一种无人机抓取装置的制作方法

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种无人机抓取装置。

背景技术：

得益于技术进步和资本推动，近年来无人机呈现出前所未有的发展，并广泛应用在工业、农业、军事等行业。例如可以利用无人机作为飞行平台，搭载药箱、喷洒设备或者监测设备，对农田进行喷药或者数据采集。或者利用携带摄像机装置的无人机，开展大规模航拍，实现空中俯瞰的效果。装配有高清数码摄像机和照相机以及gps定位系统的无人机，可沿电网进行定位自主巡航，实时传送拍摄影像，监控人员可在电脑上同步收看与操控。还可以利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的无人机运载包裹，自动送达目的地。

随着无人机在各行各业越来越广泛的运用，现在迫切需要一些具有拾取或抓取功能的无人机和无人机的辅助装置，特别是拾取球状物体的无人机，可用于高尔夫球的移动和拾取，或者球状包裹的拾取。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述问题，提供可拾取球状物体并投放球状物体的无人机抓取装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种无人机抓取装置，包括安装在无人机下部的机械臂，机械臂下端与弹舱相连，弹舱包括通过连接柱相连的弹舱上板和弹舱下板，弹舱上板和弹舱下板之间还设有弹簧，弹簧和连接柱间隔设置，相邻的弹簧和连接柱之间的净距小于待取球体的直径。

优选地，所述机械臂包括机械臂舵机，机械臂舵机的输出端与主动臂相连且机械臂舵机的轴线与主动臂垂直，主动臂与第一关节轴的中部可转动相连且主动臂与第一关节轴垂直；第一关节轴的两端通过从动臂与第二关节轴相连，从而第一关节轴，两个从动臂以及第二关节轴组成可变形的平行四边形结构，第二关节轴的中部与弹舱上板可转动连接。

优选地，所述主动臂的一端通过主动臂连接件与机械臂舵机的输出端固定连接；主动臂的另一端与主动臂联轴器固定连接，主动臂联轴器上设有轴承，第一关节轴安装在轴承内圈上。

优选地，所述弹舱上板上固定设置有从动臂连接件，从动臂连接件上设有轴承，第二关节轴安装在轴承内圈上。

优选地，所述弹舱下板开设有投球孔，弹舱下板上设有投球转盘，弹舱内设有投球舵机，投球舵机的输出端与投球转盘相连，投球转盘上开设有落球孔。

优选地，所述投球舵机安装在弹舱上板下表面，投球舵机的输出端与投球转盘的圆心相连，投球转盘圆心四周设有竖直的限位板。

优选地，所述投球孔和落球孔大小相同，均大于待取球体。

优选地，所述机械臂的数量为三，两两相邻的机械臂之间夹角为120°。

本发明的有益效果是：本发明所提供的一种无人机抓取装置，利用弹簧特性，并联机械臂带动弹舱直接取球，弹舱又具有投球功能，功能全面。装置整体结构简单，重量可控，可用于高尔夫球的移动和拾取，或者球状包裹的拾取和投放。

附图说明

图1是本发明无人机抓取装置安装在无人机下的示意图。

图2是本发明无人机抓取装置的结构示意图。

图3是本发明机械臂的结构示意图。

图4是本发明弹舱的结构示意图。

图5是本发明弹舱的正视图。

图6是本发明弹舱下板的结构示意图。

图7是本发明投球转盘的结构示意图。

图8是本发明投球转盘和弹舱下板的配合示意图。

附图标记说明：1、机械臂；11、机械臂舵机；12、舵机安装板；13、主动臂连接件；14、主动臂；15、主动臂联轴器；16、第一关节轴；17、从动臂；18、第二关节轴；19、从动臂连接件；2、弹舱；21、弹舱上板；22、弹舱下板；23、连接柱；24、弹簧；25、投球舵机；26、投球转盘；27、投球孔；28、落球孔；29、限位板；3、无人机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

