[发明专利]基于无人机的枝叶采集机械臂

说明书

技术领域

本发明涉及机械臂技术领域，特别是涉及一种基于无人机的枝叶采集机械臂。

背景技术

近年来随着低碳经济的发展，我国的林业发展逐步扩大，造林面积逐渐增大，为我国的生态环境建设做出了显著的贡献，推动了我国经济的不断发展。然而林业病虫害给我国林业的发展带来了严重的影响，阻碍了我国林业资源的开发和利用，破坏了我国的生态环境，大大降低了林业的生态效益和经济效益。

林业病虫害防治技术的发展对于林业生产具有十分重要的作用，因此越来越受到重视。在林业病虫害防治或者科学研究时，需要采集树梢的枝叶。目前，通常采用高枝剪来进行采集，然而高枝剪无法满足高大树木的树梢枝叶采集的需求。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可以满足高大树木的树梢枝叶采集的需求的基于无人机的枝叶采集机械臂。

一种基于无人机的枝叶采集机械臂，包括：

搭载平台，用于安装在无人机上；

第一配重块，固定于所述搭载平台上；

第二配重块，可移动地设置于所述搭载平台上，所述第二配重块用于调节重心；

采摘臂，一端设置于所述搭载平台上；及

机械手，设置于所述采摘臂的另一端，所述机械手包括第一动力源、凸轮、主动杆、固定架、从动杆、固定杆、手爪及剪刀，所述第一动力源设置于所述采摘臂上，所述第一动力源用于驱动所述凸轮转动，所述主动杆的一端与所述凸轮的周缘相抵靠，所述主动杆的另一端穿设于所述固定架上，所述主动杆的另一端与所述从动杆的一端铰接，所述固定杆的一端固定于所述固定架上，且所述固定杆与所述主动杆间隔设置，所述手爪包括第一爪部、铰接杆及第二爪部，所述第一爪部固定安装于所述固定杆的另一端，所述第二爪部通过所述铰接杆相对于所述第一爪部可转动，所述剪刀包括第一刀片及第二刀片，所述第一刀片固定安装于所述固定杆的另一端，所述第二刀片通过所述铰接杆相对于所述第二刀片可转动，所述第二爪部与所述第二刀片铰接于所述从动杆的另一端。

在其中一个实施例中，所述搭载平台上设置有固定柱，所述搭载平台通过所述固定柱安装于无人机上。

在其中一个实施例中，所述固定柱的数量为四个，所述搭载平台大致为方形板，四个所述固定柱分布于所述搭载平台的四个角落。

在其中一个实施例中，还包括第二动力源、横向导轨、第三动力源及纵向导轨，所述第二配重块设置于所述纵向导轨上，所述第三动力源用于驱动所述第二配重块沿所述纵向导轨移动，所述纵向导轨设置于所述横向导轨上，所述第二动力源用于驱动所述纵向导轨沿所述横向导轨移动。

在其中一个实施例中，所述采摘臂包括多个可相对转动或摆动的关节。

在其中一个实施例中，所述采摘臂包括第一关节、第一减速电机、第二关节、第二减速电机、第三关节、第三减速电机、第四关节、第四减速电机及第五关节，所述第一关节的一端固定于所述搭载平台上，所述第一减速电机用于控制所述第二关节相对于所述第一关节转动，所述第二减速电机用于控制所述第三关节相对于所述第二关节转动，所述第三减速电机用于控制所述第四关节相对于所述第三关节转动，所述第四减速电机用于控制所述第五关节相对于所述第四关节摆动，所述机械手设置于所述第五关节上。

在其中一个实施例中，所述第一刀片直接固定安装于所述固定杆的另一端，所述第二刀片通过转轴直接铰接于所述从动杆的另一端，所述第一爪部通过第一固定轴固定于所述第一刀片上以间接固定于所述固定杆的另一端，所述第二爪部通过转轴直接铰接于所述从动杆的另一端。

在其中一个实施例中，所述第二爪部与所述第二刀片通过第二固定轴相连接。

在其中一个实施例中，所述第一动力源为步进电机。

在其中一个实施例中，所述第一爪部与第二爪部上用于与枝梢相接触的表面固定有可变形材料层。

上述基于无人机的枝叶采集机械臂至少具有以下优点：

整个机械臂通过搭载平台安装在无人机上，因此可以通过无人机实现高大树木的树梢枝叶采集的需求。第一配重块与可移动地第二配重块构成了可调节整个机械臂重心的结构，移动第二配重块时，可调节整个机械臂的重心，让其重心基本在无人机的正下方，减轻无人机自身姿态平衡的控制复杂程度。第一动力源驱动凸轮转动，凸轮转动时，使主动杆带动从动杆动作，从而带动第二爪部通过铰接杆相对于第一爪部转动、带动第二刀片通过铰接杆相对于第一刀片转动，第一爪部与第二爪部用于夹紧枝梢，第一刀片与第二刀片用于剪切枝叶。

附图说明