一種農用多旋翼無人的製造方法
2023-12-02 19:16:16 1
一種農用多旋翼無人的製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種可以運用於農田等生長有作物的非平整表面進行土壤或水體取樣的農用多旋翼無人機。它包括機架、旋翼、旋翼電機、支腳、第一伸縮裝置和取樣探頭；第一伸縮裝置包括機箱、卷線筒、卷線軸、第一傳動齒輪、離合器、第二傳動齒輪、纜繩和制動裝置；旋翼電機下轉軸連有輸出齒輪，輸出齒輪、第一傳動齒輪、離合器與第二傳動齒輪相連，第二傳動齒輪與卷線軸相連，纜繩卷繞在卷線筒上，纜繩的自由端與取樣探頭相連；制動裝置安裝在卷線筒的端面處；機箱固定於旋翼電機上，卷線軸、離合器和制動裝置固定於箱體上；旋翼電機、離合器、制動裝置和取樣探頭均與信息處理器電連接，所述的機架的下方還安裝有第二伸縮裝置。
【專利說明】—種農用多旋翼無人機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無人機，具體是指一種運用於民用領域的農用多旋翼無人機。
【背景技術】
[0002]無人機是一種由無線電遙控設備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。它最早出現於20世紀20年代，當時是作為訓練用的靶機使用的。是一個許多國家用於描述最新一代無人駕駛飛機的術語。從字面上講，這個術語可以描述從風箏，無線電遙控飛機，到V-1飛彈從發展來的巡航飛彈，但是在軍方的術語中僅限於可重複使用的比空氣重的飛行器。無人機用途廣泛，成本低，效費比好；無人員傷亡風險；生存能力強，機動性能好，使用方便，在現代戰爭中有極其重要的作用，在民用領域更有廣闊的前景。從技術角度定義可以分為:無人直升機、無人固定翼機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機這幾大類。
[0003]以在民用領域有著最為廣泛前景的農用多旋翼無人機為例。現有技術中的農用多旋翼無人機在民用領域主要用於實時圖像監測，作物噴灑防治和小型物品運送等。其常見的結構如附圖1中所示，它包括機架01、旋翼02、旋翼電機03、和支腳04幾個主要部件，機架01上安裝有電池和無線控制裝置，然後再由用戶根據使用需求分別搭載攝像頭或是噴灑裝置。而本專利申請的發明人通過實踐發現，現有技術中的無人機在運用於農業上時，大多只能飛行於作物的上空進行拍攝與噴灑作業，而缺少相應的對作物生長的土壤或水體環境進行取樣的裝置；綜上所述，目前急需要一種可以運用於農田等生長有作物的非平整表面進行土壤或水體取樣的無人機。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是，提供一種可以運用於農田等生長有作物的非平整表面進行土壤或水體取樣的農用多旋翼無人機。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為:一種農用多旋翼無人機，它包括機架、旋翼、旋翼電機和支腳；所述的旋翼為至少有四個，並且通過橫向連杆安裝於機架的四周，每個旋翼下方連接有一臺旋翼電機；所述的支腳設置在機架的下方；機架上還安裝有用於給用電部件供電的鋰電池和用於控制無人機和遠程通訊的信息處理器；它包括第一伸縮裝置和多個取樣探頭；所述的第一伸縮裝置包括第一機箱、第一卷線筒、卷線軸、第一傳動齒輪、離合器、第二傳動齒輪、第一纜繩和制動裝置；所述的旋翼電機為包括上轉軸和下轉軸的雙