[发明专利]一种自主抓取物体的带臂无人机

说明书

本发明公开了一种自主抓取物体的带臂无人机，包括机体、摄像装置、机械手臂、通信及控制装置，所述机械手臂包括舵机装置、半齿轮机构、摇杆齿轮机构，所述舵机装置上端通过旋转关节与所述机体中央下方相连，下端与所述半齿轮机构相连，所述半齿轮机构通过齿轮、齿条咬合联动所述摇杆齿轮机构，通过安装在所述机体上的所述摄像装置及所述通信及控制装置识别并控制所述机械手臂张合抓取物体。本发明可使得无人机的机械手臂在抓取物体时更灵活，更牢固。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种自主抓取物体的带臂无人机，包括机体、摄像装置、机械手臂、通信及控制装置。

背景技术

无人机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操作的不载人飞机。无人机近年来应用广泛，在警用、城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等行业，无人机的用途广泛。

随着无人机技术的不断发展，出现了一种带臂无人机，它不仅能够在高空飞行，而且可以像鹰一样在空中实现对物体的自主抓取，人们可通过遥控让带臂无人机进入一些人们不能进入的危险环境进行作业，大大降低的工作的危险性并能有效地提高工作效率。但目前的带臂无人机，普遍存在着机械臂抓取动作不够灵活自如，抓取物体时工作效率低，并且机械臂尺寸规格都是和无人机固定匹配，不能根据抓取工作的实际需要随时调换，使用时十分不便。例如申请号为201610368669.5，名称为《一种可抓取型移动无人机》的中国发明提出了一种带臂无人机，其机械手数量为2个，形状类似于人类合拢的手掌，结构固定，依靠拉杆组向下运动拉动连杆向内运动让两个机械手彼此靠近完成抓取动作，抓取动作僵硬，不能进行任意角度和方向的旋转和摆动，不能根据现场实际的需要调整抓取的位置和角度，抓取效果差且不牢固，并且机械臂尺寸规格是固定匹配的，不能调换，使用时十分不便，实用性不强。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是如何实现带臂无人机的机械臂抓取动作灵活自如、牢固及满足不同的抓取要求。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是一种自主抓取物体的带臂无人机，包括机体、摄像装置、机械手臂、通信及控制装置，所述机械手臂包括舵机装置、半齿轮机构、摇杆齿轮机构，所述舵机装置上端通过U型滑槽用螺栓与所述机体中央下方相连，下端与所述半齿轮机构相连，所述半齿轮机构通过齿轮、齿条咬合联动所述摇杆齿轮机构，通过安装在所述机体上的所述摄像装置及所述通信及控制装置识别并控制所述机械手臂张合抓取物体。

所述舵机装置，包括连接框、上舵机、中舵机、下舵机、外接齿轮、齿条杆及立杆，所述上舵机、中舵机、下舵机依次通过所述连接框连接，所述立杆顶端固定在所述下舵机连接框上，所述上舵机负责在竖直方向上的旋转，所述中舵机负责水平方向移动，所述下舵机通过其上的外接齿轮咬合带动齿条杆沿着所述立杆表面上下移动；

所述半齿轮机构包括横杆、半齿轮及连杆，所述横杆一端与所述半齿轮圆心铰接，另一端与所述舵机装置的所述立杆下端固定，所述连杆下端与所述摇杆齿轮机构的所述连杆上端铰接，上端与所述舵机装置的所述齿条杆下端铰接；

所述摇杆齿轮机构包括机械爪、摇杆、连杆、齿轮，所述机械爪上端与所述连杆一端铰接，还通过上端的耳杆与所述摇杆下端铰接，所述连杆另一端铰接在所述半齿轮机构的所述连杆上，所述摇杆上端与所述齿轮上顶端铰接，所述齿轮与所述半齿轮咬合联动；

优选地，所述铰接为轴承铰接；

优选地，所述半齿轮机构、摇杆齿轮机构数量均为三组并呈圆周120°均匀分布，同步实现张开和闭合；

所述机体呈十字形，在四个顶点上设置有旋翼、旋翼底部设有支撑架；

所述摄像装置安装在所述机体上，负责对物体的摄像识别并把信号送给至所述通信及控制装置；