CN208672142U - 一种用于高光谱遥感的推扫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高光谱遥感的推扫装置，包括支架、触弹件、丝杠、推扫导向基座和步进电机，支架包括底架和设在底架上的固定主架，固定主架是由两根相平行的导轨和两根相平行的连接杆连接而成，两根连接杆为第一连接杆和第二连接杆；触弹件设在第一连接杆上，步进电机固定在第二连接杆上，丝杠外设有至少两个丝杠螺帽，丝杠螺帽内设置有丝杠孔，丝杠穿设在丝杠孔中，丝杠的一端与步进电机连接，第一连接杆上设有固定件，丝杠的另一端设置在固定件中，推扫导向基座与丝杠螺帽的下端固定连接、位于两根导轨上、且推扫导向基座能够随着丝杠转动在导轨上移动。本装置带动载有的高光谱设备匀速移动，从而提高利用高光谱设备获取数据的稳定性。

Description

一种用于高光谱遥感的推扫装置

技术领域

本实用新型涉及遥感技术领域，特别是一种用于高光谱遥感的推扫装置。

背景技术

高光谱成像光谱仪是20世纪90年代开始在多光谱遥感成像技术的基础上发展起来的，它以高光谱分辨率获取景物或目标的高光谱图像，在航空、航天器上进行陆地、大气、海洋等观测中有广泛的应用。高光谱成像光谱仪可以应用在地物精确分类、地物识别、地物特征信息提取。高光谱成像光谱仪将成像技术和光谱技术结合在一起，在探测物体空间特征的同时并对每个空间像元形成几十个到上百个波段带宽为10 nm左右的连续光谱覆盖，它以高分辨率获取景物或目标的高光谱图像。由于高光谱成像光谱仪光谱分辨率的巨大优势，在空间对地观测的同时获取众多联续波段的地物光谱图像，达到从空间直接识别地物编码物质的目的，成为遥感领域的一大热点，正成为当代空间对地观测的主要技术手段。

首先，高光谱推扫成像光谱仪对观测的稳定性和光谱仪移动速率的均匀性要求很高，现有设备在获取光谱图像数据的时候很难控制完全匀速，导致观测的光谱图像数据的变形。其次，当前光谱观测设备所采用的高功率电机，电机转动时物理震动对高光谱光谱仪影响很大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种用于高光谱遥感的推扫装置，本装置能够带动所载有的高光谱设备匀速移动，从而提高了利用高光谱设备获取图像数据和光谱数据的稳定性。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本实用新型提出的一种用于高光谱遥感的推扫装置，包括支架、触弹件、丝杠、推扫导向基座和步进电机，支架包括底架和设置在底架上的固定主架，固定主架是由两根相平行的导轨和两根相平行的连接杆连接而成的矩形状固定主架，两根连接杆为第一连接杆和第二连接杆；其中，

触弹件设在第一连接杆上，步进电机固定在第二连接杆上，丝杠外设有至少两个丝杠螺帽，丝杠螺帽内设置有丝杠孔，丝杠穿设在丝杠孔中，丝杠的一端与步进电机连接，第一连接杆上设有固定件，丝杠的另一端设置在固定件中，丝杠与导轨平行且丝杠比导轨高，推扫导向基座与丝杠螺帽的下端固定连接、位于两根导轨上、且推扫导向基座能够随着丝杠转动在导轨上移动，推扫导向基座移动至第一连接杆处能够触碰到触弹件。

作为本实用新型所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置进一步优化方案，推扫导向基座与导轨有部分接触，接触的部分与导轨是活动连接。

作为本实用新型所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置进一步优化方案，推扫导向基座为矩形状，推扫导向基座的四个顶点处分别设有一个滑轮，滑轮均设在导轨中，当丝杠转动时推扫导向基座能够在导轨上进行移动。

作为本实用新型所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置进一步优化方案，还包括减震片，步进电机通过减震片固定在第二连接杆上。

作为本实用新型所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置进一步优化方案，还包括蓄电池和太阳能电池板，步进电机和蓄电池连接，蓄电池和太阳能电池板连接。

作为本实用新型所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置进一步优化方案，丝杠为螺旋状丝杠，丝杠螺帽之间是有距离的；丝杠的另一端设置在固定件中，使得丝杠转动时能够在固定件中转动。

作为本实用新型所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置进一步优化方案，还包括与步进电机连接的控制电机电路，控制电机电路包括依次顺序连接的控制器、环形分配器和功率放大电路，功率放大电路和步进电机连接。

