一种具备视觉识别功能的激光除草无人机

1.本发明涉及无人机技术领域，具体为一种具备视觉识别功能的激光除草无人机。


背景技术：

2.无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器，它最早出现于20世纪20年代，当时是作为训练用的靶机使用的，是一个许多国家用于描述最新一代无人驾驶飞机的术语，从字面上讲，这个术语可以描述从风筝，无线电遥控飞机，到v-1飞弹从发展来的巡航导弹，但是在军方的术语中仅限于可重复使用的比空气重的飞行器。无人机用途广泛，成本低，效费比好；无人员伤亡风险；生存能力强，机动性能好，使用方便。
3.以在民用领域有着最为广泛前景的旋翼无人机为例，现有技术中的旋翼无人机在民用领域主要用于实时图像监测，样品采集和小型物品运送等，还可以用于农药喷洒时，大多采用的是大体积的无人固定囊机，在南方存在大规模的零散的农田，这些农田中间夹杂着住户、小山丘等，采用无人固定翼机喷洒较为苦难，一般多是进行人工喷洒。
4.虽然通过除草剂除草虽然能够达到预期的效果，但是在除草的过程中，除草剂回落入到土壤与水源中，长此以往会对土壤与水源造成不可回复的损害，影响土壤与水源的后续使用；目前市场上的激光除草装置可解决上述问题，但现有的激光除草装置不能够根据土地情况调整激光除草装置的方向，不适用于一些地形较为复杂地区的除草工作。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.技术方案
7.本发明提供如下技术方案：一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，包括机体，所述机体的四角均固定安装有机翼，所述机体的底端分别固定安装有安装箱与起落架，相邻两个所述起落架分别位于安装箱的两侧，所述安装箱的底端分别固定安装有防护框架与限位环块，所述限位环块的下方设置有监测探头，所述安装箱的内部开设有安装腔，所述安装腔的内部分别固定安装有第一固定板与第一伸缩气缸，相邻两个所述第一固定板之间分别活动安装有第二伸缩气缸与旋转电机，所述第二伸缩气缸位于旋转电机的上方，所述防护框架的内部活动安装有安装板，所述安装板的底端等距离均匀安装有激光除草结构，所述激光除草结构的两端均固定安装有第二滑动块，所述第二滑动块位于防护框架的内部。
8.优选的，相邻两个所述第一固定板的相邻侧均固定安装有限位板，相邻两个所述限位板的顶端与第二伸缩气缸固定连接，所述第二伸缩气缸的底端固定安装有第一滑动板，所述第一滑动板与相邻两个所述第一固定板滑动连接。
9.优选的，所述第一滑动板的底端固定安装有伸缩柱，所述伸缩柱的底端与旋转电机固定连接，所述旋转电机的相对两侧均固定安装有第一滑动块，相邻所述第一固定板的
相邻侧底端处均固定安装有第二固定板，所述第二固定板与旋转电机的相邻开设有与第一滑动块相匹配的第一滑动槽。
10.优选的，所述旋转电机的输出轴端固定安装有旋转连接轴，所述安装箱的底端内壁贯穿开设有与旋转连接轴相匹配的贯穿通孔，所述旋转连接轴的底端通过贯穿通孔向固定框架的内部延伸并固定安装有第一销轴座，所述第一销轴座始终位于防护框架的内部。
11.优选的，所述第一销轴座的内部分别活动安装有第一连接柱与第二连接柱，所述第一连接柱与第二连接柱分别位于第一销轴座的左右两侧，且第一连接柱与第二连接柱之间并不相互干扰。
12.优选的，所述安装板的顶端分别固定安装有第二销轴座与插接块，所述第一连接柱与第二连接柱的不相邻端分别与相邻两个所述第二销轴座活动连接；
13.所述防护框架的内部固定安装有连接筒，所述连接筒的底端固定安装有连接块，所述插接块的顶端位于连接块的内部，且插接块向下运动，与连接块相互脱离。
14.优选的，所述防护框架的形状呈现圆环形，所述防护框架的内圈底侧固定安装有限位条柱，所述防护框架的内壁分别开设有与第二滑动块相匹配的第二滑动槽与环形滑动槽，所述第二滑动槽垂直位于环形滑动槽的上方，且第二滑动槽与环形滑动槽相互连通。
