CN218822502U - 便携式作物冠层信息监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及植物表型检测技术领域，公开了一种便携式作物冠层信息监测装置，包括立柱、驱动组件、支架和传感检测组件；立柱包括柱体和底座，柱体的底端和底座连接，底座用于与待固定部件可拆卸连接；驱动组件设于柱体，驱动组件和支架连接，以驱动支架沿柱体的延伸方向移动；传感检测组件和支架连接，传感检测组件用于采集作物的冠层信息。本实用新型操作简单，通用性强，能够实现在不同应用场景下对大面积农作物进行冠层信息的监测，减小了人工进行冠层信息的监测所存在的误差，可确保监测结果的准确性。

Description

便携式作物冠层信息监测装置

技术领域

本实用新型涉及植物表型检测技术领域，尤其涉及一种便携式作物冠层信息监测装置。

背景技术

作物的冠层信息包括冠层的温度、外在性状和生长状态等表型数据。其中，冠层的温度是指作物茎、叶、果实表面温度的平均值，是用来综合衡量作物生理生长状况的重要指标，冠层的温度也能够反映土壤水分以及作物缺水情况。冠层的生长状态对研究农作物生长发育提供参考，对果实品质与产量起到决定性作用。通过对作物冠层的温度和长势进行监测，能够确定作物的健康状况，为作物生产管理与调控提供重要参考依据，并对作物稳产、增产提供有力保障。

然而，在对作物冠层信息的监测应用中，现有的监测装置结构复杂，使用场景过于单一，只能对大棚作物，或者单株作物进行监测，不便于在不同应用场景下对大面积农作物进行冠层信息的检测。

实用新型内容

本实用新型提供一种便携式作物冠层信息监测装置，用以解决现有的监测装置不便于在不同应用场景下对农作物进行冠层信息的检测的问题。

本实用新型提供一种便携式作物冠层信息监测装置，包括：立柱、驱动组件、支架和传感检测组件；

所述立柱包括柱体和底座，所述柱体的底端和所述底座连接，所述底座用于与待固定部件可拆卸连接；

所述驱动组件设于所述柱体，所述驱动组件和所述支架连接，以驱动所述支架沿所述柱体的延伸方向移动；

所述传感检测组件和所述支架连接，所述传感检测组件用于采集作物的冠层信息。

根据本实用新型提供的一种便携式作物冠层信息监测装置，所述支架包括第一支杆和第二支杆；

所述驱动组件和所述第一支杆连接，所述第一支杆沿所述柱体的延伸方向可移动地设于所述柱体；所述第二支杆和所述第一支杆连接，并与所述柱体垂直设置，所述传感检测组件设于所述第二支杆。

根据本实用新型提供的一种便携式作物冠层信息监测装置，所述驱动组件包括旋转驱动件和传动机构；

所述传动机构包括齿轮和齿条；所述旋转驱动件的输出端和所述齿轮连接，所述齿轮和所述齿条啮合设置，所述齿条设于所述第一支杆，并沿所述第一支杆的延伸方向设置。

根据本实用新型提供的一种便携式作物冠层信息监测装置，所述柱体设有导向通道及与所述导向通道连通的避让口；

所述导向通道和所述避让口均沿所述柱体的延伸方向延伸；所述第一支杆可移动地设于所述导向通道中；所述第二支杆穿设于所述避让口，所述第二支杆的第一端和所述第一支杆连接，所述第二支杆的第二端和所述传感检测组件连接。

根据本实用新型提供的一种便携式作物冠层信息监测装置，所述柱体上还设有第一开口和第二开口；

所述第一开口和所述第二开口沿所述柱体的延伸方向间隔设置，所述驱动组件和所述第一支杆相连接的部位可露出于所述第一开口，所述第二支杆的第一端和所述第一支杆相连接的部位可露出于所述第二开口。