軸電機；下轉軸上安裝有輸出齒輪，上轉軸與機翼相連，輸出齒輪與第一傳動齒輪相連，第一傳動齒輪同時通過離合器與第二傳動齒輪相連，第二傳動齒輪與卷線軸相連，卷線軸與第一卷線筒周向限位套合，第一纜繩卷繞在第一卷線筒上，第一纜繩的自由端與取樣探頭相連；制動裝置安裝在第一卷線筒的端面處；所述的第一機箱固定於旋翼電機上，卷線軸、離合器和制動裝置固定於箱體上；旋翼電機、離合器、制動裝置和取樣探頭均與信息處理器電連接；所述的機架的下方還安裝有第二伸縮裝置，第二伸縮裝置包括第二機箱、卷揚電機、聯軸器、第二卷線筒和第二纜繩；第二機箱固定於機架的下部；卷揚電機和第二卷線筒安裝於第二機箱內，卷揚電機通過聯軸器與第二卷線筒相連；第二纜繩卷繞於第二卷線筒上，第二纜繩的自由端連接有取樣探頭。
[0006]作為優選，所述的取樣探頭為帶有溫感器的取樣杯，所述的取樣杯下端為尖錐結構，取樣杯的外周設有配重塊。
[0007]作為優選，所述的機架、旋翼、旋翼電機和支腳、第一伸縮裝置和第二伸縮裝置均為碳纖維結構。
[0008]作為改進，取樣探頭上安裝有用於與信息處理器無線通信的藍牙通信模塊。
[0009]作為改進，所述的制動裝置為電控螺旋伸縮杆，所述的電控螺旋伸縮杆通過桿頭與卷線筒側壁相抵實現摩擦制動。
[0010]作為改進，它還包括安裝於機架上與信息處理器電連接的電子陀螺儀。
[0011]採用上述結構後，本發明具有如下有益效果:它包括伸縮裝置和取樣探頭；所述的伸縮裝置包括機箱、卷線筒、卷線軸、第一傳動齒輪、離合器、第二傳動齒輪、纜繩和制動裝置；所述的旋翼電機為包括上轉軸和下轉軸的雙軸電機；下轉軸上安裝有輸出齒輪，上轉軸與機翼相連，輸出齒輪與第一傳動齒輪相連，第一傳動齒輪同時通過離合器與第二傳動齒輪相連，第二傳動齒輪與卷線軸相連，卷線軸與卷線筒周向限位套合，纜繩卷繞在卷線筒上，纜繩的自由端與取樣探頭相連；制動裝置安裝在卷線筒的端面處；所述的機箱固定於旋翼電機上，卷線軸、離合器和制動裝置固定於箱體上；旋翼電機、離合器、制動裝置和取樣探頭均與信息處理器電連接。巧妙的採用雙軸電機與卷揚結構相結合，通過旋翼電機的下端來驅動卷線筒轉動，以便上提取樣探頭，當取樣探頭需要下落取樣時，則是通過離合器、制動裝置和探頭的自重來實現。
[0012]所述的機架的下方還安裝有第二伸縮裝置，第二伸縮裝置包括第二機箱、卷揚電機、聯軸器、第二卷線筒和第二纜繩；第二機箱固定於機架的下部；卷揚電機和第二卷線筒安裝於第二機箱內，卷揚電機通過聯軸器與第二卷線筒相連；第二纜繩卷繞於第二卷線筒上，第二纜繩的自由端連接有取樣探頭。最大限度的增設了取樣裝置，而且機架下方的取樣裝置採用是的不同的結構設計，使機器更加多樣化，穩定性也更好。
[0013]本實用通過伸縮裝置和取樣探頭的結合可以在無人機不降落的情況下對其下方的作物生長環境中的土壤或水體取樣，取樣的同時不會影響到作物的生長。所述的取樣探頭為帶有溫感器的取樣杯，所述的取樣杯下端為尖錐結構，取樣杯的外周設有配重塊。尖錐結構可以更好的插入土壤中，有利於取樣杯收集樣品，配重塊可以使用取樣杯穩定下落。所述的機架、旋翼、旋翼電機和支腳、機箱、卷線筒、卷線軸、第一傳動齒輪、離合器、第二傳動齒輪、纜繩和制動裝置均為碳纖維結構。碳纖維結構穩定，重量小，可以大大提高無人機的續航時間。所述的取樣探頭上安裝有用於與信息處理器無線通信的藍牙通信模塊。該設計採用無線通信方式，避開了通信電纜的使用，進一步減小了整個裝置的重量，同時也防止了電纜對纜繩的幹擾。所述的制動裝置為電控螺旋伸縮杆，所述的電控螺旋伸縮杆通過桿頭與卷線筒側壁相抵實現摩擦制動，電控螺旋伸縮杆結構更加精簡，制動效果能滿足卷線筒的需求。它還包括安裝於機架上與信息處理器電連接的電子陀螺儀，可以進一步加強對機身飛行姿態的控制。
