CN110557609A - 一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备，包括：头部固定装置；多角度跟踪记录装置，包括：横向旋转组件，其固定端安装在头部固定装置顶部；纵向旋转组件，其固定端设置在横向旋转组件的工作端；控制器、蓄电池均设置在横向旋转组件的固定端内部；摄像头，设置在纵向旋转组件的工作端；红外线传感器，设置在摄像头上；陀螺仪传感器，设置在横向旋转组件一侧表面；第一驱动装置，与横向旋转组件连接，用于驱动横向旋转组件；第二驱动装置，与纵向旋转组件连接，用于驱动纵向旋转组件；控制器分别与蓄电池、摄像头、红外线传感器、陀螺仪传感器、第一驱动装置、第二驱动装置电连接。本发明与现有技术相比，对实验过程的记录效果更好。

Description

一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备

技术领域

本发明涉及记录设备技术领域，特别涉及一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备。

背景技术

实验室即进行实验的场所，实验室是科学的摇篮，是科学研究的基地，科技发展的源泉，对科技发展起着非常重要的作用，实验室按归属可分为三类，第一类是从属于大学或者是由大学代管的实验室，第二类实验室属于国家机构，有的甚至是国际机构，第三类实验室直接归属于工业企业部门，为工业技术的开发与研究服务，实验室结构和设施、安全操作规程、安全设备适用于对人体具有高度的危险性，通过气溶胶途径传播或传播途径不明，尚无有效的疫苗或治疗方法的致病微生物及其毒素，与上述情况类似的不明微生物，也必须在四级生物安全防护实验室中进行，待有充分数据后再决定此种微生物或毒素应在四级还是在较低级别的实验室中处理，由于实验对象大多都是有毒有危险性，需要工作人员佩戴专业的工作服才能进入实验室进行作业，因此当需要对实验对象进行拍摄记录时，往往是在墙壁上设置多个摄像头来跟踪记录实验对象，但是通常挂在墙壁上进行观察距离较远，对实验过程的记录效果较差。

发明内容

本发明提供一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备，用以解决上述技术问题。

一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备，包括：

头部固定装置；

多角度跟踪记录装置，包括：横向旋转组件，所述横向旋转组件固定端安装在头部固定装置顶部；纵向旋转组件，所述纵向旋转组件的固定端设置在横向旋转组件的工作端；控制器、蓄电池，所述控制器、蓄电池均设置在横向旋转组件的固定端内部；摄像头，设置在纵向旋转组件的工作端；红外线传感器，设置在所述摄像头上；陀螺仪传感器，设置在所述横向旋转组件一侧表面；

第一驱动装置，与所述横向旋转组件连接，用于驱动横向旋转组件；

第二驱动装置，与所述纵向旋转组件连接，用于驱动纵向旋转组件；

所述控制器分别与蓄电池、摄像头、红外线传感器、陀螺仪传感器、第一驱动装置、第二驱动装置电连接。

优选的，所述头部固定装置包括：

头圈带；

四个第一连接带，所述四个第一连接带呈十字形布置，所述四个第一连接带远离交叉端与头圈带上端固定连接；

固定座，用于安装横向旋转组件，所述固定座设置在四个第一连接带的交叉端，所述四个第一连接带的交叉端分别与固定座四周侧壁固定连接；

第二连接带，所述第二连接带设置在头圈带下端，所述第二连接带的一端与头圈带下端一侧固定连接，所述第二连接带的另一端通过卡扣与头圈带可拆卸连接。

优选的，所述第一驱动装置包括第一转动电机，所述第二驱动装置包括第二转动电机，所述横向旋转组件包括：

中空矩形安装座，连接在固定座上端，所述控制器、蓄电池均设置在所述中空矩形安装座内，所述陀螺仪传感器设置在所述中空矩形安装座的一侧侧壁；

所述第一转动电机设置在所述中空矩形安装座内，所述第一转动电机输出轴竖直朝上设置、且贯穿至中空矩形安装座顶端外，所述第一转动电机与所述控制器电连接；

安装板，所述安装板水平设置，所述安装板中心部位底端与所述第一转动电机输出轴固定连接；

圆环状滑槽，所述圆环状滑槽设置在所述中空矩形安装座顶端；

若干滑块，所述若干滑块上端均固定连接在安装板下端、且若干滑块呈圆形间隔分布，所述若干滑块均滑动连接在所述圆环状滑槽内；

所述纵向旋转组件包括：

倾斜支撑臂，所述倾斜支撑臂下端固定连接在所述安装板上端，所述倾斜支撑臂顶端设有U形安装部，所述U形安装部开口朝上设置；

转轴，所述转轴转动连接在U形安装部的两内侧壁，所述转轴水平设置；

摄像头安装座，所述摄像头安装座固定套接在所述转轴上，所述摄像头安装在所述摄像头安装座下端；

所述第二转动电机设置在倾斜支撑臂内部，所述第二转动电机的输出轴水平设置，且与所述转轴平行，所述第二转动电机与所述控制器电连接；

第一连接杆，所述第一连接杆一端与所述第二转动电机的输出轴固定连接，所述第一连接杆另一端贯穿倾斜支撑臂一侧壁，所述倾斜支撑臂的所述一侧壁设有通孔、用于供所述第二连接杆上下转动；

