防风防鸟田间表型平台装置的制作方法

1.本技术涉及植物测量技术领域，尤其涉及一种防风防鸟田间表型平台装置。


背景技术：

2.高通量表型平台是田间育种和农业科学实验的重要工具，越来越受到广泛关注。在田间进行自动化高通量表型测量时，经常遇到的两个困扰因素：1）风吹导致植物冠层的摆动，造成表型成像的模糊、重影，导致测量的数据不准确。2）飞鸟对果穗籽粒的觅食，导致最终测量的产量偏低。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术的目的在于提出一种防风防鸟田间表型平台装置，用于解决上述问题。
4.基于上述目的，本技术的第一方面提供了一种防风防鸟田间表型平台装置，其特征在于，包括：
5.多个主体框架，该多个主体框架沿第一方向一字排开，且相邻两个所述主体框架为可拆卸连接；每个所述主体框架均包括上下设置且固定连接的拱形框架结构和长方体框架结构；
6.遮风膜，包括固定遮风膜和活动遮风膜，所述固定遮风膜被配置为设置于拱形框架结构的两侧和/或，相邻两个主体框架之间的连接处；所述活动遮风膜设置于所述拱形框架结构的顶部，并用以覆盖所述拱形框架结构顶面及长方体框架结构侧面；
7.防鸟网，所述防鸟网覆盖在每个所述主体框架的外周；
8.表型数据采集单元，位于所述主体框架内，并由驱动机构带动沿所述第一方向往复运动。
9.可选地，防风防鸟田间表型平台装置还包括第一卷膜组件，所述第一卷膜组件包括：
10.第一卷膜轴，沿所述第一方向设置，其上缠绕有所述活动遮风膜；
11.轨道组件，包括竖向设置于所述长方体框架结构在第二方向两侧的a轨道，和位于所述拱形框架结构顶部的b轨道；所述a轨道与b轨道平滑过渡连接，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直；
12.第一驱动件，与所述第一卷膜轴的端部固定连接，被配置为沿所述轨道组件运动并带动所述第一卷膜轴转动，以使所述活动遮风膜相对所述主体框架卷起或放下。
13.可选地，防风防鸟田间表型平台装置还包括第二卷膜组件，所述第二卷膜组件包括：
14.第二卷膜轴，沿所述第二方向设置，其上缠绕有所述活动遮风膜；
15.c轨道，竖向设置于所述长方体框架结构第一方向的两侧；
16.第二驱动件，与所述第二卷膜轴的端部固定连接，被配置为沿所述c轨道运动并带
动所述第一卷膜轴转动，以使所述活动遮风膜相对所述主体框架卷起或放下。
17.可选地，所述第一卷膜组件还包括第一连接件；所述第一连接件包括第一滑块、滑轮和l形限位件，所述第一滑块顶部与所述第一驱动件的底部固定连接，所述第一滑块的底部设有所述滑轮，所述滑轮位于所述轨道组件内，所述第一滑块在第一方向的两侧分别设有一个所述l形限位件。
18.可选地，所述第二卷膜组件还包括第二连接件；所述第二连接件包括第二滑块、滑轮和l形限位件，所述第二滑块顶部与所述第二驱动件的底部固定连接，所述第二滑块的底部设有所述滑轮，所述滑轮位于所述c轨道内，所述第二滑块在第二方向的两侧分别设有一个所述l形限位件。
19.可选地，所述l形限位件包括垂直设置的安装部和限制部；所述限制部与所述安装部一体成型，所述安装部与所述第一/第二滑块固定连接，所述限制部延伸至所述轨道组件/c轨道与所述主体框架的之间的间隙内。
20.可选地，所述主体框架包括平行设置的第一导轨和第二导轨；所述第一导轨和所述第二导轨设置于所述主体框架在所述第二方向的两侧，且沿所述第一方向延伸。
21.可选地，所述表型数据采集单元包括横梁和第三导轨；