[0014]綜上所述，本發明提供了一種可以運用於農田等生長有作物的非平整表面進行土壤或水體取樣的農用多旋翼無人機。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是現有技術中的農用多旋翼無人機的結構示意圖。
[0016]圖2是本發明中的農用多旋翼無人機的結構示意圖。
[0017]圖3是圖2中旋翼下的伸縮裝置及取樣探頭部分的放大結構示意圖。
[0018]圖4是圖2中機架下的伸縮裝置及取樣探頭部分的放大結構示意圖。
[0019]圖5是本發明中的農用多旋翼無人機在取樣狀態下的結構示意圖。
[0020]如圖所示:現有技術中01、機架，02、旋翼，03、旋翼電機，04、支腳。
[0021]本發明中:1、機架，2、旋翼，3、旋翼電機，4、支腳，5、第一伸縮裝置，6、取樣探頭，7、第二伸縮裝置，8、電子陀螺儀，301、上轉軸，302、下轉軸，303、輸出齒輪，501、第一機箱，502、第一卷線筒，503、卷線軸，504、第一傳動齒輪，505、離合器，506、第二傳動齒輪，507、第一纜繩，508、制動裝置，701、第二機箱，702、卷揚電機，703、聯軸器，704、第二卷線筒，705、第二纜繩。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明。
[0023]結合附圖2到附圖5，一種農用多旋翼無人機，它包括機架1、旋翼2、旋翼電機3和支腳4 ;所述的旋翼2為至少有四個，並且通過橫向連杆安裝於機架I的四周，每個旋翼2下方連接有一臺旋翼電機3 ;所述的支腳4設置在機架I的下方；機架I上還安裝有用於給用電部件供電的鋰電池和用於控制無人機和遠程通訊的信息處理器；它包括第一伸縮裝置5和多個取樣探頭6 ;所述的第一伸縮裝置5包括第一機箱501、第一卷線筒502、卷線軸503、第一傳動齒輪504、離合器505、第二傳動齒輪506、第一纜繩507和制動裝置508 ;所述的旋翼電機3為包括上轉軸301和下轉軸302的雙軸電機；下轉軸302上安裝有輸出齒輪303，上轉軸301與機翼相連，輸出齒輪303與第一傳動齒輪504相連，第一傳動齒輪504同時通過離合器505與第二傳動齒輪506相連，第二傳動齒輪506與卷線軸503相連，卷線軸503與第一卷線筒502周向限位套合，第一纜繩507卷繞在第一卷線筒502上，第一纜繩507的自由端與取樣探頭6相連；制動裝置508安裝在第一卷線筒502的端面處；所述的第一機箱501固定於旋翼電機3上，卷線軸503、離合器505和制動裝置508固定於箱體501上；旋翼電機3、離合器505、制動裝置508和取樣探頭6均與信息處理器電連接；所述的機架I的下方還安裝有第二伸縮裝置7，第二伸縮裝置7包括第二機箱701、卷揚電機702、聯軸器703、第二卷線筒704和第二纜繩705 ;第二機箱701固定於機架I的下部；卷揚電機702和第二卷線筒704安裝於第二機箱701內，卷揚電機702通過聯軸器703與第二卷線筒704相連；第二纜繩705卷繞於第二卷線筒704上，第二纜繩705的自由端連接有取樣探頭6。
[0024]作為優選，所述的取樣探頭為帶有溫感器的取樣杯，所述的取樣杯下端為尖錐結構，取樣杯的外周設有配重塊。
[0025]作為優選，所述的機架1、旋翼2、旋翼電機3和支腳4、第一伸縮裝置5和第二伸縮裝置7均為碳纖維結構。