15.优选的，所述限位环块的内部活动安装有圆形球，所述圆形球的底端与监测探头固定连接，所述第一伸缩气缸的输出轴端固定安装有第一运动柱，所述第一运动柱的底端通过销轴活动安装有第二运动柱，所述第二运动柱的另一侧与圆形球的表面摩擦连接，所述圆形球的表面设置有防滑纹路。
16.有益效果
17.与现有技术相比，本发明提供了一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，具备以下有益效果：
18.1、该具备视觉识别功能的激光除草无人机，第一滑动板与相邻两个第一固定板滑动连接，限位板的设置可以保证第二伸缩气缸的安装稳定，并且限制第二伸缩气缸的活动，确保第二伸缩气缸在运动时只会带动第一滑动板在第一固定板上进行滑动。
19.2、该具备视觉识别功能的激光除草无人机，第一固定板的形状呈现“裤子”形状，第一滑动板位于第一固定板的中间空心处，这样第一滑动板在运动时能够被第一固定板进行限制活动，确保第一滑动板在第一固定板中上下移动时的稳定。
20.3、该具备视觉识别功能的激光除草无人机，旋转电机的四角处均同样设置，既保证了旋转电机能够上下运动，还保证了旋转电机在上下运动过程中同样会保证稳定，放置旋转电机在运动过程中偏移角度，防止激光除草结构的歪斜，阻碍激光除草。
21.4、该具备视觉识别功能的激光除草无人机，第一连接柱与第二连接柱当夹角变小时，安装板两端的第二滑动块会慢慢通过第二滑动槽进入环形滑动槽中，进而实现安装板上激光除草结构可以转动方向，实现对地面上不同方向与角度的草进行去除。
22.5、该具备视觉识别功能的激光除草无人机，通过第一伸缩气缸的工作推动第一运动柱向下运动，第一运动柱贯穿通过安装箱的底侧内壁，且通孔为竖直状态，这样第一运动柱只会向下运动，并会通过销轴带动第二运动柱对圆形球进行推动，而圆形球活动安装在限位环块中的，这样圆形球会转动并带动监测探头改变监测范围，增加监测角度。
附图说明
23.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
24.图1为本发明整体结构仰视图；
25.图2为本发明整体结构正视图；
26.图3为本发明安装箱与防护框架示意图；
27.图4为本发明安装箱内部图；
28.图5为本发明安装箱与防护框架内部图；
29.图6为本发明旋转电机连接图；
30.图7为本发明防护框架剖视图；
31.图8为本发明图7中a处放大图；
32.图9为本发明监测探头连接图。
33.图中：1、机体；2、机翼；3、安装箱；4、起落架；5、防护框架；6、监测探头；7、安装板；8、激光除草结构；9、限位环块；10、连接筒；11、第一固定板；12、第一伸缩气缸；13、第一运动柱；14、第二伸缩气缸；15、第一滑动板；16、旋转电机；17、旋转连接轴；18、贯穿通孔；19、第二固定板；20、第一滑动槽；21、第二运动柱；22、第一销轴座；23、第一连接柱；24、第二连接柱；25、第二销轴座；26、连接块；27、限位板；28、第一滑动块；29、伸缩柱；30、插接块；31、第二滑动块；32、限位条柱；33、第二滑动槽；34、环形滑动槽；35、圆形球。
具体实施方式
34.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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.实施例一：
36.请参阅图1-图8，本发明提供一种技术方案：一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，包括机体1，机体1的四角均固定安装有机翼2，机体1的底端分别固定安装有安装箱3与起落架4，相邻两个起落架4分别位于安装箱3的两侧，安装箱3的底端分别固定安装有防护框架5与限位环块9，限位环块9的下方设置有监测探头6，安装箱3的内部开设有安装腔，安装腔的内部分别固定安装有第一固定板11与第一伸缩气缸12，相邻两个第一固定板11之间分别活动安装有第二伸缩气缸14与旋转电机16，第二伸缩气缸14位于旋转电机16的上方，防护框架5的内部活动安装有安装板7，安装板7的底端等距离均匀安装有激光除草结构8，激光除草结构8的两端均固定安装有第二滑动块31，第二滑动块31位于防护框架5的内部。
