CN110192471A - 一种基于无人机的山核桃采摘和收集装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于无人机的山核桃采摘和收集装置及方法，属于采摘设备技术领域，包括采摘无人机装置、识别定位***、固定装置、采摘装置、收集装置、控制中心。识别定位***位于采摘无人机上方，固定装置、采摘装置均位于采摘无人机下方。根据识别定位***采摘无人机飞行到指定位置，固定装置为两个伸出的自动可伸缩夹爪，用于夹取两个树枝固定机身。采摘装置通过伺服电机实现玻璃纤维杆的偏心变速旋转击打，实现对山核桃树枝的变力、变位置及变角度击打，确保山核桃被击落。收集无人机与收集网连接，击落的山核桃落入到收集网内，且收集无人机内置有压力传感器。本发明能够实现采摘收集一体化，且击打过程中采摘无人机停止工作，减少电能消耗。
Description
技术领域
本发明属于山核桃采摘设备技术领域，涉及一种基于无人机的山核桃采摘和收集装置及方法。
背景技术
山核桃是我国特有的干果和木本油料树种，具有寿命长、产量高的特点。核桃仁含有较多的蛋白质及人体营养必需的不饱和脂肪酸和多种微量元素，既有滋养脑细胞，增强脑功能的作用，还具有润肺补气、养血平喘、润燥化痰去虚寒诸功效。
山核桃通常生长地势崎岖的山地，而且树枝质地脆弱，极容易折断，至今果农主要采取爬树用竹竿敲打的方法进行采摘。这种方法不仅效率低下、劳动强度大，还存在极大的安全隐患，经常发生山核桃采摘摔伤事故。
目前已有的山核桃采摘装置按照落果原理主要可以为剪切法、振动法、击打法等。剪切法由于每次只能剪掉一个或一串山核桃，如授权公告号CN 204616448 U的实用新型专利，采用圆盘刀对果实进行切割，采摘效率较低。振动法主要是将装置与山核桃树枝或树枝连接，利用装置与果树发生共振效应，使山核桃脱落，但这用方法会对果树造成不良影响，而且需要装置有较大的驱动功率。同时装置体积比较大，不易在崎岖的山路行走。击打法是模拟人工竹竿击打的原理利用机器进行击打，使山核桃脱落。此类装置大多是装置主体部分置于地上，外接可伸缩杆伸入到果树上部敲打山核桃或树枝，使山核桃脱落。此方法的优势在于击打面积较大，对果树的影响较小。但以往基于此类方法所设计的装置的局限性体现在：1.击打装置多放置在地面上，由于果树的枝杈繁多且可伸缩杆又必须满足实际的长度需要，可伸缩杆的移动大大受限。2.以往的装置往往只能实现恒力敲打，击打效果并不理想。3.敲打脱落的山核桃直接落在地面，收集比较麻烦。
因此，需要设计一种高效率、全自动化、高适应性的山核桃采摘装置及方法以满足市场需求。
发明内容
针对现有装置存在的问题，本发明提供一种基于无人机的山核桃采摘和收集装置及方法。
本发明采用的技术方案为：
一种基于无人机的山核桃采摘和收集装置，包括：采摘无人机装置、识别定位***、固定装置、采摘装置、收集装置、控制中心。
所述采摘无人机装置包括采摘无人机1和配重块11。所述的采摘无人机1上集成有识别定位***、固定装置、采摘装置；所述识别定位***位于采摘无人机1外侧，确保识别视野不被遮挡并保证信号传输不被干扰。所述固定装置和采摘装置均位于采摘无人机1下方。所述的配重块11连接在无人机上，确保整个装置的重心与无人机1的旋转中心线重合，使无人机1飞行更加平稳。
