CN104168461A - 网络型垂直升降与平移一体式作物成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了网络型垂直升降与平移一体式作物成像系统,包括：水平电机、铅垂电机、左水平轴承座、右水平轴承座、上水平滑轨、下水平滑轨、水平丝杠、铅垂丝杠、铅垂滑轨、架体、滑杆支架、滑杆、电机驱动器、无线通讯模块、拖链、拖链支架、拖链防护板、水平丝母、铅垂丝母、铅垂滑块、上水平滑块、下水平滑块、上铅垂轴承座、下铅垂轴承座、摄像头支架、云台摄像头；本发明所述系统的优点在于结构简单，便于在水平与垂直方向上移动，能够从不同侧面、不同方位进行作物拍摄，效果为多元化，可以得到不同侧面的作物成像，便于用户准确的掌握作物生长情况，也便于作物专家的远程诊断。

Description

网络型垂直升降与平移一体式作物成像系统

技术领域

本发明涉及网络型垂直升降与平移一体式作物成像系统,属于自动控制技术领域。

背景技术

目前，传统的大田中的作物成像系统多为定点安装，大田中多固定于支架上，温室中可移动的的监控系统基本上是利用导轨实现云台摄像头的移动，但是这种系统无法应用于野外，更不可能实现全天候复杂环境下对一定范围内的农作物进行精细观察。而随着作物的不断生长发育，要能实现对作物的不同阶段进行精细观察，必须要求监控设备能够在一定范围进行精细微调，因此，现有作物成像系统无法实现对一定范围内农作物的不同阶段进行精细观察。

现有的作物监控系统，均采用定点式安装，只能以该点为圆心，进行不同角度的拍摄，拍摄的效果比较单一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够克服上述技术问题的可用于在野外大田里复杂环境下进行视频监控的网络型垂直升降与平移一体式作物成像系统，通过互联网远程控制该系统对二维平面内的农作物进行精细观察。

本发明包括：水平电机、铅垂电机、左水平轴承座、右水平轴承座、上水平滑轨、下水平滑轨、水平丝杠、铅垂丝杠、铅垂滑轨、架体、滑杆支架、滑杆、电机驱动器、无线通讯模块、拖链、拖链支架、拖链防护板、水平丝母、铅垂丝母、铅垂滑块、上水平滑块、下水平滑块、上铅垂轴承座、下铅垂轴承座、摄像头支架、云台摄像头。

所述上水平滑轨、下水平滑轨和铅垂滑轨具有防雨、防尘、防腐蚀、防盐雾的功能，其中上水平滑轨、下水平滑轨支撑上水平滑块、下水平滑块在水平方向上移动，上水平滑块和下水平滑块设在铅垂滑轨上，所述铅垂滑轨上设有水平丝母，具有防雨、防尘、防腐蚀、防盐雾性能，水平丝母和水平丝杠结合，水平丝杠转动时带动水平丝母在水平方向运动，在运动过程中，水平丝母会把水平丝杠上的灰尘和雨水挤出水平丝杠表面，水平丝杠被左水平轴承座和右水平轴承座支撑。所述铅垂滑轨支撑铅垂滑块在垂直方向移动，所述铅垂滑块上设有铅垂丝母，铅垂丝母和铅垂丝杠结合，铅垂丝杠转动时带动铅垂丝母在垂直方向运动，铅垂丝杠被上铅垂轴承座和下铅垂轴承座支撑。摄像头支架装设在铅垂滑块上，摄像头支架上装设有云台摄像头，所述云台摄像头的水平移动是通过水平方向上的水平电机驱动水平方向上的水平丝杠,水平方向上的水平丝杠带动铅垂滑轨实现云台摄像头的水平移动。所述云台摄像头的垂直移动是通过垂直方向上的铅垂电机来驱动垂直方向上的铅垂丝杠，垂直方向上的铅垂丝杠带动铅垂滑块实现云台摄像头的垂直移动。

所述水平电机和铅垂电机均通过电机驱动器进行驱动，所述电机驱动器的控制接口连接有无线通讯模块，所述无线通讯模块设置成无线或有线方式，本发明通过无线通讯模块以无线或有线的方式连接远端的服务器，通过相应的控制程序和协议能够使远端的服务器远程控制水平电机和铅垂电机的运动，从而控制本发明的运动。

