CN111271565A - 一种数据采集与分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数据采集与分析装置，本发明有效解决了现有的用于对玉米等农作物三维数据采集装置移动便捷和测量精准不可同时兼顾的问题；解决的技术方案包括：当需要对试验田里的玉米等农作物进行数据采集时，我们可将该装置进行折叠并且将相应辅助数据采集机构进行固定，从而便于对整个装置的转移，而且整个装置的折叠与展开过程实现高度的自动化，无形中也降低了数据采集人员的工作负担。

Description

一种数据采集与分析装置

技术领域

本发明涉及农作物参数信息采集技术领域，尤其涉及一种数据采集与分析装置。

背景技术

玉米是我国种植的主要农作物之一，玉米植株的形态对产量有重要影响，对植株形态的塑造是玉米育种上一个重要方向，因此能够获得玉米植株的三维造型，将为评价玉米植株形态提供关键数据；

现有的用于对玉米等农作物进行参数信息采集的三维扫描仪要么体积过于庞大（相应的辅助数据采集机构能够帮助测量人员采集到更为精准的三维数据信息），导致其移动起来较为不便（需要对相应的辅助数据采集机构拆解后转运到目的地后再进行组装），来回拆装无疑增加了数据采集人员的工作量，加之要对玉米进行数据采集时，需要将体积较大的三维扫描仪带到试验田去，由此一来转运三维扫描仪便成为了数据采集人员的一大难关；又或者选用手持式三维扫描仪用于对玉米等农作物进信息数据采集（转移以及使用起来较为轻便），但由于在进行采集时，通过数据采集人员手握扫描仪进行三维扫描，增加了误差的引入概率，从而得到不准确的玉米整个植株的三维形态数据，进而影响数据分析结果；

鉴于以上，我们提供一种数据采集与分析装置用于解决上述问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种数据采集与分析装置，当需要对试验田里的玉米等农作物进行数据采集时，我们可将该装置进行折叠并且将相应辅助数据采集机构进行固定，从而便于对整个装置的转移，而且整个装置的折叠与展开过程实现高度的自动化，无形中也降低了数据采集人员的工作负担。

一种数据采集与分析装置，包括底板，其特征在于，所述底板上转动安装有丝杠且底板上竖向滑动安装有与丝杠螺纹配合的承载板，所述丝杠由安装在底板上的升降电机驱动，所述承载板下端面横向一侧转动安装有圆形导轨，所述圆形导轨上配合安装有沿其内圆面行走的移动单元且移动单元上安装有数据采集器，所述底板上端面纵向两端设有用于对圆形轨道定位的定位装置，所述承载板纵向两侧设有与圆形轨道同轴转动的圆板且圆板内过其圆心设有与之滑动配合的锁定柱，所述锁定柱与圆板之间连接有锁定弹簧且承载板上设有与锁定柱相配合的锁定孔，所述承载板上设有用于对锁定柱解锁的解锁装置；

所述底板上设置有驱动单元，所述圆形轨道经第一传动装置与驱动单元连接，所述定位装置经第二传动装置与驱动单元连接，所述解锁装置经第三传动装置与驱动单元连接，并且驱动单元与若干传动装置相配合满足：当驱动单元正转时首先带动定位装置解除对圆形导轨的定位，然后带动圆形轨道转动至工作位置，当驱动单元反转时，首先驱动解锁装置接错对锁定柱的定位，然后驱动圆形轨道转动至初始位置，最后驱动定位装置再次实现对圆形轨道定位。

优选的，所述定位装置包括间隔设置且纵向滑动安装在底板上的定位框，所述第二传动装置包括:两定位框横向一侧分别经与之一体连接的齿条配合有转动安装于底板上的定位齿轮，所述定位齿轮与驱动单元连接。

优选的，所述解锁装置包括与锁定孔竖向滑动配合的解锁杆且两解锁杆上端面一体连接有三角框，第三传动装置包括：三角框上转动安装有与承载板螺纹配合的螺杆且螺杆轴向滑动配合有转动安装于承载板上的第一套筒，所述第一套筒经解锁皮带轮组连接有转动安装在承载板上的第二套筒且第二套筒轴向滑动安装有转动安装在底板上的解锁驱动杆，解锁驱动杆与驱动单元连接。

优选的，所述第一传动装置包括转动安装在底板上且与驱动单元连接的第一驱动杆，第一驱动杆轴向滑动安装有转动安装在承载板上的第三套筒，所述第三套筒驱动圆板转动。

优选的， 所述驱动单元包括同轴心设置且间隔转动安装在底板上的定位扇形齿轮、解锁扇形齿轮、驱动扇形齿轮，若干所述扇形齿轮分别配合有转动安装于底板上的传动齿轮且传动齿轮同轴转动有传动蜗杆，所述传动蜗杆啮合有传动蜗轮且传动蜗轮分别驱动与之对应的定位齿轮、第一驱动杆、解锁驱动杆，若干所述扇形齿轮经驱动电机驱动。

