[发明专利]一种无人机搭载的高频振动式核桃采摘系统

权利要求书

1.一种无人机搭载的高频振动式核桃采摘系统，包括无人机装置(1)，其特征在于：在无人机装置(1)的下方吊装有回转驱动装置(2)，在回转驱动装置(2)的下方连接有基架(3)，在基架(3)上分别连接有液压装置(4)、振动装置(5)、蓄电装置(8)和控制装置(9)，在基架(3)的两侧分别连接有传动装置(6)，在基架(3)的底端连接有夹紧装置(7)；控制装置(9)控制蓄电装置(8)给回转驱动装置(2)、液压装置(4)、振动装置(5)和夹紧装置(7)提供电力，液压装置(4)的动力输出通过传动装置(6)和夹紧装置(7)之间的动力输入连接；

所述的液压装置(4)包括第一电机(4-1)，第一电机(4-1)安装在底层台面(3-2)的上端面上，第一电机(4-1)和液压泵(4-2)动力输入连接，液压泵(4-2)的入口和液压油箱(4-3)连接，在液压油箱(4-3)的内侧安装有滤油器(4-8)；液压泵(4-2)的出口和二位四通电磁阀(4-5)连接，二位四通电磁阀(4-5)分别和液压油箱(4-3)、五通接头(4-6)和三通接头(4-7)连接，五通接头(4-6)分别连接双活塞式双出杆油缸(4-4)的B接口(4-4-5)和C接口(4-4-6)，三通接头(4-7)连接双活塞式双出杆油缸(4-4)的A接口(4-4-4)；

所述的双活塞式双出杆油缸(4-4)包括缸体(4-4-1)，缸体(4-4-1)的外圆柱面底端连接有固定座(4-4-7)，通过固定座(4-4-7)将缸体(4-4-1)固定在底层台面(3-2)上；缸体(4-4-1)的内腔中连接有两个活塞(4-4-2)，在两个活塞(4-4-2)上分别连接有一个活塞杆(4-4-3)，活塞有杆腔的缸体(4-4-1)上连接有B接口(4-4-5)和C接口(4-4-6)，活塞无杆腔的缸体(4-4-1)上连接有A接口(4-4-4)；

所述的传动装置(6)包括L型连接块(6-1)，L型连接块(6-1)将活塞杆(4-4-3)和齿条(6-2)连接在一起，齿条(6-2)穿过由T型轨架(6-3)和压板(6-11)装配在一起所形成的T型导轨，T型轨架(6-3)与连接板(6-6)相连接，连接板(6-6)与双耳轴承座(6-5)相连接，双耳轴承座(6-5)与基板(6-4)相连接，基板(6-4)连接在底层台面(3-2)的侧下方，双耳轴承座(6-5)的内孔安装有第二轴承(6-7)，第二轴承(6-7)的内环安装有传动轴(6-8)，传动轴(6-8)上连接有齿轮(6-10)，双耳轴承座(6-5)的端面上连接有第二端盖6-9，第二端盖6-9的一个端面压在第二轴承(6-7)的外圈上；

所述的夹紧装置(7)包括W型固定板(7-1)，W型固定板(7-1)中部通过支撑筋(7-2)连接在底层台面(3-2)下边，W型固定板(7-1)下侧的工作面上连接有W型橡胶衬板(7-5)，在W型固定板(7-1)和W型橡胶衬板(7-5)之间安装有压力传感器(7-7)；

W型固定板(7-1)的两侧设有第二回转轴(7-8)，第二回转轴(7-8)通过联轴器(7-9)与传动轴(6-8)连接，第二回转轴(7-8)上连接有夹板(7-3)，夹板(7-3)上侧的工作面上连接有橡胶衬板(7-6)，W型固定板(7-1)和夹板(7-3)之间连接有风琴式防护罩(7-4)；在夹板(7-3)的一侧设有第二摄像机(7-10)，第二摄像机(7-10)连接在底层台面(3-2)的下侧；

利用无人机(1-1)，飞控至核桃树的上方；利用第一摄像机(1-2)在树冠中探寻飞行路径，确定需要摘取的核桃，寻找能够振动脱落这些核桃并适于夹住的树枝；当无人机(1-1)飞至该树枝的上方后，开始下降；在控制装置(9)的作用下，蓄电装置(8)给回转驱动装置(2)、液压装置(4)、振动装置(5)和夹紧装置(7)提供电力；利用回转驱动装置(2)驱动基架(3)水平回转，使得两个夹板(7-3)的夹紧方向与树枝的枝条方向平行；利用液压装置(4)使得两个夹板(7-3)形成适于夹住树枝的夹角；利用第二摄像机(7-10)进行观察，当树枝位于W型固定板(7-1)和两个夹板(7-3)形成的空间中时，液压装置(4)通过传动装置(6)，驱动夹板(7-3)做相向的回转运动，将树枝逐渐归拢并压向橡胶衬板(7-6)；当压力传感器(7-7)测得的压力达到设定值后，表明已将树枝牢靠的夹住，液压装置(4)停止工作；控制无人机(1-1)采取飞行动作，使得悬挂装置(1-3)上的吊绳松弛下来，然后使无人机(1-1)处于悬停状态；利用控制装置(9)启动振动装置(5)，使得用两个夹板(7-3)夹住的树枝高频振动，将树枝上的核桃抖落；当树上的核桃摘取完后，利用液压装置(4)，通过传动装置(6)，将两个夹板(7-3)旋转打开；无人机(1-1)从悬停位置飞至基架(3)的上方，然后垂直向上飞行，使得夹紧装置(7)脱离树枝；飞控至回收位置，采摘核桃的工作结束。