所述水平方向的水平丝杠通过左水平轴承座和右水平轴承座固定在架体上。

所述垂直方向的铅垂丝杠通过上铅垂轴承座和下铅垂轴承座固定在架体上。

所述铅垂滑轨上设有拖链支架，拖链支架连接铅垂滑轨和拖链。拖链防护板设在架体上，拖链防护板和架体构成一个槽，使拖链在由拖链防护板和架体构成的槽里运动，以防止拖链在有风的情况下来回摆动。

滑杆支架设在铅垂滑轨上，滑杆固定在滑杆支架上，用于固定云台摄像头的线缆。

本发明的两个自由度的运动是由高精度的丝杠实现传动，由于丝杠的定位精度高，速度可调范围广，这样通过对云台摄像头的两自由度的控制能够实现对一定范围内的农作物精确定位，精细实时的观察，结合云台摄像头的360度旋转，从更多的角度获得作物图像，能够更好的对农作物不同角度，不同方位的观察，实现远程对农作物实时观察和诊断。本发明通过丝杠驱动云台摄像头在垂直和水平方向移动，通过上位机把云台摄像头定位在二维平面上的任意一个点，以实现任意曲线的运动。另外，通过上位机上的不同模式，把云台摄像头方便快捷的定位到想要观察的点上，实现对二维范围内不同位置的农作物监控成像，本发明能够通过有线或无线的方式连接远端的服务器，远程控制水平电机和铅垂电机的运动，从而控制本发明所述系统的运动。用户也能够通过PC或手机等终端实时观察作物的生长情况，并控制本发明的移动实现对不同区域的农作物进行观测。

本发明所述系统的优点是结构简单，可以在轨道上进行水平垂直移动，能够从不同侧面、不同方位进行作物拍摄，效果为多元化，能够得到不同侧面的作物成像，便于用户准确的掌握作物生长情况，也便于作物专家的远程诊断。

附图说明

图1是本发明所述网络型垂直升降与平移一体式作物成像系统的整体结构示意图；

图2是图1的A方向视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。如图1和图2所示，本发明包括：水平电机1、铅垂电机2、左水平轴承座3、右水平轴承座4、上水平滑轨5、下水平滑轨6、水平丝杠7、铅垂丝杠8、铅垂滑轨9、架体10、滑杆支架11、滑杆12、电机驱动器13、无线通讯模块14、拖链15、拖链支架16、拖链防护板17、水平丝母18、铅垂丝母19、铅垂滑块20、上水平滑块21、下水平滑块22、上铅垂轴承座23、下铅垂轴承座24、摄像头支架25、云台摄像头26。

所述上水平滑轨5、下水平滑轨6和铅垂滑轨9具有防雨、防尘、防腐蚀、防盐雾的功能，其中上水平滑轨5、下水平滑轨6支撑上水平滑块21、下水平滑块22在水平方向上移动，上水平滑块21和下水平滑块22设在铅垂滑轨9上，所述铅垂滑轨9上设有水平丝母18，具有防雨、防尘、防腐蚀、防盐雾性能，水平丝母18和水平丝杠7结合，水平丝杠7转动时带动水平丝母18在水平方向运动，在运动过程中，水平丝母18会把水平丝杠7上的灰尘和雨水挤出水平丝杠7表面，水平丝杠7被左水平轴承座3和右水平轴承座4支撑。所述铅垂滑轨9支撑铅垂滑块20在垂直方向移动，所述铅垂滑块20上设有铅垂丝母19，铅垂丝母19和铅垂丝杠8结合，铅垂丝杠8转动时带动铅垂丝母19在垂直方向运动，铅垂丝杠8被上铅垂轴承座23和下铅垂轴承座24支撑。摄像头支架25装设在铅垂滑块上，摄像头支架25上装设有云台摄像头26，所述云台摄像头26的水平移动是通过水平方向上的水平电机1驱动水平方向上的水平丝杠7,水平方向上的水平丝杠7带动铅垂滑轨9实现云台摄像头26的水平移动。所述云台摄像头26的垂直移动是通过垂直方向上的铅垂电机2来驱动垂直方向上的铅垂丝杠8，垂直方向上的铅垂丝杠8带动铅垂滑块20实现云台摄像头26的垂直移动。