所述识别定位***包括定位装置和摄像头2。所述摄像头2位于采摘无人机1外侧。利用双目视觉定位技术使采摘无人机1飞行到果树上方，通过摄像头2对整个果树形貌进行快速遍历抓拍，然后通过图像识别处理技术对成熟的山核桃果实13进行特征提取，并将提取出的果实坐标传输给地面控制中心。同时，利用卫星定位***实时定位采摘无人机1位置信息，并一同反馈到地面控制中心。所述的定位装置主要作用是用于采摘无人机1和卫星的实时坐标信息通讯。
所述固定装置包括两个可伸缩夹爪机构，分别夹紧山核桃树枝12。用于实现采摘山核桃13时实现对采摘无人机1的固定作用。可伸缩夹爪机构包括铰链10、可伸缩杆B9、驱动电机22、和夹爪17、固定杆19、螺母20、丝杠21、连杆机构18、咬合齿16。所述铰链10将采摘无人机1和可伸缩杆B9铰接在一起，用以实现不同距离树枝12的抓取。所述驱动电机22与丝杠21连接，螺母20安装在丝杠21上，螺母20与连杆机构18连接，连杆机构18与夹爪17连接。螺母20的直线移动通过连杆机构18带动夹爪17的张开闭合。所述夹爪上安装有咬合齿16，可以实现抓取树枝12时的紧固咬合，增加了采摘无人机1工作时的稳定性。
所述采摘装置包括连杆8、伸缩杆A7、固定板6、伺服电机5、偏心轴3、玻璃纤维杆4A。所述连接杆8一端与采摘无人机1机身连接另一端与伸缩杆A7连接，通过伸缩杆A7的长度伸缩，用以实现到达不同的击打位置。所述伸缩杆A7与固定板6连接，固定杆6上安装有伺服电机5。所述伺服电机5通过联轴器与偏心轴3连接。所述偏心轴3与起击打作用的玻璃纤维杆A4连接。所述玻璃纤维杆A4分为水平方向的主轴击打杆和垂直方向的多个附属击打杆，由主轴击打杆顶端延伸至尾端方向，附属击打杆长度依次递增，形成梯度结构，增加了击打范围。根据图2b所示，水平方向击打距离为b，竖直方向最大击打距离为a。所述击打杆采用玻璃纤维材料，其韧性好，抗拉强度高，最常见E-玻璃纤维的抗拉强度仍可达到1300Mpa，是普通钢的2-3倍，而且其弹性系数好，可以很好适应击打树枝时的变形。相比于碳纤维，玻璃纤维的造价比碳纤维低了几十倍。通过伺服电机5的变速实现玻璃纤维杆4的偏心变速旋转，由于玻璃纤维杆A4受到重力的影响，加上玻璃纤维杆A4本身的柔性特质，最后加上附属击打杆在主轴击打杆的轴向不同位置，共同作用实现了对果实树枝12的变力、变位置以及变角度击打。对于同一个山核桃13，不同的击打位置和击打角度，使其脱落的难易程度不同。而实际采摘过程中山核桃随机分布，因此变击打位置和击打角度，使山核桃13更容易脱落。同时不同的击打力，可以使山核桃13连接部位产生疲劳损伤，也可以使山核桃13更容易脱落，采摘效果好。
所述收集装置包括收集无人机14和收集网15。所述收集网15和收集无人机14连接，多架收集无人机14共同将收集网15撑开。通过卫星定位技术实现采摘无人机1对卫星的实时位置信息传输，卫星将实时位置信息发送到地面控制中心，地面控制中心将信息发送到山核桃收集无人机1，控制收集无人机1的飞行轨迹。确保山核桃收集无人机1能够实时同步追踪到采摘无人机1所击打山核桃的下方，保证击落的山核桃13能够落到收集网15内。
收集无人机14内置有压力传感器，并设置有最大压力值。当收集的山核桃13重量达到预先设置的压力值，采摘无人机1收到反馈停止击打，山核桃收集无人机14自动将收集的山核桃放到指定位置。当收集网内的山核桃清空并重新到达采摘无人机1下方，采摘无人机1开始击打山核桃13。
