一种竞赛用农业机器人无人机的制作方法

本实用新型属于无人机领域，具体涉及一种竞赛用农业机器人无人机。

背景技术：

农业机器人赛项是为了促进农业工程和现代智能科学技术相融合，培养未来智能农业装备的科研力量，利用学科交叉的创新思维解决农业自动化过程中的一些难题，而设立的一项比赛。目前，共有采摘机器人、喷药机器人、授花粉机器人和节水灌溉机器人4个子项目。

在节水灌溉机器人子项目中，无人机需按照要求自主从指定位置稳定起飞，沿轨迹航行至代表旱情信息的色块区域，并在此区域上方稳定的悬停至无人机识别旱情信息，最后自主返回并稳定降落至指定区域。根据比赛规则，无人机必须拥有良好的结构稳定性以及减震性能，并且可以实现无人机的快速安装调试。目前，按照比赛规则改装的无人机破坏了系统的动力学稳定性，且无法满足竞赛便于安装调试，结构稳定的要求。

鉴于此，申请本专利。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种竞赛用农业机器人无人机，该无人机机械动力学稳定，工作效率高。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种竞赛用农业机器人无人机，包括机身、装配在所述机身上的机臂组件以及安装在所述机臂组件上的旋翼组件，所述机身包括上机架和下底板，下底板的表面安装有减震组件，下底板的底面中心安装有用于获取旱情信息的摄像头组件，底面两侧安装有高度高于摄像头组件的支撑架，其中，所述减震组件包括下减震板、上减震板、弹性连接轴和海绵垫片，所述下减震板安装在下底板表面中心，上减震板四角通过弹性连接轴安装在下减震板上，上减震板上设有飞控器，飞控器下方的上减震板上设有多个海绵垫片。

进一步地，所述机臂组件包括中空碳纤维管制备的连接臂、和将连接臂与机身连接的连接座。

进一步地，所述旋翼组件包括双桨叶、无刷电机和基座，所述基座安装在机臂组件上，基座上安装有无刷电机，无刷电机的输出轴与双桨叶连接。

进一步地，所述摄像头组件包括u型云台、转轴和摄像头，所述摄像头通过转轴固定安装在u型云台上，云台固定在下底板上。

进一步地，所述支撑架整体呈t型结构，且与地面接触的横杆上包裹有海绵层。

与现有技术相比，本实用新型具有有益效果：

(1)通过设置减震组件，不仅便于安装飞控器，而且给飞控器在飞行过程中提供了相对稳定的环境；

(2)通过将减震组件和摄像头组件均安装在底板的中心，使无人机整体的结构动力稳定性较好；

(3)机制造成本低，操作简单，可以在设定的比赛场景，按照比赛规则，实现机无人机的稳定起飞，空中悬停，目标识别和减震降落；适于作为教学和竞赛并且可二次开发的竞赛无人机。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的机身结构示意图。

图3为本实用新型的旋翼组件结构示意图。

图4为本实用新型的减震组件结构示意图。

图5为本实用新型的摄像头组件结构示意图。

图6为本实用新型的支撑架结构示意图。

图中标记：100、机身；101、上机架；102、下底板；200、机臂组件；201、连接臂；202、连接座；300、旋翼组件；301、基座；302、无刷电机；303、双桨叶；400、减震组件；401、下减震板；402、弹性连接轴；403、上减震板；404、海绵垫片；500、摄像头组件；501、云台；502、转轴；503摄像头；600、支撑架；601、海绵层。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供一种竞赛用农业机器人无人机，包括机身100、机臂组件200、旋翼组件300、减震组件400、摄像头组件500和支撑架600，所述机臂组件200、减震组件400、摄像头组件500和支撑架600均装配在所述机身100上，所述旋翼组件300安装在所述机臂组件200上。

如图2所示，所述机身100包括上机架101和下底板102，上机架101采用铝合金制备的且整体呈口字型，下底板102采用铝合金制备，其尺寸为120×120mm。所述机臂组件200包括连接臂201和连接座202，所述连接座202安装在上机架101和下底板102之间且位于四个角，连接座202与连接臂201连接，使整体为交叉型机身100的“x”型。所述连接板采用t300碳纤维中空管，外径为16mm，内径为14mm，长度为200mm。

