CN112097839A - 一种田间信息采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业设备领域，具体公开了一种田间信息采集装置，创新点在于将监控设备架设于高处，避开地形的干扰，全面地检测试验田。装置包括中心立柱、外围立柱和被外围立柱支撑的环形轨道，环形轨道和中心立柱之间设有摆动支架，摆动支架上设有移动平台，中心立柱具有输出扭住的输出转轴，在输出转轴和环形轨道引导下摆动支架绕中心立柱摆动，摆动支架上安装移动平台及若干监控器。本方案将监控试验田的监控器转移到高空，不受地形和环境影响；装置结构简单，摆动支架设置合理，能承载移动平台及其部件，通过无线收发模块，工作人员可以远程操作移动平台和获取各种信息。

Description

一种田间信息采集装置

技术领域

本发明属于农业设备领域，特别涉及一种田间信息采集装置。

背景技术

试验田一般用来检验某种品种或肥料或新技术是否适合当地，或进行某种技术创新。在作物种植期间，为了准确获取作物情况，经常需要工作人员巡检。但实际上试验田繁多，工作人员光是每日巡检就耗费大量时间精力。目前有在试验田高处布置监控相机辅助巡检的方案，但是监控相机仅仅固定于某个高处，所获取的图像信息有限，仍然存在较多的改进空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种田间信息采集装置，方便工作人员远程地、全方位地采集试验田的数据。

为实现上述目的，本发明提供了一种田间信息采集装置，包括：一根中心立柱，所述中心立柱设有旋转机构、控制电路板和无线收发模块，所述旋转机构的输出端延伸出所述中心立柱；若干根外围立柱，各根所述外围立柱绕所述中心立柱为圆心均匀阵列；环形轨道，所述环形轨道的整体为首尾相接的圆环，所述环形轨道的圆心与所述中心立柱的圆心共线，所述环形轨道的下方被各根所述外围立柱承托，所述环形轨道水平布置；摆动支架，所述摆动支架为长杆形，所述摆动支架的一端与所述旋转机构的输出端连接，所述摆动支架的另一端假架设于所述环形轨道并且采用活动连接，在所述输出转轴的带动下，所述摆动支架绕所述中心立柱摆动，所述摆动支架的下侧设有直线型的移动轨道；移动平台，所述移动平台安装于所述移动轨道上，并且在所述移动轨道的限制下移动，所述移动平台上设有电源、控制电路板、行走机构、无线收发模块和若干采集数据的监控器。采用上述方案，移动平台在水平面中可以实现极坐标的变化，如此将各个监控器转移到试验田的各个位置，由于移动平台位于高处，不会受到试验田地形的干扰，监控方便，由于设备在高度也不会附着非常多的泥土和灰尘，降低维护周期。

作为上述方案的改进，所述中心立柱还包括位于下端的承载端，所述旋转机构可拆卸的安装于所述承载端的上方，所述驱动机构包括电机、与电机连接的减速器以及与所述减速器连接的输出转轴，所述输出转轴作为输出端，所述输出转轴竖直朝上然后连接所述摆动支架。将中心立柱划分为上下两个部分，不同部分的制作难度和工艺不同，承载端现在结构简单且材料强度高，旋转机构包含较多的部件，采用上述方案方便加工出中心立柱，降低加工难度，提高加工效率。

作为上述方案的改进，所述旋转机构的外侧具有壳体，所述壳体的上端与所述摆动支架的下端之间设有推力轴承，所述输出转轴与所述摆动支架之间通过键连接。采用上述方案，可以提高摆动机构摆动的流畅程度。

作为上述方案的改进，所述承载端与所述旋转机构之间的连接处夹持有辅助平台，所述辅助平台上设有风力测速仪。采用上述方案，可以准确测量风速；同时辅助平台为圆环结构，易于安装；辅助平台还可以安装其他部件，比如将无线收发模块和电源布置到这里，减轻移动平台的载荷。

