一种用于轻小物体抓取的小型无人机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于轻小物体抓取的小型无人机，包括无人机、连接装置和抓取装置，所述抓取装置通过连接装置连接在无人机上，所述无人机包括无人机本体、控制装置、微型摄像头、卷线轴动力装置以及遥控器，所述连接装置包括伸缩杆和缆绳，所述抓取装置包括平台、与平台铰接的夹爪结构、以及相邻夹爪之间的连接网，所述夹爪结构由第一夹爪和第二夹爪铰接组成。本实用新型专利技术通过微型摄像头准确判断待抓取物体的位置，通过伸缩杆使得在机械爪放下和收起过程中，避免机械爪因无人机悬停不稳和周围风力影响而产生大幅度摇摆导致难以抓取物体，通过设置于抓取装置中的连接网，避免抓的物体从夹爪的缝隙中滑落，有助于提高无人机抓取物体的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于轻小物体抓取的小型无人机
本技术涉及无人机
，特别涉及一种用于轻小物体抓取的小型无人机。
技术介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机具有体积小、重量轻、费用低、操作灵活、安全性高的特点，具有广阔的应用前景。无人机的用途越来越广，无人机与一些执行装置结合可以实现特定功能。例如，可以将无人机和机械爪结合在一起，可以方便从高处或人力不易达到的位置取得物品。现有的无人机抓取装置存在一些弊端，例如没有搭载智能系统，对所抓取的物体不能精确定位，导致抓取准确度不高。抓取系统中的抓取装置可伸缩的长度有限，且不够灵活，使得抓取系统的应用范围受到局限。若通过金属杆连接无人机和抓取装置，结构复杂的连接杆会导致操作困难且金属杆的质量过大会导致无人机在空中不易稳定飞行，若采用轻质绳连接，机械爪容易因为无人机悬停不稳或受周围风力影响而产生大幅度摇摆导致难以抓取物体。此外，由于规则的结构，机械爪对于容易移动、掉落的轻小不规则物体，如空饮料瓶、小型垃圾则难以进行空中抓取。
技术实现思路
针对上述存在问题，本技术的目的在于提供一种用于轻小物体抓取的小型无人机，旨在解决使用无人机抓取轻小物体时，提高抓取准确率、防止物体于半空中掉落的问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种用于轻小物体抓取的小型无人机，包括无人机、连接装置和抓取装置，所述抓取装置通过连接装置连接在无人机上，所述连接装置包括伸缩杆和缆绳，所述伸缩杆分为三段，第一伸缩筒通过连杆固定在无人机上、第二伸缩筒插设在第一伸缩筒中，第三伸缩筒插设在第二伸缩筒中，所述缆绳穿过伸缩杆，所述缆绳位于第三伸缩筒下方设置有绳结点，所述缆绳放松时，第二伸缩筒、第三伸缩筒随之放下，缆绳收缩时可将第三伸缩筒和第二伸缩筒拉回。进一步，所述无人机包括无人机本体、控制无人机飞行的控制装置、安装在无人机底面上的微型摄像头、卷线轴动力装置以及能够给控制装置发射控制信号的遥控器。进一步，所述控制装置包含飞行控制器、信号接收器和信号发射器，所述飞行控制器对无人机的飞行状态进行调整，信号发射器向遥控器发送图像信号、向卷线轴动力装置发送控制信号，信号接收器接收遥控器发出的控制信号。进一步，所述卷线轴动力装置包括依次相连的电机驱动、编码电机和卷线轴，所述编码电机的驱动轴输出端与卷线轴固定相连，电机驱动通过导线与控制装置和编码电机相连，电机驱动接收控制装置发出的控制信号，并根据该控制信号来控制所述编码电机正转、反转和停止，从而控制卷线轴的旋转，进一步控制缆绳的收起与放松。进一步，所述抓取装置包括平台和夹爪结构，所述夹爪结构包括若干个且在所述平台四周对称分布，所述夹爪结构的一端以铰接方式与所述平台连接，相邻夹爪结构之间设置有连接网,所述夹爪结构用于固定落入这些夹爪包围区域内的物体，所述连接网的大小为相邻两夹爪结构间隙最大时的面积。进一步，所述夹爪结构包括第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪的一端与所述第二夹爪的一端通过铰轴连接。作为优选，所述第一夹爪与平台之间的夹角在15-60度之间，第二夹爪与第一夹爪之间的角度在33-105度之间，这样能够夹起被抓物体且防止被抓物体中途掉落。作为优选，所述夹爪结构的内表面设有防滑凸起，能够增强夹爪与被抓物体之间的摩擦。作为优选，所述伸缩杆的材质为碳纤维，具有密度低、耐腐蚀的特点，所述缆绳为凯夫拉材质，质量轻且强度高，所述抓取装置采用高强度铝合金材料。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：1.本技术的抓取装置适用于稳定抓取质量轻、形状不规则的物体，被抓紧的物体能够恰好落入机械爪夹爪结构的夹爪的范围内，通过在抓取装置中设置连接网，避免抓的物体从夹爪的缝隙中滑落，有助于提高无人机抓取物体的准确性；2.本技术的抓取装置不需要驱动装置，通过机械爪夹爪结构与平台的灵活的铰接结构、夹爪结构中各夹爪的上下两段之间的灵活的铰接结构，使得机械爪触碰到被抓物体表面时，机械爪会自动伸展，并在高度上升之后合上，抓取物体不需要无人机停机，提高了机械爪机构的工作效率；3.通过伸缩杆使得在夹爪结构放下和收起过程中，避免夹爪结构因无人机悬停不稳和周围风力影响而产生大幅度摇摆导致难以抓取物体；4.本技术的结构简单、重量较轻、成本低廉，通过缆绳与无人机连接，易于装卸，使用灵活，且迎风面积远小于传统机械爪，减小了飞行时的空气阻力。