37.激光除草结构8包含有激光发射器、电池等部件，确保激光除草的正常进行。
38.请参阅图5-图6，本实施例中，相邻两个第一固定板11的相邻侧均固定安装有限位板27，相邻两个限位板27的顶端与第二伸缩气缸14固定连接，第二伸缩气缸14的底端固定安装有第一滑动板15，第一滑动板15与相邻两个第一固定板11滑动连接，限位板27的设置可以保证第二伸缩气缸14的安装稳定，并且限制第二伸缩气缸14的活动，确保第二伸缩气
缸14在运动时只会带动第一滑动板15在第一固定板11上进行滑动。
39.第一固定板11的形状呈现“裤子”形状，第一滑动板15位于第一固定板11的中间空心处，这样第一滑动板15在运动时能够被第一固定板11进行限制活动，确保第一滑动板15在第一固定板11中上下移动时的稳定。
40.本实施例中，第一滑动板15的底端固定安装有伸缩柱29，伸缩柱29的底端与旋转电机16固定连接，旋转电机16的相对两侧均固定安装有第一滑动块28，相邻第一固定板11的相邻侧底端处均固定安装有第二固定板19，第二固定板19与旋转电机16的相邻开设有与第一滑动块28相匹配的第一滑动槽20，旋转电机16的两侧均通过第一滑动块28在第二固定板19中的第一滑动槽20中滑动，并且旋转电机16的四角处均同样设置，既保证了旋转电机16能够上下运动，还保证了旋转电机16在上下运动过程中同样会保证稳定，放置旋转电机16在运动过程中偏移角度，防止激光除草结构8的歪斜，阻碍激光除草。
41.请参阅图4、图7，本实施例中，旋转电机16的输出轴端固定安装有旋转连接轴17，安装箱3的底端内壁贯穿开设有与旋转连接轴17相匹配的贯穿通孔18，旋转连接轴17的底端通过贯穿通孔18向固定框架5的内部延伸并固定安装有第一销轴座22，第一销轴座22始终位于防护框架5的内部，方便旋转连接轴17的稳定，贯穿通孔18的下半部分宽度大于贯穿通孔18的上半部分宽度，在第一连接柱23与第二连接柱24向上运动时，增大第一连接柱23与第二连接柱24之间的角度变化。
42.请参阅图6-图7，本实施例中，第一销轴座22的内部分别活动安装有第一连接柱23与第二连接柱24，第一连接柱23与第二连接柱24分别位于第一销轴座22的左右两侧，且第一连接柱23与第二连接柱24之间并不相互干扰，在第一连接柱23与第二连接柱24运动时，第一连接柱23与第二连接柱24会改变夹角的大小，且第一连接柱23与第二连接柱24当夹角变小时，安装板7两端的第二滑动块31会慢慢通过第二滑动槽33进入环形滑动槽34中，进而实现安装板7上激光除草结构8可以转动方向，实现对地面上不同方向与角度的草进行去除。
43.本实施例中，安装板7的顶端分别固定安装有第二销轴座25与插接块30，第一连接柱23与第二连接柱24的不相邻端分别与相邻两个第二销轴座25活动连接；
44.防护框架5的内部固定安装有连接筒10，连接筒10的底端固定安装有连接块26，插接块30的顶端位于连接块26的内部，且插接块30向下运动，与连接块26相互脱离，在安装板7向下运动时，安装板7顶端的插接块30会与连接块26慢慢脱离，直至插接块30与连接块26完全脱离，这时安装板7的底端将会与限位条柱32相互接触，且第二滑动块31完全位于限位环形槽34中，当插接块30与连接块26相互连接时，即为安装板7与激光除草结构8处于未工作状态，也防止了激光除草结构8在未工作时处于晃动状态。
45.本实施例中，防护框架5的形状呈现圆环形，防护框架5的内圈底侧固定安装有限位条柱32，防护框架5的内壁分别开设有与第二滑动块31相匹配的第二滑动槽33与环形滑动槽34，第二滑动槽33垂直位于环形滑动槽34的上方，且第二滑动槽33与环形滑动槽34相互连通。
