一种高度可调的桩式图像采集装置

1.本专利涉及一种高度可调的桩式图像采集装置，可实现对田间作物表型信息进行全方位图像采集，适用于田间作物的图像采集领域。


背景技术：

2.农作物表型参数的获取分析与田间作物能否健康生长息息相关。传统的表型数据的获取主要是通过手工测量和照相后软件分析进行。手工测量可以获取植物株高、叶长、叶宽、叶片数目等指标，照相后软件分析可以获取植物的颜色、纹理、形状等重要特征。无论是手工测量还是人工图像采集后软件分析都需要花费大量时间，工作繁琐，工作量大，特别由于农作物生产周期的限制，手工采集的农作物表型信息往往不够充分，影响了农作物生长状况的准确评估，同时，科研人员的经验选择，每个人的选择标准不同，甚至差异很大，造成没有办法统计，这些缺点大大降低了大规模种植农作物表型信息获取的效率。虽然机器视觉技术在作物表型信息获取中得到了广泛的应用，但是现有农作物表型信息的图像采集效率不高，因此一种自动化程度高的图像采集装置的应用显得尤为重要。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术的不足，本专利提供了一种工作效率高，拍摄角度可调，自动化程度高的图像采集装置。
4.本专利为了实现上述目的，所采取的技术方案是一种高度可调的桩式图像采集装置，包括高度调节系统、水平角度调节系统、竖直角度调节系统，其特征是由：所述高度调节系统包括底座、外壳固定螺钉、电机罩固定螺钉、电机、电机固定螺钉、电机罩、外壳、导杆、联轴器、桩体、丝杠、限位板；所述水平角度调节系统包括轴承、紧固套、内齿圈、螺栓、步进电机安装板、步进电机、步进电机固定螺钉、齿轮；所述竖直角度调节系统包括舵机、舵机固定螺钉、舵机安装板、相机、螺钉。
5.所述的一种高度可调的桩式图像采集装置，其特征在于：高度调节系统中，外壳与电机罩分别通过外壳固定螺钉和电机罩固定螺钉固定于底座上，电机通过电机固定螺钉固定在电机罩上，联轴器两端分别连接电机的输出轴和丝杠一端，导杆和丝杠分别通过光孔和螺纹穿过桩体的下底面，导杆下端固定于底座上，上端连接限位板。
6.所述的一种高度可调的桩式图像采集装置，其特征在于：水平角度调节系统中，轴承内外圈分别与桩体和紧固套紧连接，步进电机安装板通过螺栓固定于桩体上，步进电机通过步进电机固定螺钉固定于步进电机安装板，步进电机输出轴与齿轮连接，内齿圈和齿轮通过内外齿啮合，内齿圈与紧固套紧连接。
7.所述的一种高度可调的桩式图像采集装置，其特征在于：竖直角度调节系统中，舵机安装板通过螺钉固定在紧固套上，舵机通过舵机固定螺钉固定在舵机安装板上，舵机输出轴与相机连接。
8.本专利的有益效果是：工作效率高，拍摄角度可调，自动化程度高。
附图说明
9.图1是本专利正视示意图。
10.图2是本专利右视剖视示意图。
11.图3是专利图像采集装置局部示意图。
12.图中所示：1
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底座；2
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外壳固定螺钉；3
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电机罩固定螺钉；4
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电机；5
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电机固定螺钉；6
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电机罩；7
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外壳；8
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导杆；9
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联轴器；10
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桩体；11
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丝杠；12
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限位板；13
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轴承；14
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紧固套；15
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内齿圈；16
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螺栓；17
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步进电机安装板；18
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步进电机；19
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步进电机固定螺钉；20
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齿轮；21
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舵机；22
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舵机固定螺钉；23
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舵机安装板；24
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相机；25
‑
螺钉。
具体实施方式
13.下面将结合附图对本专利进行详细说明。
14.如图所示，一种高度可调的桩式图像采集装置，包括底座（1）、外壳固定螺钉（2）、电机罩固定螺钉（3）、电机（4）、电机固定螺钉（5）、电机罩（6）、外壳（7）、导杆（8）、联轴器（9）、桩体（10）、丝杠（11）、限位板（12）、轴承（13）、紧固套（14）、内齿圈（15）、螺栓（16）、步进电机安装板（17）、步进电机（18）、步进电机固定螺钉（19）、齿轮（20）、舵机（21）、舵机固定螺钉（22）、舵机安装板（23）、相机（24）、螺钉（25）。
15.工作之前，根据需要调整装置的高度，电机（4）转动，动力通过联轴器（9）传递给丝杠（11），因为桩体（10）底面中心孔与丝杠（11）是螺纹孔配合，与导杆（8）是光孔配合，所以桩体（10）会沿着导杆（8）向上运动，同时桩体（10）不会无限制向上运动，当其下底面到达限位板（12）处时，桩体（10）就会停止运动。
16.高度调整完毕，接下来进行图像采集，图像采集过程包括水平和竖直方向的运动；水平方向上运动：步进电机（18）转动，带动齿轮（20）转动，进而带动处于啮合状态的内齿圈（15）转动，由于紧固套（14）与内齿圈（15）和轴承（13）外圈是过盈配合，所以紧固套（14）会随着轴承（13）一块转动，从而带动固定于其上的相机（24）一块转动；接下来，垂直方向上运动：舵机（21）转动，使得相机（24）旋转，这样一些列的运动，最终完成了相机（24）不同水平和竖直角度图片的拍摄。