进一步的，所述采摘装置还可以是以下结构：包括连杆8、伸缩杆A7、连接板25、刚性杆23、弹簧24、凸轮26、玻璃纤维杆B27、伺服电机5。所述连接杆一端与采摘无人机1机身连接另一端与伸缩杆A7连接，通过伸缩杆A7的长度伸缩，用以实现到达不同的击打位置。所述伸缩杆A7与连接板25连接，连接板25上安装有伺服电机。所述伺服电机5与凸轮26连接，伺服电机5带动凸轮26旋转，使刚性杆23和玻璃纤维杆B27上下摆动。所述的弹簧24一端与连接板25连接，另一端与刚性杆23连接。所述的凸轮26在弹簧力的作用下始终与刚性杆23接触。所述刚性杆23与起击打作用的玻璃纤维杆B27连接。所述玻璃纤维杆B27分为水平方向的主轴击打杆和垂直方向的附属击打杆，增加了击打范围，玻璃纤维杆B27与玻璃纤维杆A4结构相同。
一种基于无人机的山核桃采摘和收集方法，包括以下步骤：
第一步：采摘无人机1利用双目视觉定位技术使采摘无人机1飞行到果树上方，并利用摄像头2对整个果树形貌进行快速遍历抓拍，利用图像识别处理技术对成熟的山核桃13进行特征提取，并将提取出的山核桃13坐标传输给地面控制中心。同时，利用卫星定位***实时定位采摘无人机1位置信息，并一同反馈到地面控制中心。
第二步：采摘无人机1根据山核桃13的坐标位置，飞行到树枝12的上方，同时确保采摘无人机1不被树枝12干扰。
第三步：固定装置上的伸缩杆B9将夹爪17伸到的两个树枝Ⅰ和Ⅱ上，由驱动电机22带动丝杠21上的螺母20移动，使夹爪17闭合，夹紧树枝12。采摘无人机1停止飞行。
第四步：伸缩杆B9旋转到合适的角度，伸缩杆B9伸长靠近需要采摘的山核桃13树枝12上方。同时收集无人机14连接收集网15飞行到需要采摘的山核桃13下方。
第五步：伺服电机5通过偏心轴带动玻璃纤维杆A4旋转或者通过凸轮26带动玻璃纤维杆B27上下摆动，对树枝12进行击打，使山核桃13掉落，下方收集网15将山核桃13接住。实现山核桃13采摘和收集。
第六步：采摘装置停止击打，采摘无人机1开始飞行。驱动电机22反转，夹爪17张开。伸缩杆A7恢复到初始状态。
第七步：重复步骤一至步骤五，直到该树山核桃13采摘完。
第八步：当检测到一棵树上的山核桃13采摘完后，采摘无人机1飞行到另外一棵树，重复步骤一至步骤六。
第九步：当压力传感器所受的压力达到预先设定的值时，采摘无人机1停止采摘，收集无人机14能够飞行到指定位置，将山核桃13卸载下来后，再回到需要采摘的山核桃13下方。然后重复步骤一至步骤六。
第十步：当所有采摘任务完成后，采摘无人机1飞回地面停止工作，收集无人机14将收集网15内的山核桃13运送到指定位置，收集无人机14飞到地面停止工作。
本发明的有益效果为：
1)利用无人机实现高空采摘，可以抵达任何人工或者地面机器难以到达的地方，不受地形的限制，避免人工采摘攀爬过程中出现的安全隐患。
2)通过抓取机构使无人机稳定的停在空中，在击打过程中无人机停止工作，可以减少电能的消耗，提高无人机的工作时间。
3)在大风的天气情况下，树枝随风摇摆的幅度较大，且极不稳定，击打过程中容易产生干涉现象。采用两个夹爪夹紧树枝，使两个树枝保证一定的距离，击打装置随两个树枝一起运动，不会产生干涉，击打更加稳定。
4)玻璃纤维杆强度高，韧性好，在旋转的过程中会产生一定的变形，其轨迹为一个弧形曲面。不同半径处速度不同，能够实现变力、变位置以及变角度击打。对于同一个山核桃，不同的击打位置和击打角度，使其脱落的难易程度不同。而实际采摘过程中山核桃随机分布，因此变击打位置和击打角度，使山核桃更容易脱落。同时不同的击打力，可以使山核桃连接部位产生疲劳损伤，也可以使山核桃更容易脱落，采摘效果好。
5)采用无人机带着收集网自动收集，避免山核桃掉落在地上后需要单个拾取的麻烦，大大提高收集效率，同时能够完全实现山核桃的自动采摘。