46.本实施例工作原理：使用时，通过第二伸缩气缸14的工带动第一滑动板15在第一固定板11上滑动，当第一滑动板15运动到最低处时，安装板7与激光除草结构8会通过第二滑动块31与第二滑动槽33运动至使得安装板7的底端与限位条柱32相互接触，第二滑动块
31并位于环形滑动槽34中，通过旋转电机16的工作，旋转电机16转动时会通过旋转连接轴17、第一销轴座22、第一连接柱23、第二连接柱24与第二销轴座25带动安装板7进行转动，而且安装板7两端的第二滑动块31位于环形滑动槽34中，达到激光除草结构8可以调节方向与角度，从而完成更多角度的除草目的。
47.实施例二：
48.请参阅图1、图2、图9，本发明提供一种技术方案：一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，包括机体1，机体1的四角均固定安装有机翼2，机体1的底端分别固定安装有安装箱3与起落架4，相邻两个起落架4分别位于安装箱3的两侧，安装箱3的底端分别固定安装有防护框架5与限位环块9，限位环块9的下方设置有监测探头6，安装箱3的内部开设有安装腔，安装腔的内部分别固定安装有第一固定板11与第一伸缩气缸12，相邻两个第一固定板11之间分别活动安装有第二伸缩气缸14与旋转电机16，第二伸缩气缸14位于旋转电机16的上方，防护框架5的内部活动安装有安装板7，安装板7的底端等距离均匀安装有激光除草结构8，激光除草结构8的两端均固定安装有第二滑动块31，第二滑动块31位于防护框架5的内部。
49.监测探头6中设置有视觉识别功能，采用现有的成熟技术，这样监测探头6能够在高空中对地面上草进行识别，方便无人机进行除草工作。
50.本实施例中，限位环块9的内部活动安装有圆形球35，圆形球35的底端与监测探头6固定连接，第一伸缩气缸12的输出轴端固定安装有第一运动柱13，第一运动柱13的底端通过销轴活动安装有第二运动柱21，第二运动柱21的另一侧与圆形球35的表面摩擦连接，圆形球35的表面设置有防滑纹路。
51.本实施例工作原理：通过第一伸缩气缸12的工作推动第一运动柱13向下运动，第一运动柱13贯穿通过安装箱3的底侧内壁，且通孔为竖直状态，这样第一运动柱13只会向下运动，并会通过销轴带动第二运动柱21对圆形球35进行推动，而圆形球35活动安装在限位环块9中的，这样圆形球35会转动并带动监测探头6改变监测范围，增加监测角度。

技术特征：
1.一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，包括机体(1)，其特征在于：所述机体(1)的四角均固定安装有机翼(2)，所述机体(1)的底端分别固定安装有安装箱(3)与起落架(4)，相邻两个所述起落架(4)分别位于安装箱(3)的两侧，所述安装箱(3)的底端分别固定安装有防护框架(5)与限位环块(9)，所述限位环块(9)的下方设置有监测探头(6)，所述安装箱(3)的内部开设有安装腔，所述安装腔的内部分别固定安装有第一固定板(11)与第一伸缩气缸(12)，相邻两个所述第一固定板(11)之间分别活动安装有第二伸缩气缸(14)与旋转电机(16)，所述第二伸缩气缸(14)位于旋转电机(16)的上方，所述防护框架(5)的内部活动安装有安装板(7)，所述安装板(7)的底端等距离均匀安装有激光除草结构(8)，所述激光除草结构(8)的两端均固定安装有第二滑动块(31)，所述第二滑动块(31)位于防护框架(5)的内部。2.根据权利要求1所述的一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，其特征在于：相邻两个所述第一固定板(11)的相邻侧均固定安装有限位板(27)，相邻两个所述限位板(27)的顶端与第二伸缩气缸(14)固定连接，所述第二伸缩气缸(14)的底端固定安装有第一滑动板(15)，所述第一滑动板(15)与相邻两个所述第一固定板(11)滑动连接。3.