22.所述横梁架设于所述第一导轨和所述第二导轨之间，并由驱动机构带动沿所述第一方向做往复运动，所述第三导轨固设于所述横梁的下侧，沿所述第二方向延伸。
23.可选地，所述表型数据采集单元包括第三连接件和数据采集器；
24.所述第三连接件包括滑车和连接杆，所述滑车与所述第三导轨滑动连接，底部固设有所述连接杆，所述连接杆的下端固设有所述数据采集器。
25.可选地，所述连接杆为伸缩杆。
26.从上面所述可以看出，本技术提供的防风防鸟田间表型平台装置包括多个主体框架，该多个主体框架沿第一方向一字排开，且相邻两个主体框架为可拆卸连接，可以灵活的控制植物表型数据的采集范围。每个主体框架均包括上下设置且固定连接的拱形框架结构和长方体框架结构；遮风膜包括固定遮风膜和活动遮风膜，固定遮风膜被配置为设置于拱形框架结构的两侧和/或，相邻两个主体框架之间的连接处；活动遮风膜设置于拱形框架结构的顶部，并用以覆盖拱形框架结构顶面及长方体框架结构侧面；在测量植物表型数据时，活动遮风膜放下，配合固定遮风膜将主体框架包裹，防止外界的风进入主体框架，避免了因风吹导致的植物冠层的摆动，造成表型成像的模糊、重影，导致测量的数据不准确的问题，测量完毕后，卷起活动遮风膜，使主体框架内的植物在正常环境中进行生长，使测量的数据更加准确。使用防鸟网覆盖在每个主体框架的外周，防止飞鸟对植物的果穗籽粒进行觅食，保证最终测量产量的正常。位于主体框架内的表型数据采集单元在驱动机构的带动沿第一方向往复运动，实现主体框架内各个位置植物数据的采集。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，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。
28.图1为本技术实施例的防风防鸟田间表型平台装置遮风膜放下的结构图；
29.图2为本技术实施例的防风防鸟田间表型平台装置遮风膜卷起的结构图；
30.图3为本技术实施例的第一驱动件与a/b轨道的连接位置的结构图；
31.图4为本技术实施例的第二驱动件与c轨道的连接位置的结构图。
32.附图标记：1、主体框架；1-1、长方体框架结构；1-2、拱形框架结构；1-1-1、第一导轨；1-1-2、第二导轨；2、遮风膜；2-1、活动遮风膜；2-2、固定遮风膜；3、防鸟网；4、表型数据采集单元；4-1、横梁；4-2、第三导轨；4-3、连接件；4-3-1、连接杆；4-3-2、滑车；4-4、数据采集器；4-5、驱动机构；5、第一卷膜组件；5-1、第一卷膜轴；5-2、轨道组件；5-2-1、a轨道；5-2-2、b轨道；5-3、第一驱动件；5-4、第一连接件；5-4-1、第一滑块；6、第二卷膜组件；6-1、第二卷膜轴；6-2、c轨道；6-3、第二驱动件；6-4、第二连接件；6-4-1、第二滑块；7、滑轮；8、限位件；8-1、安装部；8-2、限制部；9、转动门。
具体实施方式
33.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。
34.需要说明的是，除非另外定义，本技术实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
35.相关技术中表型数据的采集装置通过在三个方向设置可以移动的结构，使表型数据采集器实现在三维空间内的自由移动，实现植物表型数据的自动采集，解决了人工采集效率低的问题，提高了采集效率。但是相关技术仅仅从数据采集方式上进行了改进，并没有考虑到环境因素对表型数据采集产生的影响，同时没有考虑到在植物生长的过程中飞鸟等动物对植物的破坏，导致最后采集到的表型数据不够精准，与实际数据存在较大的误差。
