[發(fā)明專利]一種無人機(jī)搭載的高頻振動(dòng)式核桃采摘系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110255528.3
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112790004B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張毅;鄭澤華;豆素勤;毋源;王建鋒;王永杰
• 申請（專利權(quán)）人: 西京學(xué)院
• 主分類號: A01D46/26
• 分類號: A01D46/26;B64U10/13;B64U101/40
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種無人機(jī)搭載的高頻振動(dòng)式核桃采摘系統(tǒng)，包括無人機(jī)裝置(1)，其特征在于：在無人機(jī)裝置(1)的下方吊裝有回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(2)，在回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(2)的下方連接有基架(3)，在基架(3)上分別連接有液壓裝置(4)、振動(dòng)裝置(5)、蓄電裝置(8)和控制裝置(9)，在基架(3)的兩側(cè)分別連接有傳動(dòng)裝置(6)，在基架(3)的底端連接有夾緊裝置(7)；控制裝置(9)控制蓄電裝置(8)給回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(2)、液壓裝置(4)、振動(dòng)裝置(5)和夾緊裝置(7)提供電力，液壓裝置(4)的動(dòng)力輸出通過傳動(dòng)裝置(6)和夾緊裝置(7)之間的動(dòng)力輸入連接；

所述的液壓裝置(4)包括第一電機(jī)(4-1)，第一電機(jī)(4-1)安裝在底層臺面(3-2)的上端面上，第一電機(jī)(4-1)和液壓泵(4-2)動(dòng)力輸入連接，液壓泵(4-2)的入口和液壓油箱(4-3)連接，在液壓油箱(4-3)的內(nèi)側(cè)安裝有濾油器(4-8)；液壓泵(4-2)的出口和二位四通電磁閥(4-5)連接，二位四通電磁閥(4-5)分別和液壓油箱(4-3)、五通接頭(4-6)和三通接頭(4-7)連接，五通接頭(4-6)分別連接雙活塞式雙出桿油缸(4-4)的B接口(4-4-5)和C接口(4-4-6)，三通接頭(4-7)連接雙活塞式雙出桿油缸(4-4)的A接口(4-4-4)；

所述的雙活塞式雙出桿油缸(4-4)包括缸體(4-4-1)，缸體(4-4-1)的外圓柱面底端連接有固定座(4-4-7)，通過固定座(4-4-7)將缸體(4-4-1)固定在底層臺面(3-2)上；缸體(4-4-1)的內(nèi)腔中連接有兩個(gè)活塞(4-4-2)，在兩個(gè)活塞(4-4-2)上分別連接有一個(gè)活塞桿(4-4-3)，活塞有桿腔的缸體(4-4-1)上連接有B接口(4-4-5)和C接口(4-4-6)，活塞無桿腔的缸體(4-4-1)上連接有A接口(4-4-4)；

所述的傳動(dòng)裝置(6)包括L型連接塊(6-1)，L型連接塊(6-1)將活塞桿(4-4-3)和齒條(6-2)連接在一起，齒條(6-2)穿過由T型軌架(6-3)和壓板(6-11)裝配在一起所形成的T型導(dǎo)軌，T型軌架(6-3)與連接板(6-6)相連接，連接板(6-6)與雙耳軸承座(6-5)相連接，雙耳軸承座(6-5)與基板(6-4)相連接，基板(6-4)連接在底層臺面(3-2)的側(cè)下方，雙耳軸承座(6-5)的內(nèi)孔安裝有第二軸承(6-7)，第二軸承(6-7)的內(nèi)環(huán)安裝有傳動(dòng)軸(6-8)，傳動(dòng)軸(6-8)上連接有齒輪(6-10)，雙耳軸承座(6-5)的端面上連接有第二端蓋6-9，第二端蓋6-9的一個(gè)端面壓在第二軸承(6-7)的外圈上；

所述的夾緊裝置(7)包括W型固定板(7-1)，W型固定板(7-1)中部通過支撐筋(7-2)連接在底層臺面(3-2)下邊，W型固定板(7-1)下側(cè)的工作面上連接有W型橡膠襯板(7-5)，在W型固定板(7-1)和W型橡膠襯板(7-5)之間安裝有壓力傳感器(7-7)；

W型固定板(7-1)的兩側(cè)設(shè)有第二回轉(zhuǎn)軸(7-8)，第二回轉(zhuǎn)軸(7-8)通過聯(lián)軸器(7-9)與傳動(dòng)軸(6-8)連接，第二回轉(zhuǎn)軸(7-8)上連接有夾板(7-3)，夾板(7-3)上側(cè)的工作面上連接有橡膠襯板(7-6)，W型固定板(7-1)和夾板(7-3)之間連接有風(fēng)琴式防護(hù)罩(7-4)；在夾板(7-3)的一側(cè)設(shè)有第二攝像機(jī)(7-10)，第二攝像機(jī)(7-10)連接在底層臺面(3-2)的下側(cè)；

利用無人機(jī)(1-1)，飛控至核桃樹的上方；利用第一攝像機(jī)(1-2)在樹冠中探尋飛行路徑，確定需要摘取的核桃，尋找能夠振動(dòng)脫落這些核桃并適于夾住的樹枝；當(dāng)無人機(jī)(1-1)飛至該樹枝的上方后，開始下降；在控制裝置(9)的作用下，蓄電裝置(8)給回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(2)、液壓裝置(4)、振動(dòng)裝置(5)和夾緊裝置(7)提供電力；利用回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(2)驅(qū)動(dòng)基架(3)水平回轉(zhuǎn)，使得兩個(gè)夾板(7-3)的夾緊方向與樹枝的枝條方向平行；利用液壓裝置(4)使得兩個(gè)夾板(7-3)形成適于夾住樹枝的夾角；利用第二攝像機(jī)(7-10)進(jìn)行觀察，當(dāng)樹枝位于W型固定板(7-1)和兩個(gè)夾板(7-3)形成的空間中時(shí)，液壓裝置(4)通過傳動(dòng)裝置(6)，驅(qū)動(dòng)夾板(7-3)做相向的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將樹枝逐漸歸攏并壓向橡膠襯板(7-6)；當(dāng)壓力傳感器(7-7)測得的壓力達(dá)到設(shè)定值后，表明已將樹枝牢靠的夾住，液壓裝置(4)停止工作；控制無人機(jī)(1-1)采取飛行動(dòng)作，使得懸掛裝置(1-3)上的吊繩松弛下來，然后使無人機(jī)(1-1)處于懸停狀態(tài)；利用控制裝置(9)啟動(dòng)振動(dòng)裝置(5)，使得用兩個(gè)夾板(7-3)夾住的樹枝高頻振動(dòng)，將樹枝上的核桃抖落；當(dāng)樹上的核桃摘取完后，利用液壓裝置(4)，通過傳動(dòng)裝置(6)，將兩個(gè)夾板(7-3)旋轉(zhuǎn)打開；無人機(jī)(1-1)從懸停位置飛至基架(3)的上方，然后垂直向上飛行，使得夾緊裝置(7)脫離樹枝；飛控至回收位置，采摘核桃的工作結(jié)束。