[0026]作為改進，取樣探頭上安裝有用於與信息處理器無線通信的藍牙通信模塊。
[0027]作為改進，所述的制動裝置為電控螺旋伸縮杆，所述的電控螺旋伸縮杆通過桿頭與卷線筒側壁相抵實現摩擦制動。
[0028]作為改進，它還包括安裝於機架I上與信息處理器電連接的電子陀螺儀8。
[0029]採用上述結構後，本發明具有如下有益效果:它包括伸縮裝置和取樣探頭；所述的伸縮裝置包括機箱、卷線筒、卷線軸、第一傳動齒輪、離合器、第二傳動齒輪、纜繩和制動裝置；所述的旋翼電機為包括上轉軸和下轉軸的雙軸電機；下轉軸上安裝有輸出齒輪，上轉軸與機翼相連，輸出齒輪與第一傳動齒輪相連，第一傳動齒輪同時通過離合器與第二傳動齒輪相連，第二傳動齒輪與卷線軸相連，卷線軸與卷線筒周向限位套合，纜繩卷繞在卷線筒上，纜繩的自由端與取樣探頭相連；制動裝置安裝在卷線筒的端面處；所述的機箱固定於旋翼電機上，卷線軸、離合器和制動裝置固定於箱體上；旋翼電機、離合器、制動裝置和取樣探頭均與信息處理器電連接。巧妙的採用雙軸電機與卷揚結構相結合，通過旋翼電機的下端來驅動卷線筒轉動，以便上提取樣探頭，當取樣探頭需要下落取樣時，則是通過離合器、制動裝置和探頭的自重來實現。
[0030]所述的機架I的下方還安裝有第二伸縮裝置7，第二伸縮裝置7包括第二機箱701、卷揚電機702、聯軸器703、第二卷線筒704和第二纜繩705 ;第二機箱701固定於機架I的下部；卷揚電機702和第二卷線筒704安裝於第二機箱701內，卷揚電機702通過聯軸器703與第二卷線筒704相連；第二纜繩705卷繞於第二卷線筒704上，第二纜繩705的自由端連接有取樣探頭6。最大限度的增設了取樣裝置，而且機架下方的取樣裝置採用是的不同的結構設計，使機器更加多樣化，穩定性也更好。
[0031]本實用通過伸縮裝置和取樣探頭的結合可以在無人機不降落的情況下對其下方的作物生長環境中的土壤或水體取樣，取樣的同時不會影響到作物的生長。所述的取樣探頭為帶有溫感器的取樣杯，所述的取樣杯下端為尖錐結構，取樣杯的外周設有配重塊。尖錐結構可以更好的插入土壤中，有利於取樣杯收集樣品，配重塊可以使用取樣杯穩定下落。所述的機架、旋翼、旋翼電機和支腳、機箱、卷線筒、卷線軸、第一傳動齒輪、離合器、第二傳動齒輪、纜繩和制動裝置均為碳纖維結構。碳纖維結構穩定，重量小，可以大大提高無人機的續航時間。所述的取樣探頭上安裝有用於與信息處理器無線通信的藍牙通信模塊。該設計採用無線通信方式，避開了通信電纜的使用，進一步減小了整個裝置的重量，同時也防止了電纜對纜繩的幹擾。所述的制動裝置為電控螺旋伸縮杆，所述的電控螺旋伸縮杆通過桿頭與卷線筒側壁相抵實現摩擦制動，電控螺旋伸縮杆結構更加精簡，制動效果能滿足卷線筒的需求。它還包括安裝於機架I上與信息處理器電連接的電子陀螺儀8，可以進一步加強對機身飛行姿態的控制。
[0032]綜上所述，本發明提供了一種可以運用於農田等生長有作物的非平整表面進行土壤或水體取樣的農用多旋翼無人機。
[0033]本發明的無人機的機架下方的取樣探頭6的升降直接由卷揚電機702的正轉與反轉來實現，探頭完成取樣後，卷揚電機702會自動回收纜繩，卷揚電機702內設有計時裝置和記錄電機轉數的裝置，用於輔助控制電機的工作。當然，用戶也可以通過視頻畫面直接遠程遙控卷揚電機702工作，只需要在無人機上搭載一個攝像頭即可。所述的卷揚電機702可以通過有線或無線的方式與信息處理器進行通訊，也可以通過內部的計時裝置的轉數裝置和自帶中央處理器自己獨立運作。