作为本实用新型所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置进一步优化方案，还包括用于控制步进电机转动的按键模块，按键模块与步进电机连接；还包括防雨罩，防雨罩固定在第二连接杆上且位于步进电机的上方。

作为本实用新型所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置进一步优化方案，还包括光谱仪，光谱仪固定在推扫导向基座的下方。

作为本实用新型所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置进一步优化方案，导轨的下表面设有至少一个水平水准气泡，连接杆上设有至少一个水平水准气泡；步进电机与丝杠通过联轴器连接；底架是高度可调的底架。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）高光谱推扫成像光谱仪对观测的稳定性和光谱仪移动速率的均匀性是进行遥感高光谱观测的难点，本装置提高了获取图像数据和光谱数据的稳定性；

（2）本装置在系统电路的控制下可以实现在野外的连续自动连续观测，当载有光谱仪器的推扫导向基座触碰到触弹件后，自动更改测量方向，进行光谱仪器的往返测量；本装置在植被定量遥感对森林、农田等植被的观测有广泛应用；

（3）本装置采用的步进电机、配合蓄电池和太阳能电池储能板，可以在野外进行连续的自动观测，并增加一个减震片，减少了步进电机自身的转动对光谱仪观测过程的影响；

（4）本装置的底架可调整，方便在野外进行组装、观测和移动。

附图说明

图1是本实用新型的简单示意图。

图2是控制电机电路示意图。

图中的附图标记解释为：1-底架，2-导轨，3-第一连接杆，4-第二连接杆，5-触弹件，6-步进电机，7-丝杠，8-丝杠螺帽，9-固定件，10-推扫导向基座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种用于高光谱遥感的推扫装置，包括支架、触弹件、丝杠、推扫导向基座和步进电机，支架包括底架1和设置在底架上的固定主架，固定主架是由两根相平行的导轨2和两根相平行的连接杆连接而成的矩形状固定主架，两根连接杆为第一连接杆3和第二连接杆4；其中，

触弹件5设在第一连接杆上，步进电机6固定在第二连接杆上，丝杠7外设有至少两个丝杠螺帽8，丝杠螺帽内设置有丝杠孔，丝杠穿设在丝杠孔中，丝杠的一端与步进电机连接，第一连接杆上设有固定件9，丝杠的另一端设置在固定件中，丝杠与导轨平行且丝杠比导轨高，推扫导向基座10与丝杠螺帽的下端固定连接、位于两根导轨上、且推扫导向基座能够随着丝杠转动在导轨上移动，推扫导向基座移动至第一连接杆处能够触碰到触弹件。

步进电机的转动能够带动推扫导向基座在导轨上匀速移动，当推扫导向基座移动至第一连接杆处触碰到触弹件时，变再反向匀速移动；推扫导向基座的匀速移动带动推扫导向基座下方的载体（比如光谱仪）匀速移动，从而提高了利用高光谱设备获取图像数据和光谱数据的稳定性。

推扫导向基座与导轨有部分接触，接触的部分与导轨是活动连接。

推扫导向基座为矩形状，推扫导向基座的四个顶点处分别设有一个滑轮，滑轮均设在导轨中，当丝杠转动时推扫导向基座能够在导轨上进行移动。

丝杠的另一端设置在固定件中，使得丝杠转动时能够在固定件中转动。

本实用新型还包括防雨罩，防雨罩固定在第二连接杆上且位于步进电机的上方。

丝杠为螺旋状丝杠，丝杠螺帽之间是有距离的。

本实用新型还包括用于控制步进电机转动的按键模块、按键模块与步进电机连接；还包括光谱仪，光谱仪固定在推扫导向基座的下方。

导轨的下表面设有至少一个水平水准气泡，连接杆上设有至少一个水平水准气泡；步进电机与丝杠通过联轴器连接；底架是高度可调的底架。

本实用新型还包括减震片，步进电机通过减震片固定在第二连接杆上。增加一个减震片以减小步进电机的震动对载有的光谱仪观测的影响。

本实用新型还包括蓄电池和太阳能电池板，步进电机和蓄电池连接，蓄电池和太阳能电池板连接。通过太阳能电池板将采集到太阳能转换为电能，可以在野外进行连续的自动观测。

图2是控制电机电路示意图，本实用新型还包括与步进电机连接的控制电机电路，控制电机电路包括依次顺序连接的控制器、环形分配器和功率放大电路，功率放大电路和步进电机连接。

