一种无人机自动抓球装置的制作方法

文档序号:15131174发布日期:2018-08-10 07:34阅读:192来源:国知局

本发明涉及抓球装置领域,更具体的说,它涉及一种无人机自动抓球装置。



背景技术:

随着人们的生活水平不断提高,对健康的追求也越来越高。户外运动如高尔夫、网球、棒球等等,都在作为一种商务休闲活动,既能满足人们健身的需求,也能为商务洽谈等活动提供合适的场合。例如高尔夫球场面积大,情况复杂,击飞的高尔夫球很容易四处飞散,传统的人工捡球,虽然简单可行,不需要投入过多的技术力量,但是效率过低,费时费力。其它球类亦是如此,为了提高球的回收效率,快速清场,有必要提供一种抓球速度快,效率高,抓的球的类型多,一次尽可能多的捡球的自动捡球装置。



技术实现要素:

本发明克服了现有技术的不足,提供了一种抓球速度快,效率高,抓的球的类型多,数量限制低,使用方便的无人机自动抓球装置。

本发明的技术方案如下:

一种无人机自动抓球装置,该抓球装置设置在无人机下方,且其包括框架模块和控制模块,所述控制模块设置在框架模块外侧;所述控制模块包括驱动模块、绳索收纳结构和柔性布收纳结构;绳索收纳结构、柔性布收纳结构设置在驱动模块的两侧并受其控制,所述绳索收纳结构与驱动模块通过第一级传动机构连接,所述柔性布收纳结构与驱动模块通过第二级传动机构连接;所述绳索收纳结构包括传动线收纳部、传动线导引部和传动线,所述柔性布收纳结构包括柔性布收纳部、导引管和柔性布,其中传动线的自由端和柔性布的自由端连接固定;传动线的自由端为传动线不固定在传动线收纳上的一端,柔性布的自由端为柔性布不固定在柔性布收纳上的一端;所述传动线导引部设置在导引管的出口处;所述柔性布宽度能覆盖框架模块的宽度。

进一步的,控制模块与框架模块的重心在同一竖直线上,便于无人机的控制。

进一步的,所述框架模块在导引管的另一出口处设置过渡半圆筒,便于柔性布的收纳。

进一步的,所述框架模块包括前侧板,后侧板,左侧板,右侧板和上连板;所述前侧板开有三行共计13个减阻孔,其中,上下各有5个减阻孔,中间有三个减阻孔;所述左侧板结构与所述右侧板相同,所述左侧板、右侧板各开有三行十八个减重孔,每行六个减重孔;所述后侧板开孔与所述前侧板相同;所述上连板位于所述框架模块上表面,左右两侧分别开有三行,每行两个的强度孔,前后两端各开有三行,每行四个的散热孔;所述上连板中心设置有控制模块的凹槽,减轻框架重量、增强抗形变能力,且便于散热。

进一步的,所述驱动模块包括支撑系统和动力系统;所述支撑系统包括撑杆和连板,撑杆数量为四个;所述撑杆为圆柱形,安装在所述框架模块上表面;所述连板安装在撑杆上端;所述连板为矩形,矩形的四个角设置为圆角;所述连板圆角处开有与连板长度方向相同的第一长圆形孔;所述连板前后端各开有三个第二长圆形孔,第二长圆形孔沿所述连板宽度方向设置,互相平行;所述第二长圆形孔长度要大于第一长圆形孔;所述连板中间开有长圆形孔群,包括七个第二长圆形孔,七个第二长圆形孔平行,并沿所述连板长度方向设置;所述第一长圆形孔用于与无人机的连接固定,第二长圆形孔避免局部过热,起到散热功能;所述连板中间长圆形孔群前后两侧各开有两个螺纹孔,左侧开有两个第三长圆形螺栓孔,第三长圆形螺栓孔长度小于第二长圆形孔,大于第一长圆形孔。

进一步的,所述动力系统包括舵机,舵机臂,舵机支架和第一齿轮;所述连板在所述动力系统的第一齿轮上方开有凹槽;所述舵机支架安装在所述连板左侧下方;所述舵机上方设置有吊耳,所述吊耳与所述舵机支架螺栓连接;所述第一齿轮中间开有圆孔,安装在所述舵机的主轴左端;所述舵机臂安装在所述舵机和第一齿轮之间,所述舵机臂中间开有圆孔,所述舵机的主轴由此圆孔穿过;所述舵机臂包括底座和连接部,底座在中心圆孔周围开有四个螺栓孔,连接部为圆柱形,紧密贴合所述舵机表面;所述舵机臂与所述第一齿轮螺栓连接;所述第一齿轮与第一级传动机构的传动比为1:2,与第二级传动机构的传动比为1:2。