所述连接臂201远离机身100一端安装所述旋翼组件300，如图3所示，所述旋翼组件300包括基座301、无刷电机302和双桨叶303，所述基座301与连接臂201连接，其上安装有无刷电机302，无刷电机302的输出轴与双桨叶303连接，所述双桨叶303采用碳纤维1755制备而成，其单个桨叶的半径为280mm，满足动力学要求，通过无刷电机302工作带动双桨叶303转动，进而使整个无人机起飞、空中悬停和降落。

如图4所示，所述减震组件400包括下减震板401、上减震板403、弹性连接轴402和海绵垫片404，所述下减震板401安装在机身100下底板102表面中心，上减震板403四角通过弹性连接轴402安装在下减震板401上，上减震板403上设有飞控器(图中未示)，飞控器下方的上减震板403上设有多个海绵垫片404，下减震板401和上减震板403均采用玻璃纤维制备而成。当无人机发生震动时，放在减震板上的飞控器通过弹性连接轴402减轻抖动和海绵垫片404减轻震动，保证了无人机在工作过程中对于无人机控制板的保护。

如图5所示，所述摄像头组件500包括u型云台501、转轴502和摄像头503，所述摄像头503通过转轴502固定安装在u型云台501上，云台501通过固定件与机身100下底板102连接，保证了摄像头503工作时的稳定性。

如图6所示，所述支撑架600整体呈t型结构，且与地面接触的横杆上包裹有海绵层601；当无人机工作结束准备降落时，在降落在地面时，由包裹在底部支撑架600的保护海绵来减轻无人机在降落过程中所产生的冲击。

以上所述仅是本实用新型优选的实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何基于本实用新型所提供的技术方案和实用新型构思进行的改造和替换都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种竞赛用农业机器人无人机，包括机身(100)、装配在所述机身(100)上的机臂组件(200)以及安装在所述机臂组件(200)上的旋翼组件(300)，其特征在于：所述机身(100)包括上机架(101)和下底板(102)，下底板(102)的表面安装有减震组件(400)，下底板(102)的底面中心安装有用于获取旱情信息的摄像头组件(500)，底面两侧安装有高度高于摄像头(503)组件(500)的支撑架(600)，其中，所述减震组件(400)包括下减震板(401)、上减震板(403)、弹性连接轴(402)和海绵垫片(404)，所述下减震板(401)安装在下底板(102)表面中心，上减震板(403)四角通过弹性连接轴(402)安装在下减震板(401)上，上减震板(403)上设有飞控器，飞控器下方的上减震板(403)上设有多个海绵垫片(404)。

2.根据权利要求1所述的一种竞赛用农业机器人无人机，其特征在于：所述机臂组件(200)包括中空碳纤维管制备的连接臂(201)、和将连接臂(201)与机身(100)连接的连接座(202)。

3.根据权利要求1所述的一种竞赛用农业机器人无人机，其特征在于：所述旋翼组件(300)包括双桨叶(303)、无刷电机(302)和基座(301)，所述基座(301)安装在机臂组件(200)上，基座(301)上安装有无刷电机(302)，无刷电机(302)的输出轴与双桨叶(303)连接。

4.根据权利要求1所述的一种竞赛用农业机器人无人机，其特征在于：所述摄像头组件(500)包括u型云台(501)、转轴(502)和摄像头(503)，所述摄像头(503)通过转轴(502)固定安装在u型云台(501)上，云台(501)固定在下底板(102)上。

5.根据权利要求1所述的一种竞赛用农业机器人无人机，其特征在于：所述支撑架(600)整体呈t型结构，且与地面接触的横杆上包裹有海绵层(601)。

技术总结
本实用新型公开了一种竞赛用农业机器人无人机，包括机身、装配在所述机身上的机臂组件以及安装在所述机臂组件上的旋翼组件，所述机身包括上机架和下底板，下底板的表面安装有减震组件，下底板的底面中心安装有用于获取旱情信息的摄像头组件，底面两侧安装有高度高于摄像头组件的支撑架，所述减震组件包括下减震板、上减震板、弹性连接轴和海绵垫片，所述下减震板安装在下底板表面中心，上减震板四角通过弹性连接轴安装在下减震板上，上减震板上设有飞控器，飞控器下方的上减震板上设有多个海绵垫片。本实用新型拥有适用于中国机器人大赛节水灌溉机器人赛项无人机部分的结构性能，机体轻便，结构稳定，有利于提高工作过程的稳定性以及工作效率。

技术研发人员：张帅;薄必成;王海俊;史颖刚;刘利
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：2020.11.26
技术公布日：2021.08.03