[0034]以上對本發明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發明的實施方式之一，實際的結構並不局限於此。總而言之如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種農用多旋翼無人機，它包括機架⑴、旋翼⑵、旋翼電機⑶和支腳⑷；所述的旋翼⑵為至少有四個，並且通過橫向連杆安裝於機架⑴的四周，每個旋翼⑵下方連接有一臺旋翼電機(3)；所述的支腳(4)設置在機架(1)的下方；機架(1)上還安裝有用於給用電部件供電的鋰電池和用於控制無人機和遠程通訊的信息處理器；其特徵在於:它包括第一伸縮裝置(5)和多個取樣探頭￠)；所述的第一伸縮裝置(5)包括第一機箱(501)、第一卷線筒(502)、卷線軸(503)、第一傳動齒輪(504)、離合器(505)、第二傳動齒輪(506)、第一纜繩(507)和制動裝置(508)；所述的旋翼電機(3)為包括上轉軸(301)和下轉軸(302)的雙軸電機；下轉軸(302)上安裝有輸出齒輪(303),上轉軸(301)與機翼相連，輸出齒輪(303)與第一傳動齒輪(504)相連,第一傳動齒輪(504)同時通過離合器(505)與第二傳動齒輪(506)相連，第二傳動齒輪(506)與卷線軸(503)相連，卷線軸(503)與第一卷線筒(502)周向限位套合，第一纜繩(507)卷繞在第一卷線筒(502)上，第一纜繩(507)的自由端與取樣探頭(6)相連；制動裝置(508)安裝在第一卷線筒(502)的端面處；所述的第一機箱(501)固定於旋翼電機(3)上,卷線軸(503),離合器(505)和制動裝置(508)固定於箱體(501)上；旋翼電機(3)、離合器(505),制動裝置(508)和取樣探頭(6)均與信息處理器電連接；所述的機架(1)的下方還安裝有第二伸縮裝置(7),第二伸縮裝置(7)包括第二機箱(701)、卷揚電機(702)、聯軸器(703)、第二卷線筒(704)和第二纜繩(705)；第二機箱(701)固定於機架(1)的下部；卷揚電機(702)和第二卷線筒(704)安裝於第二機箱(701)內，卷揚電機(702)通過聯軸器(703)與第二卷線筒(704)相連；第二纜繩(705)卷繞於第二卷線筒(704)上，第二纜繩(705)的自由端連接有取樣探頭(6)。
2.根據權利要求1所述的農用多旋翼無人機，其特徵在於:所述的取樣探頭(6)為帶有溫感器的取樣杯，所述的取樣杯下端為尖錐結構，取樣杯的外周設有配重塊。
3.根據權利要求1所述的農用多旋翼無人機，其特徵在於:所述的機架(1)、旋翼(2)、旋翼電機(3)和支腳(4)、第一伸縮裝置(5)和第二伸縮裝置(7)均為碳纖維結構。
4.根據權利要求1所述的農用多旋翼無人機，其特徵在於:取樣探頭(6)上安裝有用於與信息處理器無線通信的藍牙通信模塊。
5.根據權利要求1所述的農用多旋翼無人機，其特徵在於:所述的制動裝置(508)為電控螺旋伸縮杆，所述的電控螺旋伸縮杆通過桿頭與第一卷線筒(502)側壁相抵實現摩擦制動。
6.根據權利要求1所述的農用多旋翼無人機，其特徵在於:它還包括安裝於機架(1)上與信息處理器電連接的電子陀螺儀(8)。
【文檔編號】B64C27/02GK104354858SQ201410631365
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月10日 優先權日:2014年11月10日
【發明者】仇殿辰 申請人:成都好飛機器人科技有限公司