进一步的,所述第一级传动机构包括第二齿轮,第一光轴;所述第二齿轮中心开有方孔,便于固定安装在所述第一光轴中间;所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。

进一步的,所述第二级传动机构包括第二光轴、第三齿轮,第四齿轮,第五齿轮,第三光轴、第六齿轮,第七齿轮;所述第一光轴安装在所述驱动模块后侧;所述第三齿轮中心开有方孔,安装在所述第二光轴右侧;所述第五齿轮中心开有方孔,安装在所述第二光轴左侧;所述第四齿轮中心开有方孔,安装在所述第二光轴中间;所述第三光轴安装在所述框架模块上表面,位于所述第一光轴后侧;所述第六齿轮中心开有方孔,安装在所述第三光轴右侧;所述第七齿轮中心开有方孔,安装在所述第三光轴左侧;所述第四齿轮,第五齿轮,第六齿轮,第七齿轮中心方孔能便于固定在对应的光轴上,并且易于调整相对位置;所述第三齿轮,第五齿轮分别与所述第六齿轮,第七齿轮啮合,传动比均为1:1。

进一步的,所述传动线收纳部包括第一收纳筒,第二收纳筒,第一收纳筒,第二收纳筒通过第一光轴连接,所述第一收纳筒,第二收纳筒中间开有方孔,分别安装在第一级传动机构的两侧;

进一步的,传动线导引部包括第三导引筒,第四导引筒,第四光轴;所述第四光轴安装在所述框架模块前侧板中部;所述第三导引筒安装在所述第四光轴右侧;所述第四导引筒安装在所述第四光轴左侧;

进一步的,所述框架模块还包括导杆架,导引管;所述后侧板底部左右两侧分别安装有两个过渡半圆筒;所述导杆架包括垫板和夹块,垫板为方形,夹块开有开口朝下的圆形凹槽,夹块上部开有圆孔;所述右侧板下部安装有三个导杆架,三个导杆架在同一直线上,间距相等;所述左侧板下部安装有三个导杆架,安装位置与右侧板的三个导杆架对应;所述导引管有两个,分别安装在左侧板,右侧板上的导杆架圆形凹槽内;所述传动线分别穿过左侧板,右侧板导引管;所述导杆架通过螺栓分别固定在对应的右侧板和左侧板的下部。

进一步的,所述右侧板下部,左侧板下部分别开有与所述导杆架对应的螺栓孔;所述上连板位于所述框架模块上表面。

进一步的,所述第一收纳筒,第二收纳筒,第三导引筒,第四导引筒两侧都为锥形,中间呈圆柱形。

本发明相比现有技术优点在于:

1,本发明动力模块,绳索收纳结构,柔性布收纳结构,框架结构相互独立,拆解方便,遇到不同场景,可以调整相应结构,满足不同的要求,便于维护和调整。

2,本发明抓球速度快,识别效率高。柔性布本体能覆盖框架底部,在达到目标地域后,能完整包住球类零件,柔性布的移动速度可以根据需要进行调整,稳定高效的进行收纳。

3,本发明自动控制,使用方便,无人机安装在本使用新型的上方,可以根据需要灵活调整无人机的安装位置,舵机可自动调整转速,操作人员可以远程控制本发明的速度和高度。

附图说明

图1为本发明的正面三维图;

图2为本发明的背面三维图;

图3为本发明的驱动模块结构示意图;

图4为图1中a区域的局部放大图;