36.本技术提供的防风防鸟田间表型平台装置通过在主体框架上设置固定遮风膜和活动遮风膜来排除外界的风对数据采集过程的影响，在不采集数据时卷起活动遮风膜，使植物自然生长在自然环境中，在数据采集时，放下活动遮风膜，活动遮风膜配合固定遮风膜将主体框架包裹，将外界的风隔绝在主体框架之外，避免了因风吹导致的植物冠层的摆动，造成表型成像的模糊、重影，导致测量的数据不准确的问题，使测量的数据更加准确。使用防鸟网覆盖在每个主体框架的外周，防止飞鸟对植物的果穗籽粒进行觅食，保证最终测量产量的正常。
37.在一些实施例中，如图1和图2所示，防风防鸟田间表型平台装置包括：
38.多个主体框架1，该多个主体框架1沿第一方向一字排开，且相邻两个主体框架1为可拆卸连接；每个主体框架1均包括上下设置且固定连接的拱形框架结构1-2和长方体框架结构1-1；遮风膜2，包括固定遮风膜2-2和活动遮风膜2-1，固定遮风膜2-2被配置为设置于
拱形框架结构1-2的两侧和/或，相邻两个主体框架1之间的连接处；活动遮风膜2-1设置于拱形框架结构1-2的顶部，并用以覆盖拱形框架结构1-2顶面及长方体框架结构1-1侧面；防鸟网3，防鸟网3覆盖在每个主体框架1的外周；表型数据采集单元4，位于主体框架1内，并由驱动机构4-5带动沿第一方向往复运动。
39.其中，多个主体框架1沿第一方向一字排开，且相邻两个主体框架1为可拆卸连接，可以根据被采集植物的生长习性和生长密度灵活布置主体框架1的个数，进而灵活的控制植物表型数据的采集范围，使得较多的被测植物在主体框架1内部生长，位于主体框架1内的表型数据采集单元4在驱动机构4-5的带动沿第一方向往复运动，实现主体框架1内各个位置植物数据的自动化采集，避免测量的植物样本过少，导致个别植物的生长特例对总体测量结果的影响；扩大测量的范围，测量更多的植物，使测量结果更具有普遍性。其中，每个主体框架1均包括上下设置且固定连接的拱形框架结构1-2和长方体框架结构1-1，选择框架结构可以降低主体框架1对被测植物生长环境的影响，使测量结果尽可能的逼近真实值。
40.其中，遮风膜2包括固定遮风膜2-2和活动遮风膜2-1，固定遮风膜2-2被配置为设置于拱形框架结构1-2的两侧和/或，相邻两个主体框架1之间的连接处；活动遮风膜2-1设置于拱形框架结构1-2的顶部，并用以覆盖拱形框架结构1-2顶面及长方体框架结构1-1侧面。在拱形框架结构1-2的两侧，其截面为拱形，若使用活动遮风膜2-1，活动遮风膜2-1卷起和放下的过程都比较困难，而使用固定遮风膜2-2几乎不会对被测植物的生长环境造成影响，还简单的实现了拱形框架结构1-2拱形侧面的遮挡。在测量植物表型数据时，活动遮风膜2-1放下，将拱形框架结构1-2的顶面和长方体框架结构1-1的四个侧面全部覆盖，配合固定遮风膜2-2实现主体框架1的包裹，阻止外界的风进入主体框架1，避免了因风吹导致的植物冠层的摆动，造成表型成像的模糊、重影，导致测量的数据不准确的问题。在植物数据采集完毕后，卷起活动遮风膜2-1，使主体框架1内的植物暴露在正常的自然环境中，使被测植物在正常环境中进行生长，使测量的数据更加准确。
41.其中，自然环境下的被测植物在生长的过程中，不可避免的会受到飞鸟等动物的影响，飞鸟会将被测植物的果穗籽粒作为食物，导致被测植物的生长状态被破坏，采集到的相关产量的数据也会发生较大偏差，使用防鸟网3覆盖在每个主体框架1的外周，可以有效的防止飞鸟对植物的果穗籽粒进行觅食，保证最终测量产量的正常，提高测量结果的准确性。