第二连接杆，所述第二连接杆包括：第一杆部，所述第一杆部一端与所述第一连接杆另一端铰接；第二杆部，所述第二杆部一端与所述摄像头安装座上端固定连接；连接杆部，所述连接杆部一端与所述第一杆部另一端固定连接，所述连接杆部另一端与所述第二杆部另一端固定连接。

优选的，所述头圈带、第一连接带、第二连接带上均设有调节扣，用于调节带长。

优选的，所述头圈带和第一连接带之间设有透气网。

优选的，所述控制器与上位机连接，所述上位机包括：主机，所述主机连接有显示屏和第一通信单元；

所述控制器包括：

中央处理器、信号输送单元、IO端口单元、计时单元和存储单元；

所述第二通信单元与第一通信单元通信连接，所述中央处理器分别与信号输送单元、IO端口单元、计时单元和存储单元连接；

所述第一驱动装置、第二驱动装置、摄像头分别通过所述IO端口单元和信号输送单元与所述中央处理器连接。

优选的，所述固定座的顶部设有用于中空矩形安装座的矩形安装槽，所述中空矩形安装座下部安装在所述矩形安装槽内，所述中空矩形安装座中部相对两侧均设有第一水平连接板；

所述固定座顶端两侧设有与两个所述第一水平连接板一一对应的第二水平连接板，对应的第一水平连接板和第二水平连接板设有对应的安装螺纹孔，使用螺栓螺母组件通过所述安装螺纹孔可将固定座和中空矩形安装座连接。

优选的，还包括：

补光灯，所述补光灯固定连接在纵向旋转组件上、且位于摄像头一侧，所述控制器通过控制电路与补光灯连接；

光敏电阻，所述光敏电阻固定连接在纵向旋转组件上、且位于摄像头一侧，所述光敏电路与控制器电连接；

所述控制电路包括：

第一晶体三极管，所述第一晶体三极管基极与所述控制器连接，所述第一晶体三极管发射极接地；

第一可调电阻，所述第一可调电阻一端与所述第一晶体三极管基极连接，另一端与第一晶体三极管发射极连接；

第三电阻，一端与控制器连接；

集成芯片，所述集成芯片的第四端与第三电阻另一端连接，所述集成芯片的第一端接地、第八端与控制器连接；

第三晶体二极管，正极与集成芯片的第七端连接，所述集成芯片的第六端和第二端分别与第三晶体二极管的负极连接；

第五电阻，第一端与第三晶体二极管负极连接，第二端与第三晶体三极管正极连接；

第四电阻，一端与控制器连接，另一端与集成芯片第二端连接；

第三电容，一端与第五电阻第一端连接，另一端与集成芯片第八端连接以及接地；

第一电容，一端与控制器连接，另一端接地；

第二电阻，一端与集成芯片的第六端连接；

可控硅整流器，第一端与补光灯一端连接，第二端接地，第三端与第二电阻另一端连接；

第一晶体二极管，负极与控制器连接；

第一电阻，第一端与第一晶体二极管正极连接；

第二电容，所述第二电容第一端与第一电阻第一端连接，所述第二电容第二端分别与第一电阻第二端、补光灯第二端连接；

第二晶体二极管，负极与第二电容第一端连接，正极接地；

所述控制器设有信号处理电路，所述信号处理电路与摄像头连接；

所述信号处理电路包括：

第五电容，所述第五电容第一端与摄像头输出端连接；

第八电阻，第一端连接蓄电池；

第二晶体三极管，所述第二晶体三极管集电极与第八电阻第二端连接；

第七电阻，一端连接蓄电池，另一端与第二晶体三极管基极连接；

第九电阻，一端与所述第二晶体三极管基极连接及接地；

第十一电阻，第一端与第二晶体三极管发射极连接，所述第十一电阻第二端与所述第九电阻另一端连接；

第八电容，与所述第十一电阻并联；

第六电阻，第一端与蓄电池连接；

场效应晶体管，所述场效应晶体管源极与第六电阻另一端连接；

第七电容，一端与所述场效应晶体管源极连接，另一端与第二晶体三极管基极连接；

第二可调电阻，一端与场效应晶体管漏极连接，另一端接地；

第十二电阻，一端与与第五电容第二端连接，另一端通过第六电容与第二可调电阻的可调端串联连接；

第十电阻，一端与所述场效应晶体管栅极连接，另一端接地；

第四电容，一端与所述场效应晶体管栅极连接，另一端连接控制器输入端。

优选的，还包括除尘装置，所述除尘装置包括：

固定板，所述固定板一端与纵向旋转组件工作端固定连接；

固定壳，设置在固定板的远离旋转组件工作端的一端，所述固定壳内设置第三转动电机，所述第三转动电机的输出轴垂直于固定板设置，所述第三转动电机与控制器电连接；

第一电动伸缩杆，垂直于固定板设置，所述第一电动伸缩杆固定端与第三转动电机输出端固定连接，所述第一电动伸缩杆输出端连接摄像头，所述第一电动伸缩杆与控制器电连接；

两个第二固定杆，所述两个第二固定杆均垂直于固定板设置、且一端均与固定板固定连接，所述两个固定杆设置在摄像头的相对两侧；

刷毛，所述刷毛设置在第二固定杆周侧；

第三固定杆，垂直于固定板设置，所述第三固定杆一端与固定板固定连接，所述第三固定杆设置在摄像头周侧、且位于两个第二固定杆之间；

第二电动伸缩杆，水平设置，所述第二电动伸缩杆固定端与第三固定杆另一端的朝向摄像头的侧壁固定连接，所述第二电动伸缩杆另一端周侧设置有刷毛，所述第二电动伸缩杆与控制器电连接；