优选的，所述圆形轨道内圆面上一体设置若干齿系且圆形轨道上下两侧分别设有圆形滑槽，所述移动单元包括：圆形滑槽内滑动安装有安装架且安装架内转动安装有与若干齿系啮合的移动齿轮，所述移动齿轮有固定在安装架上的移动电机驱动且数据采集器固定于安装架下端。

优选的，所述丝杠底部同轴套固有升降齿轮且升降齿轮啮合有转动安装在底板且经升降电机驱动的不完全齿轮，所述不完全齿轮同轴转动有扇形板，所述底板下端面固定有与扇形板相配合的弧形架且弧形架经伸缩弹簧连接有与扇形板相配合的弧形板，弧形板与扇形板相配合部位安装有导电片且两导电片串联在移动电机电性回路中，当不完全齿轮与升降齿轮开始啮合时，扇形板与弧形板刚好脱离，当不完全齿轮与升降齿轮刚好脱离时，扇形板与弧形板刚好接触并且扇形板与弧形板由接触到脱离刚好使得移动电机带动数据采集器沿圆形轨道行走一圈。

优选的，所述底板下方同轴心间隔设有调平板且调平板与底板之间环绕间隔等间距设置有四个电动推杆，所述电动推杆上端面与底板互为球铰接且电动推杆下端面固定于调平板，所述底板下端面分别固定有与电动推杆相对应的滑筒，每个滑筒内设置有水平检测装置并且通过控制与之对应的电动推杆，将底板调整到水平位置。

优选的，所述水平检测装置包括转动安装在滑筒内的平衡球，位于横向两侧滑筒内的平衡球横向转动安装于滑筒内，位于纵向两侧滑筒内的平衡球纵向转动安装于滑筒内，当平衡球和与之对应且靠近底板中心一侧的滑筒内圆面接触时控制相应的电动推杆动作。

上述技术方案有益效果在于：

（1）当需要对试验田里的玉米等农作物进行数据采集时，我们可将该装置进行折叠并且将相应辅助数据采集机构进行固定，从而便于对整个装置的转移，而且整个装置的折叠与展开过程实现高度的自动化，无形中也降低了数据采集人员的工作负担；

（2）在本方案中通过将数据采集器安装在调平底座上，并且在调平底座的自动调节下，使得整个装置在进行对玉米等农作物的三维数据信息采集前，完成整个装置的水平度调节，从而使得扫描获取到的玉米三维数据信息更加精准；

（3）通过设置该调平底座实现对该装置水平度的自动调节，相对于人工肉眼进行水平度的校准，其可靠性、精准度都大大提高，而且若该装置始终未处于水平状态，则该数据采集器是无法进行工作的，直至在调平底座的调节下，将整个装置调整到水平状态，方可进行对玉米等农作物三维数据信息的采集。

附图说明

图1为本发明圆形轨道位于最上方时示意图；

图2为本发明整体结构与待侧玉米植株配合关系示意图；

图3为本发明圆形轨道收起时示意图；

图4为本发明承载板部分剖视后内部结构示意图；

图5为本发明锁定柱对圆板进行定位时示意图；

图6为本发明螺杆、三角框、第一套筒与承载板分离后示意图；

图7为本发明驱动单元结构示意图；

图8为本发明驱动单元另一视角结构示意图；

图9为本发明定位装置解除对圆形轨道定位时示意图；

图10为本发明圆形轨道由垂直向水平位置转动过程中某一状态示意图；

图11为本发明圆形轨道与玉米植株进行检测时配合关系示意图；

图12为本发明电动推杆与底板配合关系示意图；

图13为本发明扇形板与弧形板、不完全齿轮与升降齿轮配合关系示意图；

图14为本发明扇形板、不完全齿轮、弧形板、升降齿轮配合关系仰视示意图；

图15为本发明不完全齿轮与弧形板配合关系示意图；

图16为本发明不完全齿轮与升降齿轮配合关系另一视角示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图16对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