附图说明
图1为装置整体图。
图2a为击打过程图，图2b为击打效果图。
图3果实收集图。
图4为A部放大图。
图5采摘装置图。
图中：1采摘无人机；2摄像头；3偏心轴；4玻璃纤维杆A；5伺服电机；6固定板；7伸缩杆A；8连杆；9伸缩杆B；10铰链；11配重块；12树枝；13山核桃；14收集无人机；15收集网；16咬合齿；17夹爪；18连杆机构；19固定杆；20螺母；21丝杠；22驱动电机；23刚性杆；24弹簧；25连接板；26凸轮；27玻璃纤维杆B。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
实施例一
本实施例一如图1所示，主要包括：采摘无人机装置、识别定位***、固定装置、采摘装置、收集装置、控制中心。
所述采摘无人机装置包括采摘无人机1和配重块11。所述的采摘无人机1上集成有识别定位***、固定装置、采摘装置；所述识别定位***位于采摘无人机1外侧，确保识别视野不被遮挡并保证信号传输不被干扰。所述固定装置和采摘装置均位于采摘无人机1下方。所述的配重块11连接在无人机上，确保整个装置的重心与无人机1的旋转中心线重合，使无人机1飞行更加平稳。
所述识别定位***包括定位装置和摄像头2。所述摄像头2位于采摘无人机1外侧。利用双目视觉定位技术使采摘无人机1飞行到果树上方，通过摄像头2对整个果树形貌进行快速遍历抓拍，然后通过图像识别处理技术对成熟的山核桃果实13进行特征提取，并将提取出的果实坐标传输给地面控制中心。同时，利用卫星定位***实时定位采摘无人机1位置信息，并一同反馈到地面控制中心。
所述固定装置包括两个可伸缩夹爪机构，分别夹紧山核桃树枝12。用于实现采摘山核桃13时实现对采摘无人机1的固定作用。可伸缩夹爪机构包括铰链10、可伸缩杆B9、驱动电机22、和夹爪17、固定杆19、螺母20、丝杠21、连杆机构18、咬合齿16。所述铰链10将采摘无人机1和可伸缩杆B9铰接在一起，用以实现不同距离树枝12的抓取。所述驱动电机22与丝杠21连接，螺母20安装在丝杠21上，螺母20与连杆机构18连接，连杆机构18与夹爪17连接。螺母20的直线移动通过连杆机构18带动夹爪17的张开闭合。所述夹爪上安装有咬合齿16，可以实现抓取树枝12时的紧固咬合，增加了采摘无人机1工作时的稳定性。
所述采摘装置包括连杆8、伸缩杆A7、固定板6、伺服电机5、偏心轴3、玻璃纤维杆4A。所述连接杆8一端与采摘无人机1机身连接另一端与伸缩杆A7连接，通过伸缩杆A7的长度伸缩，用以实现到达不同的击打位置。所述伸缩杆A7与固定板6连接，固定杆6上安装有伺服电机5。所述伺服电机5通过联轴器与偏心轴3连接。所述偏心轴3与起击打作用的玻璃纤维杆A4连接。所述玻璃纤维杆A4分为水平方向的主轴击打杆和垂直方向的附属击打杆，增加了击打范围。根据图2b所示，水平方向击打距离为b，竖直方向最大击打距离为a。所述击打杆采用玻璃纤维材料，其韧性好，抗拉强度高，最常见E-玻璃纤维的抗拉强度仍可达到1300Mpa，是普通钢的2-3倍，而且其弹性系数好，可以很好适应击打树枝时的变形。相比于碳纤维，玻璃纤维的造价比碳纤维低了几十倍。通过伺服电机5的变速实现玻璃纤维杆4的偏心变速旋转，由于玻璃纤维杆A4受到重力的影响，加上玻璃纤维杆A4本身的柔性特质，最后加上附属击打杆在主轴击打杆的轴向不同位置，共同作用实现了对果实树枝12的变力、变位置以及变角度击打。对于同一个山核桃13，不同的击打位置和击打角度，使其脱落的难易程度不同。而实际采摘过程中山核桃随机分布，因此变击打位置和击打角度，使山核桃13更容易脱落。同时不同的击打力，可以使山核桃13连接部位产生疲劳损伤，也可以使山核桃13更容易脱落，采摘效果好。