除尘装置启动按钮，设置在横向旋转组件的固定端的外壁，所述除尘装置启动按钮与所述控制器电连接；

位移传感器，设置在第一电动伸缩杆的伸缩端，用于检测第一电动伸缩杆的伸缩端到固定板的垂直距离，所述位移传感器与所述控制器电连接；

报警器，设置在横向旋转组件的固定端的外壁，所述报警器与控制器电连接。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

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。在附图中：

图1为本发明结构示意图1。

图2为本发明结构示意图2。

图3为本发明头部固定装置的结构示意图。

图4为本发明纵向旋转装置一种实施例的结构示意图。

图5为本发明设置滑块、圆环状滑槽的结构示意图。

图6为本发明设置第一水平连接板、第二水平连接板的结构示意图。

图7为本发明除尘装置主视的局部示意图。

图8为本发明除尘装置侧视的局部示意图。

图9为本发明控制电路、信号处理电路的电路图。

图中：1、头部固定装置；11、头圈带；12、第一连接带；13、第二连接带；14、固定座；141、第二水平连接板；142、矩形安装槽；15、调节扣；16、透气网；2、横向旋转组件；21、中空矩形安装座；211、第一水平连接板；22、安装板；23、圆环状滑槽；24、滑块；3、纵向旋转组件；31、倾斜支撑臂；311、U形安装部；312、通孔；32、摄像头安装座；33、第一连接杆；34、转轴；35、第二连接杆；351、第一杆部；352、连接杆部；353、第二杆部；4、第一转动电机；5、摄像头；6、除尘装置；61、固定板；62、固定壳；63、第三转动电机；64、第一电动伸缩杆；65、第二固定杆；66、刷毛；67、第三固定杆；68、第二电动伸缩杆；71、第一可调电阻；72、第二可调电阻；73、可控硅整流器；74、集成芯片；75、场效应晶体管；76、补光灯；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；R10、第十电阻；R11、第十一电阻；R12、第十二电阻；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；C4、第四电容；C5、第五电容；C6、第六电容；C7、第七电容；C8、第八电容；Q1、第一晶体三极管；Q2、第二晶体三极管；D1、第一晶体二极管；D2、第二晶体二极管；D3、第三晶体二极管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1-9所示，本发明实施例提供了一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备，包括：

头部固定装置1；所述头部固定装置1可拆卸的安装在使用者头部，如可拆卸的戴在使用者头部；

多角度跟踪记录装置，包括：横向旋转组件2，所述横向旋转组件2固定端安装在头部固定装置1顶部；纵向旋转组件3，所述纵向旋转组件3的固定端设置在横向旋转组件2的工作端；控制器、蓄电池，所述控制器、蓄电池均设置在横向旋转组件2的固定端内部；摄像头5，设置在纵向旋转组件3的工作端；红外线传感器，设置在所述摄像头5上；陀螺仪传感器，设置在所述横向旋转组件2一侧表面；

第一驱动装置，与所述横向旋转组件2连接，用于驱动横向旋转组件2；

第二驱动装置，与所述纵向旋转组件3连接，用于驱动纵向旋转组件3；

所述控制器分别与蓄电池、摄像头5、红外线传感器、陀螺仪传感器、第一驱动装置、第二驱动装置电连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

实验人员进入实验室，在对应的试验箱中进行实验，并通过本发明对实验过程进行跟踪记录时，将头部固定装置1安装在使用者头部，试验箱上装有红外发射器，当摄像头5上的红外线传感器接收到红外发射器发射的红外信号时，红外线传感器将红外信号通过电线传送给控制器，并表示此时摄像头5是对着试验箱上，摄像头5拍摄的视频通过电线传送给控制器，整个实验室设有wifi信号，随后控制器将接收的视频通过wifi传输到云端，实验室外的工作人员可以通过云端进行观察，实验人员会产生转身、弯腰和移动，这时，陀螺仪传感器可检测出人们在转身、弯腰和移动产生的数据，比方实验人员转身是一圈还是半圈的数据，或者弯腰多少度的数据，将这些数据通过电线输送给控制器，控制器接收到数据，并分别通过这些数据使横向旋转组件2横向旋转和纵向旋转组件3进行纵向旋转，使摄像头5的红外线传感器一直对着试验箱上的红外线发射器发射出的光线，试验人员在转身、弯腰和移动时使摄像头5一直对着试验箱进行跟踪拍摄，因此本发明与现有技术相比，对实验过程的记录效果更好。

在一个实施例中，所述头部固定装置1包括：

头圈带11；

四个第一连接带12，所述四个第一连接带12呈十字形布置，所述四个第一连接带12远离交叉端与头圈带11上端固定连接；

固定座14，用于安装横向旋转组件2，所述固定座14设置在四个第一连接带的交叉端，所述四个第一连接带12的交叉端分别与固定座14四周侧壁固定连接；所述固定座14用于安装横向旋转组件2，横向旋转组件2可固定连接在固定座14上，也可可拆卸连接在固定座14上；

