一种为采集田间棉花冠层图像数据而设计的拍摄装置

1.本发明属于图像采集技术领域，具体涉及一种为采集田间棉花冠层图像数据而设计的拍摄装置。


背景技术：

2.棉花是关系国计民生的战略物资，也是仅次于粮食的第二大农作物。棉花是涉及农业和纺织工业两大产业的商品，是全国1亿多棉农收入的主要来源，是纺织工业的主要原料，也是广大人民群众的生活必需品，棉纱、棉布和服装还是出口创汇的重要商品。
3.在棉花的种植研究中，为了提高棉花的产量，培育出优良的品种，需要对棉花生长的蕾期、花铃期穿全程测控，在此过程中，便需要使用图像采集设备采集棉花生长过程的图像数据，供研究分析，但是，目前所采用的方式普遍是利用固定式支架对摄像机等图像采集设备支撑固定，对棉花进行图像采集，然而，此方式所采集的图像数据普遍来源于棉田内处于图像采集设备镜头下的一部分棉花，将导致图像数据具有一定的局限性，对研究分析结构有一定的影响，为此，我们提出来一种为采集田间棉花冠层图像数据而设计的拍摄装置解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中，目前采用固定式支架对摄像机等图像采集设备支撑固定，对棉花进行图像采集，然所采集的图像数据普遍来源于棉田内处于图像采集设备镜头下的一部分棉花，将导致图像数据具有一定的局限性，对研究分析结构有一定的影响的问题，而提出的一种为采集田间棉花冠层图像数据而设计的拍摄装置。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种为采集田间棉花冠层图像数据而设计的拍摄装置，包括：
6.基座，用于固定在棉田内，所述基座上竖直设置有支撑臂，所述支撑臂上套设有第一套块，所述第一套块上水平安装有横臂，所述横臂上设置有摄像组件，所述摄像组件包括可滑动套设在横臂上的滑座以及安装在滑座下表面的摄像机，所述滑座上表面开设有供横臂嵌入的限位槽，限位槽底壁上开设有滑槽，所述横臂下表面设置有与滑槽适配的滑轨，所述滑座一端安装有第二电机，所述第二电机的驱动轴上连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与滑槽对齐，所述滑轨下表面设置有与驱动齿轮啮合的齿槽。
7.在进一步的实施例中，所述基座上表面转动安装有从动齿轮，所述从动齿轮上设置有安装座，所述支撑臂底端固定在安装座上。
8.在进一步的实施例中，所述基座上表面转动安装有与所述从动齿轮啮合的主动齿轮，所述基座上固定有一对固定板，一对所述固定板之间安装有第一电机，所述第一电机的驱动轴与主动齿轮固定连接。
9.在进一步的实施例中，所述基座的两端均设置有耳板，所述耳板上穿设有固定钉。
10.在进一步的实施例中，所述第一套块活动套设在支撑臂上，且所述第一套块上设
置有用于定位的驱动件，所述驱动件包括竖直固定在第一套块上的固定条，所述固定条底端安装有第三电机，所述第三电机的驱动轴连接有驱动轮，所述支撑臂上竖向镶嵌有齿条，所述齿条与驱动轮啮合。
11.在进一步的实施例中，所述横臂远离第一套块的一端设置有第二套块，所述第二套块上活动穿设有辅助杆，所述第二套块侧壁上安装有电动推杆，所述电动推杆伸入第二套块内。
12.在进一步的实施例中，所述辅助杆底端穿设有缓冲杆，所述缓冲杆底端设置有连接板，所述连接板上安装有滑轮。
13.在进一步的实施例中，所述辅助杆内底部竖向开设有缓冲腔，所述缓冲腔内竖直设置有弹簧，所述缓冲杆顶端伸入缓冲腔内与弹簧连接。
14.在进一步的实施例中，所述横臂等分为多段，每段所述横臂的一端均设置有能够插入另外一端的插板，所述插板上螺纹穿设有能够贯穿横臂的连接螺钉。
15.本发明的技术效果和优点：该为采集田间棉花冠层图像数据而设计的拍摄装置，通过从动齿轮与主动齿轮的啮合，当第一电机启动后，能够驱使从动齿轮带动支撑臂转动，使横臂带动摄像机三百六十度任意角度旋转调节；
