多方位植物拍摄架及气候室的制作方法

1.本实用新型涉及植物成像技术领域，尤其涉及一种多方位植物拍摄架及气候室。


背景技术：

2.近年来，对植物拍摄测量越来越受到重视，拍摄植物试验照片是观察、记录植物生长的有效手段，可以直观形象地记录试验变化过程，清晰、规范的植物试验照片可以为试验结果及研究结论提供有力支撑，现有的拍摄装置运动方式单一，一方面能拍摄的植物数量有限，不能满足大面积植物的拍摄需求，另一方面对植物拍照位置不能准确定位。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种多方位植物拍摄架及气候室，以解决背景技术中提及的相关问题。
4.基于上述目的，本实用新型的第一方面提供了一种多方位植物拍摄架，包括：第一框架；拍摄组件，被配置为采集所述第一框架内的植物图像信息；竖直传动组件，与所述拍摄组件相对的两侧分别滑动连接，被配置为控制所述拍摄组件沿竖直方向往复运动；第一水平传动组件，与所述竖直传动组件相对的两侧分别滑动连接，被配置为控制所述竖直传动组件沿第一方向往复运动；第二水平传动组件，设置在所述第一框架上，与所述第一水平传动组件沿所述第一方向相对的两侧分别滑动连接，被配置为控制所述第一水平传动组件沿第二方向往复运动，所述第一方向和所述第二方向为相互垂直的水平方向。
5.进一步地，所述竖直传动组件包括：第二框架，所述拍摄组件被配置为在所述第二框架内竖直往复运动；第一滑动单元，竖直固定在所述第二框架的一侧，包括第一齿轮齿条滑动模组和第一电机，所述拍摄组件靠近所述第一滑动单元的一侧固定在所述第一齿轮齿条模组的第一滑块上，所述第一电机被配置为驱动所述第一齿轮齿条模组的齿轮转动，带动所述第一滑块竖直运动；第二滑动单元，竖直固定在所述第二框架与所述第一滑动单元相对的一侧，包括滑动连接的第一滑轨和第二滑块，所述拍摄组件靠近所述第二滑动单元的一侧固定在所述第二滑块上。
6.进一步地，所述第一滑动单元为一组，设置在所述第二框架的一侧中部；所述第二滑动单元为多组，均匀设置在所述第二框架上。
7.进一步地，所述第一水平传动组件包括：第三框架，所述竖直传动组件被配置为在所述第三框架内沿所述第一方向往复运动；第三滑动单元，固定在所述第三框架沿所述第二方向的一侧，设置方向朝向所述第一方向，包括第一同步带滑台模组和第二电机，所述竖直传动组件靠近所述第三滑动单元的一侧固定在所述第一同步带滑台模组的第三滑块上，所述第二电机被配置为驱动所述第一同步带滑台模组的皮带驱动轮转动，带动所述第三滑块沿所述第一方向往复运动；第四滑动单元，固定在所述第三框架与所述第三滑动单元相对的一侧，设置方向朝向所述第一方向，包括第二同步带滑台模组和连接轴，所述竖直传动组件靠近所述第四滑动单元的一侧固定在所述第二同步带滑台模组的第四滑块上，所述第
一同步带滑台模组和所述第二同步带滑台模组的所述皮带驱动轮通过所述连接轴传动连接。
8.进一步地，所述第三滑块和所述第四滑块均为多组，分别均匀设置在所述竖直传动组件侧面。
9.进一步地，所述第三框架上设有朝向所述第一方向的第一线缆托架，所述第一框架上设有朝向所述第二方向的第二线缆托架。
10.进一步地，所述第一水平传动组件被配置为在所述第一框架上沿所述第二方向往复运动，所述第二水平传动组件包括：第五滑动单元，固定在所述第一框架沿所述第一方向的一侧，设置方向朝向所述第二方向，包括第二齿轮齿条滑动模组和第三电机，所述第一水平传动组件靠近所述第五滑动单元的一侧固定在所述第二齿轮齿条滑动模组的第五滑块上，所述第三电机被配置为驱动所述第二齿轮齿条模组的齿轮转动，带动所述第五滑块沿所述第二方向往复运动；第六滑动单元，固定在所述第一框架与所述第五滑动单元相对的一侧，设置方向朝向所述第二方向，包括第三齿轮齿条滑动模组和第四电机，所述第一水平传动组件靠近所述第六滑动单元的一侧固定在所述第三齿轮齿条滑动模组的第六滑块上，所述第四电机被配置为驱动所述第三齿轮齿条模组的齿轮转动，带动所述第六滑块沿所述第二方向往复运动。
