一种以无人机为载体的适应斜坡地形和杂草高度的仿形除草装置的制作方法

1.本发明涉及一种无人机应用领域，尤其是一种以无人机为载体的适应斜坡地形和杂草高度的仿形除草装置。


背景技术：

2.杂草是一种生长在有害于人类生存和活动场地的植物，一般是非栽培的野生植物或对人类有碍的植物。现常见的除草方法有人工除草、化学除草、机械除草等。人工除草耗力多、工效低，不能大面积及时防除，化学除草是用除草剂清除杂草，但是大量使用化学物质对生态环境可导致长远的不利影响。机械除草一般是使用割草机，是一种用于修剪草坪、植被等的机械工具，割草机相对人工来说大大提高了割草效率，但是不利于在复杂的地形进行作业。
3.本发明以无人机做为载体，设有转向装置和除草装置，转向装置通过转向控制器调整除草装置的角度，除草装置通过伸缩控制器调整割草刀片的高度，不需要人为观察地形和杂草高度，提高了除草的仿形效率和工作效率。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种以无人机为载体的适应斜坡地形和杂草高度的仿形除草装置，不需要人为观察地形和杂草的高度，提高了除草的仿形效率和工作效率。
5.本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
6.本发明的特点在于：包括无人机系统、转向系统、割草系统；所述转向系统安装在支撑杆上，所述割草系统安装在转动轮和支撑杆上。
7.所述无人机系统包括无人机主体、机翼、驱动电机、桨叶、桨叶保护架、支撑杆、支撑架、固定块；所述的无人机的四个机翼分别固定在无人机主体的四个方向上，所述的四个驱动电机分别固定安装在四个机翼的一端上，所述的四个桨叶分别固定安装在四个驱动电机的传动轴上，所述的四个桨叶保护架分别固定安装在四个机翼上，与驱动电机在同一端；所述的两个支撑架分别固定安装在无人机主体上，在无人机主体两端的正下方；所述的固定块安装在支撑杆的一侧，所述的支撑杆固定安装在支撑架上。
8.所述的转向系统，包括转向控制器、转向电机基座、转动轮、红外雷达、转动电机、主动齿轮、从动齿轮、固定杆、齿轮基座；所述的转向控制器固定安装在支撑杆上，所述的转向电机基座固定安装在支撑杆上，所述的转向电机通过四个螺栓固定安装在转向电机基座内，所述的主动齿轮的一端与转向电机转动轴连接，所述的从动齿轮的一端与转动轮固定连接，主动齿轮与从动齿轮相啮合，且两齿轮的另一端都安装在齿轮基座上，所述的齿轮基座通过螺栓安装在支撑杆上；所述的红外雷达通过两个螺栓使其固定安装在支撑杆上，方向竖直向下；所述的转动轮通过销轴与支撑杆铰接。
9.所述的割草系统，包括高度传感器、割草电机、伸缩控制器、伸缩杆、传动轴、割草刀片；所述的割草电机固定安装在转动轮上，所述的伸缩杆与割草电机的输出轴连接，所述的传动轴固定安装在伸缩杆上，所述的割草刀片安装在传动轴上；所述的高度传感器通过两个螺栓固定安装在支撑杆上，方向竖直向下，伸缩控制器通过两个螺栓固定安装在转动轮上。
10.本发明与现有技术相比，适用于在去除斜坡上的杂草时，转向装置通过转向控制器调整割草装置的角度，割草装置通过伸缩控制器调整割草刀片的高度，不需要人为的观察地形和杂草的高度，提高了除草的仿形效率和工作效率。
附图说明
11.图1为本发明的结构示意图；
12.图2为图1中转向机构示意图；
13.图3为本发明转向系统和割草系统示意图；
14.图4为本发明的理论原理流程图。
15.图示中：1为无人机主体，2为机翼，3为驱动电机，4为桨叶，5为桨叶保护架，6为支撑杆，7为转向控制器，8为转向电机基座，9为转动轮，10为高度传感器，11为割草电机，12为伸缩控制器，13为伸缩杆，14为传动轴，15为割草刀片，16为支撑架，17为红外雷达，18为固定杆，801为转向电机，802为主动齿轮，803为从动齿轮，804为固定杆，805为齿轮基座。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