图5为图1中b区域的局部放大图

图6为导引管安装示意图。

附图标记:撑杆1,连板2,第七齿轮3,第三光轴4,第二光轴5,第五齿轮6,第二齿轮7,第二收纳筒8,上连板9,前侧板10,第四导引筒11,第四光轴12,第一光轴13,第三导引筒14,右侧板15,第一收纳筒16,导杆架17,导引管18,舵机19,第三齿轮20,第六齿轮21,卷布筒22,第一齿轮23,第四齿轮24,左侧板25,后侧板26,舵机支架27,舵机臂28。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1至图6所示,一种无人机自动抓球装置,该抓球装置设置在无人机下方,且其包括框架模块和控制模块,所述控制模块设置在框架模块外侧,便于根据需要调整控制模块,提高使用效率。所述控制模块与框架模块的重心在同一竖直线上,便于无人机的控制。所述控制模块包括驱动模块、绳索收纳结构和柔性布收纳结构;绳索收纳结构、柔性布收纳结构设置在驱动模块的两侧并受其控制,所述绳索收纳结构与驱动模块通过第一级传动机构连接,所述柔性布收纳结构与驱动模块通过第二级传动机构连接。所述绳索收纳结构包括传动线收纳部、传动线导引部和传动线,所述柔性布收纳结构包括柔性布收纳部、导引管18和柔性布,其中传动线的自由端和柔性布的自由端连接固定,连接的方式可以采用粘接,也可以采用缝补的方式进行。传动线的自由端为传动线不固定在传动线收纳上的一端,柔性布的自由端为柔性布不固定在柔性布收纳上的一端。值得注意的是,所述柔性布收纳结构可以采用卷布筒22的形式,对柔性布进行控制。所述传动线导引部设置在所述导引管18的出口处;所述柔性布宽度能覆盖框架模块的宽度。所述框架模块在导引管18的另一出口处设置过渡半圆筒,便于柔性布的收纳,同时过渡半圆筒表面光滑,降低柔性布的摩擦损失。

作为优选的,所述框架模块包括前侧板10,后侧板26,左侧板25,右侧板15和上连板9。所述前侧板10开有三行共计13个减阻孔,其中,上下各有5个减阻孔,中间有三个减阻孔,起到降低风阻的功能。所述左侧板25结构与所述右侧板15相同,所述左侧板25、右侧板15各开有三行十八个减重孔,每行六个减重孔,设置减重孔降低所述框架模块整体重量。所述后侧板26开孔与所述前侧板10相同。所述前侧板10和后侧板26在无人机飞行过程中,受到的风阻比较大,通过开减阻孔,使得气流从中通过,从而降低阻力,提高效率。所述上连板9位于所述框架模块上表面,左右两侧分别开有三行,每行两个的强度孔,强度孔用于提高结构强度,前后两端各开有三行,每行四个的散热孔,这些散热孔加强散热功能;所述上连板9中心设置有控制模块的凹槽,减轻框架重量、增强抗形变能力,且便于散热。

作为优选的,所述驱动模块包括支撑系统和动力系统;所述支撑系统包括撑杆1和连板2,所述撑杆1数量为四个。所述撑杆1为圆柱形,安装在所述框架模块上表面,用于支撑连板2。所述连板2安装在撑杆1上端;所述连板2为矩形,矩形的四个角设置为圆角,这是为了便于加工。所述连板2圆角处开有与连板2长度方向相同的第一长圆形孔;所述连板2前后端各开有三个第二长圆形孔,第二长圆形孔沿所述连板2宽度方向设置,互相平行;所述第二长圆形孔长度要大于第一长圆形孔;所述连板2中间开有长圆形孔群,包括七个第二长圆形孔,七个第二长圆形孔平行,并沿所述连板2长度方向设置;所述第一长圆形孔用于与无人机的连接固定,第二长圆形孔避免局部过热,起到散热功能。所述连板2中间长圆形孔群前后两侧各开有两个螺纹孔,左侧开有两个第三长圆形螺栓孔,第三长圆形螺栓孔长度小于第二长圆形孔,大于第一长圆形孔。这里的开孔是为了便于与无人机进行固定,也方便后期各种功能模块的加入。

作为优选的,所述动力系统包括舵机19,舵机臂28,舵机支架27和第一齿轮23。所述连板2在所述动力系统的第一齿轮23上方开有凹槽,方便进行散热。所述舵机支架27安装在所述连板2左侧下方;所述舵机19上方设置有吊耳,所述吊耳与所述舵机支架27螺栓连接,这种方式的连接更稳固,同时易于拆卸。所述第一齿轮23中间开有圆孔,安装在所述舵机19的主轴左端,便于进行调整,如根据需要更换齿轮。所述舵机臂28安装在所述舵机19和第一齿轮23之间,所述舵机臂28中间开有圆孔,所述舵机19的主轴由此圆孔穿过,这种结构能更好的紧固舵机19。所述舵机臂28包括底座和连接部,底座在中心圆孔周围开有四个螺栓孔,连接部为圆柱形,紧密贴合所述舵机19表面,底座和连接部可以减缓舵机高速运转时带来的震动,避免损坏精密件。所述舵机臂28与所述第一齿轮23螺栓连接;所述第一齿轮23与第一级传动机构的传动比为1:2,与第二级传动机构的传动比为1:2。所述第一级传动机构包括第二齿轮7,第一光轴13;所述第二齿轮7中心开有方孔,便于固定安装在所述第一光轴13中间;所述第二齿轮7与所述第一齿轮23啮合。