实施例1，本实施例提供一种数据采集与分析装置，参照附图1所示，包括底板1，其特征在于，我们在底板1上转动安装有丝杠2且底板1上竖向滑动安装有与丝杠2螺纹配合的承载板3，我们通过安装在底板1上的升降电机4驱动丝杠2转动进而带动承载板3在竖向移动，所述承载板3下端面横向一侧转动安装有圆形导轨5，所述圆形导轨5上配合安装有沿其内圆面行走的移动单元且移动单元上安装有数据采集器6，所述数据采集器6电性连接有数据处理分析模块，初始时当该装置处于收起、折叠状态时，处于如附图3中所示（此时圆形轨道处于竖直状态），通过设置在底板1上端面纵向两端的定位装置实现对处于折叠状态的圆形轨道进行定位，避免该装置在转运过程中，圆形轨道受到外力而发生转动，从而磕碰到设备造成损伤，参照附图3所示，我们在承载板3纵向两侧设有与圆形轨道同轴转动的圆板7且圆板7内过其圆心设有与之滑动配合的锁定柱8，所述锁定柱8与圆板7之间连接有锁定弹簧10且承载板3上设有与锁定柱8相配合的锁定孔11，初始时当圆形轨道在定位装置的作用下处于被定位状态（即，处于如附图3中所示）时，锁定柱8与圆板7以及承载板3的相对位置关系处于如附图4中所示，当该装置处于工作状态时，即，对玉米植株进行三维数据采集时圆形轨道处于如附图1、11中所示，并且此时锁定柱8插入之设置在承载板3上且与之对应的锁定孔11内，如附图5纵所示；

关于设置在底板1上的驱动单元是如何驱动圆形轨道转动的，我们将在以下做详细的描述；

当该装置圆形轨道处于折叠、收起状态时，如附图3中所示，我们控制驱动单元启动，当驱动单元启动工作时，首先通过与之连接的第二传动装置驱动定位装置并且解除定位装置对圆形轨道的定位，以至于在第二传动装置的驱动下，定位装置解除对圆形轨道的定位后（此时圆形轨道处于自由状态），此时驱动单元与第二传动装置脱离并且通过与之连接的第一传动装置开始带动圆形轨道进行转动，即，由附图3中的竖直位置箱附图1、2中所示的工作位置转动（该装置处于工作状态时，圆形轨道处于水平状态），当驱动单元通过第一传动装置带动圆形轨道由竖直位置转动90°后置于水平位置时，此时滑动安装在圆板7内的锁定柱8同样由水平位置转动至竖直位置，锁定柱8伴随着圆板7转动至竖直位置的过程中，锁定柱8头部一端会抵触在承载板3下端面并且压缩锁定弹簧10使得锁定柱8部分收缩至圆板7内（较好的，我们将锁定柱8位于圆板7外一端进行倒圆角设置，使得当锁定柱8置于圆板7外一端抵触在承载板3下端面时，使得锁定柱8能顺利的向圆板7内收缩），参照附图3、4、6所示，我们在锁定孔11中设置有解锁装置，以至于当锁定柱8转动至竖直位置时，此时驱动单元不再驱动第一传动装置并且开始通过第三传动装置带动解锁装置从锁定孔11中向上移动（当第三传动装置带动解锁装置向上移动一定距离后，驱动单元停止工作），并且此时滑动安装在圆板7内的锁定柱8开始在锁定弹簧10的弹力作用下向上插入至锁定孔11中，解锁装置在第三传动装置的驱动下从锁定孔11中向上移动实现为锁定柱8让位的效果，当锁定柱8处于如附图5中所示状态时，即，实现了对圆板7（圆形轨道）的定位，确保圆形轨道可靠且稳固的处于水平状态（工作状态）；

在具体设计的时候，我们可根据玉米植株的平均生长高度（玉米的生长高度有一定的范围大小）来设定丝杠2的长度，即，使得当丝杠2在升降电机4的驱动下带动承载板3向上移动的最高距离能够满足实现对玉米植株最高位置的三维数据参数采集，在进行对玉米植株的三维数据信息采集时，我们首先通过驱动单元带动圆形轨道由竖直位置转动至水平位置，随后通过升降电机4驱动承载板3向上移动，即，由附图3中所示状态，将承载板3向上移动至最高位置，即，处于如附图1中所示位置，此时，我们通过移动单元带动数据采集器6沿圆形轨道移动并且完成对玉米植株的三维数据采集，由于数据采集器6所采集的玉米植株的竖向距离范围有限，因此，当移动单元带动数据采集器6沿圆形轨道行走一圈后，我们通过升降电机4控制丝杠2反转进而带动圆形轨道向下移动，向下移动的距离等于或者小于数据采集器6的竖向数据采集范围，从而开始对玉米植株的其中一个分段进行三维数据采集，以至于最后将处于玉米植株不同高度位置（几个分段）的三维数据信息全部采集完成，从而能够实现对整个玉米植株从上到下整体的三维数据采集，最后通过与数据采集器6电性连接的数据处理分析模块对采集到玉米植株不同分段的三维数据进行拼接并且对其分析处理，从而获得玉米植株的三维造型；

当完成对玉米植株的三维数据采集工作时，我们需要将圆形轨道折叠收缩，以便于将其从试验田地位置处转运至存放位置，此时，我们首先通过升降电机4驱动承载板3再次移动至如附图3中所示位置（当承载板3位于该位置高度时，圆形轨道在驱动单元的驱动下由水平位置转动至竖直位置时，刚好能够被设置在底板1的定位装置进行定位），我们通过升降电机4控制器控制升降电机4，使得当升降电机4带动承载板3移动至如附图3中所示位置处时，升降电机4停止工作（电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路）；