根据本实用新型提供的一种便携式作物冠层信息监测装置，所述柱体上还设有第一限位件和第二限位件；

沿所述柱体的延伸方向，所述第一限位件和所述第二限位件分设于所述导向通道的两端。

根据本实用新型提供的一种便携式作物冠层信息监测装置，还包括：太阳能电池板、电池组件和控制组件；

所述太阳能电池板和所述电池组件连接，所述电池组件分别与所述控制组件、所述驱动组件和所述传感检测组件连接，所述控制组件分别与所述驱动组件和所述传感检测组件连接。

根据本实用新型提供的一种便携式作物冠层信息监测装置，所述太阳能电池板设有第一连接部，所述柱体的顶端设有第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部可转动连接，以调节所述太阳能电池板的安装角度。

根据本实用新型提供的一种便携式作物冠层信息监测装置，所述控制组件包括控制模块、人机交互模块和无线通讯模块；

所述人机交互模块、所述无线通讯模块、所述驱动组件和所述传感检测组件分别与所述控制模块连接。

根据本实用新型提供的一种便携式作物冠层信息监测装置，所述传感检测组件包括激光位移传感器、摄像头、热红外传感器和光照传感器当中的至少一种。

本实用新型提供的便携式作物冠层信息监测装置，通过设置立柱、驱动组件、支架和传感检测组件，便于将立柱安装于不同的检测场景中，并可通过立柱上的驱动组件驱动支架升降，以使得传感检测组件能够采集不同高度的作物的冠层信息，其操作简单，通用性强，能够实现在不同应用场景下对大面积农作物进行冠层信息的监测，减小了人工进行冠层信息的监测所存在的误差，从而可确保监测结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的便携式作物冠层信息监测装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的便携式作物冠层信息监测装置的控制结构框图；

图3是本实用新型提供的控制箱和人机交互模块在立柱上的安装结构示意图；

图4是本实用新型提供的太阳能电池板的安装结构示意图；

图5是本实用新型提供的支架的结构示意图；

图6是本实用新型提供的驱动组件的结构示意图。

附图标记：

1、立柱；11、柱体；12、底座；101、导向通道；102、避让口；111、第一开口；112、第二开口；121、第一限位件；122、第二限位件；110、第二连接部；

2、驱动组件；21、旋转驱动件；22、传动机构；221、齿轮；222、齿条；3、支架；31、第一支杆；32、第二支杆；

4、传感检测组件；5、太阳能电池板；510、第一连接部；

6、人机交互模块；7、电池组件；8、控制模块；9、无线通讯模块；10、控制箱。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1-图6，通过具体的实施例及其应用场景对本实用新型实施例提供的便携式作物冠层信息监测装置进行详细地说明。

如图1和图2所示，本实施例提供一种便携式作物冠层信息监测装置，包括：立柱1、驱动组件2、支架3和传感检测组件4。

立柱1包括柱体11和底座12，柱体11的底端和底座12连接，底座12用于与待固定部件可拆卸连接。其中，柱体11的底端和底座12可设置为可拆卸连接，柱体11的底端和底座12也可设置为一体式结构，可以在底座12上设置安装孔，以便通过穿设于安装孔的锁紧件将底座12和待固定部件连接为一体，待固定部件可以为地面或者设置于地面上的锚固结构。

进一步地，驱动组件2设于柱体11，驱动组件2和支架3连接，以驱动支架3沿柱体11的延伸方向移动；传感检测组件4和支架3连接，传感检测组件4用于采集作物的冠层信息。

可理解的是，驱动组件2可以采用本领域公知的伸缩驱动机构、直线模组、皮带传送机构等，通过驱动组件2驱动支架3相对于柱体11升降，便于传感检测组件4采集不同高度的作物的冠层信息。

