一种能够自由移动的田间植物表型平台

本技术涉及一种能够自由移动的田间植物表型平台，属于田间植物表型采集。

背景技术：

1、我国是一个农业大国，也是一个人口大国，粮食安全问题尤为重要，在提高粮食产量方面我国正在投入大量的工作，其中包括粮食优良品种选拔及育种的相关工作，同时随着国内科技的发展，我国农业发展的节奏正在逐渐加快，同时在植物学方面的研究也越来越深入，在这种背景下针对不同土壤，气候以及积温带开展的作物科研项目逐渐增多，科研需求的设备也在不断丰富。其主要集中在室内设施农业，做室内模拟环境培养的作物性状收集，室外实地科研设备较少，主要分为分布式物联网设备和移动平台两类，分布式设备主要是定点农情检测设备，并且需要辅助人工收集作物信息；移动平台主要是低空无人机以及轨道设施，通过挂载信息收集设备做植物信息收集。而移动平台中低空无人机及轨道设备均存在弊端，其中无人机需要人工操作，重复定位精度低，只能收集作物冠层数据；轨道车受轨道限制只能在设定轨迹做信息收集。因此，亟需一种自由移动平台，能进行高精度重复定位，以及具备不受空间限制的自由移动能力，来进行在室外的实地植物性状收集。

2、目前，国内田间植物表型采集仍以人工方式为主，人工操作无法做到统一，具有一定的差异量，并且需要大量具备专业知识的人操作，极大地限制了科研工作量，制约了作物生长的数据获取量。随着基因育种及人工智能的发展，急需大量有价值的作物生长及表型数据做分析训练。人工采集方式无法满足这种规范性数据。精准化、规范化的信息采集方式随着人工智能的进步已经变为一种科研必备能力。因此，为农业提供一款结构简单、适应型高的一种田间植物表型平台结构，来满足用户要求和市场需求。

技术实现思路

1、本实用新型是为了解决上述技术问题，进而提供了一种能够自由移动的田间植物表型平台。

2、本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

3、一种能够自由移动的田间植物表型平台，包括伴飞平台、周向分布在伴飞平台外侧的多组牵引组件及连接设置在伴飞平台与多组牵引组件之间的多条绳索，其中每个牵引组件均包括卷扬机构、立柱、由下到上依次固装在立柱上的下导向轮组、三滑轮张力传感器及上导向轮组，绳索的一端对应绕设在卷扬机构上，另一端依次经过下导向轮组、三滑轮张力传感器及上导向轮组后与伴飞平台固接。

4、进一步地，所述卷扬机构包括主架体以及设置在主架体内部的滚筒装配总成、驱动组件、传动组件及导线组件，其中导线组件包括横向安装在主架体上部的丝杠、螺纹配合安装在丝杠上的丝杠螺母、固装在丝杠螺母顶部的导轨板以及转动安装在导轨板上的一对第一导线轮，驱动组件通过传动组件控制滚筒装配总成及丝杠转动。

5、进一步地，导轨板上设置有限位开关。

6、进一步地，所述传动组件为链传动组件。

7、进一步地，上导向轮组包括竖向固装在立柱侧面的固定板、竖向且转动安装在固定板一侧的摆动轴以及通过支架转动安装在摆动轴上的第二导线轮，第二导线轮的中心轴线垂直于摆动轴设置，下导向轮组的结构与上导向轮组相同。

8、进一步地，牵引组件的数量为四组。

9、进一步地，多组牵引组件绕伴飞平台周向均布。

10、进一步地，立柱位于卷扬机构远离伴飞平台的一侧设置。

11、进一步地，上导向轮组及下导向轮组分别通过第一连接板固装在立柱上。

12、进一步地，三滑轮张力传感器通过第二连接板固装在立柱上。

13、本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

14、通过分布在伴飞平台周向的多组牵引组件，能够实现对伴飞平台在三维空间内的自由移动。

15、本实用新型的田间植物表型平台通过在多条绳索上设置三滑轮张力传感器，能够监测绳索拉力，达到精确控制伴飞平台在三维空间内自由移动的目的，同时大大提高操作安全性；还可以根据实际需要，在三滑轮张力传感器的滑轮上设置编码器，以直接测量绳索放出和收回的长度，即可实时计算出绳索精确的移动距离，进而进一步实现精确控制伴飞平台在三维空间内自由移动。