随后我们控制驱动单元反转，使得驱动单元首先带动解锁装置并且带动解锁装置沿锁定孔11向下移动进而将位于锁定孔11内的锁定柱8向下挤压，以至于将锁定柱8从锁定孔11中完全向外挤出时，此时驱动单元不再驱动解锁装置移动，并且开始通过第一驱动装置带动圆形轨道进行转动（即，由水平位置向竖直位置转的），当驱动单元带动圆形轨道由水平位置转的至竖直位置时，驱动单元开始通过第二传动装置带动定位装置实现对圆形轨道的定位（当驱动单元将圆形轨道驱动至竖直位置时，驱动单元不再驱动圆形轨道转动），此时完成对该装置的折叠、收缩，该装置的整个折叠以及展开过程高度自动化，即，该圆形轨道由转运状态时的稳固定位到工作时的稳固定位的整个过程高度自动化，大大减轻了试验人员的工作强度并且为试验人员节省出更多的时间用于对玉米植株数据的采集与分析。

实施例2，在实施例1的基础上，参照附图3所示，所述定位装置包括间隔设置且纵向滑动安装在底板1上的定位框12，所述定位框12结构为：两个横向间隔设置的薄板且两薄板之间的距离间隔与圆形轨道的厚度相同，两所述薄板之间由圆杆实现一体连接，参照附图9中所示，我们在底板1上端面设置有与定位框12纵向滑动配合安装的滑道，使得定位框12沿与之对应的滑道进行纵向移动；

参照附图10所示，所述第二传动装置包括:两定位框12横向一侧分别经与之一体连接的齿条13（其中一个定位框12上端固定安装齿条13，另一定位框12下端固定安装齿条13，使得两齿条13竖向间隔设置）配合有转动安装于底板1上的定位齿轮14（所述定位齿轮14位于两齿条13之间），当驱动单元带动定位齿轮14转动时，则通过与之啮合的两齿条13带动位于纵向两侧的两定位框12进行相向（实现对圆形轨道的定位）或者相背移动（实现对圆形轨道定位的解除）。

实施例3，在实施例1的基础上，参照附图10所示，解锁装置包括与锁定孔11竖向滑动配合的解锁杆15且两解锁杆15上端面一体连接有三角框16，所述丝杠2间隔穿过三角框16；

参照附图6所示，三角框16上转动安装有与承载板3螺纹配合的螺杆17，参照附图4中所示，所述螺杆17上端轴向滑动配合有转动安装于承载板3上的第一套筒18，所述第一套筒18经解锁皮带轮组19连接有转动安装在承载板3上的第二套筒20，第二套筒20轴向滑动安装有转动安装在底板1上的解锁驱动杆21，当驱动单元带动解锁驱动杆21转动时，进而同步带动第二套筒20转动，则通过解锁皮带轮组19带动第一套筒18转动，第一套筒18带动与之轴向滑动配合安装的螺杆17同步转动，加之两解锁杆15与锁定孔11的配合（对三角框16起到限位的效果），进而带动三角框16在竖向进行移动；

当圆形轨道在驱动单元的驱动下转动至水平位置时，此时滑动安装在圆板7内的锁定柱8头部一端抵触在位于锁定孔11内的解锁杆15底部，在圆形轨道转动至水平位置的同时，驱动单元随即驱动三角框16向上移动一定距离（驱动单元单独三角框16上移一定距离后停止工作，即，由附图4到附图5中解锁杆15上移的距离），即，驱动解锁杆15沿锁定孔11向上移动，则锁定柱8在锁定弹簧10作用下进入到锁定孔11中（并且最终处于如附图5中所示状态），实现对圆形轨道的定位。

实施例4，在实施例3基础上，参照附图11所示，第一传动装置包括转动安装在底板1上且与驱动单元连接的第一驱动杆22，第一驱动杆22轴向滑动安装有转动安装在承载板3上的第三套筒23（如附图4、5中所示），所述第三套筒23下端一体同轴心设置有驱动蜗杆24且驱动蜗杆24啮合有转动安装于承载板3下端面的驱动蜗轮25，所述驱动蜗轮25通过驱动皮带轮组26带动圆板7转动；

当驱动单元带动第一驱动杆22转动时，同步带动转动安装在承载板3上且与第一驱动杆22轴向滑动配合的第三套筒23转动，进而通过相配合的驱动蜗杆24、驱动蜗轮25带动驱动皮带轮组26转动，进而带动与圆形轨道同轴心转动的圆板7转动，实现驱动圆形轨道转动的效果并且当带动圆形轨道由竖直位置转动至水平位置。