如图1、图2和图4所示，本发明提供的一种无人机抓取装置，安装在在无人机3下部，包括机械臂1和弹舱2两部分，机械臂1下端与弹舱2相连，用于驱动弹舱2移动，弹舱2包括平行设置的弹舱上板21和弹舱下板22，弹舱上板21和弹舱下板22之间通过连接柱23相连，两两连接柱23之间竖直设有弹簧24，从而弹簧24和连接柱23间隔设置，相邻的弹簧24和连接柱23之间的净距小于待取球体的直径。

抓取装置采用侧面取球的方法，利用弹簧特性，只要待取球体周围有可以限位的障碍物，机械臂便可移动弹舱将球体推至障碍物，进一步用力将球体压进弹舱内，球体进入弹舱后，球体本身的移动不足以导致弹簧变形从弹舱内掉出。

在本实施例中，机械臂1的数量为三，两两相邻的机械臂1之间夹角为120°在圆周方向均匀设置。采用侧面取球的方法需要机械臂有较大的活动范围，因此机械臂1采用以下结构：

如图3所示，机械臂1包括机械臂舵机11，机械臂舵机11安装在舵机安装板12上，舵机安装板12固定在无人机3下部。机械臂舵机11的输出端通过主动臂连接件13与主动臂14的一端固定连接，且机械臂舵机11的轴线与主动臂14垂直。主动臂14的另一端与主动臂联轴器15固定连接，主动臂联轴器15上设有轴承，第一关节轴16安装在轴承内圈上，从而主动臂14与第一关节轴16的中部仅可转动相连，且主动臂14与第一关节轴16垂直。

第一关节轴16的两端通过从动臂17与第二关节轴18相连，从而第一关节轴16，两个从动臂17以及第二关节轴18组成可变形的平行四边形结构，第二关节轴18的中部与弹舱上板21可转动连接。

弹舱上板21上固定设置有从动臂连接件19，从动臂连接件19上设有轴承，第二关节轴18安装在轴承内圈上，第二关节轴18与从动臂连接件19仅可转动相连。主动臂联轴器15和从动臂连接件19使用轴承来减小与关节轴之间的摩擦，使用轴卡对关节轴进行轴向限位，简单实用，方便拆装。

机械臂由于采用上述结构，特别是平行四边形结构的存在，最大限度的释放了角度限制，角度范围可达-56°至+56°，增大了机械臂的活动范围，便于驱动弹舱侧面取球。

在主动臂与从动臂材料的选择上，选择空心碳纤维管而非铝棒。碳纤维密度小，强度高，不易变形，易更换，所以选择碳纤维管。

如图5、图6和图7所示，为了实现取球后投放球状物体的功能，在弹舱下板22上设置投球转盘26，弹舱下板22和投球转盘26均为圆盘状，投球转盘26的直径略小于弹舱下板22，两者贴合且平行设置。弹舱内设有投球舵机25，投球舵机25安装在弹舱上板21下表面，投球舵机25的输出端与投球转盘26的圆心相连，弹舱下板22开设有投球孔27，投球转盘26上开设有落球孔28，投球孔27和落球孔28大小相同，且均大于待取球体。

投球时利用投球舵机25控制投球转盘26转动，当投球转盘26上的落球孔28与弹舱下板22上的投球孔27重合时球体落下。如图8所示，当投球转盘26和投球孔27错位时，球体储存在弹舱内。

为了减轻无人机的负载，弹舱上板21、弹舱下板22和投球转盘26均使用碳板制成，且制成镂空结构，并通过取弹与储弹结合，简化机构，减轻了重量。

为了进一步的使球体能始终位于落球孔28和投球孔27上方，在投球转盘26圆心四周设有竖直的限位板29，投球舵机25位于限位板29围成的空间内，球体位于限位板29和连接柱23之间。

本发明的一种无人机抓取装置，结构简单，重量可控，可用于高尔夫球的移动和拾取，或者球状包裹的拾取和投放。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。