所述水平电机1和铅垂电机2均通过电机驱动器13进行驱动，所述电机驱动器13的控制接口连接有无线通讯模块14，所述无线通讯模块14设置成无线或有线方式，本发明通过无线通讯模块14以无线或有线的方式连接远端的服务器，通过相应的控制程序和协议能够使远端的服务器远程控制水平电机1和铅垂电机2的运动，从而控制本发明的运动。

所述水平方向的水平丝杠7通过左水平轴承座3和右水平轴承座4固定在架体10上。

所述垂直方向的铅垂丝杠8通过上铅垂轴承座23和下铅垂轴承座24固定在架体10上。

所述铅垂滑轨9上设有拖链支架16，拖链支架16连接铅垂滑轨9和拖链15。拖链防护板17设在架体10上，拖链防护板17和架体10构成一个槽，使拖链15在由拖链防护板17和架体10构成的槽里运动，以防止拖链15在有风的情况下来回摆动。

滑杆支架11设在铅垂滑轨9上，滑杆12固定在滑杆支架11上，用于固定云台摄像头26的线缆。

本发明安装好后，通过无线通讯模块14以无线或有线的方式连接远端的服务器，通过相应的控制程序和协议能够使远端的服务器远程控制水平电机1和铅垂电机2的运动，从而控制本发明的运动，实现对作物生长情况全方位、不同侧面监控的目的。

本发明是一套通过网络远程控制的两自由度实时成像系统，适用于野外全天候复杂环境下的农作物监控与成像，在无人值守的情况下，通过互联网远程控制该系统对二维平面内的农作物进行观察。本发明通过对运动部件的特殊处理和整个系统的防护设计，使本发明真正达到野外全天候环境下的可靠运行。本发明有效的防盐雾、防雨、防腐蚀，防水等级达到IPX-6的等级，防风等级达到达十级，在十级风的情况下本发明也能够平稳运行，图像不出现抖动。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.网络型垂直升降与平移一体式作物成像系统，其特征在于，包括：水平电机、铅垂电机、左水平轴承座、右水平轴承座、上水平滑轨、下水平滑轨、水平丝杠、铅垂丝杠、铅垂滑轨、架体、滑杆支架、滑杆、电机驱动器、无线通讯模块、拖链、拖链支架、拖链防护板、水平丝母、铅垂丝母、铅垂滑块、上水平滑块、下水平滑块、上铅垂轴承座、下铅垂轴承座、摄像头支架、云台摄像头；

所述上水平滑轨、下水平滑轨支撑上水平滑块、下水平滑块在水平方向上移动，上水平滑块和下水平滑块设在铅垂滑轨上，所述铅垂滑轨上设有水平丝母，水平丝母和水平丝杠紧密结合，水平丝杠被左水平轴承座和右水平轴承座支撑；所述铅垂滑块上设有铅垂丝母，铅垂丝母和铅垂丝杠紧密结合，铅垂丝杠被上铅垂轴承座和下铅垂轴承座支撑；云台摄像头支架装设在铅垂滑块上，摄像头支架上装设有云台摄像头；

所述电机驱动器的控制接口连接有无线通讯模块。

2.根据权利要求1所述的网络型垂直升降与平移一体式作物成像系统，其特征在于，所述铅垂滑轨上设有拖链支架，拖链支架连接铅垂滑轨和拖链；拖链防护板设在架体上，拖链防护板和架体构成一个槽。

3.根据权利要求1所述的网络型垂直升降与平移一体式作物成像系统，其特征在于，所述无线通讯模块设置成无线或有线方式。

4.根据权利要求1所述的网络型垂直升降与平移一体式作物成像系统，其特征在于，所述水平方向的水平丝杠通过左水平轴承座和右水平轴承座固定在架体上，所述垂直方向的铅垂丝杠通过上铅垂轴承座和下铅垂轴承座固定在架体上。

5.根据权利要求1所述的网络型垂直升降与平移一体式作物成像系统，其特征在于，所述滑杆支架设在铅垂滑轨上，滑杆固定在滑杆支架上。