角铰接，两个所述V形剪翼的相向侧均设有刀片。

优选地，所述第二驱动机构包括驱动齿轮和电机，所述驱动齿轮与其中一个齿轮啮合，所述驱动齿轮由电机驱动旋转。

优选地，两个所述齿轮的齿轮轴上均设有一个扭力弹簧。

优选地，所述第一驱动机构包括与机体前侧固定连接的竖直面旋转关节和与竖直面旋转关节转动连接的水平面旋转关节，竖直面旋转关节和水平面旋转关节均由步进电机驱动旋转。

本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型在机体的前侧设置可在水平面和竖直面旋转的第一驱动机构，第一驱动机构上安装电动剪刀装置，在采摘时，可根据目标果蒂的位置方向不同灵活调整剪刀的方向，以合适的角度进行不同果子的剪切，有效提高剪切准确度和质量；同时，电动剪刀的两个刀片的开合由两个相互啮合的齿轮驱动，两个齿轮的正反转实现剪刀的开合，结构刚性强精度高；而齿轮的驱动由电机控制，齿轮上设有扭力弹簧，电机驱动齿轮旋转固定角度，实现两个剪刀刀片的切合，而电机停转后，两个齿轮在扭力弹簧作用下反向旋转复位，剪刀呈撑开状态，剪切、复位更加快速；

2.本实用新型的第一驱动机构采用两个运动方向垂直的旋转关节，由两个方向垂直的电机驱动，实现剪刀的姿态的快速切换，结构紧凑精确性高；

3.本实用新型设置控制装置用于第一驱动机构和第二驱动机构的控制，使多结构间快速协调配合，实现自动采摘功能。

附图说明

图1是本实用新型电动剪刀装置处于闭合状态的结构示意图；

图2是本实用新型的电动剪刀装置处于张开状态的结构示意图；

图3是本实用新型的右视图。

附图标记：1-机体、2-云台、3-摄像装置、4-安装柄、5-齿轮、6-驱动杆、7-V形剪翼、8-活动杆、9-刀片、10-驱动齿轮、11-底座、12-水平轴、13-竖直轴

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1至图3所示，本实施例提供一种采摘无人机，包括机体1,所述机体1的底部设有云台2，云台2上安装有摄像装置3，机体1的前侧设有电动剪刀装置以及驱动电动剪刀装置在水平面和竖直面均可旋转的第一驱动机构；所述电动剪刀装置包括与第一驱动机构连接的安装柄4，安装柄4上安装有两个位于同一竖直线的同等尺寸的相互啮合的齿轮5以及驱动其中一个齿轮5旋转的第二驱动机构，两个齿轮5的右侧各固定连接有一个水平的长度相同的驱动杆6，且驱动杆6的轴心线经过齿轮5的轴心，驱动杆6的右端铰接有一个呈钝角的V形剪翼7，两个V形剪翼7的顶角朝向内侧相对，所述安装柄4上两个齿轮5的右端在同一竖直线上铰接有两个长度相等的活动杆8，两个活动杆8的右端各与一个V形剪翼7的顶角铰接，两个V形剪翼7的相向侧均设有可相互切合的刀片9。

其中，第二驱动机构包括驱动齿轮10和电机(图中未示出)，所述驱动齿轮10与下方的齿轮5啮合，驱动齿轮10由电机驱动旋转。电机正转，驱动两个齿轮5相向旋转，铰接在两个齿轮5的驱动杆6上的V形剪翼7相向运动，两个刀片9切合进行剪切，电机反转，两个齿轮5反向旋转，铰接在两个齿轮5的驱动杆6上的V形剪翼7相背运动，两个刀片9打开呈初始状态。

需要说明的是，机体1内设有控制装置，第一驱动机构、第二驱动机构、云台2和摄像装置3均与控制装置电性连接，控制装置与地面操作面板通过无线通信装置连接，通过地面操作面板可以灵活调整云台2带动摄像装置多角度观测采摘区域，在复杂背景下对目标进行识别和获取并反馈至操作面板，控制装置控制第一驱动机构使剪刀处于最佳姿态，并控制电机执行旋转，对目标进行准确剪切。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上进一步优化，具体区别为：

两个所述齿轮5的齿轮5轴上均设有一个扭力弹簧(图中未示出，选用市场已有的扭力弹簧即可)。电机驱动驱动齿轮10旋转固定角度，实现两个剪刀刀片9的切合，而剪刀的复位不采用电机反转，而是驱动两个齿轮5相向旋转使两个刀片9完成一次切合后电机停转，其主轴与驱动齿轮10呈自由旋转状态，两个齿轮5在扭力弹簧作用下反向旋转复位，剪刀呈撑开状态复位，下次剪切时再次驱动电机按原方向旋转固定角度后再停转即可，这样复位更加快速，且电机无需正反转，电机控制更加简单，结构更加稳定。

实施例3

如图1和图2所示，本实施例在实施例1和实施例2的基础上进一步优化，具体区别为：

所述第一驱动机构包括与机体1前侧固定连接的竖直面旋转关节和与竖直面旋转关节转动连接的水平面旋转关节，竖直面旋转关节和水平面旋转关节均由步进电机驱动旋转。具体地，所述竖直面旋转关节包括与机体1前侧固定连接的底座11和与底座11转动连接的水平轴12，所述底座11内安装有驱动水平轴12在竖直面旋转的第一步进电机，所述水平面旋转关节包括与水平轴12远离底座11的一端竖直转动连接的竖直轴13，所述水平轴12内安装有驱动水平轴12在水平面旋转的第二步进电机，其中，第一步进电机和第二步进电机均电性连接至控制装置。通过控制第一步进电机和第二步进电机的旋转角度实现第一驱动机构的姿态调整，从而实现剪刀的方向、姿态调整。

Claims (4)

1.一种采摘无人机，包括机体(1),所述机体(1)的底部设有云台(2)，云台(2)上安装有摄像装置，其特征在于：所述机体(1)的前侧设有电动剪刀装置以及驱动电动剪刀装置在水平面和竖直面均可旋转的第一驱动机构；所述电动剪刀装置包括与第一驱动机构连接的安装柄(4)，所述安装柄(4)上安装有两个位于同一竖直线的同等尺寸的相互啮合的齿轮(5)以及驱动一个齿轮(5)旋转的第二驱动机构，两个齿轮(5)远离第一驱动机构的一侧各固定连接有一个水平的长度相同的驱动杆(6)，所述驱动杆(6)远离齿轮(5)的一端铰接有一个呈钝角的V形剪翼(7)，两个V形剪翼(7)的顶角相对，所述安装柄(4)上位于齿轮(5)的前端在同一竖直线上铰接有两个长度相等的活动杆(8)，两个活动杆(8)远离安装柄(4)的一端各与一个V形剪翼(7)的顶角铰接，两个所述V形剪翼(7)的相向侧均设有刀片(9)。

2.根据权利要求1所述的一种采摘无人机，其特征在于：所述第二驱动机构包括驱动齿轮(10)和电机，所述驱动齿轮(10)与其中一个齿轮(5)啮合，所述驱动齿轮(10)由电机驱动旋转。

3.根据权利要求2所述的一种采摘无人机，其特征在于：两个所述齿轮(5)的齿轮(5)轴上均设有一个扭力弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种采摘无人机，其特征在于：所述第一驱动机构包括与机体(1)前侧固定连接的竖直面旋转关节和与竖直面旋转关节转动连接的水平面旋转关节，竖直面旋转关节和水平面旋转关节均由步进电机驱动旋转。

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