CN112173148A - 一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置 - Google Patents

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李肖健
丁晓明
胡适
李欣然
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Abstract

本发明涉及图像采集技术领域，公开了一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，包括机体，还包括与机体无线连接的远程遥控器，机体的中部设置有中心板，且机体的内部位于中心板的两侧分别设置有机仓和控制仓，中心板的正上方设置有图像采集机构，且中心板的正下方对应图像采集机构处设置有平衡机构。本发明通过图像采集机构可以实现摄像机的纵向和横向360拍摄，相比传统调节无人机角度来实现拍摄，本发明的稳定性更高，而且摄像机拍摄的画面角度不会变化，始终保持正视拍摄，另外采用平衡机构的配合，使得无人机的重心始终保持平衡，不易出现晃动或者坠机而影响拍摄的问题。

Description

一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集 装置
技术领域
本发明涉及图像采集技术领域，具体是一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置。
背景技术
图像采集是利用现代化技术进行实时图像信息获取的手段，在现代多媒体技术中占有重要的地位。在日常生活中、生物医学领域、航空航天等领域都有着广泛的应用。图像采集的速度、质量直接影响到产品的整体效果，在一些高难度或者大范围图像采集时，多数采用无人机的配合来实现。
但是现有的无人机进行图像采集时，由于视角的需求，操作者需要操控无人机进行视角转变，此操作就会造成拍摄的图像画面角度会发生变化，同时也会产生晃动，进而影响图像采集效果。因此，本领域技术人员提供了一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，包括机体，还包括与机体无线连接的远程遥控器，所述机体的中部设置有中心板，且机体的内部位于中心板的两侧分别设置有机仓和控制仓，所述中心板的两侧面分别与机仓和控制仓之间均环绕开设有轨道槽，所述中心板的正上方设置有图像采集机构，且中心板的正下方对应图像采集机构处设置有平衡机构；
所述中心板的两侧面开设有齿圈，且中心板的两侧面位于齿圈的内侧均安装有限位块，两个所述限位块的一侧面均连接有固定板，所述固定板为空心结构；
所述图像采集机构包括位于中心板两侧对应设置的第一连接板，两个所述第一连接板之间连接有连接杆，所述连接杆的外表面中部套接有连接套筒，所述连接套筒的下表面连接有直线电机，所述直线电机的一端连接有摄像机，所述摄像机的下表面安装有配重片，两个所述第一连接板的另一端位于齿圈和限位块之间设置有第一齿轮，其中一个所述第一连接板的一端内部对应第一齿轮处设置有第二电机；
所述平衡机构包括安装于中心板两侧的两个第二连接板，两个所述第二连接板的顶端连接有配重块，且两个所述第二连接板的另一端均连接有第二齿轮，其中一个所述第二连接板的一端内部对应第二齿轮处设置有第三电机。
作为本发明进一步的方案：所述机体的四个拐角处均连接有支腿，所述支腿的上端固定安装有第一电机，所述第一电机的上端设置有螺旋叶，所述支腿为一种橡胶材质，所述中心板的两端面位于机体的前后侧均设置有照明灯。
作为本发明再进一步的方案：所述控制仓的内部位于固定板的内侧设置有蓄电池，且控制仓的内部位于蓄电池的一侧设置有控制芯片，所述控制仓的内部位于控制芯片的一侧并列设置有发射芯片、接收芯片和无线模块。
作为本发明再进一步的方案：所述接收芯片的输出端与控制芯片的输入端相连接，所述控制芯片的输出端与发射芯片的输入端相连接，所述控制芯片、发射芯片和接收芯片均与蓄电池通过导向相连接。
作为本发明再进一步的方案：所述齿圈的内表面和限位块的外表面均设置有驱动齿牙，所述限位块的一端与固定板一体连接，且限位块的另一端与中心板一体连接，所述中心板分别与机仓和控制仓通过限位块和固定板固定连接，所述轨道槽、齿圈、限位块和固定板均为一种椭圆环形结构。