16.通过驱动齿轮与滑轨下表面齿槽的啮合，当第二电机启动带动驱动齿轮转动时，能够驱使滑座带动摄像机沿滑槽滑动，从而调整摄像机的水平位置；
17.通过启动第三电机带动驱动轮转动，能够使第一套块沿支撑臂升降，实现横臂的升降调节，调节摄像机的水平高度；
18.利用上述方案，使的该装置在有限的结构下让摄像机可以定位在棉田中任何一株棉花上方并拍摄图像数据，相较于传统中采用固定支架对摄像机固定采集棉花图像数据的方式，该方案适用性更广，可灵活调节，能够满足研究数据的采集需求。
19.通过插板与连接螺钉的插接配合，能够将多段横臂快速拼接，既便于该装置的组装，又可根据棉田面积调整横臂的长度。
20.通过辅助杆的设置，当电动推杆启动使伸缩端插入第二套块内与辅助杆抵接，即可实现辅助杆和第二套块的相对定位，在横臂跟随支撑臂旋转调节过程中，辅助杆底部的滑轮在棉田内滚动，能够起到对横臂远离支撑臂的一端限位支撑的功能，提高摄像机的稳定性，保证所采集图像的效果，同时在弹簧对滑轮的弹性支撑下，能够缓解滑轮在棉田内滚动产生的震动，尽量避免震动对摄像机的图像采集造成的影响。
附图说明
21.图1为本发明的整体结构示意图；
22.图2为本发明的基座结构示意图；
23.图3为本发明的摄像组件结构示意图；
24.图4为本发明的横臂结构示意图；
25.图5为本发明的限位件结构示意图；
26.图6为本发明的图1中a处放大图；
27.图7为本发明的缓冲腔内部结构示意图。
28.图中：1、基座；2、支撑臂；3、第一套块；4、驱动件；5、横臂；6、摄像组件；7、齿条；8、
第二套块；9、辅助杆；10、电动推杆；11、从动齿轮；12、安装座；13、主动齿轮；14、第一电机；15、固定板；16、耳板；17、固定钉；18、滑座；19、限位槽；20、滑槽；21、第二电机；22、驱动齿轮；23、摄像机；24、滑轨；25、插板；26、连接螺钉；27、第三电机；28、固定条；29、驱动轮；30、缓冲杆；31、连接板；32、滑轮；33、缓冲腔；34、弹簧。
具体实施方式
29.结合附图，对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖范围之内。
30.参照图1、图2，一种为采集田间棉花冠层图像数据而设计的拍摄装置，包括：基座1，用于固定在棉田内，基座1的两端均设置有耳板16，耳板16上穿设有固定钉17，将基座1放置在棉田内任意位置，通过固定钉17插入田地即可进行固定。
31.参照图1和图3，基座1上竖直设置有支撑臂2，支撑臂2上套设有第一套块3，第一套块3上水平安装有横臂5，横臂5上设置有摄像组件6，摄像组件6包括可滑动套设在横臂5上的滑座18以及安装在滑座18下表面的摄像机23，在基座1固定在棉田内时，便可利用摄像机23进行图像采集。
32.参照图1和图2，基座1上表面转动安装有从动齿轮11，从动齿轮11上设置有安装座12，支撑臂2底端固定在安装座12上，其中支撑臂2底端与安装座12之间通过螺栓连接固定，以便于拆卸固定。基座1上表面转动安装有与从动齿轮11啮合的主动齿轮13，基座1上固定有一对固定板15，一对固定板15之间安装有第一电机14，第一电机14的驱动轴与主动齿轮13固定连接，当第一电机14启动时，利用主动齿轮13与从动齿轮11的啮合，能够驱使从动齿轮11带动支撑臂2转动，使横臂5带动摄像机23三百六十度任意角度旋转调节；实现棉田内多范围的图像采集。
33.参照图1、图3和图4，滑座18上表面开设有供横臂5嵌入的限位槽19，滑座18能够通过限位槽19沿横臂5长度方向滑动，进而实现对摄像机23的水平调节。限位槽19底壁上开设有滑槽20，滑槽20呈t形结构，横臂5下表面设置有与滑槽20适配的滑轨24，利用滑槽20与滑轨24的滑动配合，能够保证摄像机23平移的稳定性。滑座18一端安装有第二电机21，第二电机21的驱动轴上连接有驱动齿轮22，驱动齿轮22与滑槽20对齐，滑轨24下表面设置有与驱动齿轮22啮合的齿槽。当第二电机21启动时，带动驱动齿轮22转动，利用驱动齿轮22与滑轨24下表面齿槽的啮合，能够驱使滑座18带动摄像机23沿滑槽20滑动，从而达到调整摄像机23水平位置的目的。