环形分配器，是能够使步进电机运转的功率放大器，能将控制器发来的脉冲信号转化为步进电机的角位移，电机的转速与脉冲频率成正比，所以控制脉冲频率可以精确调速，控制脉冲数就可以精确定位。

控制器，用于控制步进电机的启动、调速、制动和反向的主令装置。

功率放大电路，是一种以输出较大功率为目的的放大电路，直接驱动步进电机，带载能力要强。

步进电机，用于将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。本实用新型可采用功率低于48W的低功率的步进电机。

本实用新型的工作原理：利用低功率的步进电机带动丝杠，使得丝杠螺帽在丝杠上进行匀速前进。同时增加了减震片，减少了步进电机的物理震动对遥感光谱观测的影响。增加了太阳能储能设备（太阳能电池板）和蓄电池保证能在野外进行长时间的连续观测。

工作过程：通过电路控制步进电机的转动带动丝杠的旋转，丝杠螺帽在丝杠上匀速旋转进而带动载有光谱仪的推扫导向基座（比如小车）在推扫支架上进行左右移动。当推扫导向基座（比如小车）触碰到触弹件（变向开关）后，推扫导向基座（比如小车）反方向移动。整套系统的电能可由一个太阳能储能设备和蓄电池提供，从而能够长时间在野外进行观测。

步进电机能够在控制下先顺时针转动，带动丝杠进行旋转，然后丝杠旋转带动丝杠上的丝杠螺帽在丝杠上转动。进而导致载有光谱仪的推扫导向基座（比如小车）在丝杠上移动，当移动的推扫导向基座（比如小车）移动到推扫支架的尾端触碰到触弹件（变向开关）时，推扫导向基座（比如小车）反方向移动。

本装置采用低功率的步进电机结合太阳能储能装置方便野外进行连续观测，并且增加了一个减震片减少电机自身转动的物理震动对光谱观测的影响。这是当前获取高质量的光谱和图像数据的关键。最后，以往光谱观测设备不能在野外进行连续观测，本装置通过利用低功率步进电机、蓄电池和太阳能储能设备，可以在野外进行长时间的连续观测。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于高光谱遥感的推扫装置，其特征在于，包括支架、触弹件、丝杠、推扫导向基座和步进电机，支架包括底架和设置在底架上的固定主架，固定主架是由两根相平行的导轨和两根相平行的连接杆连接而成的矩形状固定主架，两根连接杆为第一连接杆和第二连接杆；其中，

触弹件设在第一连接杆上，步进电机固定在第二连接杆上，丝杠外设有至少两个丝杠螺帽，丝杠螺帽内设置有丝杠孔，丝杠穿设在丝杠孔中，丝杠的一端与步进电机连接，第一连接杆上设有固定件，丝杠的另一端设置在固定件中，丝杠与导轨平行且丝杠比导轨高，推扫导向基座与丝杠螺帽的下端固定连接、位于两根导轨上、且推扫导向基座能够随着丝杠转动在导轨上移动，推扫导向基座移动至第一连接杆处能够触碰到触弹件。

2.根据权利要求1所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置，其特征在于，推扫导向基座与导轨有部分接触，接触的部分与导轨是活动连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置，其特征在于，推扫导向基座为矩形状，推扫导向基座的四个顶点处分别设有一个滑轮，滑轮均设在导轨中，当丝杠转动时推扫导向基座能够在导轨上进行移动。

4.根据权利要求1所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置，其特征在于，还包括减震片，步进电机通过减震片固定在第二连接杆上。

5.根据权利要求1所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置，其特征在于，还包括蓄电池和太阳能电池板，步进电机和蓄电池连接，蓄电池和太阳能电池板连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置，其特征在于，丝杠为螺旋状丝杠，丝杠螺帽之间是有距离的；丝杠的另一端设置在固定件中，使得丝杠转动时能够在固定件中转动。

7.根据权利要求1所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置，其特征在于，还包括与步进电机连接的控制电机电路，控制电机电路包括依次顺序连接的控制器、环形分配器和功率放大电路，功率放大电路和步进电机连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置，其特征在于，还包括用于控制步进电机转动的按键模块，按键模块与步进电机连接；还包括防雨罩，防雨罩固定在第二连接杆上且位于步进电机的上方。

9.根据权利要求1所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置，其特征在于，还包括光谱仪，光谱仪固定在推扫导向基座的下方。

10.根据权利要求1所述的一种用于高光谱遥感的推扫装置，其特征在于，导轨的下表面设有至少一个水平水准气泡，连接杆上设有至少一个水平水准气泡；步进电机与丝杠通过联轴器连接；底架是高度可调的底架。