一种用于采摘野生燕窝的智能采摘无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机技术，具体是一种用于采摘野生燕窝的智能采摘无人机。

背景技术：

由于野生燕窝营养价值高，采摘产地地势艰险，常处于悬崖和洞穴之中，人工采摘工具简陋，采摘难度高，而且工作危险系数高，仅仅靠人工徒手采摘，所以价格一直居高不下，且数量较少；目前，市场上还没有一种比较实用和可靠的野生燕窝采摘机器，而无人机技术正好可以应用于此方面，利用无人机技术可以很好的解决地势艰险的问题，使其可在地势艰险的地方进行有效的采摘工作，针对这一情况，开发研制一种用于采摘野生燕窝的智能采摘无人机尤为实用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种用于采摘野生燕窝的智能采摘无人机，以减少人工采摘的危险程序，减少工作复杂度，而且不受地形的限制，提升了工作效率，使采摘野生燕窝的工作变得更加自动、智能、快速和安全。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种用于采摘野生燕窝的智能采摘无人机，包括无人机部分和与无人机部分无线连接的地面站，与现有技术不同的是：

所述无人机部分包括无人机主控模块和分别与无人机主控模块连接的gps定位系统、摄像模块、测距模块、第一无线通信系统、飞控整体供电系统、燕窝采摘系统、姿态控制系统、动力系统及储物仓，动力系统还通过电调与电机连接，姿态控制系统分别与加速度计和陀螺仪、磁力计连接，燕窝采摘系统分别与机械爪、机械臂连接，第一无线通信系统与无人机主控模块进行双向数据通讯，并与地面站的第二无线通信系统连接；

所述地面站包括第二无线通信系统，遥控系统、数据解析显示系统和地面站供电系统，地面站供电系统分别与第二通信系统、数据解析显示系统、遥控系统连接，第二无线通信系统与数据解析显示系统连接，遥控系统与第二通信系统连接。

所述测距模块为多个超声波测距、tof激光测距或者雷达扫描模块，分别设置在无人机上，用于物体和岩壁测距，同时用于获取反馈无人机四周距离数据，使无人机能自动避障，防止无人机在飞行中碰撞岩壁。

所述的燕窝采摘系统包括机械臂和机械爪，所述机械臂为一个拥有3个或者超过3个自由度的机械臂，机械臂各关节由一个角度舵机控制，机械爪由一个角度舵机控制其抓取和张开，可实现任何角度的燕窝采摘和放入储物仓中。

所述摄像模块为高清摄像头，设置在无人机主控模块上，并通过第一无线通信系统将捕捉到的画面发送至地面站显示，使控制人员可清晰辨认，当发现燕窝时控制无人机自动飞行靠近，当距离达到可采摘距离时再控制燕窝采摘系统的机械臂和机械爪将燕窝采摘，并放入储物仓中。

所述姿态控制系统包括用于测量无人机飞行加速度的三轴加速度、陀螺仪以及磁力计，通过iic通讯协议和无人机主控连接。

所述无人机上安装一个储物仓，用于装载采摘的燕窝。

所述无人机部分还设置有光照系统，与无人机主控模块连接，所述光照系统为强光照射系统，可在光线比较暗的环境中增强光照，当摄像头检测到光线不足时开启，为无人机提供足够的光源。

所述动力系统包括电子调速器、电机以及可折叠机翼，由无人机主控输出pwm波输入电子调速器，电子调速器输出接到电机上，从而可以通过无人机主控改变pwn波的占空比以达到控制电机转速的目的以控制无人机的姿态飞行，当无人机不使用时折叠机翼可进行折叠节省空间并且便于携带。

所述地面站和无人机部分使用2.4g频段wifi通信，地面站在ap模式运行，无人机上使用mt7688路由模块工作在client模式与地面站通信。

所述第二无线通信模块通过数据和图像解析系统与一个h.265视频流解码和显示系统连接。

所述地面站的控制系统包括无人机姿态控制和采摘机械臂控制，分别控制无人机行走和机械臂的采摘动作；地面站需要通过遥控系统将控制数据传到通讯系统，地面站具有一个运动控制界面，接收控制人的输入，然后通过wifi通信系统发往无人机路由模块，该模块通过串口发到无人机控制器。