与此同时，传感检测组件4包括激光位移传感器、摄像头、热红外传感器和光照传感器当中的至少一种。

其中，激光位移传感器可实现大范围地确定作物冠层的监测高度和监测角度，可通过监测高度确定作物的株高，以实现对作物的长势预测；摄像头用于采集作物冠层的图像信息，也可根据图像信息获取作物长势信息；热红外传感器用于采集作物冠层的温度信息，光照传感器用于采集当前检测环境的光照强度和光照角度。

由上可知，本实用新型通过设置立柱1、驱动组件2、支架3和传感检测组件4，便于将立柱1安装于不同的检测场景中，并可通过立柱1上的驱动组件2驱动支架3升降，以使得传感检测组件4能够采集不同高度的作物的冠层信息，其操作简单，通用性强，能够实现在不同应用场景下对大面积农作物进行冠层信息的监测，减小了人工进行冠层信息的监测所存在的误差，从而可确保监测结果的准确性。

在一些实施例中，如图1和图5所示，本实施例的支架3包括第一支杆31和第二支杆32。

驱动组件2和第一支杆31连接，第一支杆31沿柱体11的延伸方向可移动地设于柱体11；第二支杆32和第一支杆31连接，并与柱体11垂直设置，传感检测组件4设于第二支杆32。其中，本实施例可将第二支杆32和第一支杆31垂直设置。

可理解的是，本实施例可在柱体11上设置导向槽、导向套等导向结构，第一支杆31和导向结构滑动配合，在导向结构的引导下，第一支杆31可沿柱体11的延伸方向移动。

与此同时，通过设置第一支杆31沿柱体11的延伸方向可移动地设于柱体11，也可确保驱动组件2驱动第一支杆31相对于柱体11移动的稳定性，以减小传感检测组件4的检测误差。

由于柱体11通常呈竖直设置，则本实施例可通过驱动组件2驱动支架3相对于柱体11升降，以便支架3带动传感检测组件4升降至不同的高度，从而实现对不同高度的作物的冠层信息的采集。

在一些实施例中，如图1和图6所示，为了便于精确地控制支架3相对于柱体11的升降高度，本实施例的驱动组件2包括旋转驱动件21和传动机构22。其中，旋转驱动件21可以采用本领域公知的伺服电机。

进一步地，传动机构22包括齿轮221和齿条222；旋转驱动件21的输出端和齿轮221同轴连接，齿轮221和齿条222啮合设置，齿条222设于第一支杆31，并沿第一支杆31的延伸方向设置。

其中，本实施例既可以将齿条222和第一支杆31通过锁紧件可拆卸连接，也可以将齿条222和第一支杆31设为一体式结构。

在一些实施例中，如图1所示，本实施例的柱体11设有导向通道101及与导向通道101连通的避让口102。

具体地，导向通道101和避让口102均沿柱体11的延伸方向延伸；第一支杆31可移动地设于导向通道101中；第二支杆32穿设于避让口102，第二支杆32的第一端和第一支杆31连接，第二支杆32的第二端和传感检测组件4连接。

可理解的是，本实施例可在柱体11的底端设置敞口端，敞口端和导向通道101连接。与此同时，本实施例可设置第二支杆32的第一端和第一支杆31可拆卸式连接。

如此，在进行支架3的组装时，可先将第一支杆31从敞口端置入导向通道101中，然后，将第二支杆32的第一端通过避让口102伸入至导向通道101内，并与第一支杆31相连接。

在此应指出的是，避让口102的开口宽度小于第一支杆31的最大直径，以使得在第一支杆31位于导向通道101内的情形下，第一支杆31不会从避让口102到达导向通道101的外部，从而将第一支杆31限定于导向通道101内。

在一些实施例中，如图1所示，为了便于将驱动组件2和第一支杆31相连接，以及将第一支杆31和第二支杆32相连接，本实施例的柱体11上还设有第一开口111和第二开口112。

具体地，第一开口111和第二开口112沿柱体11的延伸方向间隔设置，驱动组件2和第一支杆31相连接的部位可露出于第一开口111，第二支杆32的第一端和第一支杆31相连接的部位可露出于第二开口112。