所述收集装置包括收集无人机14和收集网15。所述收集网15和收集无人机14连接，多架收集无人机14共同将收集网15撑开。通过卫星定位技术实现采摘无人机1对卫星的实时位置信息传输，卫星将实时位置信息发送到地面控制中心，地面控制中心将信息发送到山核桃收集无人机1，控制收集无人机1的飞行轨迹。确保山核桃收集无人机1能够实时同步追踪到采摘无人机1所击打山核桃的下方，保证击落的山核桃13能够落到收集网15内。
收集无人机14内置有压力传感器，并设置有最大压力值。当收集的山核桃13重量达到预先设置的压力值，采摘无人机1收到反馈停止击打，山核桃收集无人机14自动将收集的山核桃放到指定位置。当收集网内的山核桃清空并重新到达采摘无人机1下方，采摘无人机1开始击打山核桃13。
一种山核桃13采摘和收集方法，基于山核桃13采摘无人机1装置、识别定位***、固定装置、采摘装置、收集装置、控制中心
第一步：采摘无人机1利用双目视觉定位技术使采摘无人机1飞行到果树上方，并利用摄像头2对整个果树形貌进行快速遍历抓拍，利用图像识别处理技术对成熟的山核桃13进行特征提取，并将提取出的山核桃13坐标传输给地面控制中心。同时，利用卫星定位***实时定位采摘无人机1位置信息，并一同反馈到地面控制中心。
第二步：采摘无人机1根据山核桃13的坐标位置，飞行到树枝12的上方，同时确保采摘无人机1不被树枝12干扰。
第三步：固定装置上的伸缩杆B9将夹爪17伸到的两个树枝Ⅰ和Ⅱ上，由驱动电机22带动丝杠21上的螺母20移动，使夹爪17闭合，夹紧树枝12。采摘无人机1停止飞行。
第四步：伸缩杆B9旋转到合适的角度，伸缩杆B9伸长靠近需要采摘的山核桃13树枝12上方。同时收集无人机14连接收集网15飞行到需要采摘的山核桃13下方。
第五步：伺服电机5通过偏心轴带动玻璃纤维杆旋转或者通过凸轮26带动玻璃纤维杆B27上下摆动，对树枝12进行击打，使山核桃13掉落，下方收集网15将山核桃13接住。实现山核桃13采摘和收集。
第六步：采摘装置停止击打，采摘无人机1开始飞行。驱动电机22反转，夹爪17张开。伸缩杆A7恢复到初始状态。
第七步：重复步骤一至步骤五，直到该树山核桃13采摘完。
第八步：当检测到一棵树上的山核桃13采摘完后，采摘无人机1飞行到另外一棵树，重复步骤一至步骤六。
第九步：当压力传感器所受的压力达到预先设定的值时，采摘无人机1停止采摘，收集无人机14能够飞行到指定位置，将山核桃13卸载下来后，再回到需要采摘的山核桃13下方。然后重复步骤一至步骤六。
第十步：当所有采摘任务完成后，采摘无人机1飞回地面停止工作，收集无人机14将收集网15内的山核桃13运送到指定位置，收集无人机14飞到地面停止工作。
实施例二
参考图5。
本实施例与实施例一基本上一致，本实施例中，包括连杆8、伸缩杆A7、连接板25、刚性杆23、弹簧24、凸轮26、玻璃纤维杆B27、伺服电机5。所述连接杆一端与采摘无人机1机身连接另一端与伸缩杆A7连接，通过伸缩杆A7的长度伸缩，用以实现到达不同的击打位置。所述伸缩杆A7与连接板25连接，连接板25上安装有伺服电机。所述伺服电机5与凸轮26连接，伺服电机5带动凸轮26旋转，使刚性杆23和玻璃纤维杆B27上下摆动。所述的弹簧24一端与连接板25连接，另一端与刚性杆23连接。所述的凸轮26在弹簧力的作用下始终与刚性杆23接触。所述刚性杆23与起击打作用的玻璃纤维杆B27连接。所述玻璃纤维杆B27分为水平方向的主轴击打杆和垂直方向的附属击打杆，增加了击打范围。