所述无人机供电系统为无人机上所有需要电量的传感器和模块供电，地面站供电系统为地面站中所有需要电量的传感器和模块供电，所述供电系统还具有电压异常保护和报警功能。

本实用新型的优点在于：该智能野生燕窝采摘无人机，可以无人控制自动飞行和检测识别野生燕窝然后采摘，提高了采摘速度和效率，减少人工攀爬崖壁的危险，同时系统使用高清摄像头提高清晰度降低了采摘的失误率，同时可设定扫描模式使无人机定距离对一个崖壁进行区域扫描寻找目标，大大提高了采摘率，极大的减少工作人员的工作量，方便野生燕窝的采摘。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例无人机通信模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，一种用于采摘野生燕窝的智能采摘无人机，包括无人机与地面站，所述无人机中包括测距模块、摄像头、gps定位系统、动力系统、姿态控制系统、光照系统、飞控整体供电系统、无线通讯系统1、储物仓、无人机主控；所述地面站中包括无线通讯系统1、地面站供电系统和控制系统和数据解析显示系统，所述的测距模块检测模块安装于无人机四周，通过测量无人机和岩壁的距离来使无人机能自我控制避障防止无人机在飞行过程中的乱撞，同时在自动扫描岩壁的模式下使用测距模块的距离来控制无人机与岩壁的距离使摄像头能更好的对岩壁进行完整扫描；所述摄像头采用摄像头为高清摄像头，在无人机扫描岩壁的同时将视频通过无人机的无线通信系统传输到地面站上显示，使工作人员能清楚的观察环境情况并寻找燕窝；所述gps定位系统辅助无人机自动扫描在无人机控制好与岩壁距离的同时辅助其进行区域扫描，使无人机可在人为控制的情况下更好的实现自动化；此外，gps定位系统还用无人机返航控制，当无人机的储物仓装满、无人机电压偏低异常或者对该指定区域扫描完后通过gps定位系统自动返航回到起飞点；所述动力系统包括电子调速器、电机以及可折叠机翼，由无人机主控输出pwm波输入电子调速器，电子调速器接到电机上，从而可以通过无人机主控改变pwm波的占空比以达到控制电机转速的目的以控制无人机的姿态飞行，当无人机不使用时折叠机翼可进行折叠节省空间并且便于携带；所述的姿态控制系统包括加速度计和陀螺仪以及磁力计，该系统与动力系统都接入无人机主控通过pid控制算法控制无人机的自稳，以保证无人机可正常的完成其他功能；所述光照系统由无人机主控控制在无人机进入比较阴暗的地方时，摄像头感应到光线比较弱及将信号传到无人机主控，使无人机主控打开照明系统增加环境亮度以保证摄像头能拍摄到清晰的画面；所述燕窝采摘系统包括机械臂和机械爪，机械臂采用3个或3个自由度以上，机械臂和机械爪的关节均由角度舵机控制，当控制人员观察到燕窝时稳定无人机的姿态并控制机械臂伸出，将机械爪放至于可采摘位置最终由机械爪完成采摘。所述无人机主控为最高控制系统，接收各系统数据的同时可对各系统进行控制，无人机主控也是无人机的模式选择器，通过无线通讯系统1与地面站的无线通信系统2连接进行全双工通讯而且使用的是2.4g频段wifi通信。

所述无人机由无人机整体供电系统供电，所述地面站由地面站供电系统供电。

所述遥控系统与无线通讯模块2直接连接向无人机发送人为的无人机姿态调整控制，以及机械臂和机械爪的人为抓取控制。

所述数据解析显示系统与无线通讯系统2直接连接，将无人机主控发送回来的数据接收并显示于人机界面上，同时实时显示摄像头的视野。

所述无人机系统由于视觉伺服的系统中视觉时延是个很关键的参数，本案例采用如图2所示安排能够尽可能地减少视觉时延，地面站和无人机使用2.4g频段wifi通信，地面站在ap模式运行，无人机上使用mt7688路由模块工作在client模式与地面站通信，所述的无线通讯2需要接一个数据和图像解析系统地面站有一个h.265视频流解码、显示系统和运动控制界面，接收控制人的输入，然后通过wifi通信系统发往无人机路由模块，该模块通过串口发到无人机控制器。

此外，地面站显示系统可采用vr成像显示，摄像头传回来的视频采用vr显示，使视野能更加的立体和真实，以更好的人为识别和完成燕窝采摘任务。

本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围。

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