实施例5，在实施例4的基础上，参照附图7所示，驱动单元包括同轴心设置且间隔转动安装在底板1上的定位扇形齿轮27、解锁扇形齿轮28、驱动扇形齿轮29，初始时（即，圆形轨道处于折叠状态时），多个扇形齿轮之间纵向间隔设置且定位扇形齿轮27、解锁扇形齿轮28、驱动扇形齿轮29齿面朝向与竖直方向呈不同夹角（如附图8所示），并且若干所述扇形齿轮分别配合有转动安装于底板1上的传动齿轮30（并且在初始时，若干扇形齿轮和与之对应的传动齿轮30未啮合）且传动齿轮30同轴转动有传动蜗杆31，若干所示扇形齿轮经安装在底板1上的驱动电机50驱动，并且当驱动电机50启动工作时，驱动电机50同步带动定位扇形齿轮27、解锁扇形齿轮28、驱动扇形齿轮29进行转动，由于不同扇形齿轮齿面朝向与竖直方向呈不同夹角设置，因此驱动电机50通过定位扇形齿轮27首先驱动定位齿轮14转动（即，定位扇形齿轮27首先和与之对应的传动齿轮30进行啮合），进而带动两定位框12解除对圆形轨道的定位，当驱动电机50带动定位扇形齿轮27解除对圆形轨道的定位后，定位扇形齿轮27刚好和与之对应的传动齿轮30脱离，即，定位齿轮14也随即停止转动；

当定位扇形齿轮27刚好和与之对应的传动齿轮30脱离时，驱动电机50刚好带动驱动扇形齿轮29和与之对应的传动齿轮30转动（即，驱动扇形齿轮29开始和与之对应的传动齿轮30啮合），并且通过第一驱动杆22带动被解除定位状态的圆形轨道由竖直位置向水平位置转动，以至于当驱动扇形齿轮29刚好和与之对应的传动齿轮30脱离时，驱动电机50刚好驱动圆形轨道转动至水平位置，并且与此同时，驱动电机50刚好通过解锁扇形齿轮28驱动与之对应的传动齿轮30转动（即，解锁扇形齿轮28开始和与之对应的传大齿轮啮合），并且驱动电机50通过解锁驱动杆21开始带动解锁杆15从锁定孔11中上移，（当解锁杆15上移一定距离后，驱动电机50带动解锁扇形齿轮28和与之对应的传动齿轮30脱离并且驱动电机50在驱动电机50控制器的控制下停止工作），随即，锁定柱8在锁定弹簧10的作用下向上插入之锁定孔11中，实现对圆形轨道的定位；

当需要将圆形轨道折叠时，我们通过驱动电机50控制器控制驱动电机50反转，当驱动电机50反转时，首先通过解锁扇形齿轮28带动与之对应的传动齿轮30转动，进而通过解锁驱动杆21带动解锁杆15沿锁定孔11下移并且将插入至锁定孔11内的锁定柱8向外挤出，当锁定柱8完全从锁定孔11中退出时，解锁扇形齿轮28刚好和与之对应的传动齿轮30脱离，与此同时驱动电机50带动驱动扇形齿轮29和与之对应的传动齿轮30进行啮合，并且通过第一驱动杆22带动圆形轨道进行转动，以至于转动至竖直位置时，驱动扇形齿轮29刚好和与之对应的传动齿轮30脱离，并且驱动电机50带动定位扇形齿轮27刚好和与之对应的传动齿轮30进行啮合，通过定位齿轮14带动两定位框12进行相向移动，最终实现对处于竖直位置的圆形轨道进行定位的效果，当定位扇形齿轮27刚好和与之对应的传动齿轮30脱离时，驱动电机50在驱动电机50控制器的控制下停止工作，在此值得注意的是，本方案中若干扇形齿轮和与之对应的传动齿轮30均设置为斜齿，确保扇形齿轮和传动齿轮30进行啮合时不会发生打齿情况。

实施例6，在实施例1基础上，参照附图11所示，圆形轨道内圆面上一体设置若干齿系34且圆形轨道上下两侧分别设有圆形滑槽35，所述移动单元包括：圆形滑槽35内滑动安装有安装架36且安装架36内转动安装有与若干齿系34啮合的移动齿轮37，所述移动齿轮37有固定在安装架36上的移动电机38驱动且数据采集器6固定于安装架36下端，我们通过移动电机38控制器控制控制移动电机38带动移动齿轮37转动进而带动安装架36沿设置于圆形轨道上的圆形滑槽35进行移动，从而带动数据采集器6实现对玉米植株的三维数据采集，当移动电机38带动安装架36沿圆形滑槽35行走一圈后完成对玉米植株处于某一分段的三维数据采集；

