申请/专利权人：华南农业大学

申请日：2022-12-06

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN115843563B

主分类号：A01G3/08

分类号：A01G3/08;G06T17/05;G01C21/20;B64U20/00;B64C17/00;B64C39/02;B64D47/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2023.04.14#实质审查的生效;2023.03.28#公开

摘要：本发明公开了一种基于力矩平衡原理的无人机除梢装置及其控制方法，装置包括连接固定装置、摄像装置、修剪装置主体、驱动装置、旋转装置、无刷电机固定板、滚珠丝杆、滑块、无刷电机和刀片；使用时，先将除梢装置固定在无人机上，通过摄像装置采集的图像搜寻目标并进行无人机位置调整，然后通过中控控制无刷电机开始工作，带动刀片进行旋转，同时刀片工作范围是可以重叠的，可以加大除梢的力度，更好进行果树除梢作业。本发明中，无刷电机的正反转还可以在一定程度下增加除梢过程中无人机的稳定性；本发明适合在果园果树除梢领域使用。

主权项：1.基于力矩平衡原理的无人机除梢装置，其特征在于，包括摄像装置、除梢装置主体、驱动装置、旋转装置及修剪装置；所述摄像装置设置在除梢装置主体上，所述摄像装置用于采集树梢区域的图像；所述除梢装置主体包括多根连接杆和安装座，所述安装座设置在连接杆的底部，所述连接杆的顶部设置有连接紧固装置，所述连接紧固装置用于连接无人机；所述驱动装置设置在安装座上，包括驱动装置外壳、电池、驱动板和传感器，所述电池、驱动板和传感器设置在驱动装置外壳内，所述驱动板控制修剪装置中电机的启动与关停，所述传感器包括：用于采集无人机的无人机角度变化量的陀螺仪、用于检测无人机的高度的气压传感器以及用于检测工作的稳定情况的震动传感器；所述陀螺仪、气压传感器和震动传感器都与驱动板连接，驱动板中会编写对应传感器的程序，在对应传感器发出的信号无人机除梢装置和无人机执行的命令都会进行详细的进行编写分类；所述修剪装置通过旋转装置与驱动装置的底部连接，所述修剪装置包括无刷电机固定板、滚珠丝杆、滑块、无刷电机以及刀片，所述旋转装置一端使用螺栓紧固在除梢装置主体上，另外一端使用螺栓紧固在无刷电机固定板上，所述滚珠丝杆设置在无刷电机固定板的凹槽内，所述滑块设置在无刷电机固定板上并穿过滚珠丝杆，所述滑块可沿滚珠丝杆进行滑动，所述无刷电机一端设置在滑块上，另一端设置有刀片；所述摄像装置包括双目摄像头和双目摄像头支架，所述双目摄像头支架设置在驱动装置外壳上；所述双目摄像头进行采集树梢区域的图像，采集的图像通过线路连接将图像传输到无人机机载处理器中，对图像进行处理，分析处理树梢的位置和粗细信息，处理完毕后将树梢的位置及粗细信息反馈给无人机的飞控，无人机飞控通过机载处理器处理后的树梢位置信息和粗细信息进行飞行定位和路劲规划；所述滑块为两个，分别安装在无刷电机固定板的左右两侧，并与滚珠丝杆装置进行连接；每个滑块上安装一个无刷电机，每个无刷电机上安装一个刀片；两个滑块的高度间隔等于刀片的厚度，通过控制板的程序对滚珠丝杆装置进行控制，进而控制滑块的移动，最终达到对除梢区域的控制；两个无刷电机分别以相同的速度正转和反转，形成满足动力臂长*动力=阻力臂长*阻力的力矩平衡原理，达到力矩相互抵消的作用，同时两个刀片也需要根据无刷电机的旋转方向来安装；所述滚珠丝杆用于控制两个刀片的位置，当两个刀片靠近时，形成重合除梢区域，并在重合除梢区域内形成剪刀的结构，以此增加对树梢的剪切力。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华南农业大学 基于力矩平衡原理的无人机除梢装置及其控制方法

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