折叠式行走装置、田间行走架、无人机及行走作业方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种折叠式行走装置、田间行走架、无人机及行走作业方法，所述行走架包括底座、滑动可调连接装置、农情摄像装置、控制装置以及折叠式行走装置，所述底座下部形成凹槽，底座上部设有滑槽，所述农情摄像装置设置在底座下部中央，所述折叠式行走装置与底座下部连接，并在折叠时收入底座下部的凹槽，所述滑动可调连接装置与底座上部的滑槽连接，所述控制装置分别与农情摄像装置、折叠式行走装置连接。本发明专利技术的行走架具有适用无人机广、展开行走稳定、折叠之后尺寸小、所占用空间小、可任意调节无人机离地高度的特点，解决了无人机的定点降落以及无风场作业问题。

Folding walking device, field walking frame, UAV and walking operation method

【技术实现步骤摘要】
折叠式行走装置、田间行走架、无人机及行走作业方法
本专利技术涉及一种田间行走架，尤其是一种折叠式行走装置、田间行走架、无人机及行走作业方法，属于农业智能装备领域。
技术介绍
目前，农用无人机对于大面积农田的粮食或经济作物进行喷施药物作业，大部分是对整片农田进行无差别施药处理，但即使是同一生存条件下的作物，也因获取外界养分的不同而造成区域间的生长情况和病虫草害的情况不同，对此要进行精准定量施药处理之前需要对整片农田的农情进行检测。由于无人机于农作物上方飞行所带来的风场影响，无人机在田间调查采样植株样品、近距离观察病虫害、遥感等作业中，存在比较大的检测准确度问题，以无人机遥感为例，无人机风场加大了后期对图像处理的难度及准确度，致使精准定量施药的药量难以确定，从而带来生态环境问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种折叠式行走装置、田间行走架、无人机及行走作业方法。本专利技术的第一个目的在于提供一种折叠式行走装置，该装置能够缩小田间行走架的体积，提高了田间行走架的空间利用率。本专利技术的第二个目的在于提供一种包含上述折叠式行走装置的折叠式田间行走架，该行走架具有适用无人机广、展开行走稳定、折叠之后尺寸小、所占用空间小、可任意调节无人机离地高度的特点，解决了无人机的定点降落以及无风场作业问题。本专利技术的第三个目的在于提供一种包含上述折叠式田间行走架的无人机。本专利技术的第四个目的在于提供一种基于上述无人机的行走作业方法。本专利技术的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种折叠式行走装置，包括四个行走单元，其中两个行走单元中心对称，构成第一组行走单元，另外两个行走单元中心对称，构成第二组行走单元；每个行走单元包括第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第一旋转机构、第二旋转机构和第三旋转机构，所述第一驱动机构与第一旋转机构连接，所述第二驱动机构设置在第一旋转机构上，并与第二旋转机构连接，所述第三驱动机构设置在第二旋转机构上，并与第三旋转机构连接；所述第一旋转机构、第二旋转机构和第三旋转机构依次转动连接；所述第一组行走单元中第一旋转机构的旋转方向垂直于第二组行走单元中第一旋转机构的旋转方向。进一步的，所述第一驱动机构包括第一舵机和第一U形支架，所述第一U形支架与第一旋转机构的第一端固定连接，所述第一舵机的两边舵盘分别与第一U形支架的两侧连接，第一舵机用于带动第一U形支架旋转，从而使第一旋转机构旋转。进一步的，所述第一驱动机构还包括第一侧面支架，第一舵机的输出轴通过两边舵盘分别与第一侧面支架固定连接。进一步的，所述第二驱动机构包括第二舵机、第一驱动杆、第一连杆和第一副连杆，所述第一驱动杆的第二端通过第一连杆与第二旋转机构转动连接，第一驱动杆的中部通过第一副连杆与第二旋转机构转动连接，所述第二舵机设置在第一旋转机构上，且第二舵机与第一驱动杆的第一端连接，第二舵机用于带动第一驱动杆旋转，从而带动第一连杆和第一副连杆摆动，使第二旋转机构旋转。进一步的，所述第三驱动机构包括第三舵机、第二驱动杆和传动杆，所述第二驱动杆的第二端通过传动杆与第三旋转机构转动连接，所述第三舵机设置在第二旋转机构上，且第三舵机与第二驱动杆的第一端连接，第三舵机用于带动第二驱动杆旋转，从而带动传动杆摆动，使第三旋转机构旋转。