作为本发明再进一步的方案：第一齿轮和第二齿轮表面的齿牙与驱动齿牙相吻合，且第一齿轮和第二齿轮的尺寸与齿圈和限位块之间的间距相适配，所述图像采集机构与中心板通过第一齿轮、限位块和齿圈相连接。
作为本发明再进一步的方案：所述连接套筒与连接杆转动连接，所述直线电机的一端与连接套筒固定连接，且直线电机的输出端与摄像机固定连接，所述第一连接板为L型结构，其中一个所述第一齿轮一端贯穿第一连接板与其内部的第二电机固定连接，另一个所述第一连接板与第一齿轮转动连接，两个所述第一连接板之间的间距略大于中心板的宽度，且两个所述第一连接板为透明玻璃材质。
作为本发明再进一步的方案：其中一个所述第二齿轮与第二连接板转动连接，另一个所述第二齿轮贯穿第二连接板与其内部的第三电机相连接，所述第二连接板为一种L型结构，两个所述第二连接板之间的间距略大于中心板的宽度。
作为本发明再进一步的方案：所述远程遥控器的表面嵌入设置有显示屏，所述远程遥控器的表面位于显示屏的一侧设置有控制面板，所述远程遥控器的一侧面中部设置有信号天线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计的一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，在实际操作时，通过可以环绕无人机机身进行360度旋转的图像采集机构配合直线电机的应用，可以实现摄像机的纵向和横向360拍摄，实现了无死角的图像采集，无需通过调节无人机的角度来实现图像采集，相比传统调节无人机角度来实现拍摄，本发明的稳定性更高，而且摄像机拍摄的画面角度不会变化，始终保持正视拍摄，而且解决了传统无人机调节摄像机角度拍摄时，画面视角出现晃动或旋转的问题，另外采用平衡机构的配合，使得无人机的重心始终保持平衡，不易出现晃动或者坠机而影响拍摄的问题，配合远程遥控器的应用，远程操作，更加便捷。
附图说明
图1为一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置的结构示意图；
图2为一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置中平衡机构安装示意图；
图3为一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置中控制仓的结构示意图；
图4为一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置中图像采集机构的结构示意图；
图5为一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置中图像采集机构位于中心板底部的示意图；
图6为一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置中平衡机构的结构示意图；
图7为一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置中图像采集机构与中心板的连接示意图；
图8为一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置中远程遥控器的结构示意图。
图中：1、机体；2、机仓；3、控制仓；4、中心板；5、图像采集机构；6、螺旋叶；7、支腿；8、远程遥控器；9、平衡机构；10、照明灯；11、第一电机；12、轨道槽；31、蓄电池；32、控制芯片；33、发射芯片；34、接收芯片；35、无线模块；51、第一连接板；52、连接杆；53、连接套筒；54、直线电机；55、摄像机；56、第一齿轮；57、配重片；58、第二电机；91、第二连接板；92、配重块；93、第二齿轮；94、第三电机；41、齿圈；42、限位块；43、固定板；81、控制面板；82、信号天线；83、显示屏。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～8，本发明实施例中，一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，包括机体1，机体1的四个拐角处均连接有支腿7，支腿7的上端固定安装有第一电机11，第一电机11的上端设置有螺旋叶6，支腿7为一种橡胶材质，中心板4的两端面位于机体1的前后侧均设置有照明灯10。