第二连接带13，所述第二连接带13设置在头圈带11下端，所述第二连接带13的一端与头圈带11下端一侧固定连接，所述第二连接带13的另一端通过卡扣与头圈带11可拆卸连接。优选的，所述头圈带11、第一连接带12和第二连接带13的内侧表面设有若干条波浪形防滑胶条，能够减少头部头圈带11、第一连接带12和第二连接带13的滑动；头圈带11、第一连接带12和第二连接带13材质可采用尼龙。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：上述头部固定装置1结构简单，便于使用者佩戴头部固定装置1，且第二连接带13通过卡扣与头圈带11可拆卸连接，便于将头部固定装置1从使用者头部拆卸。

在一个实施例中，所述第一驱动装置包括第一转动电机4，所述第二驱动装置包括第二转动电机，所述横向旋转组件2包括：

中空矩形安装座21，连接在固定座14上端，所述控制器、蓄电池均设置在所述中空矩形安装座21内，所述陀螺仪传感器设置在所述中空矩形安装座21的一侧侧壁；

所述第一转动电机4设置在所述中空矩形安装座21内，所述第一转动电机4输出轴竖直朝上设置、且贯穿至中空矩形安装座21顶端外，所述第一转动电机4与所述控制器电连接；

安装板22，所述安装板22水平设置，所述安装板22中心部位底端与所述第一转动电机4输出轴固定连接；

圆环状滑槽23，所述圆环状滑槽23设置在所述中空矩形安装座21顶端；

若干滑块24，所述若干滑块24上端均固定连接在安装板22下端、且若干滑块24呈圆形间隔分布，所述若干滑块24均滑动连接在所述圆环状滑槽23内；

所述纵向旋转组件3包括：

倾斜支撑臂31，所述倾斜支撑臂31下端固定连接在所述安装板22上端，所述倾斜支撑臂31顶端设有U形安装部311，所述U形安装部311开口朝上设置；

转轴34，所述转轴34转动连接在U形安装部311的两内侧壁，所述转轴34水平设置；

摄像头安装座32，所述摄像头安装座32固定套接在所述转轴34上，所述摄像头5安装在所述摄像头安装座32下端；

所述第二转动电机设置在倾斜支撑臂31内部，所述第二转动电机的输出轴水平设置，且与所述第二转动电机的输出轴平行；如：第三转轴34输出轴和转轴34均沿前后方向水平设置或左右方向水平设置，所述第二转动电机与所述控制器电连接；

第一连接杆33，所述第一连接杆33一端与所述第二转动电机的输出轴固定连接，所述第一连接杆33另一端贯穿倾斜支撑臂31一侧壁，所述倾斜支撑臂31的所述一侧壁设有通孔312、用于供所述第二连接杆35上下转动；

第二连接杆35，所述第二连接杆35包括：第一杆部351，所述第一杆部351一端与所述第一连接杆33另一端铰接；第二杆部353，所述第二杆部353一端与所述摄像头安装座32上端固定连接；连接杆部352，所述连接杆部352一端与所述第一杆部351另一端固定连接，所述连接杆部352另一端与所述第二杆部353另一端固定连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：当摄像头5需要横向旋转时，第一转动电机4横向(水平)旋转，带动安装板22横向旋转，安装板22旋转时，安装板22上的滑块24在所述圆环状滑槽23内滑动，能够起到到安装板22的支撑作用，提高运动结构稳定性；

当摄像头5需要纵向旋转时，第二转动电机纵向旋转(即向上或向下旋转)，通过第一连接杆33、第二连接杆35能够带动摄像头安装座32纵向旋转，从而带动摄像头5纵向旋转；上述结构便于横向旋转组件2和纵向旋转组件3的工作。

在一个实施例中，所述头圈带11、第一连接带12、第二连接带13上均设有调节扣15，用于调节带长。在连接带上设置调节扣15调节带长为现有技术，在此不再赘述。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过设置调节扣15，便于调节头圈带11、第一连接带12、第二连接带13的带长，从而便于满足不同的使用者使用需求。

在一个实施例中，所述头圈带11和第一连接带12之间设有透气网16。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：每个所述第一连接带12与头圈带11之间设有透气网16，所有透气网16分别与第一连接带12和头圈带11固定连接，设置的透气网16，在人们将头部固定装置1戴在头上时起到透气的效果。

在一个实施例中，所述控制器与上位机连接，所述上位机包括：主机，所述主机连接有显示屏和第一通信单元；

所述控制器包括：

中央处理器、信号输送单元、IO端口单元、计时单元、计时提醒单元、第二通信单元和存储单元；

所述第二通信单元与第一通信单元通信连接，所述中央处理器分别与信号输送单元、IO端口单元、计时单元、计时提醒单元、第二通信单元和存储单元连接；计时提醒单元为语音提醒单元。

所述第一驱动装置、第二驱动装置、摄像头5分别通过所述IO端口单元和信号输送单元与所述中央处理器连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：控制器通过第一通信单元、第二通信单元将摄像头5采集的视频信息传输给上位机的主机，并通过显示屏进行显示，便于教学，如老师在试验箱进行实验操作，学生可在上位机学习。设置存储单元，便于存储摄像信息，设置计时单元和计时提醒单元便于计时提醒，如提醒实验人员观察实验结果或进行下一步实验；可在上位机设置控制参数(如设置计时第一预设时长提醒n秒，计时第二预设时长提醒m秒)通过第二通信单元、第一通信单元传输给控制器的中央处理单元，中央处理单元控制对应的单元工作。