17.实施例1：参照附图1至4，本实施例为一种以无人机为载体的适应斜坡地形和杂草高度的仿形除草装置，包括无人机系统、转向系统、割草系统；所述的无人机系统包括无人机主体1、机翼2、驱动电机3、桨叶4、桨叶保护架5、支撑杆6、支撑架16、固定块18；所述的无人机的四个机翼2分别固定在无人机主体1的四个方向上，其作用在于为驱动电机提供安装位置，所述的四个驱动电机3分别固定安装在四个机翼2的一端上，所述的四个桨叶4分别固定安装在四个驱动电机3的传动轴上，通过驱动电机3带动传动轴分别控制四个桨叶的动力大小，实现无人机的起飞、降落、前进后退等，所述的四个桨叶保护架5分别固定安装在四个机翼2上，与驱动电机3在同一端，由此实现保护桨叶不被杂草所影响，保证了无人机正常工作的功能。所述的两个支撑架14分别固定安装在无人机主体1上，在无人机主体1两端的正下方，其作用在于支撑无人机的起飞和降落功能，也为支撑杆6提供了安装位置。所述的固定块18安装在支撑杆6的一侧，其作用在于平衡无人机，使无人机能正常飞行，所述的支撑杆6固定安装在支撑架16上，实现了为除草装置和转向装置提供支撑的作用。
18.所述的转向系统，包括转向控制器7、转向电机基座8、转动轮9、红外雷达17、转动电机801、主动齿轮802、从动齿轮803、固定杆804、齿轮基座805；所述的转向控制器7固定安装在支撑杆6上，其作用在于控制转动电机801的转动和停止。所述的转向电机基座8固定安装在支撑杆6上，所述的转向电机801通过四个螺栓固定安装在转向电机基座8内，所述的主动齿轮802的一端与转向电机转动轴801连接，所述的从动齿轮803的一端与转动轮固定连
接，主动齿轮802与从动齿轮803相啮合，且两齿轮的另一端都安装在齿轮基座805上，所述的齿轮基座805通过螺栓安装在支撑杆6上。所述的红外雷达17通过两个螺栓使其固定安装在支撑杆6上，方向竖直向下，红外雷达17对需要除草的地形进行检测，检测出需要除草的地形信息传给转向控制器7，转向控制器7对得到的地形信息进行分析，判断地形是否发生变化，若地形发生变化，则转向控制器7控制转向电机801的转动，通过转向电机801转动主动齿轮802的转动，再通过主动齿轮802带动从动齿轮803的转动，从而来调整转动轮8的转动，从而实现了控制除草装置的旋转功能；若地形不发生变化，则不需要控制除草装置的旋转，继续进行下一步工作；随着无人机继续飞行，红外雷达继续工作，持续判断地形信息，从而控制除草装置的转动。所述的转动轮9通过销轴与支撑杆6铰接。
19.所述的割草系统，包括高度传感器10、割草电机11、伸缩控制器12、伸缩杆13、传动轴14、割草刀片15；所述的割草电机11固定安装在转动轮9上，所述的伸缩杆13与割草电机11的输出轴连接，所述的传动轴14固定安装在伸缩杆13上，所述的割草刀片15安装在传动轴14上，割草电机11控制伸缩杆13的转动，从而带动传动轴14的转动，再通过传动轴14控制割草刀片15的速度，从而实现了对草地能够进行快速有效的除草功能。所述的高度传感器10通过两个螺栓固定安装在支撑杆6上，方向竖直向下，伸缩控制器12通过两个螺栓固定安装在转动轮9上，高度传感器10对杂草的高度进行计算，将杂草的高度信息传送到伸缩控制器12上，伸缩控制器计算杂草的高度与割草刀片的距离，判断割草刀片是否运动到需要工作的位置，若杂草高度与割草刀片的距离不能达到去除杂草的位置，则控制伸缩杆运动，使其带动割草刀片运动到需要工作的位置，若杂草高度与割草刀片的距离在工作范围内，则控制割草电机11转动，从而实现对不同高度杂草的清理；随着无人机继续飞行，高度传感器继续工作，持续判断杂草高度与割草刀片的距离，从而控制割草刀片的高度。
20.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。