【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利涉及无人机，尤其涉及一种专用于采摘松塔的农业无人机。
技术介绍
1、松塔又名松球、松果，为松科属植物白皮松或油松的干燥成熟松果，其不仅具有重要的医疗价值，还具有较高的的食用价值。农民为了获得松塔的经济价值，于每年9月中旬至10月中旬进行松塔采摘，但是松塔一般生长在松树的顶部，极难获取。目前采摘松塔的方式主要为依靠人工爬树的传统采摘方式和利用载人氢气球采摘的方式，由于松塔基本都生长于树尖的位置，人工采摘操作空间小、树尖枝条较细，采摘危险系数较高；载人氢气球位置难以固定，极易飘忽不定、随风摆动，采摘危险系数过高，历年来因采摘松塔造成的人员伤亡事故屡见不鲜。同时，松树林区树木密度高、地形复杂、织横交错等因素导致地面机械作业在林区无法开展。目前，国内用于采摘松塔的专用设备较少，而常见的采摘松塔的方法存在人工成本太高、安全隐患太大等问题。基于传统人工作业的种种问题以及国家更注重人民安全和强调要强化农业科技和装备支撑的政策，近年来松塔的采摘方式逐渐朝向机械化发展。因此，有必要研究致力于一种专用于采摘松塔的农业无人机。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有松塔采摘方式中人工成本过高、安全隐患过大的问题，进而提出一种专用于采摘松塔的农业无人机，其设计新颖合理，结构简单，实用性强。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种专用于采摘松塔的农业无人机，包括无人机机身、双目镜头、单目镜头、机械臂结构、采摘机构、收集机构和计算处理系统；所述双目相机安装
3、进一步地，所述机械臂机构包括电机底座、机械臂底座、四段机械臂、三部电机、三个轴承和两个轴承盖；所述电机底座连接在无人机机身下部，所述第一电机的定子安装在电机底座中，第一电机的转子通过键与第一臂件连接，所述第一臂件大端通过轴承配合在机械臂底座中第一臂件小端连接在第二臂件上，所述机械臂底座连接在电机底座下部，所述第二臂件与第三臂件通过轴承配合连接，所述第三臂件与第四臂件通过轴承配合连接，所述第二电机和第三电机的定子安装在第二臂件和第四臂件一端，第二电机和第三电机的定子通过键与轴承盖连接，所述轴承盖连接在第三臂件的端面，所述第四臂件末端一部分加工有方孔和圆孔。
4、进一步地，所述采摘机构包括贯通丝杠步进电机、丝杆、连杆、采摘爪、支撑套和支撑座，所述贯通丝杠步进电机的定子安装在第四臂件的方孔中，所述丝杆通过滚珠与贯通丝杠步进电机的转子配合连接，所述支撑座连接在第四臂件末端，所述连杆一端与支撑座连接，另一端与采摘爪连接，所述采摘爪又与丝杆连接，所述支撑套芯部与丝杆配合，端面与支撑座端面连接。
5、进一步地，所述收集机构包括收集桶、支架、底部挡板、贯通丝杠步进电机和丝杆；所述支架的顶部与无人机机臂连接，中部圆环安装收集桶，底部安装贯通丝杠步进电机的定子，所述收集桶底部连接底部挡板，所述底部挡板与丝杆连接，所述丝杆通过通过滚珠与贯通丝杠步进电机的转子配合连接。
6、进一步地，所述计算处理系统包括gps定位装置、压力传感器、雷达、图像处理系统、满载检测系统和控制系统；所述gps定位装置安装在无人机机身内部，所述压力传感器安装于收集桶和支架中部圆环之间，所述雷达安装于支架底部。
7、进一步地，机械臂左右活动范围为0～120°。
8、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
9、1、本专利技术通过设置有步进电机控制的多段机械臂、步进电机控制的采摘爪和收集桶，在对松塔进行采摘时，控制多段机械臂，使采摘爪垂直于松塔顶部一定距离，控制采摘爪的闭合，实现松塔采摘，继续控制机械臂，打开采摘爪，将松塔存放在收集桶内，实现采摘工作，提高采摘效率；
10、2、本专利技术通过设置捕获与识别系统和满载回落系统，可自动捕捉的松塔，精确定位松塔位置，并在采摘过程中提供松塔的位置信息，以便于采摘爪采摘松塔；满载回落系统用于检测收集桶是否满载，满载后回落到储存地点，实现了松塔的固定存放，减轻采摘人员负担。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种专用于采摘松塔的农业无人机，其特征在于：包括无人机机身(2)、双目相机(21)、单目镜头(20)、机械臂结构、采摘机构、收集机构和计算处理系统；所述双目相机(21)安装于无人机机身下部一侧，所述单目镜头(20)安装在采摘机构的丝杆(16)末端，所述机械臂结构连接在无人机机身下部，所述采摘机构连接在机械臂末端，所述收集机构连接在无人机机臂下部。