较好的，作为一种优选的实施例，我们可将数据采集器6沿圆形轨道直径方向滑动安装在安装架36下端面，可以实现调节数据采集器6与玉米植株之间的距离，当对一些叶片长得较长的玉米植株进行数据采集时，调节数据采集器6与玉米叶片外轮廓的距离，以确保数据采集器6与玉米植株之间的距离，处于最佳的数据采集距离范围以内，作为一种优选的方案，在图中不再给出相应的示意图结构。

实施例7，在实施例6基础上，参照附图13所示，我们在丝杠2底部同轴套固有升降齿轮39且升降齿轮39啮合有转动安装在底板1且经升降电机4驱动的不完全齿轮40，所述不完全齿轮40同轴转动有扇形板41（所述不完全齿轮40与升降齿轮39处于同一水平面，所述扇形板41间隔位于不完全齿轮40下方）；

我们在底板1下端面固定有与扇形板41相配合的弧形架42且弧形架42经伸缩弹簧43连接有与扇形板41相配合的弧形板44，弧形板44与扇形板41相配合部位安装有导电片且两导电片串联在移动电机38电性回路中，我们在移动电机38电性回路中串联有断路器，当圆形轨道由竖直位置转动至水平位置并且处于被锁定状态时，此时我们首先将串联在移动电机38电性回路中的断路器断开，并且控制升降电机4带动承载板3由初始时如附图3中所示位置向上移动至最顶端位置处，并且我们设定当升降电机4带动承载板3有附图3中所示位置移动至顶端位置处时，扇形板41刚好和弧形板44脱离接触（在此过程中虽然扇形板41与弧形板44接触，但是由于断路器处于断开状态，则移动电机38电性回路断开，移动电机38并不工作），此时我们将串联在移动电机38电性回路中的断路器闭合，随后我们控制升降电机4反转，参照附图14所示，升降电机4带动扇形板41沿附图中所示的顺时针方向带动扇形板41转动，从而实现扇形板41与弧形板44的再次接触，并且此时移动电机38电性回路处于接通状态，并且移动电机38开始启动工作，进而带动安装架36沿圆形轨道进行移动，当扇形板41再次与弧形板44脱离接触时，移动电机38刚好带动安装架36沿圆形轨道行走一圈，从而完成对玉米植株某一分段进行360°的三维数据采集；

当扇形板41与弧形板44再次脱离时，此时不完全齿轮40刚好与升降齿轮39进行啮合，此时，升降电机4开始带动丝杠2转动进而带动承载板3向下移动，以至于使得不完全齿轮40与升降齿轮39再次脱离时，升降电机4驱动承载板3向下移动的距离与数据采集器6所能采集到的竖向范围距离相同或者小于数据采集器6所能采集到的竖向范围距离（总之确保数据采集器6能够实现对玉米植株从上到下的不间断扫描、采集），当不完全齿轮40再次与升降齿轮39脱离时，此时承载板3停止向下移动并且扇形板41开始与弧形板44再次接触，从而使得移动电机38电性回路接通，进而移动电机38带动数据采集器6完成对玉米植株下一分段的三维数据采集、扫描，以下重复上述过程，以至于完成对整个玉米植株三维数据扫描、采集，在此值得注意的是：我们设定升降电机4驱动承载板3由最上端向下移动以致使得数据采集器6完成对玉米（从上到下）整个植株的数据采集工作时，升降电机4驱动承载板3（圆形轨道5）向下移动N整个上述分段（即，数据采集器所能采集到的竖向距离范围）；

当完成对整株玉米的三维数据采集后，我们再次将断路器断开并且通过升降电机4控制器控制升降电机4带动承载板3向上移动至如附图3中所示位置处时升降电机4停止工作（电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路）；

参照附图15所示，我们在设置弧形板44的时候，将弧形板44两侧截面处进行倒角设置，并且将扇形板41与弧形板44相配合部位同样进行倒圆角设置，并且将与弧形架42经伸缩弹簧43连接的弧形板44设置在扇形板41的转动路线上，当扇形板41倒圆角部位触碰到弧形板44倒圆角部位时，则朝着靠近弧形架42的方向挤压弧形板44并且压缩伸缩弹簧43，从而实现扇形板41与弧形板44的接触。

实施例8，在实施例1基础上，参照附图12所示，我们在底板1下方同轴心间隔设有调平板45且调平板45与底板1之间环绕间隔等间距设置有四个电动推杆46（如附图13所示），所述电动推杆46上端面通过球铰接头51与底板1下端面实现万向球铰接，所述电动推杆46下端面固定于调平板45且电动推杆46与调平板45呈一定夹角倾斜设置（如附图12中所示），位于横向两侧的电动推杆46负责实现对底板1横向方向的水平调节，位于纵向两侧的电动推杆46负责时间对底板1纵向方向的水平调节；