以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于无人机的山核桃采摘和收集装置，其特征在于，所述的山核桃采摘和收集装置包括：采摘无人机装置、识别定位***、固定装置、采摘装置、收集装置、控制中心；所述识别定位***、固定装置、采摘装置集成在采摘无人机(1)上；
所述采摘无人机装置包括采摘无人机(1)；
所述的识别定位***包括定位装置和摄像头(2)，设于采摘无人机(1)外侧；
所述的固定装置包括两个可伸缩夹爪机构，设于采摘无人机(1)下方两侧，击打过程中用于夹取两个树枝固定采摘无人机(1)机身，且击打过程中采摘无人机(1)停止工作；
所述的采摘装置位于采摘无人机(1)下方、两个可伸缩夹爪机构之间；所述采摘装置包括连接杆(8)、伸缩杆A(7)、固定板(6)、伺服电机(5)、偏心轴(3)、玻璃纤维杆A(4)；所述连接杆(8)一端与采摘无人机(1)机身连接另一端与伸缩杆A(7)连接，通过伸缩杆A(7)长度伸缩实现不同的击打位置；所述伸缩杆A(7)通过固定板(6)与伺服电机(5)连接；所述伺服电机(5)通过偏心轴(3)与起击打作用的玻璃纤维杆A(4)连接；所述玻璃纤维杆A(4)分为水平方向的主轴击打杆和垂直方向的附属击打杆，通过伺服电机(5)的变速实现玻璃纤维杆A(4)的偏心变速旋转，玻璃纤维杆A(4)旋转过程中产生变形，其轨迹为一个弧形曲面，不同半径处速度不同，能够实现对果实树枝(12)的变力、变位置以及变角度击打，确保山核桃被击落；
所述收集装置包括收集无人机(14)及与其连接的收集网(15)，收集无人机(14)内置有压力传感器；通过卫星定位技术实现采摘无人机(1)对卫星的实时位置信息传输，卫星将实时位置信息发送到地面控制中心，地面控制中心将信息发送到果实收集无人机(14)，收集无人机(14)能够实时同步追踪到采摘无人机所击打果实的下方，保证击落的果实能够落到收集网内。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的山核桃采摘和收集装置，其特征在于，所述采摘装置还可以是以下结构：包括连接杆(8)、伸缩杆A(7)、刚性杆(23)、弹簧(24)、连接板(25)、凸轮(26)、玻璃纤维杆B(27)、伺服电机(5)；所述连接杆(8)一端与采摘无人机(1)机身连接另一端与伸缩杆A(7)连接，通过伸缩杆A(7)长度伸缩实现不同的击打位置；所述伸缩杆A(7)与连接板(25)连接，连接板(25)上安装伺服电机(5)；所述的弹簧(24)顶端与连接板(25)中部连接，底端与刚性杆(23)中部连接，刚性杆(23)端部与起击打作用的玻璃纤维杆B(27)连接；所述的伺服电机(5)与凸轮(26)连接，凸轮(26)在弹簧力的作用下始终与刚性杆(23)接触，伺服电机(5)带动凸轮(26)旋转，使刚性杆(23)和玻璃纤维杆B(27)上下摆动；所述的玻璃纤维杆B(27)分为水平方向的主轴击打杆和垂直方向的附属击打杆。