如此，在驱动组件2包括旋转驱动件21和传动机构22，传动机构22包括齿轮221和齿条222的情形下，在将第一支杆31从敞口端置入导向通道101中后，可在第一开口111所在的位置，将齿轮221和设置于第一支杆31上的齿条222啮合设置。

与此同时，在第二开口112所在的位置，可通过螺栓锁紧组件将第二支杆32的第一端和第一支杆31相连接。

在一些示例中，为了更为便捷地将驱动组件2和第一支杆31相连接，以及将第一支杆31和第二支杆32相连接，本实施例还可设置第一支杆31的长度等于第一开口111和第二开口112之间的间距。其中，第二支杆32的第一端和第一支杆31的上端连接。

在一些实施例中，如图1所示，为了便于控制第一支杆31相对于柱体11升降的上、下极限位置，本实施例在柱体11上还设有第一限位件121和第二限位件122。

具体地，沿柱体11的延伸方向，第一限位件121和第二限位件122分设于导向通道101的两端。

如图1所示，第一限位件121设置于导向通道101的上侧，第二限位件122设置于导向通道101的下侧。

在一些示例中，第一限位件121和第二限位件122均可以本领域公知的阻尼缓冲器，以便通过物理止挡的方式限定第一支杆31上升的上极限位置，以及限定第一支杆31上升的下极限位置。

在一些示例中，第一限位件121和第二限位件122均可以本领域公知的行程开关，第一限位件121和第二限位件122均与控制箱10连接，控制箱10和驱动组件2。

由于在第一支杆31触碰到第一限位件121或第二限位件122时，控制箱10均会控制驱动组件2停止运行，则可通过电气控制的方式限定第一支杆31上升的上极限位置，以及限定第一支杆31上升的下极限位置。

在一些示例中，如图1和图2所示，为了确保整套监测装置在户外的长久使用，本实施例的监测装置还设置有太阳能电池板5、电池组件7和控制组件。其中，电池组件7可以为锂电池组。

太阳能电池板5和电池组件7连接，电池组件7分别与控制组件、驱动组件2和传感检测组件4连接，控制组件分别与驱动组件2和传感检测组件4连接。

如图4所示，本实施例可在太阳能电池板5的背面设置第一连接部510，在柱体11的顶端设有第二连接部110，第一连接部510和第二连接部110可转动连接，以调节太阳能电池板5的安装角度。

在一些示例中，第一连接部510和第二连接部110可组成球形连接结，以实现第一连接部510相对于第二连接部110转动，从而便于工作人员对太阳能电池板5的安装角度进行调节。

在一些示例中，第一连接部510和第二连接部110可通过锁紧螺栓进行铰接，也可同样实现第一连接部510相对于第二连接部110转动。

在一些实施例中，如图1、图2和图3所示，本实施例的控制组件可设置于控制箱10内，控制组件包括控制模块8、人机交互模块6和无线通讯模块9。人机交互模块6、无线通讯模块9、驱动组件2和传感检测组件4分别与控制模块8连接。

可理解的是，控制模块8可以为本领域公知的单片机或PLC控制器，人机交互模块6可以为本领域公知的触摸屏控制器或液晶显示器，无线通讯模块9可以为本领域公知的zigbee模块、4G模块或5G模块。

在实际应用中，传感检测组件4所采集的冠层温度、监测高度、株高、光照强度、作物长势等冠层信息可通过人机交互模块6显示出来，以便监测人员查阅。

与此同时，监测人员也可通过人机交互模块6输入控制指令，控制模块8可根据控制指令向驱动组件2发送控制信号，以便由驱动组件2驱动支架3相对于立柱1进行升降。

当然，控制模块8也可根据传感检测组件4反馈的信息对驱动组件2进行控制。例如，在传感检测组件4包括激光位移传感器的情形下，激光位移传感器可将采集的监测高度和监测角度反馈至控制模块8，控制模块8可根据激光位移传感器反馈的数据，通过驱动组件2对支架3进行升降控制。