在一个实施例中，所述固定座14的顶部设有用于中空矩形安装座21的矩形安装槽142，所述中空矩形安装座21下部安装在所述矩形安装槽142内，所述中空矩形安装座中部相对两侧均设有第一水平连接板211；

所述固定座14顶端两侧设有与两个所述第一水平连接板211一一对应的第二水平连接板141，对应的第一水平连接板211和第二水平连接板141设有对应的安装螺纹孔，使用螺栓螺母组件通过所述安装螺纹孔可将固定座14和中空矩形安装座21连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：上述结构便于，使用螺栓螺母组件通过所述安装螺纹孔将固定座14和中空矩形安装座21连接，以及便于拆卸，从而便于更换或者维修横向旋转组件2、纵向旋转组件3和和摄像头5等。

在一个实施例中，还包括：

补光灯76，所述补光灯76固定连接在纵向旋转组件3上、且位于摄像头5一侧，所述控制器通过控制电路与补光灯76连接；

光敏电阻，所述光敏电阻固定连接在纵向旋转组件3上、且位于摄像头5一侧，所述光敏电路与控制器电连接；所述光敏电阻为MG45型光敏电阻，其优点在于反应灵敏，成本低廉。

所述控制电路包括：

第一晶体三极管Q1，所述第一晶体三极管Q1基极与所述控制器连接，所述第一晶体三极管Q1发射极接地；

第一可调电阻71，所述第一可调电阻71一端与所述第一晶体三极管Q1基极连接，另一端与第一晶体三极管Q1发射极连接；

第三电阻R3，一端与控制器连接；

集成芯片74，所述集成芯片74的第四端与第三电阻R3另一端连接，所述集成芯片74的第一端接地、第八端与控制器连接；优选的，集成芯片74可NE555型芯片；

第三晶体二极管D3，正极与集成芯片74的第七端连接，所述集成芯片74的第六端和第二端分别与第三晶体二极管D3的负极连接；

第五电阻R5，第一端与第三晶体二极管D3负极连接，第二端与第三晶体三极管D3正极连接；

第四电阻R4，一端与控制器连接，另一端与集成芯片74第二端连接；

第三电容C3，一端与第五电阻R5第一端连接，另一端与集成芯片第八端连接以及接地；

第一电容C1，一端与控制器连接，另一端接地；

第二电阻R2，一端与集成芯片74的第六端连接；

可控硅整流器73，第一端与补光灯76一端连接，第二端接地，第三端与第二电阻R2另一端连接；

第一晶体二极管D1，负极与控制器连接；

第一电阻R1，第一端与第一晶体二极管D1正极连接；

第二电容C2，所述第二电容C2第一端与第一电阻R1第一端连接，所述第二电容C2第二端分别与第一电阻R1第二端、补光灯76第二端连接；

第二晶体二极管D2，负极与第二电容C2第一端连接，正极接地；

所述控制器设有信号处理电路，所述信号处理电路与摄像头5连接；

所述信号处理电路包括：

第五电容C5，所述第五电容C5第一端与摄像头5输出端连接；

第八电阻R8，第一端连接蓄电池；

第二晶体三极管Q2，所述第二晶体三极管Q2集电极与第八电阻R8第二端连接；

第七电阻R7，一端连接蓄电池，另一端与第二晶体三极管Q2基极连接；

第九电阻R9，一端与所述第二晶体三极管基极连接及接地；

第十一电阻R11，第一端与第二晶体三极管Q2发射极连接，所述第十一电阻R11第二端与所述第九电阻R9另一端连接；

第八电容C8，与所述第十一电阻R11并联；

第六电阻R6，第一端与蓄电池连接；

场效应晶体管75，所述场效应晶体管75源极与第六电阻R6另一端连接；

第七电容C7，一端与所述场效应晶体管75源极连接，另一端与第二晶体三极管Q2基极连接；

第二可调电阻72，一端与场效应晶体管75漏极连接，另一端接地；

第十二电阻R12，一端与与第五电容C5第二端连接，另一端通过第六电容C6与第二可调电阻72的可调端串联连接；

第十电阻R10，一端与所述场效应晶体管75栅极连接，另一端接地；

第四电容C4，一端与所述场效应晶体管75栅极连接，另一端连接控制器输入端。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：光敏电阻会根据外部环境的光照强度改变其阻值，并将其阻值信息传输给控制器，当外部光照强度较强时，光敏电阻的阻值很低，控制器控制第一晶体三极管Q1导通，集成芯片74的第四端输出的是低电平，第一晶体三极管Q1导通；由第四电阻R4、第五电阻R5、第三晶体二极管D3、第三电容C3和集成芯片74组成的超低频多谐振荡器不产生振荡频率，集成芯片74的第三端输出的是低电压，可控硅整流器73截止，切断电源。反之，当外部光照强度较弱时，光敏电阻的阻值很高，控制器控制第一晶体三极管Q1截止，超低频多谐振荡器产生振荡频率，集成芯片74的第三端输出的是高电压，可控硅整流器73导通，进而接通补光灯76的电源使之正常发光。上述电路中控制器通过感应电路和控制电路智能控制补光灯76补光，使得摄像头5的视频采集效果好，从而使得本发明的跟踪记录效果好；