还包括与机体1无线连接的远程遥控器8，机体1的中部设置有中心板4，且机体1的内部位于中心板4的两侧分别设置有机仓2和控制仓3，控制仓3的内部位于固定板43的内侧设置有蓄电池31，且控制仓3的内部位于蓄电池31的一侧设置有控制芯片32，控制仓3的内部位于控制芯片32的一侧并列设置有发射芯片33、接收芯片34和无线模块35，接收芯片34的输出端与控制芯片32的输入端相连接，控制芯片32的输出端与发射芯片33的输入端相连接，控制芯片32、发射芯片33和接收芯片34均与蓄电池31通过导向相连接，远程遥控器8的表面嵌入设置有显示屏83，远程遥控器8的表面位于显示屏83的一侧设置有控制面板81，远程遥控器8的一侧面中部设置有信号天线82，由于信号传输是双向的，因此在远程遥控器8的内部同样设置有控制芯片32、发射芯片33、接收芯片34以及蓄电池31，其操作原理时，通过远程遥控器8上的控制面板81控制无人机飞行，并通过其控制面板81上的不同控制按钮，来发送不同的控制信号，当控制面板81发出控制信号后，会将信号通过远程遥控器8内部的发射芯片33发出，无人机的控制仓3内部的接收芯片34接收到远程遥控器8发出的命令信号后，会传输给控制芯片32，由控制芯片32分析处理后，操控无人机上的设备进行工作，反之，无人机所采集的数据也会传输给控制仓3内的接收芯片34，通过接收芯片34接收后传输给控制芯片32，再由控制芯片32接收处理后，传输给发射芯片33，由发射芯片33将采集的数据传输给远程遥控器8内部的接收芯片34，进而通过远程遥控器8内部的控制芯片32接收处理后，由显示屏83显示出来。
中心板4的两侧面分别与机仓2和控制仓3之间均环绕开设有轨道槽12，轨道槽12的底部即是固定板43的表面，在工作时，图像采集机构5的第一连接板51和平衡机构9上的第二连接板91正好延轨道槽12内侧移动，并且由于轨道槽12底部(即固定板43外表面)与限位块42是平行的，因此在第一连接板51上的第一齿轮56和第二连接板91上的第二齿轮93在限位块42表面的驱动齿牙上行走时，会延轨道槽12进行移动。
中心板4的两侧面开设有齿圈41，且中心板4的两侧面位于齿圈41的内侧均安装有限位块42，两个限位块42的一侧面均连接有固定板43，固定板43为空心结构，齿圈41的内表面和限位块42的外表面均设置有驱动齿牙，限位块42的一端与固定板43一体连接，且限位块42的另一端与中心板4一体连接，中心板4分别与机仓2和控制仓3通过限位块42和固定板43固定连接，轨道槽12、齿圈41、限位块42和固定板43均为一种椭圆环形结构，第一齿轮56和第二齿轮93表面的齿牙与驱动齿牙相吻合，且第一齿轮56和第二齿轮93的尺寸与齿圈41和限位块42之间的间距相适配，图像采集机构5与中心板4通过第一齿轮56、限位块42和齿圈41相连接，利用中心板4两侧面的齿圈41和限位块42之间形成行走轨道槽，方便第一齿轮56和第二齿轮93在行走轨道槽内延限位块42的外表面进行限位行走，从而提高图像采集机构5和平衡机构9的平衡行走；
中心板4的正上方设置有图像采集机构5，图像采集机构5包括位于中心板4两侧对应设置的第一连接板51，两个第一连接板51之间连接有连接杆52，连接杆52的外表面中部套接有连接套筒53，连接套筒53的下表面连接有直线电机54，直线电机54的一端连接有摄像机55，摄像机55的下表面安装有配重片57，两个第一连接板51的另一端位于齿圈41和限位块42之间设置有第一齿轮56，其中一个第一连接板51的一端内部对应第一齿轮56处设置有第二电机58，连接套筒53与连接杆52转动连接，直线电机54的一端与连接套筒53固定连接，且直线电机54的输出端与摄像机55固定连接，第一连接板51为L型结构，在两个第一齿轮56的一侧面均设置有转杆，所以，其中一个第一齿轮56一端通过转杆贯穿第一连接板51与其内部的第二电机58固定连接，另一个第一连接板51通过转杆与第一齿轮56转动连接，两个第一连接板51之间的间距略大于中心板4的宽度，且两个第一连接板51为透明玻璃材质，方便在摄像机55横向转动拍摄时，不会挡住摄像机55的拍摄，在工作时，通过控制第二电机58工作，由其带动其中一个第一齿轮56转动，由此来实现第一齿轮56在齿圈41和限位块42之间的行走，并且在图像采集机构5通过第一齿轮56延中心板4进行椭圆环形移动时，由于配重片57的重力作用，摄像机55连通其上端的直线电机54始终与连接杆52处于垂直状态，即当无人机在进行拍摄时，将其停滞在一定的高度后，即可控制图像采集机构5进行360度移动拍摄，从而有利于摄像机55在转动过程中，不会发生视角旋转的问题；