另外，传感检测组件4所采集的冠层信息也可通过无线通讯模块9无线传输至远程客户端，以便监控人员访问远程客户端进行信息查阅。当然，本实施例也可对控制模块8配置存储模块，以便通过存储模块对冠层信息进行本地存储。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解、其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种便携式作物冠层信息监测装置，其特征在于，包括：立柱、驱动组件、支架和传感检测组件；

所述立柱包括柱体和底座，所述柱体的底端和所述底座连接，所述底座用于与待固定部件可拆卸连接；

所述驱动组件设于所述柱体，所述驱动组件和所述支架连接，以驱动所述支架沿所述柱体的延伸方向移动；

所述传感检测组件和所述支架连接，所述传感检测组件用于采集作物的冠层信息。

2.根据权利要求1所述的便携式作物冠层信息监测装置，其特征在于，所述支架包括第一支杆和第二支杆；

所述驱动组件和所述第一支杆连接，所述第一支杆沿所述柱体的延伸方向可移动地设于所述柱体；所述第二支杆和所述第一支杆连接，并与所述柱体垂直设置，所述传感检测组件设于所述第二支杆。

3.根据权利要求2所述的便携式作物冠层信息监测装置，其特征在于，所述驱动组件包括旋转驱动件和传动机构；

所述传动机构包括齿轮和齿条；所述旋转驱动件的输出端和所述齿轮连接，所述齿轮和所述齿条啮合设置，所述齿条设于所述第一支杆，并沿所述第一支杆的延伸方向设置。

4.根据权利要求2所述的便携式作物冠层信息监测装置，其特征在于，所述柱体设有导向通道及与所述导向通道连通的避让口；

所述导向通道和所述避让口均沿所述柱体的延伸方向延伸；所述第一支杆可移动地设于所述导向通道中；所述第二支杆穿设于所述避让口，所述第二支杆的第一端和所述第一支杆连接，所述第二支杆的第二端和所述传感检测组件连接。

5.根据权利要求4所述的便携式作物冠层信息监测装置，其特征在于，所述柱体上还设有第一开口和第二开口；

所述第一开口和所述第二开口沿所述柱体的延伸方向间隔设置，所述驱动组件和所述第一支杆相连接的部位可露出于所述第一开口，所述第二支杆的第一端和所述第一支杆相连接的部位可露出于所述第二开口。

6.根据权利要求4所述的便携式作物冠层信息监测装置，其特征在于，所述柱体上还设有第一限位件和第二限位件；

沿所述柱体的延伸方向，所述第一限位件和所述第二限位件分设于所述导向通道的两端。

7.根据权利要求1至6任一项所述的便携式作物冠层信息监测装置，其特征在于，还包括：太阳能电池板、电池组件和控制组件；

所述太阳能电池板和所述电池组件连接，所述电池组件分别与所述控制组件、所述驱动组件和所述传感检测组件连接，所述控制组件分别与所述驱动组件和所述传感检测组件连接。

8.根据权利要求7所述的便携式作物冠层信息监测装置，其特征在于，所述太阳能电池板设有第一连接部，所述柱体的顶端设有第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部可转动连接，以调节所述太阳能电池板的安装角度。

9.根据权利要求7所述的便携式作物冠层信息监测装置，其特征在于，所述控制组件包括控制模块、人机交互模块和无线通讯模块；

所述人机交互模块、所述无线通讯模块、所述驱动组件和所述传感检测组件分别与所述控制模块连接。

10.根据权利要求1至6任一项所述的便携式作物冠层信息监测装置，其特征在于，所述传感检测组件包括激光位移传感器、摄像头、热红外传感器和光照传感器当中的至少一种。

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