在上述信号处理电路中，通过第十二电阻R12和第六电容C6组成的反馈电路对输出信号进行反馈，来改变第二可调电阻72的分压值，从而控制以场效应晶体管75为主的一级信号放大电路放大倍数，提高了信号放大的可靠性，从而使得本发明的跟踪记录效果好。

在一个实施例中，还包括除尘装置6，所述除尘装置6包括：

固定板61，所述固定板61一端与纵向旋转组件3工作端固定连接，如固定板61一端可与上述的摄像头安装座一端固定连接；

固定壳62，设置在固定板61的远离旋转组件工作端的一端，所述固定壳62内设置第三转动电机63，所述第三转动电机63的输出轴垂直于固定板61设置，所述第三转动电机63与控制器电连接；

第一电动伸缩杆64，垂直于固定板61设置，所述第一电动伸缩杆64固定端与第三转动电机63输出端固定连接，所述第一电动伸缩杆64输出端连接摄像头5，所述第一电动伸缩杆64与控制器电连接；

两个第二固定杆65，所述两个第二固定杆65均垂直于固定板61设置、且一端均与固定板61固定连接，所述两个固定杆设置在摄像头5的相对两侧；

刷毛66，所述刷毛66设置在第二固定杆65周侧；优选的，刷毛66可仅设置在于摄像头对应位置的第二固定杆65周侧；

第三固定杆67，垂直于固定板61设置，所述第三固定杆67一端与固定板61固定连接，所述第三固定杆67设置在摄像头5周侧、且位于两个第二固定杆65之间；

第二电动伸缩杆68，水平设置，所述第二电动伸缩杆68固定端与第三固定杆67另一端的朝向摄像头5的侧壁固定连接，所述第二电动伸缩杆68另一端周侧设置有刷毛66，所述第二电动伸缩杆68与控制器电连接；

除尘装置6启动按钮，设置在横向旋转组件2的固定端的外壁，所述除尘装置启动按钮与所述控制器电连接；

位移传感器，设置在第一电动伸缩杆64的伸缩端，用于检测第一电动伸缩杆64的伸缩端到固定板61的垂直距离，所述位移传感器与所述控制器电连接；

报警器，设置在横向旋转组件2的固定端的外壁，所述报警器与控制器电连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：上述技术方案中，当需要除尘时，控制器控制第一电动伸缩杆64收缩，收缩到设定位置停止(通过设置第一电动伸缩杆64的收缩高度来控制摄像头5距离固定板61的垂直距离)，第一电动伸缩杆64收缩，伸缩停止后，控制器首先控制位移传感器工作，位移传感器用于检测第一电动伸缩杆64的伸缩端到固定板61的垂直距离，当第一电动伸缩杆64的伸缩端到固定板61的垂直距离大于预设标准值时，控制器控制报警器报警，此时说明第一电动伸缩杆64收缩停止的位置高于设定高度，此时说明第一电动伸缩杆64、控制器等可能出现问题，需要维修；

当第一电动伸缩杆64的伸缩端到固定板61的垂直距离等于预设标准值时，控制器控制第二电动伸缩杆68伸缩(通过设置第二电动伸缩杆68的伸缩长度来使得第二电动伸缩杆68的刷毛66与摄像头5顶端接触)，然后控制器控制第三转动电机63转动，通过第一电动伸缩杆64带动摄像头5转动，转动过程中，通过第二电动伸缩杆68上的刷毛66对摄像头5顶部除尘，通过第二固定杆65上的刷毛66对摄像头5周侧进行除尘，上述结构对摄像头5的除尘效果好；且除尘装置6启动按钮设置在横向旋转组件2的固定端的外壁，可通过按压除尘装置6启动按钮来使得除尘装置6工作，操作方便，且实验过程中也可在实验间隔中除尘，使用方便，从而便于摄像头5记录实验过程，改善对实验过程的记录效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备，其特征在于，包括：

头部固定装置(1)；

多角度跟踪记录装置，包括：横向旋转组件(2)，所述横向旋转组件(2)固定端安装在头部固定装置(1)顶部；纵向旋转组件(3)，所述纵向旋转组件(3)的固定端设置在横向旋转组件(2)的工作端；控制器、蓄电池，所述控制器、蓄电池均设置在横向旋转组件(2)的固定端内部；摄像头(5)，设置在纵向旋转组件(3)的工作端；红外线传感器，设置在所述摄像头(5)上；陀螺仪传感器，设置在所述横向旋转组件(2)一侧表面；

第一驱动装置，与所述横向旋转组件(2)连接，用于驱动横向旋转组件(2)；

第二驱动装置，与所述纵向旋转组件(3)连接，用于驱动纵向旋转组件(3)；

所述控制器分别与蓄电池、摄像头(5)、红外线传感器、陀螺仪传感器、第一驱动装置、第二驱动装置电连接。

2.根据权利要求1所述的一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备，其特征在于，所述头部固定装置(1)包括：