作为上述方案的改进，所述监控器包括摄像机、湿度传感器、温度传感器和光照强度传感器。

作为上述方案的改进，所述环形轨道的横截面为型钢，所述环形轨道的侧面设有沟槽或凸起，所述摆动支架的一端设有嵌入或收纳所述环形轨道侧面的凸起或沟槽。采用上述方案，摆动支架的首尾两端均被稳定地夹持，能有效防止摆动支架的端部脱离环形轨道，也更容易准确地控制摆动支架运动。

作为上述方案的改进，所述环形轨道的横截面为圆形，所述摆动支架的一端设有可在所述环形轨道上侧走动的滚轮。采用上述方案，环形轨道和摆动支架的这一端结构简单，装置制作方便，其中环形轨道由塑料管弯曲而成，摆动支架的端部可以轻易地安装任意滚轮。

作为上述方案的改进，所述移动轨道包括齿条和导条，所述齿条和所述导条平行布置，所述齿条和所述导条均沿所述摆动支架长度方向延伸，所述移动平台的行走机构包括作为承载主体的安装座、固定于所述安装座的电机、与电机连接的齿轮和固定于所述安装座的卡爪，所述齿轮从电机获取动力同时啮合所述齿条，所述卡爪嵌套于所述导条。采用上述方案，摆动支架本身较长，此时齿条和导条本身还可以起到支撑肋的作用，加强摆动支架本身强度，避免弯曲；齿条提供前进的反作用力，导条承受移动平台的重量和引导移动平台的运动方向，齿条和导条组合后能准确地引导。

作为上述方案的改进，所述摆动支架的边缘设有裙边，所述裙边朝向所述移动机构隆起同时遮挡所述齿条的侧面和所述导条的侧面。采用上述方案，摆动支架能适当地保护齿条和导条，减少两者受到的风吹日晒，保护移动部件与移动轨道的连接处，延长设备的使用寿命。

本发明具有如下有益效果：本方案将监控试验田的监控器转移到高空，不受地形和环境影响；装置结构简单，摆动支架设置合理，能承载移动平台及其部件，通过无线收发模块，工作人员可以远程操作移动平台和获取各种信息。

附图说明

图1是一种实施例下装置的外观图；

图2是一种实施例下移动平台的左侧局部放大图；

图3是一种实施例下移动平台的右侧局部放大图。

附图标记说明：10、中心立柱；11、旋转机构；12、承载端；20、外围立柱；30、环形轨道；40、摆动支架；50、移动平台；51、安装座；52、齿条；53、导条；54、监控器；55、齿轮；56、卡爪；60、辅助平台；61、风力测速仪；70、电机。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

参照图1至图3，本发明公开了一种田间信息采集装置，创新点在于将监控设备架设于高处，避开地形的干扰，全面地检测试验田。

装置包括一根中心立柱10，所述中心立柱10设有旋转机构11、控制电路板和无线收发模块，所述旋转机构11的输出端延伸出所述中心立柱10；还包括若干根外围立柱20，各根所述外围立柱20绕所述中心立柱10为圆心均匀阵列；还包括环形轨道30，所述环形轨道30的整体为首尾相接的圆环，所述环形轨道30的圆心与所述中心立柱10的圆心共线，所述环形轨道30的下方被各根所述外围立柱20承托，所述环形轨道30水平布置；还包括摆动支架40，所述摆动支架40为长杆形，所述摆动支架40的一端与所述旋转机构11的输出端连接，所述摆动支架40的另一端假架设于所述环形轨道30并且采用活动连接，在所述输出转轴的带动下，所述摆动支架40绕所述中心立柱10摆动，所述摆动支架40的下侧设有直线型的移动轨道；还包括移动平台50，所述移动平台50安装于所述移动轨道上，并且在所述移动轨道的限制下移动，所述移动平台50上设有电源、控制电路板、行走机构、无线收发模块和若干采集数据的监控器54。