作为优选的,所述第二级传动机构包括第二光轴5、第三齿轮20,第四齿轮24,第五齿轮6,第三光轴44、第六齿轮21,第七齿轮3。所述第一光轴13安装在所述驱动模块后侧;所述第三齿轮20中心开有方孔,安装在所述第二光轴5右侧;所述第五齿轮6中心开有方孔,安装在所述第二光轴5左侧;所述第四齿轮24中心开有方孔,安装在所述第二光轴5中间;所述第三光轴44安装在所述框架模块上表面,位于所述第一光轴13后侧;所述第六齿轮21中心开有方孔,安装在所述第三光轴44右侧;所述第七齿轮3中心开有方孔,安装在所述第三光轴44左侧。所述第四齿轮24,第五齿轮6,第六齿轮21,第七齿轮3中心方孔能便于固定在对应的光轴上,并且易于调整相对位置;所述第三齿轮20,第五齿轮6分别与所述第六齿轮21,第七齿轮3啮合,传动比均为1:1。

作为优选的,所述传动线收纳部包括第一收纳筒16,第二收纳筒8,第一收纳筒16,第二收纳筒8通过第一光轴13连接,所述第一收纳筒16,第二收纳筒8中间开有方孔,分别安装在第一级传动机构的两侧,方孔内可以安装联轴器,进一步加强紧固效果。

作为优选的,传动线导引部包括第三导引筒14,第四导引筒11,第四光轴12。所述第四光轴12安装在所述框架模块前侧板10中部,所述第三导引筒14安装在所述第四光轴12右侧,所述第四导引筒11安装在所述第四光轴12左侧,所述第三导引筒14,第四导引筒11分别安装在框架模块上表面两侧,能够更好的牵引传动线,能引导柔性布本体完成工作。所述第一收纳筒16,第二收纳筒8,第三导引筒14,第四导引筒11两侧都为锥形,中间呈圆柱形。这种形状能防止传动线在运转过程中互相缠绕。

作为优选的,所述框架模块还包括导杆架17,导引管18。所述后侧板26底部左右两侧分别安装有两个过渡半圆筒;所述导杆架17包括垫板和夹块,垫板为方形,夹块开有开口朝下的圆形凹槽,夹块上部开有圆孔;所述导杆架17通过螺栓分别固定在对应的右侧板15,左侧板25下部。导杆架17的两段式结构,既能很好的固定导引管18,也能固定在框架模块上,并且采用圆形凹槽的卡扣形式,能够方便的对所述导引管18进行拆卸。所述右侧板15下部安装有三个导杆架17,三个导杆架17在同一直线上,间距相等;所述左侧板25下部安装有三个导杆架17,安装位置与右侧板15的三个导杆架17对应;所述导引管18有两个,分别安装在左侧板25,右侧板15上的导杆架17圆形凹槽内;所述传动线分别穿过左侧板25,右侧板15的导引管18。传动线穿过所述导引管18能够避免因为磨损而断裂。

本发明工作步骤:

第一步:无人机的自动抓球装置到达高尔夫球落点位置,数个高尔夫球恰好被扣于抓取装置底部。此时红色的柔性布还位于装置右方,由传动线通过绕线筒牵引着柔性布。

第二步:舵机往逆时针方向转动,同时左侧齿轮带动绕线筒,将传动线往顺时针方向转,将右侧的布拉拉出,从而包裹住整个底部。然后舵机停止转动,无人机带动抓球装置起飞执行下一任务,在飞行过程中高尔夫球不会掉落至外部。

第三步:当无人机飞行至所需降落地点停稳后,再将舵机顺时针转动,此时整个装置将反方向转动,使柔性布收回,将球放出,完成一个收放过程的循环。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

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