头圈带(11)；

四个第一连接带(12)，所述四个第一连接带(12)呈十字形布置，所述四个第一连接带(12)远离交叉端与头圈带(11)上端固定连接；

固定座(14)，用于安装横向旋转组件(2)，所述固定座(14)设置在四个第一连接带(12)的交叉端，所述四个第一连接带(12)的交叉端分别与固定座(14)四周侧壁固定连接；

第二连接带(13)，所述第二连接带(13)设置在头圈带(11)下端，所述第二连接带(13)的一端与头圈带(11)下端一侧固定连接，所述第二连接带(13)的另一端通过卡扣与头圈带(11)可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备，其特征在于，所述第一驱动装置包括第一转动电机(4)，所述第二驱动装置包括第二转动电机，所述横向旋转组件(2)包括：

中空矩形安装座(21)，连接在固定座(14)上端，所述控制器、蓄电池均设置在所述中空矩形安装座(21)内，所述陀螺仪传感器设置在所述中空矩形安装座(21)的一侧侧壁；

所述第一转动电机(4)设置在所述中空矩形安装座(21)内，所述第一转动电机(4)输出轴竖直朝上设置、且贯穿至中空矩形安装座(21)顶端外，所述第一转动电机(4)与所述控制器电连接；

安装板(22)，所述安装板(22)水平设置，所述安装板(22)中心部位底端与所述第一转动电机(4)输出轴固定连接；

圆环状滑槽(23)，所述圆环状滑槽(23)设置在所述中空矩形安装座(21)顶端；

若干滑块(24)，所述若干滑块(24)上端均固定连接在安装板(22)下端、且若干滑块(24)呈圆形间隔分布，所述若干滑块(24)均滑动连接在所述圆环状滑槽(23)内；

所述纵向旋转组件(3)包括：

倾斜支撑臂(31)，所述倾斜支撑臂(31)下端固定连接在所述安装板(22)上端，所述倾斜支撑臂(31)顶端设有U形安装部(311)，所述U形安装部(311)开口朝上设置；

转轴(34)，所述转轴(34)转动连接在U形安装部(311)的两内侧壁，所述转轴(34)水平设置；

摄像头(5)安装座(32)，所述摄像头(5)安装座(32)固定套接在所述转轴(34)上，所述摄像头(5)安装在所述摄像头(5)安装座(32)下端；

所述第二转动电机设置在倾斜支撑臂(31)内部，所述第二转动电机的输出轴水平设置，且与所述转轴(34)平行，所述第二转动电机与所述控制器电连接；

第一连接杆(33)，所述第一连接杆(33)一端与所述第二转动电机的输出轴固定连接，所述第一连接杆(33)另一端贯穿倾斜支撑臂(31)一侧壁，所述倾斜支撑臂(31)的所述一侧壁设有通孔(312)、用于供所述第二连接杆(35)上下转动；

第二连接杆(35)，所述第二连接杆(35)包括：第一杆部(351)，所述第一杆部(351)一端与所述第一连接杆(33)另一端铰接；第二杆部(353)，所述第二杆部(353)一端与所述摄像头(5)安装座(32)上端固定连接；连接杆部(352)，所述连接杆部(352)一端与所述第一杆部(351)另一端固定连接，所述连接杆部(352)另一端与所述第二杆部(353)另一端固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备，其特征在于，所述头圈带(11)、第一连接带(12)、第二连接带(13)上均设有调节扣(15)，用于调节带长。

5.根据权利要求2所述的一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备，其特征在于，所述头圈带(11)和第一连接带(12)之间设有透气网(16)。

6.根据权利要求1所述的一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备，其特征在于，

所述控制器与上位机连接，所述上位机包括：主机，所述主机连接有显示屏和第一通信单元；

所述控制器包括：

中央处理器、信号输送单元、IO端口单元、计时单元和存储单元；

所述第二通信单元与第一通信单元通信连接，所述中央处理器分别与信号输送单元、IO端口单元、计时单元和存储单元连接；

所述第一驱动装置、第二驱动装置、摄像头(5)分别通过所述IO端口单元和信号输送单元与所述中央处理器连接。

7.根据权利要求3所述的一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备，其特征在于，

所述固定座(14)的顶部设有用于中空矩形安装座(21)的矩形安装槽(142)，所述中空矩形安装座(21)下部安装在所述矩形安装槽(142)内，所述中空矩形安装座(21)中部相对两侧均设有第一水平连接板(211)；

所述固定座(14)顶端两侧设有与两个所述第一水平连接板(211)一一对应的第二水平连接板(141)，对应的第一水平连接板(211)和第二水平连接板(141)设有对应的安装螺纹孔，使用螺栓螺母组件通过所述安装螺纹孔可将固定座(14)和中空矩形安装座(21)连接。