中心板4的正下方对应图像采集机构5处设置有平衡机构9，平衡机构9包括安装于中心板4两侧的两个第二连接板91，两个第二连接板91的顶端连接有配重块92，且两个第二连接板91的另一端均连接有第二齿轮93，其中一个第二连接板91的一端内部对应第二齿轮93处设置有第三电机94，其中一个第二齿轮93与第二连接板91转动连接，另一个第二齿轮93贯穿第二连接板91与其内部的第三电机94相连接，第二连接板91为一种L型结构，两个第二连接板91之间的间距略大于中心板4的宽度，平衡机构9的操作原理与图像采集机构5的操作原理一致，且第三电机94与第二电机58为同步操控，即当图像采集机构5移动时，平衡机构9也同步移动，使两者一直处于相对位置，从而可以确保无人机在飞行滞留或者拍摄时，机身的稳定性，避免图像采集机构5移动导致无人机机身重心不稳，导致晃动或者垂落从而影响拍摄效果。
本发明的工作原理是：本发明在工作时，通过远程遥控器8控制无人机起飞，当需要进行图像采集时，通过控制摄像机55工作，从而进行图像采集，若需要全方位图像采集时，可以将无人机滞留在空中，然后控制图像采集机构5上的第一齿轮56延中心板4两侧面的齿圈41和限位块42之间形成行走轨道槽内驱动行走，同时受移动轨道槽12的限制，可以确保图像采集机构5转动的稳定性，从而可以实现图像采集机构5上的摄像机55进行纵向360度旋转，并且通过控制直线电机54的工作，可以实现摄像机55的横向360度旋转，进而可以实现摄像机55的全方位拍摄，相比传统的操控无人机带动摄像机55进行角度调节拍摄，本发明设计的图像采集机构5对摄像机55的角度拍摄更加稳固，且拍摄画面不会发生旋转，另外配合平衡机构9的应用，方便在图像采集机构5转动时，平衡机构9也会同步转动，从而确保无人机机身的稳定性，避免由于图像采集机构5转动导致其重心不稳的问题，而且摄像机55拍摄的图像数据可以实时传输给远程遥控器8，由其表面的显示屏83显示出来，便于操作者的贯穿。
本发明中第一电机11、第二电机58和第三电机94均采用LAFERT系列的伺服电机。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，包括机体(1)，其特征在于，还包括与机体(1)无线连接的远程遥控器(8)，所述机体(1)的中部设置有中心板(4)，且机体(1)的内部位于中心板(4)的两侧分别设置有机仓(2)和控制仓(3)，所述中心板(4)的两侧面分别与机仓(2)和控制仓(3)之间均环绕开设有轨道槽(12)，所述中心板(4)的正上方设置有图像采集机构(5)，且中心板(4)的正下方对应图像采集机构(5)处设置有平衡机构(9)；
所述中心板(4)的两侧面开设有齿圈(41)，且中心板(4)的两侧面位于齿圈(41)的内侧均安装有限位块(42)，两个所述限位块(42)的一侧面均连接有固定板(43)，所述固定板(43)为空心结构；
所述图像采集机构(5)包括位于中心板(4)两侧对应设置的第一连接板(51)，两个所述第一连接板(51)之间连接有连接杆(52)，所述连接杆(52)的外表面中部套接有连接套筒(53)，所述连接套筒(53)的下表面连接有直线电机(54)，所述直线电机(54)的一端连接有摄像机(55)，所述摄像机(55)的下表面安装有配重片(57)，两个所述第一连接板(51)的另一端位于齿圈(41)和限位块(42)之间设置有第一齿轮(56)，其中一个所述第一连接板(51)的一端内部对应第一齿轮(56)处设置有第二电机(58)；
所述平衡机构(9)包括安装于中心板(4)两侧的两个第二连接板(91)，两个所述第二连接板(91)的顶端连接有配重块(92)，且两个所述第二连接板(91)的另一端均连接有第二齿轮(93)，其中一个所述第二连接板(91)的一端内部对应第二齿轮(93)处设置有第三电机(94)。
2.根据权利要求1所述的一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，其特征在于，所述机体(1)的四个拐角处均连接有支腿(7)，所述支腿(7)的上端固定安装有第一电机(11)，所述第一电机(11)的上端设置有螺旋叶(6)，所述支腿(7)为一种橡胶材质，所述中心板(4)的两端面位于机体(1)的前后侧均设置有照明灯(10)。