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于无人机的山核桃采摘和收集装置，其特征在于，所述固定装置中可伸缩夹爪机构包括铰链(10)、可伸缩杆B(9)、驱动电机(22)、夹爪(17)、固定杆(19)、螺母(20)、丝杠(21)、连杆机构(18)、咬合齿(16)；所述可伸缩杆B(9)顶端通过铰链(10)与采摘无人机(1)连接，可伸缩杆B(9)底端与固定杆(19)连接，能够抓取不同距离的树枝(12)；所述的丝杠(21)一端与驱动电机(22)连接，另一端与固定杆(19)连接；螺母(20)设于丝杠(21)上，并与连杆机构(18)连接，连杆机构(18)端部与夹爪(17)连接；螺母(20)直线移动通过连杆机构(18)带动夹爪(17)的张开闭合；所述夹爪上安装咬合齿(16)。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于无人机的山核桃采摘和收集装置，其特征在于，所述的采摘无人机装置还包括连接在采摘无人机(1)上的配重块(11)，确保整个装置的重心与采摘无人机(1)的旋转中心线重合。
5.根据权利要求3所述的一种基于无人机的山核桃采摘和收集装置，其特征在于，所述的采摘无人机装置还包括连接在采摘无人机(1)上的配重块(11)，确保整个装置的重心与采摘无人机(1)的旋转中心线重合。
6.一种基于权利要求1-5任一所述的装置实现无人机的山核桃采摘和收集方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：采摘无人机(1)利用双目视觉定位技术飞行到果树上方，并利用摄像头(2)对整个果树形貌进行快速遍历抓拍，利用图像识别处理技术对成熟的山核桃(13)进行特征提取，并将提取出的山核桃(13)坐标传输给地面控制中心；同时，利用卫星定位***实时定位采摘无人机(1)位置信息，并一同反馈到地面控制中心；
第二步：采摘无人机(1)根据山核桃的坐标位置，飞行到树枝(12)的上方，同时确保采摘无人机(1)不被树枝(12)干扰；
第三步：固定装置上的伸缩杆B(9)将夹爪(17)伸到的两个树枝Ⅰ和Ⅱ上，由驱动电机(22)带动丝杠(21)上的螺母(20)移动，使夹爪闭合，夹紧树枝(12)；采摘无人机(1)停止飞行；
第四步：伸缩杆B(9)旋转到合适的角度，伸缩杆B(9)伸长靠近需要采摘的山核桃(13)树枝(12)上方；同时收集无人机(14)连接收集网(15)飞行到需要采摘的山核桃(13)下方；
第五步：伺服电机(5)通过偏心轴带动玻璃纤维杆A(4)旋转或者通过凸轮(26)带动玻璃纤维杆B(27)上下摆动，对树枝(12)进行击打，使山核桃(13)掉落，下方收集网(15)将山核桃(13)接住；实现山核桃(13)采摘和收集；
第六步：采摘装置停止击打，采摘无人机(1)开始飞行；驱动电机(22)反转，夹爪(17)张开；伸缩杆A(7)恢复到初始状态；
第七步：重复步骤一至步骤五，直到该树山核桃(13)采摘完；
第八步：当检测到一棵树上的山核桃(13)采摘完后，采摘无人机(1)飞行到另外一棵树，重复步骤一至步骤六；
第九步：当果实收集无人机内置的压力传感器所受的压力达到预先设定的值时，采摘无人机(1)停止采摘，收集无人机(14)飞行到指定位置，将山核桃(13)卸载后，再回到需要采摘的山核桃(13)下方；然后重复步骤一至步骤六；
第十步：当所有采摘任务完成后，采摘无人机(1)飞回地面停止工作，收集无人机(14)将收集网(15)内的山核桃(13)运送到指定位置，并飞到地面停止工作。
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