42.在一些实施例中，如图2所示，防风防鸟田间表型平台装置还包括第一卷膜组件5，第一卷膜组件5包括：
43.第一卷膜轴5-1，沿第一方向设置，其上缠绕有活动遮风膜2-1；
44.轨道组件5-2，包括竖向设置于长方体框架结构1-1在第二方向两侧的a轨道5-2-1，和位于拱形框架结构1-2顶部的b轨道5-2-2；a轨道5-2-1与b轨道5-2-2平滑过渡连接，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直；
45.第一驱动件5-3，与第一卷膜轴5-1的端部固定连接，被配置为沿轨道组件5-2运动并带动第一卷膜轴5-1转动，以使活动遮风膜2-1相对主体框架1卷起或放下。
46.其中，b轨道5-2-2的拱形与拱形框架结构1-2的拱形完全一致，使得第一卷膜轴5-1可以在拱形框架结构1-2上的滚动更加平稳，使得活动遮风膜2-1覆盖的更加匀称，实现较好的防风效果，将a轨道5-2-1和b轨道5-2-2进行平滑过渡连接，在第一驱动件5-3沿着a轨
道5-2-1和b轨道5-2-2滑动的过程中，不会在轨道连接处卡住。在植物正常生长时，第一卷膜轴5-1和第一驱动件5-3位于拱形b轨道5-2-2的拱顶位置，当需要遮挡住主体框架1时，第一驱动件5-3沿着b轨道5-2-2的拱顶位置向a轨道5-2-1的方向移动，直至移动至a轨道5-2-1与长方体框架结构1-1底部连接的位置，停止移动，同时第一驱动件5-3带动第一卷膜轴5-1转动，将活动遮风膜2-1铺设在主体框架1上。卷起遮风膜2时，第一驱动件5-3沿放下方向的相反方向移动，同时反向转动第一卷膜轴5-1，将活动遮风膜2-1卷起。
47.在一些实施例中，如图2所示，防风防鸟田间表型平台装置还包括第二卷膜组件6，第二卷膜组件6包括：
48.第二卷膜轴6-1，沿第二方向设置，其上缠绕有活动遮风膜2-1；
49.c轨道6-2，竖向设置于长方体框架结构1-1在第一方向的两侧；
50.第二驱动件6-3，与第二卷膜轴6-1的端部固定连接，被配置为沿c轨道6-2运动并带动第一卷膜轴5-1转动，以使活动遮风膜2-1相对主体框架1卷起或放下。
51.其中，第一卷膜轴5-1和第一驱动件5-3带动转动的活动遮风膜2-1只会覆盖拱形框架结构1-2顶面和长方体框架结构1-1的第二方向的两侧，第二驱动件6-3和第二卷膜轴6-1带动转动的活动遮风膜2-1负责覆盖长方体框架结构1-1的第一方向的两侧，在放下活动遮风膜2-1时，第二驱动件6-3从上至下移动，同时带动第二卷膜轴6-1转动，将活动遮风膜2-1覆盖在长方体框架的第一方向的两个侧面；在卷起活动遮风膜2-1时，从下至上移动第二驱动件6-3，同时反向转动第二卷膜轴6-1，将活动遮风膜2-1卷起。
52.在一些实施例中，如图3所示，第一卷膜组件5还包括第一连接件5-4；第一连接件5-4包括第一滑块5-4-1、滑轮7和l形限位件8，第一滑块5-4-1顶部与第一驱动件5-3的底部固定连接，第一滑块5-4-1的底部设有滑轮7，滑轮7位于轨道组件5-2内，第一滑块5-4-1在第一方向的两侧分别设有一个l形限位件8。
53.在一些实施例中，如图4所示，第二卷膜组件6还包括第二连接件6-4；第二连接件6-4包括第二滑块6-4-1、滑轮7和l形限位件8，第二滑块6-4-1顶部与第二驱动件6-3的底部固定连接，第二滑块6-4-1的底部设有滑轮7，滑轮7位于c轨道6-2内，第二滑块6-4-1在第二方向的两侧分别设有一个l形限位件8。