11.进一步地，所述第五滑块和所述第六滑块均为多组，分别均匀设置在所述第一水平传动组件侧面。
12.进一步地，所述第一框架底部设有多个可调地脚。
13.本实用新型的第二方面提供了一种气候室，内部设有如上第一方面所述的多方位植物拍摄架。
14.从上面所述可以看出，本实用新型提供的多方位植物拍摄架及气候室，通过设置竖直传动组件实现拍摄组件沿z轴方向运动；通过设置第一水平传动组件实现拍摄组件沿x轴方向运动；通过设置第二水平传动组件实现拍摄组件沿y轴方向运动；通过三种传动组件配合，实现拍摄组件在三维工作空间运动，从而实现对植物拍摄位置的准确定位，并且实现对三维工作空间内所有植物的拍摄需求，提高进行拍摄的植物数量；该多方位植物拍摄架及气候室结构简单，组装方便，稳定性强，可以满足拍摄组件对植物拍照的定位需求，定位准确，适合对高通量的植物进行拍摄测量。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
16.图1为本实用新型实施例中一种多方位植物拍摄架的结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例中竖直传动组件的结构示意图；
18.图3为本实用新型实施例中第一水平传动组件的结构示意图；
19.图4为本实用新型实施例中第二水平传动组件的结构示意图。
20.附图标记：1、第一框架；2、拍摄组件；3、竖直传动组件；3-1、第二框架；3-2、第一滑
动单元；3-3、第二滑动单元；3-4、第一齿轮齿条滑动模组；3-5、第一电机；3-6、第一滑块；3-7、第一滑轨；3-8、第二滑块；3-9、第一限位传感器；
21.4、第一水平传动组件；4-1、第三框架；4-2、第三滑动单元；4-3、第四滑动单元；4-4、第一同步带滑台模组；4-5、第二电机；4-6、第三滑块；4-7、第二同步带滑台模组；4-8、第四滑块；4-9、连接轴；4-10、第二限位传感器；
22.5、第二水平传动组件；5-1、第五滑动单元；5-2、第六滑动单元；5-3、第二齿轮齿条滑动模组；5-4、第三电机；5-5、第五滑块；5-6、第三齿轮齿条滑动模组；5-7、第四电机；5-8、第六滑块；5-9、第三限位传感器；
23.6、第一线缆托架；7、第二线缆托架；8、可调地脚。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、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，对本实用新型进一步详细说明。
25.需要说明的是，除非另外定义，本实用新型实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“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。
26.近年来，对植物拍摄测量越来越受到重视，拍摄植物试验照片是观察、记录植物生长的有效手段，可以直观形象地记录试验变化过程，清晰、规范的植物试验照片可以为试验结果及研究结论提供有力支撑。
27.目前，研究者普遍采用手持照相机对植物拍照进行记录，人为拍照很难保持拍照位置的一致性和拍摄稳定性，导致拍摄效果差，现有的一些可以控制移动的拍摄装置运动方式单一，例如只能进行一个方向的水平运动，这样单一的水平移动能拍摄的植物数量有限，不能满足大面积植物的拍摄需求，并且由于运动方向固定，对植物摆放的位置要求较高，不能根据植物位置准确定位调整。
28.以下，通过具体的实施例并结合图1-4进一步详细说明本实用新型的技术方案。