移动平台50在水平面中可以实现极坐标的变化，根据摆动支架40的偏转角度和移动平台50离所述中心立柱10的距离作为位置坐标，如此将各个监控器54转移到试验田的各个位置，由于移动平台50位于高处，不会受到试验田地形的干扰，监控方便，由于设备在高度也不会附着非常多的泥土和灰尘，降低维护周期。

摆动支架40控制在10米左右，此时位于下方的试验田的半径可以在13米左右。如果圆环支架的直径较大，此时可以根据需要增加外围立柱20的数量。

为了全面地监控试验田的情况，所述监控器54包括摄像机、湿度传感器、温度传感器和光照强度传感器。

移动平台50上较重的仅仅是电机70，控制电路板可以集成无线收发模块，电源则布置到中心立柱10；为了减少移动平台50自身的重量，移动平台50还可以采用小型化部件和塑料材质。图1中可以看到摆动支架40为扁平的长方体结果，为了增加摆动支架40本身的强度，可以采用铝合金型材制作摆动支架40，通过型材（比如横截面为H形或其他复杂结构）的内孔、沟槽变化提高安装处和增加自身的强度。

作为优选，将中心立柱10划分为上下两个部分，所述中心立柱10还包括位于下端的承载端12，所述旋转机构11可拆卸的安装于所述承载端12的上方，所述驱动机构包括电机70、与电机70连接的减速器以及与所述减速器连接的输出转轴，所述输出转轴作为输出端，所述输出转轴竖直朝上然后连接所述摆动支架40。所述旋转机构11的外侧具有壳体，所述壳体的上端与所述摆动支架40的下端之间设有推力轴承，所述输出转轴与所述摆动支架40之间通过键连接。

减速器选用转速小扭矩大的行星减速系统，此时旋转机构11的内部情况为，从下到上依次固定有电极、行星减速系统和输出转轴，输出转轴穿过推力轴承的轴心。所述壳体为了收纳推力轴承，壳体的上侧在围绕输出转轴的轴心线设有一圈沉槽。图1中可以看到旋转机构11的下端具有连接法兰，承载端12的上端也具有连接法兰，如此旋转机构11的下端与承载端12的上端螺纹连接。所述承载端12与所述旋转机构11之间的连接处夹持有辅助平台60，所述辅助平台60上设有风力测速仪61。

本实施例中，辅助平台60为圆环结构，中间具有穿孔，同时在穿孔四周对应设置与连接法兰的螺纹孔正对的穿孔，辅助平台60的上下侧被两个连接法兰夹持。辅助平台60上具有较多的空间，还可以安装其他部件，比如将无线收发模块和电源布置到这里，进一步减轻移动平台50的载荷。在其他实施例中，辅助平台60可以设置成笼状、盒子状结构，将部件笼罩，避免部件被日晒雨淋。

具体参照图2和图3，在一种实施例中，所述环形轨道30的横截面为型钢，所述环形轨道30的侧面设有沟槽或凸起，所述摆动支架40的一端设有嵌入或收纳所述环形轨道30侧面的凸起或沟槽。在另一种实施例中，所述环形轨道30的横截面为圆形，比如说通过塑料管弯折而成，所述摆动支架40的一端设有可在所述环形轨道30上侧走动的滚轮；滚轮通过重力压于塑料管之上，在摆动支架40摆动的时候，滚轮会被动地旋转。为了避免滚轮与塑料管错位，滚轮或塑料管的厚度或直径设置较大。

具体参照图2和图3，所述移动轨道包括齿条52和导条53，所述齿条52和所述导条53平行布置，所述齿条52和所述导条53均沿所述摆动支架40长度方向延伸，所述移动平台50的行走机构包括作为承载主体的安装座51、固定于所述安装座51的电机70、与电机70连接的齿轮55和固定于所述安装座51的卡爪56，所述齿轮55从电机70获取动力同时啮合所述齿条52，所述卡爪56嵌套于所述导条53。摆动支架40本身较长，此时齿条52和导条53本身还可以起到支撑肋的作用，加强摆动支架40本身强度，避免弯曲。