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术夹爪结构收紧状态结构示意图；图3为本技术夹爪结构张开状态结构示意图；图4为本技术伸缩杆的剖面结构示意图；其中:10-无人机、10-无人机本体、12-微型摄像头、13-卷线轴动力装置、131-电机驱动、132-编码电机、133-卷线轴、14-控制装置、15-遥控器、20-连接装置、21-伸缩杆、211-第一伸缩筒、212-第二伸缩筒、213-第三伸缩筒、22-缆绳、23-连接杆、30-抓取装置、31-平台、32-夹爪结构、321-第一夹爪、322-第二夹爪、33-连接网。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细描述。如图1和图2所示，本技术为一种用于轻小物体抓取的小型无人机，包括无人机10、所述抓取装置30通过连接装置20连接在无人机10上，连接装置20和抓取装置30，所述无人机10包括无人机本体11、控制无人机飞行的控制装置14、安装在无人机底面上的微型摄像头12、卷线轴动力装置13以及能够给控制装置14发射控制信号的遥控器15，所述控制装置14包含飞行控制器、信号接收器和信号发射器，所述飞行控制器对无人机的飞行状态进行调整，信号发射器向遥控器15发送图像信号、向卷线轴动力装置13发送控制信号，信号接收器接收遥控器15发出的控制信号，所述卷线轴动力装置13包括依次相连的电机驱动131、编码电机132和卷线轴133，所述编码电机132的驱动轴输出端与卷线轴133固定相连，电机驱动131通过导线与控制装置14和编码电机132相连，电机驱动131接收控制装置14发出的控制信号，并根据该控制信号来控制所述编码电机132正转、反转和停止，从而控制卷线轴133的旋转，进一步控制缆绳22的收起与放松。如图2和图3所示，所述抓取装置30包括平台31和夹爪结构32，所述夹爪结构32包括若干个且在所述平台31四周对称分布，所述夹爪结构32的一端以铰接方式与所述平台31连接，相邻夹爪结构32之间设置有连接网33,夹爪结构32包括第一夹爪321和第二夹爪322，所述第一夹爪321的一端与所述第二夹爪322的一端通过铰轴连接，所述第一夹爪321与平台31之间的夹角在15-60度之间，第二夹爪322与第一夹爪321之间的角度在33-105度之间。工作状态下，缆绳22放松时，抓取装置30在重力作用下向下运动直至接触被抓物体表面，所述第一夹爪321和第二夹爪322在被抓物体带来的阻力作用下绕铰轴转动，使夹爪结构32发生形状变化，转动极限为第一夹爪321与平台31之间的夹角为15度、第一夹爪321与第二夹爪322之间的夹角为33度，即第一夹爪321和第二夹爪322不能继续绕铰轴转动，连接网33展开，待抓取物体落入夹爪结构的夹爪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于轻小物体抓取的小型无人机，包括无人机(10)、连接装置(20)和抓取装置(30)，其特征在于：所述抓取装置(30)通过连接装置(20)连接在无人机(10)上，所述连接装置(20)包括伸缩杆(21)和缆绳(22)，所述伸缩杆(21)分为三段，第一伸缩筒(211)通过连杆(23)固定在无人机(10)上、第二伸缩筒(212)插设在第一伸缩筒(211)中，第三伸缩筒(213)插设在第二伸缩筒(212)中，所述缆绳(22)穿过伸缩杆(21)，所述缆绳(22)位于第三伸缩筒(213)下方设置有绳结点，所述缆绳(22)放松时，第二伸缩筒(212)、第三伸缩筒(213)随之放下，缆绳(22)收缩时可将第三伸缩筒(213)和第二伸缩筒(212)拉回。

【技术特征摘要】
1.一种用于轻小物体抓取的小型无人机，包括无人机(10)、连接装置(20)和抓取装置(30)，其特征在于：所述抓取装置(30)通过连接装置(20)连接在无人机(10)上，所述连接装置(20)包括伸缩杆(21)和缆绳(22)，所述伸缩杆(21)分为三段，第一伸缩筒(211)通过连杆(23)固定在无人机(10)上、第二伸缩筒(212)插设在第一伸缩筒(211)中，第三伸缩筒(213)插设在第二伸缩筒(212)中，所述缆绳(22)穿过伸缩杆(21)，所述缆绳(22)位于第三伸缩筒(213)下方设置有绳结点，所述缆绳(22)放松时，第二伸缩筒(212)、第三伸缩筒(213)随之放下，缆绳(22)收缩时可将第三伸缩筒(213)和第二伸缩筒(212)拉回。2.根据权利要求1所述的一种用于轻小物体抓取的小型无人机，其特征在于：所述无人机(10)包括无人机本体(11)、控制无人机飞行的控制装置(14)、安装在无人机底面上的微型摄像头(12)、卷线轴动力装置(13)以及能够给控制装置(14)发射控制信号的遥控器(15)。3.根据权利要求2所述的一种用于轻小物体抓取的小型无人机，其特征在于：所述控制装置(14)包含飞行控制器、信号接收器和信号发射器，所述飞行控制器对无人机的飞行状态进行调整，信号发射器向遥控器(15)发送图像信号、向卷线轴动力装置(13)发送控制信号，信号接收器接收遥控器(15)发出的控制信号。4.根据权利要求2所述的一种用于轻小物体抓取的小型无人机，其特征在于：所述卷线轴动力装置(13)包括依次相连的电机驱动(131)、编码电机(132)和卷线轴(133)，所述编码电机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：周思瑶，张瑞祥，段琳，熊佳琦，李皓，杨文，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42