54.在一些实施例中，如图3和4所示，l形限位件8包括垂直设置的安装部8-1和限制部8-2；限制部8-2与安装部8-1一体成型，安装部8-1与第一/第二滑块5-4-1/6-4-1固定连接，限制部8-2延伸至轨道组件5-2/c轨道6-2与主体框架1的之间的间隙内。
55.其中，第一滑块5-4-1和第二滑块6-4-1的底部分别设有一个滑轮7，滑轮7可以在第a轨道5-2-1、b轨道5-2-2和c轨道6-2上滑动；第一驱动件5-3与第一滑块5-4-1固定连接，使第一驱动件5-3沿a滑轨5-2-1和b滑轨5-2-2滑动，第二驱动件6-3与第二滑块6-4-1固定连接，使第二驱动件6-3沿c轨道6-2滑动，进而带动活动遮风膜2-1卷起或放下；l型的限位件8分别与a轨道5-2-1、b轨道5-2-2和c轨道6-2配合，限制第一驱动件5-3和第二驱动件6-3在对应的轨道上滚动，避免第一驱动件5-3和第二驱动件6-3从各自的轨道上滚落。
56.在一些实施例中，第一驱动件5-3为双出轴电机。
57.其中，由于主体框架1在第一方向上的长度较长，所以选择双出轴电机，在双出轴电机的两个出轴方向都固定一个第一卷膜轴5-1，实现主体框架1第二方向侧面和拱形顶面的覆盖。
58.在一些实施例中，如图1所示，主体框架1包括转动门9；转动门9设置于每个主体框架1第二方向的一侧。
59.其中，设置转动门9可以方便工作人员进出主体框架1。
60.在一些实施例中，如图2所示，主体框架1包括平行设置的第一导轨1-1-1和第二导轨1-1-2；第一导轨1-1-1和第二导轨1-1-2设置于主体框架1在第二方向的两侧，且沿第一方向延伸。
61.其中，第一导轨1-1-1和第二导轨1-1-2设置于主体框架1在第二方向的两侧的内侧，为表型数据采集单元4在主体框架1内第一方向的移动提供支持。
62.在一些实施例中，如图2所示，表型数据采集单元4包括横梁4-1和第三导轨4-2；
63.横梁4-1架设于第一导轨1-1-1和第二导轨1-1-2之间，并由驱动机构4-5带动沿第一方向做往复运动，第三导轨4-2固设于横梁4-1的下侧，沿第二方向延伸。
64.其中，横梁4-1在第一导轨1-1-1和第二导轨1-1-2上做往复运动，可以采集第一方向上不同位置的植物的数据，在横梁4-1上设置第三导轨4-2实现了表型数据采集单元4在主体框架1内第二方向的数据采集提供了支持。
65.在一些实施例中，如图2所示，表型数据采集单元4包括第三连接件4-3和数据采集器4-4；
66.第三连接件4-3包括滑车4-3-2和连接杆4-3-1，滑车4-3-2与第三导轨4-2滑动连接，底部固设有连接杆4-3-1，连接杆4-3-1的下端固设有数据采集器4-4。
67.其中，数据采集器4-4通过滑车4-3-2在第三导轨4-2上移动，可以采集第二方向上不同位置的植物的数据。
68.在一些实施例中，连接杆4-3-1为伸缩杆。
69.其中，伸缩杆可以让数据采集器4-4在上下方向上进行移动，配合横梁4-1和滑车4-3-2，实现数据采集器4-4在三维空间中的任意方向的移动，将数据采集器4-4移动至最适合的位置进行数据采集，提高采集到的表型数据的准确性。
70.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。
71.本技术实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本技术实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。