[發明專利]基于無人機的枝葉采集機械臂

有效

• 申請號: 201711225308.6
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107825416A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 闞江明;郭致遠;戴扶搖;付嘉慶
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B64D47/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機械臂技術領域，特別是涉及一種基于無人機的枝葉采集機械臂。

背景技術

近年來隨著低碳經濟的發展，我國的林業發展逐步擴大，造林面積逐漸增大，為我國的生態環境建設做出了顯著的貢獻，推動了我國經濟的不斷發展。然而林業病蟲害給我國林業的發展帶來了嚴重的影響，阻礙了我國林業資源的開發和利用，破壞了我國的生態環境，大大降低了林業的生態效益和經濟效益。

林業病蟲害防治技術的發展對于林業生產具有十分重要的作用，因此越來越受到重視。在林業病蟲害防治或者科學研究時，需要采集樹梢的枝葉。目前，通常采用高枝剪來進行采集，然而高枝剪無法滿足高大樹木的樹梢枝葉采集的需求。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種可以滿足高大樹木的樹梢枝葉采集的需求的基于無人機的枝葉采集機械臂。

一種基于無人機的枝葉采集機械臂，包括：

搭載平臺，用于安裝在無人機上；

第一配重塊，固定于所述搭載平臺上；

第二配重塊，可移動地設置于所述搭載平臺上，所述第二配重塊用于調節重心；

采摘臂，一端設置于所述搭載平臺上；及

機械手，設置于所述采摘臂的另一端，所述機械手包括第一動力源、凸輪、主動桿、固定架、從動桿、固定桿、手爪及剪刀，所述第一動力源設置于所述采摘臂上，所述第一動力源用于驅動所述凸輪轉動，所述主動桿的一端與所述凸輪的周緣相抵靠，所述主動桿的另一端穿設于所述固定架上，所述主動桿的另一端與所述從動桿的一端鉸接，所述固定桿的一端固定于所述固定架上，且所述固定桿與所述主動桿間隔設置，所述手爪包括第一爪部、鉸接桿及第二爪部，所述第一爪部固定安裝于所述固定桿的另一端，所述第二爪部通過所述鉸接桿相對于所述第一爪部可轉動，所述剪刀包括第一刀片及第二刀片，所述第一刀片固定安裝于所述固定桿的另一端，所述第二刀片通過所述鉸接桿相對于所述第二刀片可轉動，所述第二爪部與所述第二刀片鉸接于所述從動桿的另一端。

在其中一個實施例中，所述搭載平臺上設置有固定柱，所述搭載平臺通過所述固定柱安裝于無人機上。

在其中一個實施例中，所述固定柱的數量為四個，所述搭載平臺大致為方形板，四個所述固定柱分布于所述搭載平臺的四個角落。

在其中一個實施例中，還包括第二動力源、橫向導軌、第三動力源及縱向導軌，所述第二配重塊設置于所述縱向導軌上，所述第三動力源用于驅動所述第二配重塊沿所述縱向導軌移動，所述縱向導軌設置于所述橫向導軌上，所述第二動力源用于驅動所述縱向導軌沿所述橫向導軌移動。

在其中一個實施例中，所述采摘臂包括多個可相對轉動或擺動的關節。

在其中一個實施例中，所述采摘臂包括第一關節、第一減速電機、第二關節、第二減速電機、第三關節、第三減速電機、第四關節、第四減速電機及第五關節，所述第一關節的一端固定于所述搭載平臺上，所述第一減速電機用于控制所述第二關節相對于所述第一關節轉動，所述第二減速電機用于控制所述第三關節相對于所述第二關節轉動，所述第三減速電機用于控制所述第四關節相對于所述第三關節轉動，所述第四減速電機用于控制所述第五關節相對于所述第四關節擺動，所述機械手設置于所述第五關節上。

在其中一個實施例中，所述第一刀片直接固定安裝于所述固定桿的另一端，所述第二刀片通過轉軸直接鉸接于所述從動桿的另一端，所述第一爪部通過第一固定軸固定于所述第一刀片上以間接固定于所述固定桿的另一端，所述第二爪部通過轉軸直接鉸接于所述從動桿的另一端。

在其中一個實施例中，所述第二爪部與所述第二刀片通過第二固定軸相連接。

在其中一個實施例中，所述第一動力源為步進電機。

在其中一個實施例中，所述第一爪部與第二爪部上用于與枝梢相接觸的表面固定有可變形材料層。

上述基于無人機的枝葉采集機械臂至少具有以下優點：

整個機械臂通過搭載平臺安裝在無人機上，因此可以通過無人機實現高大樹木的樹梢枝葉采集的需求。第一配重塊與可移動地第二配重塊構成了可調節整個機械臂重心的結構，移動第二配重塊時，可調節整個機械臂的重心，讓其重心基本在無人機的正下方，減輕無人機自身姿態平衡的控制復雜程度。第一動力源驅動凸輪轉動，凸輪轉動時，使主動桿帶動從動桿動作，從而帶動第二爪部通過鉸接桿相對于第一爪部轉動、帶動第二刀片通過鉸接桿相對于第一刀片轉動，第一爪部與第二爪部用于夾緊枝梢，第一刀片與第二刀片用于剪切枝葉。

附圖說明