根据权利要求2所述的一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，其特征在于：所述第一滑动板(15)的底端固定安装有伸缩柱(29)，所述伸缩柱(29)的底端与旋转电机(16)固定连接，所述旋转电机(16)的相对两侧均固定安装有第一滑动块(28)，相邻所述第一固定板(11)的相邻侧底端处均固定安装有第二固定板(19)，所述第二固定板(19)与旋转电机(16)的相邻开设有与第一滑动块(28)相匹配的第一滑动槽(20)。4.根据权利要求1所述的一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，其特征在于：所述旋转电机(16)的输出轴端固定安装有旋转连接轴(17)，所述安装箱(3)的底端内壁贯穿开设有与旋转连接轴(17)相匹配的贯穿通孔(18)，所述旋转连接轴(17)的底端通过贯穿通孔(18)向固定框架(5)的内部延伸并固定安装有第一销轴座(22)，所述第一销轴座(22)始终位于防护框架(5)的内部。5.根据权利要求4所述的一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，其特征在于：所述第一销轴座(22)的内部分别活动安装有第一连接柱(23)与第二连接柱(24)，所述第一连接柱(23)与第二连接柱(24)分别位于第一销轴座(22)的左右两侧，且第一连接柱(23)与第二连接柱(24)之间并不相互干扰。6.根据权利要求5所述的一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，其特征在于：所述安装板(7)的顶端分别固定安装有第二销轴座(25)与插接块(30)，所述第一连接柱(23)与第二连接柱(24)的不相邻端分别与相邻两个所述第二销轴座(25)活动连接；所述防护框架(5)的内部固定安装有连接筒(10)，所述连接筒(10)的底端固定安装有连接块(26)，所述插接块(30)的顶端位于连接块(26)的内部，且插接块(30)向下运动，与连接块(26)相互脱离。7.根据权利要求1所述的一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，其特征在于：所述防护框架(5)的形状呈现圆环形，所述防护框架(5)的内圈底侧固定安装有限位条柱(32)，所述防护框架(5)的内壁分别开设有与第二滑动块(31)相匹配的第二滑动槽(33)与环形滑动槽(34)，所述第二滑动槽(33)垂直位于环形滑动槽(34)的上方，且第二滑动槽(33)与环形滑动槽(34)相互连通。
8.根据权利要求1所述的一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，其特征在于：所述限位环块(9)的内部活动安装有圆形球(35)，所述圆形球(35)的底端与监测探头(6)固定连接，所述第一伸缩气缸(12)的输出轴端固定安装有第一运动柱(13)，所述第一运动柱(13)的底端通过销轴活动安装有第二运动柱(21)，所述第二运动柱(21)的另一侧与圆形球(35)的表面摩擦连接，所述圆形球(35)的表面设置有防滑纹路。

技术总结
本发明涉及无人机技术领域，且公开了一种具备视觉识别功能的激光除草无人机，包括机体，所述机体的四角均固定安装有机翼，所述机体的底端分别固定安装有安装箱与起落架，本发明中第一连接柱与第二连接柱当夹角变小时，第二滑动块通过第二滑动槽进入环形滑动槽中，进而实现安装板上激光除草结构可以转动方向，实现对地面上不同方向与角度的草进行去除，通过第一伸缩气缸的工作推动第一运动柱向下运动，第一运动柱贯穿通过安装箱的底侧内壁，且通孔为竖直状态，第一运动柱会向下运动，并会通过销轴带动第二运动柱对圆形球进行推动，圆形球活动安装在限位环块中的，这样圆形球会转动并带动监测探头改变监测范围，增加监测角度。增加监测角度。增加监测角度。


技术研发人员：柳海涛 毕卫红 齐跃峰 柯思成 李煜
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：2023.02.20
技术公布日：2023/6/7