16、通过精确控制伴飞平台的三维移动，解决了农业低空高精度信息的采集和信息的连续跟踪问题，通过自动化的信息采集方式，杜绝了人工及半人工信息采集的偏差量，为科研提供更加精准的参考数据及样本。极大地提高作物生长数据收集的准确性和一致性，并提高科研机构及育种企业的科研数据准确性。

17、本实用新型的田间植物表型平台是基于电视转播行业悬浮式伴飞平台的大尺度田间植物表型平台，通过连接到卷扬机构及立柱上的绳索的收放来控制伴飞平台的三维移动。伴飞平台上可根据实际需要搭载多光谱相机、红外相机、激光雷达或超声波传感器等来进行田间表型测量。

18、本实用新型的田间植物表型平台可实现性高、结构简单且成本低，而且适应性强、定位精度高，可对任一位置进行长期时间序列测量，更易于推广普及。

技术特征：

1.一种能够自由移动的田间植物表型平台，其特征在于：包括伴飞平台(1)、周向分布在伴飞平台(1)外侧的多组牵引组件及连接设置在伴飞平台(1)与多组牵引组件之间的多条绳索(2)，其中每个牵引组件均包括卷扬机构(3)、立柱(4)、由下到上依次固装在立柱(4)上的下导向轮组(5)、三滑轮张力传感器(6)及上导向轮组(7)，绳索(2)的一端对应绕设在卷扬机构(3)上，另一端依次经过下导向轮组(5)、三滑轮张力传感器(6)及上导向轮组(7)后与伴飞平台(1)固接。

2.根据权利要求1所述的一种能够自由移动的田间植物表型平台，其特征在于：所述卷扬机构(3)包括主架体(31)以及设置在主架体(31)内部的滚筒装配总成(32)、驱动组件、传动组件及导线组件，其中导线组件包括横向安装在主架体(31)上部的丝杠(35)、螺纹配合安装在丝杠(35)上的丝杠螺母(36)、固装在丝杠螺母(36)顶部的导轨板(37)以及转动安装在导轨板(37)上的一对第一导线轮(38)，驱动组件通过传动组件控制滚筒装配总成(32)及丝杠(35)转动。

3.根据权利要求2所述的一种能够自由移动的田间植物表型平台，其特征在于：导轨板(37)上设置有限位开关(39)。

4.根据权利要求2或3所述的一种能够自由移动的田间植物表型平台，其特征在于：所述传动组件为链传动组件。

5.根据权利要求1所述的一种能够自由移动的田间植物表型平台，其特征在于：上导向轮组(7)包括竖向固装在立柱(4)侧面的固定板(71)、竖向且转动安装在固定板(71)一侧的摆动轴(72)以及通过支架(73)转动安装在摆动轴(72)上的第二导线轮(74)，第二导线轮(74)的中心轴线垂直于摆动轴(72)设置，下导向轮组(5)的结构与上导向轮组(7)相同。

6.根据权利要求1所述的一种能够自由移动的田间植物表型平台，其特征在于：牵引组件的数量为四组。

7.根据权利要求1所述的一种能够自由移动的田间植物表型平台，其特征在于：多组牵引组件绕伴飞平台(1)周向均布。

8.根据权利要求1所述的一种能够自由移动的田间植物表型平台，其特征在于：立柱(4)位于卷扬机构(3)远离伴飞平台(1)的一侧设置。

9.根据权利要求1所述的一种能够自由移动的田间植物表型平台，其特征在于：上导向轮组(7)及下导向轮组(5)分别通过第一连接板(8)固装在立柱(4)上。

10.根据权利要求1所述的一种能够自由移动的田间植物表型平台，其特征在于：三滑轮张力传感器(6)通过第二连接板(9)固装在立柱(4)上。

技术总结一种能够自由移动的田间植物表型平台，属于田间植物表型采集技术领域。本技术解决了现有的移动平台的移动能力受空间限制的问题。包括伴飞平台、周向分布在伴飞平台外侧的多组牵引组件及连接设置在伴飞平台与多组牵引组件之间的多条绳索，其中每个牵引组件均包括卷扬机构、立柱、由下到上依次固装在立柱上的下导向轮组、三滑轮张力传感器及上导向轮组，绳索的一端对应绕设在卷扬机构上，另一端依次经过下导向轮组、三滑轮张力传感器及上导向轮组后与伴飞平台固接。通过分布在伴飞平台周向的多组牵引组件，能够实现对伴飞平台在三维空间内的自由移动。技术研发人员：刘劼,韩守振,王祎民,高翔,王霖,张旗,黄岩,齐伟恒受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学人工智能研究院有限公司技术研发日：20231219技术公布日：2024/7/9