29.本实用新型的一些实施例中提供了一种多方位植物拍摄架，如图1所示，包括：第一框架1；拍摄组件2，被配置为采集所述第一框架1内的植物图像信息；竖直传动组件3，与所述拍摄组件2相对的两侧分别滑动连接，被配置为控制所述拍摄组件2沿竖直方向往复运动；第一水平传动组件4，与所述竖直传动组件3相对的两侧分别滑动连接，被配置为控制所述竖直传动组件3沿第一方向往复运动；第二水平传动组件5，设置在所述第一框架1上，与所述第一水平传动组件4沿所述第一方向相对的两侧分别滑动连接，被配置为控制所述第一水平传动组件4沿第二方向往复运动，所述第一方向和所述第二方向为相互垂直的水平方向。
30.如图1所示a方向为第一方向，b方向为第二方向，c方向为竖直方向。
31.通过设置竖直传动组件3实现拍摄组件2沿竖直方向运动，因为拍摄组件2体积较
大，通过竖直传动组件3与拍摄组件2相对的两侧分别滑动连接，可以使拍摄组件2受力均匀，提高运动稳定性。
32.通过设置第一水平传动组件4实现拍摄组件2沿第一方向运动，通过第一水平传动组件4与竖直传动组件3相对的两侧分别滑动连接，可以使竖直传动组件3受力均匀，提高运动稳定性。
33.通过设置第二水平传动组件5实现拍摄组件2沿第二方向运动，通过第二水平传动组件5与第一水平传动组件4沿所述第一方向相对的两侧分别滑动连接，可以使第一水平传动组件4受力均匀，提高运动稳定性。
34.通过三种传动组件配合，可以实现拍摄组件2在三维工作空间内运动，从而实现对植物拍摄位置的准确定位，植物摆放在三维工作空间内即可对植物进行拍摄，对植物摆放的位置要求不高，并且可以满足对三维工作空间内所有植物的拍摄需求，提高进行拍摄的植物数量。
35.该多方位植物拍摄架结构简单，组装方便，稳定性强，可以满足拍摄组件2对植物拍照的定位需求，无需人工进行定位拍摄，大大减少了测量人员的工作量和测量难度，适合对高通量的植物进行拍摄测量。
36.在一些实施例中，如图2所示，所述竖直传动组件3包括：第二框架3-1，所述拍摄组件2被配置为在所述第二框架3-1内竖直往复运动；第一滑动单元3-2，竖直固定在所述第二框架3-1的一侧，包括第一齿轮齿条滑动模组3-4和第一电机3-5，所述拍摄组件2靠近所述第一滑动单元3-2的一侧固定在所述第一齿轮齿条模组的第一滑块3-6上，所述第一电机3-5被配置为驱动所述第一齿轮齿条模组的齿轮转动，带动所述第一滑块3-6竖直运动；第二滑动单元3-3，竖直固定在所述第二框架3-1与所述第一滑动单元3-2相对的一侧，包括滑动连接的第一滑轨3-7和第二滑块3-8，所述拍摄组件2靠近所述第二滑动单元3-3的一侧固定在所述第二滑块3-8上。
37.第一电机3-5驱动第一齿轮齿条滑动模组3-4的齿轮转动，齿轮转动使第一滑块3-6沿着第一齿轮齿条滑动模组3-4的齿条竖直运动，进而带动拍摄组件2竖直运动。
38.第一齿轮齿条滑动模组3-4型号为xsk-20c，采用齿轮齿条传动，传递动力大、工作平稳，可靠性高，避免拍摄组件2受重力影响出现打滑现象，能保证恒定的传动比。
39.第一电机3-5为伺服电机，型号为akm2g，带有自动刹车功能，保证电机在停电的状态下拍摄组件2不会自由下滑。
40.在一些实施例中，如图2所示，所述第二框架3-1上设有第一限位传感器3-9，用于限制拍摄组件2沿竖直方向的运动行程。
41.在一些实施例中，如图2所示，所述第一滑动单元3-2为一组，设置在所述第二框架3-1的一侧中部；所述第二滑动单元3-3为多组，例如为两组，具体不做限定，均匀设置在所述第二框架3-1上，提高拍摄组件2运动的稳定性。