进一步的，所述第一旋转机构包括第一支撑杆，所述第一支撑杆与第一驱动机构连接，由第一驱动机构驱动旋转，所述第二驱动机构设置在第一支撑杆上；所述第二旋转机构包括第二支撑杆，所述第二支撑杆与第二驱动机构连接，由第二驱动机构驱动旋转，所述第三驱动机构设置在第二支撑杆上；所述第三旋转机构包括第三支撑杆、螺纹连接杆、弹性件和圆头触地支撑脚，第三支撑杆与第三驱动机构连接，由第三驱动机构驱动旋转，所述螺纹连接杆的第一端与第三支撑杆的螺纹孔连接，螺纹连接杆的第二端设置在圆头触地支撑脚的内部，所述弹性件套设在螺纹连接杆上；所述第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆依次转动连接。本专利技术的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种折叠式田间行走架，包括底座、滑动可调连接装置、农情摄像装置、控制装置以及上述的折叠式行走装置，所述底座下部形成凹槽，底座上部设有滑槽，所述农情摄像装置设置在底座下部中央，所述折叠式行走装置与底座下部连接，并在折叠时收入底座下部的凹槽，所述第一组行走单元的第一旋转机构垂直于底座侧面，所述第二组行走单元的第一旋转机构平行于底座侧面，所述滑动可调连接装置与底座上部的滑槽连接，所述控制装置分别与农情摄像装置、折叠式行走装置连接。进一步的，所述滑动可调连接装置为多个，每个滑动可调连接装置包括卡扣、卡扣限位板、把手、限位卡、连接螺丝和滑块，所述卡扣通过卡扣限位板固定在滑块上，所述限位卡位于滑块下方，并与底座上的滑槽连接，所述连接螺丝穿过把手和滑块与限位卡进行连接。进一步的，所述农情摄像装置包括三轴云台和摄像机，所述三轴云台固定在底座下部中央，所述摄像机与三轴云台的特定位置固定连接。本专利技术的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种无人机，包括机体以及上述的折叠式田间行走架，所述机体底部设有支架，所述支架通过滑动可调连接装置与折叠式田间行走架连接。本专利技术的第四个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种基于上述无人机的行走作业方法，所述方法包括：无人机飞行至目标采样作业农田的起始垄上方，悬停并根据设定离地高度将折叠式田间行走架展开，使折叠式田间行走架支撑在垄间地面，使无人机缓慢降落静止在植株上方；控制装置控制折叠式行走装置，将第一旋转机构旋转下至90°，将第二旋转机构和第三旋转机构旋转到设定的角度，使无人机随折叠式田间行走架在垄间地面行走；行走时，通过不断调节第二旋转机构、第三旋转机构的旋转角度，以实现行走作业；同时，控制装置控制农情摄像装置对目标植株进行光谱农情信息采样作业，并将光谱农情信息发送至地面信息处理站；当完成一定范围的光谱农情信息采样后，无人机起航，将折叠式田间行走架折叠收起，飞至下一个采样点，重复进行农情信息采集工作，直至光谱农情信息采样作业完成，无人机返航。本专利技术相对于现有技术具有如下的有益效果：1、本专利技术的折叠式行走装置设置了四个可折叠的行走单元，每个行走单元利用了三段式的折叠方式，通过三个驱动机构，将具有三个关节的结构进行了折叠，从而缩小了整个田间行走架的体积，提高了田间行走架的空间利用率。2、本专利技术的折叠式行走装置中，所有的驱动机构都采用舵机驱动，由于舵机本身自带自锁性和稳定性，在一定程度上提高了田间行走架的使用稳定性和准确性。3、本专利技术的折叠式行走装置中，行走单元中的第二驱动机构和第三驱动机构分别驱动第二旋转机构和第三旋转机构，通过舵机传输动力给旋转机构，通过构建双曲柄平面四杆机构，实现第二支撑杆和第三支撑杆的同向同速圆周运动，从而将第二支撑杆和第三支撑杆旋转到设定好的位置，使每个行走单元的空间利用率得以提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种折叠式行走装置，其特征在于，包括四个行走单元，其中两个行走单元中心对称，构成第一组行走单元，另外两个行走单元中心对称，构成第二组行走单元；/n每个行走单元包括第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第一旋转机构、第二旋转机构和第三旋转机构，所述第一驱动机构与第一旋转机构连接，所述第二驱动机构设置在第一旋转机构上，并与第二旋转机构连接，所述第三驱动机构设置在第二旋转机构上，并与第三旋转机构连接；所述第一旋转机构、第二旋转机构和第三旋转机构依次转动连接；/n所述第一组行走单元中第一旋转机构的旋转方向垂直于第二组行走单元中第一旋转机构的旋转方向。/n