我们通过设置于滑筒47内的水平检测装置相应控制与之对应的电动推杆46，进而通过四个电动推杆46实现将底板1调整的水平位置，以确保使得圆形轨道展开时处于水平状态（当调平板45所处位置地势不平坦时，可通过水平检测装置与电动推杆46相互配合实现对底板1的调平），使得数据采集更为精准。

实施例9，在实施例8的基础上，参照附图12所示，所述水平检测装置包括转动安装在滑筒47内的平衡球48（所述平衡球48直略小于滑筒47直径，即，平衡球48处于竖直状态时，平衡球48外圆面与滑筒47内壁不接触），位于横向两侧滑筒47内的平衡球48横向转动安装于滑筒47内，位于纵向两侧滑筒47内的平衡球48纵向转动安装于滑筒47内，我们在滑筒47内壁且靠近底板1中心位置一半圆面上安装有导电片并且在平衡球48外圆面上附着有导电薄膜，并且导电片与导电薄膜串联在稳压回路中并且我们在稳压回路（稳压回路连接有外接电源）中串联一个警示灯（所述警示灯安装在底板1外圆面上，用于帮助试验人员判断底板1是否调平，当位于底板1互为对侧的警示灯熄灭时说明底板1在横向或者纵向处于水平状态，当警示灯一直亮时，说明底板1在横向或者纵向未处于水平状态，图中未示出警示灯），当位于横向一侧的平衡球48和与之对应的滑筒47内壁接触时，说明该平衡球48所处的位置相对于其对侧的平衡球48较高，多个所述电动推杆46控制器共同电性连接有微控制器并且每个所述稳压回路中串联有与微控制器电性连接的电流表，当位于某一滑筒47内的平衡球48与滑筒47内壁接触时（表明该平衡球48所处位置较高），则微控制器控制相应的电动推杆46收缩进而降低该平衡球48的高度，以至当平衡球48与滑筒47内壁脱离接触时，表明此时底板1在该平衡球48以及其对侧平衡球48所在的方向上处于水平状态，此时该平衡球48所对应的稳压回路断开并且警示灯熄灭（微控制器控制该电动推杆46停止工作），使得试验人员得知底板1在此方向上处于水平状态，同理，位于纵向两侧的平衡球48对底板1在纵向方向的水平检测过程同上，在此不做过多描述，以至将底板1在纵向、横向均调整为水平状态，试验人员开始对玉米植株三维数据进行采集。

当需要对试验田里的玉米等农作物进行数据采集时，我们可将该装置进行折叠并且将相应辅助数据采集机构进行固定，从而便于对整个装置的转移，而且整个装置的折叠与展开过程实现高度的自动化，无形中也降低了数据采集人员的工作负担；

在本方案中通过将数据采集器6安装在调平底座上，并且在调平底座的自动调节下，使得整个装置在进行对玉米等农作物的三维数据信息采集前，完成整个装置的水平度调节，从而使得扫描获取到的玉米三维数据信息更加精准；

通过设置该调平底座实现对该装置水平度的自动调节，相对于人工肉眼进行水平度的校准，其可靠性、精准度都大大提高，而且若该装置始终未处于水平状态，则该数据采集器6是无法进行工作的，直至在调平底座的调节下，将整个装置调整到水平状态，方可进行对玉米等农作物三维数据信息的采集。

上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种数据采集与分析装置，包括底板（1），其特征在于，所述底板（1）上转动安装有丝杠（2）且底板（1）上竖向滑动安装有与丝杠（2）螺纹配合的承载板（3），所述丝杠（2）由安装在底板（1）上的升降电机（4）驱动，所述承载板（3）下端面横向一侧转动安装有圆形导轨（5），所述圆形导轨（5）上配合安装有沿其内圆面行走的移动单元且移动单元上安装有数据采集器（6），所述底板（1）上端面纵向两端设有用于对圆形轨道定位的定位装置，所述承载板（3）纵向两侧设有与圆形轨道同轴转动的圆板（7）且圆板（7）内过其圆心设有与之滑动配合的锁定柱（8），所述锁定柱（8）与圆板（7）之间连接有锁定弹簧（10）且承载板（3）上设有与锁定柱（8）相配合的锁定孔（11），所述承载板（3）上设有用于对锁定柱（8）解锁的解锁装置；

所述底板（1）上设置有驱动单元，所述圆形轨道经第一传动装置与驱动单元连接，所述定位装置经第二传动装置与驱动单元连接，所述解锁装置经第三传动装置与驱动单元连接，并且驱动单元与若干传动装置相配合满足：当驱动单元正转时首先带动定位装置解除对圆形导轨（5）的定位，然后带动圆形轨道转动至工作位置，当驱动单元反转时，首先驱动解锁装置接错对锁定柱（8）的定位，然后驱动圆形轨道转动至初始位置，最后驱动定位装置再次实现对圆形轨道定位。