2.按照权利要求1所述的一种专用于采摘松塔的农业无人机，其特征在于：所述机械臂机构包括电机底座(5)、机械臂底座(6)、第一臂件(7)、第二臂件(8)、第三臂件(9)、第四臂件(10)以及三个步进电机和三个轴承；所述电机底座(5)一端与无人机机身(2)连接，另一端与机械臂底座(6)连接，其中间安装有第一步进电机的定子，所述第一臂件(7)一端与机械臂底座(6)通过轴承配合，并在此端设有通孔，与第一步进电机转子通过键连接传动动力，控制机械臂的左右摆动，所述第二臂件(8)一端与第一臂件(7)的另一端连接，所述第三臂件(9)与第二臂件(8)末端通过轴承配合连接，第二臂件(8)末端端面设有方孔，安装第二步进电机的定子，所述轴承盖(
3.按照权利要求1所述的一种专用于采摘松塔的农业无人机，其特征在于：所述采摘机构包括贯通丝杠步进电机(19)、丝杆(16)、支撑座(18)、支撑套(17)、连杆(11)和采摘爪(4)；所述贯通丝杠步进电机(19)定子安装在第四臂件(10)末端的孔内，所述丝杆(16)通过滚珠与贯通丝杠步进电机(19)配合连接，丝杆(16)端面安装单目镜头(20)，所述支撑座(18)安装在第四臂件(10)的末端端面，所述采摘爪(4)底部通过销轴与丝杆(16)活动连接，所述连杆(11)用于活动连接采摘爪(4)中部和支撑座(18)，所述支撑套(17)连接在支撑座(18)端面，支撑套(17)芯部与丝杆(16)通过滑动连接。
4.按照权利要求1所述的一种专用于采摘松塔的农业无人机，其特征在于：所述收集机构包括收集桶(3)、支架(12)、底部挡板(13)、底部贯通丝杠步进电机(14)和底部丝杆(15)；所述支架(12)的顶部与无人机机臂(1)连接，支架(12)中部设有圆环，所述收集桶(3)安装在支架(12)的中部圆环上，所述底部挡板(13)与收集桶(3)底部活动连接，所述底部丝杆(15)与底部挡板(13)中心活动连接，丝杆(15)另一端通过滚珠与底部贯通丝杠步进电机(14)配合连接，所述底部贯通丝杠步进电机(14)与支架(12)底部活动连接。
5.按照权利要求1所述的一种专用于采摘松塔的农业无人机，其特征在于：所述计算处理系统包括GPS定位装置、压力传感器、雷达、图像处理系统、满载检测系统和控制系统；所述GPS定位装置安装在无人机机身(2)内部，所述压力传感器安装于收集桶(3)和支架(12)中部圆环之间，所述雷达安装于支架(12)底部，所述图像处理系统是处理双目相机(21)和单目镜头(20)的图片信息并保存，所述满载检测系统是GPS位置稳定时获取压力传感器的数值，所述控制系统是将获取的信息和数值进行处理分析，规划无人机飞行路线、控制机械臂和采摘爪采摘松塔并将松塔放入收集桶以及检测满载后飞回指定位置高度卸载。
6.按照权利要求1所述的一种专用于采摘松塔的农业无人机，其特征在于：所述所述机械臂左右活动范围0～120°。
...【技术特征摘要】
1.一种专用于采摘松塔的农业无人机，其特征在于：包括无人机机身(2)、双目相机(21)、单目镜头(20)、机械臂结构、采摘机构、收集机构和计算处理系统；所述双目相机(21)安装于无人机机身下部一侧，所述单目镜头(20)安装在采摘机构的丝杆(16)末端，所述机械臂结构连接在无人机机身下部，所述采摘机构连接在机械臂末端，所述收集机构连接在无人机机臂下部。
2.按照权利要求1所述的一种专用于采摘松塔的农业无人机，其特征在于：所述机械臂机构包括电机底座(5)、机械臂底座(6)、第一臂件(7)、第二臂件(8)、第三臂件(9)、第四臂件(10)以及三个步进电机和三个轴承；所述电机底座(5)一端与无人机机身(2)连接，另一端与机械臂底座(6)连接，其中间安装有第一步进电机的定子，所述第一臂件(7)一端与机械臂底座(6)通过轴承配合，并在此端设有通孔，与第一步进电机转子通过键连接传动动力，控制机械臂的左右摆动，所述第二臂件(8)一端与第一臂件(7)的另一端连接，所述第三臂件(9)与第二臂件(8)末端通过轴承配合连接，第二臂件(8)末端端面设有方孔，安装第二步进电机的定子，所述轴承盖(22)中心设有通孔，与第二步进电机转子通过键连接传递动力，轴承盖(22)与第三臂件(9)的侧端面连接，所述第四臂件(10)与第三臂件(9)的连接方式和第二臂件(8)与第三臂件(9)的连接方式相同，第四臂件(10)末端加工有孔。
3.按照权利要求1所述的一种专用于采摘松塔的农业无人机，其特征在于：所述采摘机构包括贯通丝杠步进电机(19)、丝杆(16)、支撑座(18)、支撑套(17)、连杆(11)和采摘爪(4)；所述贯通丝杠步进电机(19)定子安装在第四臂件(10)末端的孔内，所述丝杆(16)通过滚珠与贯通丝杠步进电机(19)配合连接，...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜海龙，王林，兰家奇，陈雅慧，刘思文，侯鑫语，吕赵珺，白珈伊，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。