【技术特征摘要】
1.一种折叠式行走装置，其特征在于，包括四个行走单元，其中两个行走单元中心对称，构成第一组行走单元，另外两个行走单元中心对称，构成第二组行走单元；
每个行走单元包括第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第一旋转机构、第二旋转机构和第三旋转机构，所述第一驱动机构与第一旋转机构连接，所述第二驱动机构设置在第一旋转机构上，并与第二旋转机构连接，所述第三驱动机构设置在第二旋转机构上，并与第三旋转机构连接；所述第一旋转机构、第二旋转机构和第三旋转机构依次转动连接；
所述第一组行走单元中第一旋转机构的旋转方向垂直于第二组行走单元中第一旋转机构的旋转方向。


2.根据权利要求1所述的折叠式行走装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一舵机和第一U形支架，所述第一U形支架与第一旋转机构的第一端固定连接，所述第一舵机的两边舵盘分别与第一U形支架的两侧连接，第一舵机用于带动第一U形支架旋转，从而使第一旋转机构旋转。


3.根据权利要求1所述的折叠式行走装置，其特征在于，所述第二驱动机构包括第二舵机、第一驱动杆、第一连杆和第一副连杆，所述第一驱动杆的第二端通过第一连杆与第二旋转机构转动连接，第一驱动杆的中部通过第一副连杆与第二旋转机构转动连接，所述第二舵机设置在第一旋转机构上，且第二舵机与第一驱动杆的第一端连接，第二舵机用于带动第一驱动杆旋转，从而带动第一连杆和第一副连杆摆动，使第二旋转机构旋转。


4.根据权利要求1所述的折叠式行走装置，其特征在于，所述第三驱动机构包括第三舵机、第二驱动杆和传动杆，所述第二驱动杆的第二端通过传动杆与第三旋转机构转动连接，所述第三舵机设置在第二旋转机构上，且第三舵机与第二驱动杆的第一端连接，第三舵机用于带动第二驱动杆旋转，从而带动传动杆摆动，使第三旋转机构旋转。


5.根据权利要求1-4任一项所述的折叠式行走装置，其特征在于，所述第一旋转机构包括第一支撑杆，所述第一支撑杆与第一驱动机构连接，由第一驱动机构驱动旋转，所述第二驱动机构设置在第一支撑杆上；
所述第二旋转机构包括第二支撑杆，所述第二支撑杆与第二驱动机构连接，由第二驱动机构驱动旋转，所述第三驱动机构设置在第二支撑杆上；
所述第三旋转机构包括第三支撑杆、螺纹连接杆、弹性件和圆头触地支撑脚，第三支撑杆与第三驱动机构连接，由第三驱动机构驱动旋转，所述螺纹连接杆的第一端与第三支撑杆的螺纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆海霞，黎鉴文，兰玉彬，何荣汝，欧阳帆，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44