技术特征：
1.一种高度可调的桩式图像采集装置，包括：高度调节系统、水平角度调节系统、竖直角度调节系统，其特征是由：所述高度调节系统包括底座（1）、外壳固定螺钉（2）、电机罩固定螺钉（3）、电机（4）、电机固定螺钉（5）、电机罩（6）、外壳（7）、导杆（8）、联轴器（9）、桩体（10）、丝杠（11）、限位板（12）；所述水平角度调节系统包括轴承（13）、紧固套（14）、内齿圈（15）、螺栓（16）、步进电机安装板（17）、步进电机（18）、步进电机固定螺钉（19）、齿轮（20）；所述竖直角度调节系统包括舵机（21）、舵机固定螺钉（22）、舵机安装板（23）、相机（24）、螺钉（25）。2.根据权利要求1所述的一种高度可调的桩式图像采集装置，其特征在于：高度调节系统中，外壳（7）与电机罩（6）分别通过外壳固定螺钉（2）和电机罩固定螺钉（3）固定于底座（1）上，电机（4）通过电机固定螺钉（5）固定在电机罩（6）上，联轴器（9）两端分别连接电机（4）的输出轴和丝杠（11）一端，导杆（8）和丝杠（11）分别通过光孔和螺纹穿过桩体（10）的下底面，导杆（8）下端固定于底座（1）上，上端连接限位板（12）。3.根据权利要求1所述的一种高度可调的桩式图像采集装置，其特征在于：水平角度调节系统中，轴承（13）内外圈分别与桩体（10）和紧固套（14）紧连接，步进电机安装板（17）通过螺栓（16）固定于桩体（10）上，步进电机（18）通过步进电机固定螺钉（19）固定于步进电机安装板（17），步进电机（18）输出轴与齿轮（20）连接，内齿圈（15）和齿轮（20）通过内外齿啮合，内齿圈（15）与紧固套（14）紧连接。4.根据权利要求1所述的一种高度可调的桩式图像采集装置，其特征在于：竖直角度调节系统中，舵机安装板（23）通过螺钉（25）固定在紧固套（14）上，舵机（21）通过舵机固定螺钉（22）固定在舵机安装板（23）上，舵机（21）输出轴与相机（24）连接。

技术总结
本专利公布了一种高度可调的桩式图像采集装置，包括：高度调节系统、水平角度调节系统、竖直角度调节系统；高度调节系统包括底座、外壳固定螺钉、电机罩固定螺钉、电机、电机固定螺钉、电机罩、外壳、导杆、联轴器、桩体、丝杠、限位板，能够实现整个装置的高度的调节；水平角度调节系统包括轴承、紧固套、内齿圈、螺栓、步进电机安装板、步进电机、步进电机固定螺钉、齿轮，能够实现相机水平拍摄角度的调节；竖直角度调节系统包括舵机、舵机固定螺钉、舵机安装板、相机、螺钉，能够实现相机竖直拍摄角度的调节。本专利的优点是：自动高效，能够实现以该装置为圆心的圆范围内图像的全方位采集。置为圆心的圆范围内图像的全方位采集。置为圆心的圆范围内图像的全方位采集。


技术研发人员：胡耀华 张洋 刘鹏辉 谯懿宸 侯冰茹
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：2021.08.18
技术公布日：2021/12/31