移动轨道本身位于摆动支架40的下方，被保护起来。齿条52的齿牙面朝向导条53，减少外露。相应地齿轮55位于所述齿条52和所述导条53之间。本实施例中，导条53的横截面为工字造型，卡爪56为了适配导条53，卡爪56的开口窄内侧宽，且卡爪56只能从导条53的长度方向插入导条53进行安装。

作为优选，所述摆动支架40的边缘（即左右宽度的边缘）设有裙边，所述裙边朝向所述移动机构隆起同时遮挡所述齿条52的侧面和所述导条53的侧面。采用上述方案，摆动支架40能适当地保护齿条52和导条53，减少两者受到的风吹日晒，保护移动部件与移动轨道的连接处，延长设备的使用寿命。摆动支架40靠近移动轨道的这一部分为U形槽造型，摆动支架40背离移动轨道的另一部分的横截面不做严格要求。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种田间信息采集装置，其特征在于包括：

一根中心立柱，所述中心立柱设有旋转机构、控制电路板和无线收发模块，所述旋转机构的输出端延伸出所述中心立柱；

若干根外围立柱，各根所述外围立柱绕所述中心立柱为圆心均匀阵列；

环形轨道，所述环形轨道的整体为首尾相接的圆环，所述环形轨道的圆心与所述中心立柱的圆心共线，所述环形轨道的下方被各根所述外围立柱承托，所述环形轨道水平布置；

摆动支架，所述摆动支架为长杆形，所述摆动支架的一端与所述旋转机构的输出端连接，所述摆动支架的另一端假架设于所述环形轨道并且采用活动连接，在所述输出转轴的带动下，所述摆动支架绕所述中心立柱摆动，所述摆动支架的下侧设有直线型的移动轨道；

移动平台，所述移动平台安装于所述移动轨道上，并且在所述移动轨道的限制下移动，所述移动平台上设有电源、控制电路板、行走机构、无线收发模块和若干采集数据的监控器。

2.根据权利要求1所述的田间信息采集装置，其特征在于：所述中心立柱还包括位于下端的承载端，所述旋转机构可拆卸的安装于所述承载端的上方，所述驱动机构包括电机、与电机连接的减速器以及与所述减速器连接的输出转轴，所述输出转轴作为输出端，所述输出转轴竖直朝上然后连接所述摆动支架。

3.根据权利要求2所述的田间信息采集装置，其特征在于：所述旋转机构的外侧具有壳体，所述壳体的上端与所述摆动支架的下端之间设有推力轴承，所述输出转轴与所述摆动支架之间通过键连接。

4.根据权利要求3所述的田间信息采集装置，其特征在于：所述承载端与所述旋转机构之间的连接处夹持有辅助平台，所述辅助平台上设有风力测速仪。

5.根据权利要求1所述的田间信息采集装置，其特征在于：所述监控器包括摄像机、湿度传感器、温度传感器和光照强度传感器。

6.根据权利要求1所述的田间信息采集装置，其特征在于：所述环形轨道的横截面为型钢，所述环形轨道的侧面设有沟槽或凸起，所述摆动支架的一端设有嵌入或收纳所述环形轨道侧面的凸起或沟槽。

7.根据权利要求1所述的田间信息采集装置，其特征在于：所述环形轨道的横截面为圆形，所述摆动支架的一端设有可在所述环形轨道上侧走动的滚轮。

8.根据权利要求1所述的田间信息采集装置，其特征在于：所述移动轨道包括齿条和导条，所述齿条和所述导条平行布置，所述齿条和所述导条均沿所述摆动支架长度方向延伸，所述移动平台的行走机构包括作为承载主体的安装座、固定于所述安装座的电机、与电机连接的齿轮和固定于所述安装座的卡爪，所述齿轮从电机获取动力同时啮合所述齿条，所述卡爪嵌套于所述导条。

9.根据权利要求8所述的田间信息采集装置，其特征在于：所述摆动支架的边缘设有裙边，所述裙边朝向所述移动机构隆起同时遮挡所述齿条的侧面和所述导条的侧面。

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