42.在一些实施例中，如图3所示，所述第一水平传动组件4包括：第三框架4-1，所述竖直传动组件3被配置为在所述第三框架4-1内沿所述第一方向往复运动；第三滑动单元4-2，固定在所述第三框架4-1沿所述第二方向的一侧，设置方向朝向所述第一方向，包括第一同步带滑台模组4-4和第二电机4-5，所述竖直传动组件3靠近所述第三滑动单元4-2的一侧固定在所述第一同步带滑台模组4-4的第三滑块4-6上，所述第二电机4-5被配置为驱动所述
第一同步带滑台模组4-4的皮带驱动轮转动，带动所述第三滑块4-6沿所述第一方向往复运动；第四滑动单元4-3，固定在所述第三框架4-1与所述第三滑动单元4-2相对的一侧，设置方向朝向所述第一方向，包括第二同步带滑台模组4-7和连接轴4-9，所述竖直传动组件3靠近所述第四滑动单元4-3的一侧固定在所述第二同步带滑台模组4-7的第四滑块4-8上，所述第一同步带滑台模组4-4和所述第二同步带滑台模组4-7的所述皮带驱动轮通过所述连接轴4-9传动连接。
43.第二电机4-5驱动第一同步带滑台模组4-4的皮带驱动轮转动，皮带驱动轮带动同步带转动进而带动第三滑块4-6沿第一方向运动，同时第一同步带滑台模组4-4的皮带驱动轮转动通过连接轴4-9带动第二同步带滑台模组4-7的皮带驱动轮转动，进而带动第四滑块4-8沿第一方向运动；第三滑块4-6和第四滑块4-8同步带动竖直传动组件3沿第一方向运动，进而带动拍摄组件2沿第一方向运动。
44.通过设置连接轴4-9保证了两组同步带滑台模组运动的同步性，进而提高了拍摄组件2运动的稳定性；第一同步带滑台模组4-4和第二同步带滑台模组4-7型号为xsk-17ft，采用同步带传动的方式传动效率高，节能效果好，同步带滑台模组占地面积小，价格低，可以降低使用成本。
45.在一些实施例中，如图3所示，所述第三框架4-1上设有第二限位传感器4-10，用于限制拍摄组件2沿第一方向的运动行程。
46.在一些实施例中，如图3所示，所述第三滑块4-6和所述第四滑块4-8均为多组，例如均为两组，具体不做限定，分别均匀设置在所述竖直传动组件3侧面，使竖直传动组件3运动更平稳。
47.在一些实施例中，如图1所示，所述第三框架4-1上设有朝向所述第一方向的第一线缆托架6，所述第一框架1上设有朝向所述第二方向的第二线缆托架7，线缆托架用于承载与拍摄组件2连接的线缆，避免线缆乱动，影响拍摄操作。
48.在一些实施例中，如图4所示，所述第一水平传动组件4被配置为在所述第一框架1上沿所述第二方向往复运动，所述第二水平传动组件5包括：第五滑动单元5-1，固定在所述第一框架1沿所述第一方向的一侧，设置方向朝向所述第二方向，包括第二齿轮齿条滑动模组5-3和第三电机5-4，所述第一水平传动组件4靠近所述第五滑动单元5-1的一侧固定在所述第二齿轮齿条滑动模组5-3的第五滑块5-5上，所述第三电机5-4被配置为驱动所述第二齿轮齿条模组的齿轮转动，带动所述第五滑块5-5沿所述第二方向往复运动；第六滑动单元5-2，固定在所述第一框架1与所述第五滑动单元5-1相对的一侧，设置方向朝向所述第二方向，包括第三齿轮齿条滑动模组5-6和第四电机5-7，所述第一水平传动组件4靠近所述第六滑动单元5-2的一侧固定在所述第三齿轮齿条滑动模组5-6的第六滑块5-8上，所述第四电机5-7被配置为驱动所述第三齿轮齿条模组的齿轮转动，带动所述第六滑块5-8沿所述第二方向往复运动。
49.第三电机5-4驱动第二齿轮齿条滑动模组5-3的齿轮转动，齿轮转动使第五滑块5-5沿着第二齿轮齿条滑动模组5-3的齿条朝第二水平方向运动，同时第四电机5-7驱动第三齿轮齿条滑动模组5-6的齿轮转动，齿轮转动使第六滑块5-8沿着第三齿轮齿条滑动模组5-6的齿条朝第二水平方向运动；第五滑块5-5和第六滑块5-8同步带动第一水平传动组件4沿第二方向运动，进而带动拍摄组件2沿第二方向运动。