3.根据权利要求1所述的一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，其特征在于，所述控制仓(3)的内部位于固定板(43)的内侧设置有蓄电池(31)，且控制仓(3)的内部位于蓄电池(31)的一侧设置有控制芯片(32)，所述控制仓(3)的内部位于控制芯片(32)的一侧并列设置有发射芯片(33)、接收芯片(34)和无线模块(35)。
4.根据权利要求3所述的一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，其特征在于，所述接收芯片(34)的输出端与控制芯片(32)的输入端相连接，所述控制芯片(32)的输出端与发射芯片(33)的输入端相连接，所述控制芯片(32)、发射芯片(33)和接收芯片(34)均与蓄电池(31)通过导向相连接。
5.根据权利要求1所述的一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，其特征在于，所述齿圈(41)的内表面和限位块(42)的外表面均设置有驱动齿牙，所述限位块(42)的一端与固定板(43)一体连接，且限位块(42)的另一端与中心板(4)一体连接，所述中心板(4)分别与机仓(2)和控制仓(3)通过限位块(42)和固定板(43)固定连接，所述轨道槽(12)、齿圈(41)、限位块(42)和固定板(43)均为一种椭圆环形结构。
6.根据权利要求5所述的一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，其特征在于，第一齿轮(56)和第二齿轮(93)表面的齿牙与驱动齿牙相吻合，且第一齿轮(56)和第二齿轮(93)的尺寸与齿圈(41)和限位块(42)之间的间距相适配，所述图像采集机构(5)与中心板(4)通过第一齿轮(56)、限位块(42)和齿圈(41)相连接。
7.根据权利要求1所述的一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，其特征在于，所述连接套筒(53)与连接杆(52)转动连接，所述直线电机(54)的一端与连接套筒(53)固定连接，且直线电机(54)的输出端与摄像机(55)固定连接，所述第一连接板(51)为L型结构，其中一个所述第一齿轮(56)一端贯穿第一连接板(51)与其内部的第二电机(58)固定连接，另一个所述第一连接板(51)与第一齿轮(56)转动连接，两个所述第一连接板(51)之间的间距略大于中心板(4)的宽度，且两个所述第一连接板(51)为透明玻璃材质。
8.根据权利要求1所述的一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，其特征在于，其中一个所述第二齿轮(93)与第二连接板(91)转动连接，另一个所述第二齿轮(93)贯穿第二连接板(91)与其内部的第三电机(94)相连接，所述第二连接板(91)为一种L型结构，两个所述第二连接板(91)之间的间距略大于中心板(4)的宽度。
9.根据权利要求1所述的一种平衡结构、物联网控制机构及农业无人机遥感图像采集装置，其特征在于，所述远程遥控器(8)的表面嵌入设置有显示屏(83)，所述远程遥控器(8)的表面位于显示屏(83)的一侧设置有控制面板(81)，所述远程遥控器(8)的一侧面中部设置有信号天线(82)。
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CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

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Inventor after: Chen Liang

Inventor after: Li Xiaojian

Inventor after: Hu Shi

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Inventor before: Chen Liang

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