34.参照图1、图3和图4，横臂5等分为多段，每段横臂5的一端均设置有能够插入另外一端的插板25，插板25上螺纹穿设有能够贯穿横臂5的连接螺钉26，利用插板25能够将多段横臂5首尾插接组合，并利用连接螺钉26固定，可便于该装置的组装与拆分，同时可根据需要任意调整组装后横臂5的长度。
35.参照图1、图5，第一套块3活动套设在支撑臂2上，利用第一套块3在支撑臂2的高低调节，即可调整摄像机23的高度。第一套块3上设置有用于定位的驱动件4，所述驱动件4包括竖直固定在第一套块3上的固定条28，所述固定条28底端安装有第三电机27，所述第三电机27的驱动轴连接有驱动轮29，所述支撑臂2上竖向镶嵌有齿条7，所述齿条7与驱动轮29啮
合，通过启动第三电机27带动驱动轮29转动，能够使第一套块3沿支撑臂2升降，实现横臂5的升降调节。
36.参照图1、图6和图7，横臂5远离第一套块3的一端设置有第二套块8，第二套块8上活动穿设有辅助杆9，所述第二套块8侧壁上安装有电动推杆10，利用辅助杆9能够对横臂5远离支撑臂2的一端支撑，提高横臂5的稳定性，电动推杆10启动使伸缩端插入第二套块8内与辅助杆9抵接，即可实现辅助杆9和第二套块8的相对定位，当电动推杆10收合时，可配合横臂5的升降调节。辅助杆9底端穿设有缓冲杆30，缓冲杆30底端设置有连接板31，连接板31上安装有滑轮32，当横臂5跟随支撑臂2旋转角度调节时，滑轮32在棉田内滚动，能够起到对横臂5远离支撑臂2的一端限位支撑的功能，提高摄像机23的稳定性，保证所采集图像的效果。辅助杆9内底部竖向开设有缓冲腔33，缓冲腔33内竖直设置有弹簧34，缓冲杆30顶端伸入缓冲腔33内与弹簧34连接。利用弹簧34能够对缓冲杆30弹性支撑，使滑轮32具有弹性缓冲能力，进而可缓解滑轮32在棉田内滚动产生的震动，尽量避免震动对摄像机23的图像采集造成的影响。
37.工作原理：该为采集田间棉花冠层图像数据而设计的拍摄装置，使用时，将基座1放置在棉田内任意位置，通过固定钉17插入田地进行固定，此时，利用安装在横臂5上的滑座18底部的摄像机23，即可采集棉田内棉花的图像数据。
38.启动第一电机14带动主动齿轮13转动，利用主动齿轮13与从动齿轮11的啮合，能够驱使从动齿轮11带动支撑臂2转动，使横臂5带动摄像机23三百六十度任意角度旋转调节；启动第二电机21带动驱动齿轮22转动，利用驱动齿轮22与滑轨24下表面齿槽的啮合，能够驱使滑座18带动摄像机23沿滑槽20滑动，从而调整摄像机23的水平位置；启动第三电机27带动驱动轮29转动，能够使第一套块3沿支撑臂2升降，实现横臂5的升降调节，调节摄像机23的水平高度；通过上述方案，使的该装置在有限的结构下让摄像机23可以定位在棉田中任何一株棉花上方并拍摄图像数据，满足研究数据的采集需求。
39.通过插板25与连接螺钉26的插接配合，能够将多段横臂5快速拼接，既便于该装置的组装，同时可根据棉田面积调整横臂5的长度。
40.通过辅助杆9的设置，当电动推杆10启动使伸缩端插入第二套块8内与辅助杆9抵接，即可实现辅助杆9和第二套块8的相对定位。在横臂5跟随支撑臂2旋转调节过程中，辅助杆9底部的滑轮32在棉田内滚动，能够起到对横臂5远离支撑臂2的一端限位支撑的功能，提高摄像机23的稳定性，保证所采集图像的效果，同时在弹簧34对滑轮32的弹性支撑下，能够缓解滑轮32在棉田内滚动产生的震动，尽量避免震动对摄像机23的图像采集造成的影响。
41.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。