2.根据权利要求1所述的一种数据采集与分析装置，其特征在于，所述定位装置包括间隔设置且纵向滑动安装在底板（1）上的定位框（12），所述第二传动装置包括:两定位框（12）横向一侧分别经与之一体连接的齿条（13）配合有转动安装于底板（1）上的定位齿轮（14），所述定位齿轮（14）与驱动单元连接。

3.根据权利要求1所述的一种数据采集与分析装置，其特征在于，所述解锁装置包括与锁定孔（11）竖向滑动配合的解锁杆（15）且两解锁杆（15）上端面一体连接有三角框（16），第三传动装置包括：三角框（16）上转动安装有与承载板（3）螺纹配合的螺杆（17）且螺杆（17）轴向滑动配合有转动安装于承载板（3）上的第一套筒（18），所述第一套筒（18）经解锁皮带轮组（19）连接有转动安装在承载板（3）上的第二套筒（20）且第二套筒（20）轴向滑动安装有转动安装在底板（1）上的解锁驱动杆（21），解锁驱动杆（21）与驱动单元连接。

4.根据权利要求3所述的一种数据采集与分析装置，其特征在于，所述第一传动装置包括转动安装在底板（1）上且与驱动单元连接的第一驱动杆（22），第一驱动杆（22）轴向滑动安装有转动安装在承载板（3）上的第三套筒（23），所述第三套筒（23）驱动圆板（7）转动。

5.根据权利要求4所述的一种数据采集与分析装置，其特征在于， 所述驱动单元包括同轴心设置且间隔转动安装在底板（1）上的定位扇形齿轮（27）、解锁扇形齿轮（28）、驱动扇形齿轮（29），若干所述扇形齿轮分别配合有转动安装于底板（1）上的传动齿轮（30）且传动齿轮（30）同轴转动有传动蜗杆（31），所述传动蜗杆（31）啮合有传动蜗轮（33）且传动蜗轮（33）分别驱动与之对应的定位齿轮（14）、第一驱动杆（22）、解锁驱动杆（21），若干所述扇形齿轮经驱动电机（50）驱动。

6.根据权利要求1所述的一种数据采集与分析装置，其特征在于，所述圆形轨道内圆面上一体设置若干齿系（34）且圆形轨道上下两侧分别设有圆形滑槽（35），所述移动单元包括：圆形滑槽（35）内滑动安装有安装架（36）且安装架（36）内转动安装有与若干齿系（34）啮合的移动齿轮（37），所述移动齿轮（37）有固定在安装架（36）上的移动电机（38）驱动且数据采集器（6）固定于安装架（36）下端。

7.根据权利要求6所述的一种数据采集与分析装置，其特征在于，所述丝杠（2）底部同轴套固有升降齿轮（39）且升降齿轮（39）啮合有转动安装在底板（1）且经升降电机（4）驱动的不完全齿轮（40），所述不完全齿轮（40）同轴转动有扇形板（41），所述底板（1）下端面固定有与扇形板（41）相配合的弧形架（42）且弧形架（42）经伸缩弹簧（43）连接有与扇形板（41）相配合的弧形板（44），弧形板（44）与扇形板（41）相配合部位安装有导电片且两导电片串联在移动电机（38）电性回路中，当不完全齿轮（40）与升降齿轮（39）开始啮合时，扇形板（41）与弧形板（44）刚好脱离，当不完全齿轮（40）与升降齿轮（39）刚好脱离时，扇形板（41）与弧形板（44）刚好接触并且扇形板（41）与弧形板（44）由接触到脱离刚好使得移动电机（38）带动数据采集器（6）沿圆形轨道行走一圈。

8.根据权利要求1所述的一种数据采集与分析装置，其特征在于，所述底板（1）下方同轴心间隔设有调平板（45）且调平板（45）与底板（1）之间环绕间隔等间距设置有四个电动推杆（46），所述电动推杆（46）上端面与底板（1）互为球铰接且电动推杆（46）下端面固定于调平板（45），所述底板（1）下端面分别固定有与电动推杆（46）相对应的滑筒（47），每个滑筒（47）内设置有水平检测装置并且通过控制与之对应的电动推杆（46），将底板（1）调整到水平位置。

9.根据权利要求8所述的一种数据采集与分析装置，其特征在于，所述水平检测装置包括转动安装在滑筒（47）内的平衡球（48），位于横向两侧滑筒（47）内的平衡球（48）横向转动安装于滑筒（47）内，位于纵向两侧滑筒（47）内的平衡球（48）纵向转动安装于滑筒（47）内，当平衡球（48）和与之对应且靠近底板（1）中心一侧的滑筒（47）内圆面接触时控制相应的电动推杆（46）动作。

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