50.由于第二水平传动组件5承载了第一水平传动组件4、竖直传动组件3和拍摄组件2的全部重量，重量较大需要更大的传递动力，通过采用两组电机分别驱动两组齿轮齿条滑动模组从而带动第一水平组件运动，满足了传递动力的需求。
51.第二齿轮齿条滑动模组5-3和第三齿轮齿条滑动模组5-6型号为xsk-80c，通过采用齿轮齿条传动的方式增大传递动力，可以平稳工作，可靠性高，能保证恒定的传动比。
52.在一些实施例中，如图4所示，所述第一框架1上设有第三限位传感器5-9，用于限制拍摄组件2沿第二方向的运动行程。
53.在一些实施例中，如图4所示，所述第五滑块5-5和所述第六滑块5-8均为多组，例如均为三组，具体不做限定，分别均匀设置在所述第一水平传动组件4侧面，使第一水平传动组件运动更平稳。
54.在一些实施例中，如图1所示，所述第一框架1底部设有多个可调地脚8，可调地脚8例如为四个，具体不做限定，分别设置在第一框架1的四个边缘立柱下方，通过调节可调地脚8可以保持第一框架1的水平状态。
55.在一些实施例中，框架材质为优质铝合金型材，可以实现快速安装。
56.在一些实施例中，所述多方位植物拍摄架还包括电连接的plc控制器和触摸屏，触摸屏型号为amz070w1ragd，plc控制器型号为sup070-sfa48，所述plc控制器与所述拍摄组件2、第一电机3-5、第二电机4-5、第三电机5-4、第四电机5-7、第一限位传感器3-9、第二限位传感器4-10和第三限位传感器5-9电连接。
57.通过触摸屏可以向plc控制器发送移动指令和拍摄指令，移动指令包括拍摄位置、移动距离和移动速度等；plc控制器接收移动指令后控制第一电机3-5、第二电机4-5、第三电机5-4和第四电机5-7转动，以调整拍摄组件2位置；plc控制器接收拍摄指令后控制拍摄组件2进行拍摄；第一限位传感器3-9、第二限位传感器4-10和第三限位传感器5-9可以向plc控制器发送限位信号，plc控制器接收限位信号后控制第一电机3-5、第二电机4-5、第三电机5-4和第四电机5-7停止转动。
58.在一些实施例中，使用该多方位植物拍摄架进行拍摄时需要先控制拍摄组件2沿第一方向和第二方向运动至指定位置后，再控制拍摄组件2竖直运动至工作位置；完成拍摄后需要先控制拍摄组件2竖直运动至安全位置，再控制拍摄组件2沿第一方向和第二方向运动，因为拍摄时距离植物较近，避免拍摄组件2水平运动影响到其他植物。
59.本实用新型的第二方面提供了一种气候室，内部设有如图1至图4所示的多方位植物拍摄架，气候室可以模拟各种气候条件，例如温度、光照条件等，具体不做限定，通过在气候室内设置多方位植物拍摄架，可以配合不同气候条件对植物进行拍摄，以便对植物进行深入研究。
60.本实用新型中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。
61.本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
62.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非
旨在暗示本实用新型的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
63.尽管已经结合了本实用新型的具体实施例对本实用新型进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
64.本实用新型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，凡在本实用新型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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。