8.根据权利要求1所述的一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备，其特征在于，还包括：

补光灯(76)，所述补光灯(76)固定连接在纵向旋转组件(3)上、且位于摄像头(5)一侧，所述控制器通过控制电路与补光灯(76)连接；

光敏电阻，所述光敏电阻固定连接在纵向旋转组件(3)上、且位于摄像头(5)一侧，所述光敏电路与控制器电连接；

所述控制电路包括：

第一晶体三极管(Q1)，所述第一晶体三极管(Q1)基极与所述控制器连接，所述第一晶体三极管(Q1)发射极接地；

第一可调电阻(71)，所述第一可调电阻(71)一端与所述第一晶体三极管(Q1)基极连接，另一端与第一晶体三极管(Q1)发射极连接；

第三电阻(R3)，一端与控制器连接；

集成芯片(74)，所述集成芯片(74)的第四端与第三电阻(R3)另一端连接，所述集成芯片(74)的第一端接地、第八端与控制器连接；

第三晶体二极管(D3)，正极与集成芯片(74)的第七端连接，所述集成芯片(74)的第六端和第二端分别与第三晶体二极管(D3)的负极连接；

第五电阻(R5)，第一端与第三晶体二极管(D3)负极连接，第二端与第三晶体三极管正极连接；

第四电阻(R4)，一端与控制器连接，另一端与集成芯片(74)第二端连接；

第三电容(C3)，一端与第五电阻(R5)第一端连接，另一端与集成芯片(74)第八端连接以及接地；

第一电容(C1)，一端与控制器连接，另一端接地；

第二电阻(R2)，一端与集成芯片(74)的第六端连接；

可控硅整流器(73)，第一端与补光灯(76)一端连接，第二端接地，第三端与第二电阻(R2)另一端连接；

第一晶体二极管(D1)，负极与控制器连接；

第一电阻(R1)，第一端与第一晶体二极管(D1)正极连接；

第二电容(C2)，所述第二电容(C2)第一端与第一电阻(R1)第一端连接，所述第二电容(C2)第二端分别与第一电阻(R1)第二端、补光灯(76)第二端连接；

第二晶体二极管(D2)，负极与第二电容(C2)第一端连接，正极接地；

所述控制器设有信号处理电路，所述信号处理电路与摄像头(5)连接；

所述信号处理电路包括：

第五电容(C5)，所述第五电容(C5)第一端与摄像头(5)输出端连接；

第八电阻(R8)，第一端连接蓄电池；

第二晶体三极管(Q2)，所述第二晶体三极管(Q2)集电极与第八电阻(R8)第二端连接；

第七电阻(R7)，一端连接蓄电池，另一端与第二晶体三极管(Q2)基极连接；

第九电阻(R9)，一端与所述第二晶体三极管(Q2)基极连接及接地；

第十一电阻(R11)，第一端与第二晶体三极管(Q2)发射极连接，所述第十一电阻(R11)第二端与所述第九电阻(R9)另一端连接；

第八电容(C8)，与所述第十一电阻(R11)并联；

第六电阻(R6)，第一端与蓄电池连接；

场效应晶体管(75)，所述场效应晶体管(75)源极与第六电阻(R6)另一端连接；

第七电容(C7)，一端与所述场效应晶体管(75)源极连接，另一端与第二晶体三极管(Q2)基极连接；

第二可调电阻(72)，一端与场效应晶体管(75)漏极连接，另一端接地；

第十二电阻(R12)，一端与与第五电容(C5)第二端连接，另一端通过第六电容(C6)与第二可调电阻(72)的可调端串联连接；

第十电阻(R10)，一端与所述场效应晶体管(75)栅极连接，另一端接地；

第四电容(C4)，一端与所述场效应晶体管(75)栅极连接，另一端连接控制器输入端。

9.根据权利要求1所述的一种跟踪式的实验过程多角度自动记录设备，其特征在于，还包括除尘装置(6)，所述除尘装置(6)包括：

固定板(61)，所述固定板(61)一端与纵向旋转组件(3)工作端固定连接；

固定壳(62)，设置在固定板(61)的远离旋转组件工作端的一端，所述固定壳(62)内设置第三转动电机(63)，所述第三转动电机(63)的输出轴垂直于固定板(61)设置，所述第三转动电机(63)与控制器电连接；

第一电动伸缩杆(64)，垂直于固定板(61)设置，所述第一电动伸缩杆(64)固定端与第三转动电机(63)输出端固定连接，所述第一电动伸缩杆(64)输出端连接摄像头(5)，所述第一电动伸缩杆(64)与控制器电连接；

两个第二固定杆(65)，所述两个第二固定杆(65)均垂直于固定板(61)设置、且一端均与固定板(61)固定连接，所述两个固定杆设置在摄像头(5)的相对两侧；

刷毛(66)，所述刷毛(66)设置在第二固定杆(65)周侧；

第三固定杆(67)，垂直于固定板(61)设置，所述第三固定杆(67)一端与固定板(61)固定连接，所述第三固定杆(67)设置在摄像头(5)周侧、且位于两个第二固定杆(65)之间；

第二电动伸缩杆(68)，水平设置，所述第二电动伸缩杆(68)固定端与第三固定杆(67)另一端的朝向摄像头(5)的侧壁固定连接，所述第二电动伸缩杆(68)另一端周侧设置有刷毛(66)，所述第二电动伸缩杆(68)与控制器电连接；

除尘装置(6)启动按钮，设置在横向旋转组件(2)的固定端的外壁，所述除尘装置(6)启动按钮与所述控制器电连接；

位移传感器，设置在第一电动伸缩杆(64)的伸缩端，用于检测第一电动伸缩杆(64)的伸缩端到固定板(61)的垂直距离，所述位移传感器与所述控制器电连接；

报警器，设置在横向旋转组件(2)的固定端的外壁，所述报警器与控制器电连接。