CN111649731B - 一种矩阵式测绘探测设备 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种矩阵式测绘探测设备，涉及探测设备技术领域，包括主支架、副支架、导轨、驱动装置和探测装置，导轨包括平行且呈在主支架内横/纵并列设置的多对，多个副支架两侧连接于成对的导轨之间，驱动装置耦合连接副支架，使得副支架沿导轨延伸的方向位移，探测装置设置于副支架上。通过该一种矩阵式测绘探测设备，可以具有便利的，较低成本下高精度，方便对探测装置进行操作调节，可适应不同探测目标，完成精准探测目的。

Description

一种矩阵式测绘探测设备

技术领域

本发明涉及探测设备技术领域，尤其涉及一种矩阵式测绘探测设备。

背景技术

随着遥感和探测技术的高速发展，高空间分辨率遥感影像成为精准农业、目标识别、灾害评估、变化监测等应用的主要数据源。实际应用中，需要测绘装置扫过目标地形对目标地形信息进行获取，一般都是采用无人机或者同步卫星进行高空探测，尤其是无人机最为运用广泛。

但是由于探测装置装载在移动的载体上，或者探测目标是实时移动的话，那么探测方向也需要实时进行调整，并且远距离精确探测，需要多个探测装置进行多角度的探测，并将探测数据进行分析计算，才能得到更加准确和符合实际的探测数据，然而根据探测目标的大小和距离，多个探测装置之间的相对位置是需要调节的。

如公告号为CN111077516A的中国发明专利涉及一种地面监视雷达及探测方法，所述地面监视雷达M×N个子天线按环形矩阵排列，每个电子开关包括N个触点端和一个公共端，每个触点端均连接有一个子天线。通过控制每个电子开关的一公共端和N个触点端中的一个触点端之间的连接即可选通M×N个子天线形成的工作阵面，并实现对于第一雷达信号的发射和第二雷达信号的接收，从而确定监视目标的距离和方位。在上述申请中，M×N个子天线只需匹配M个发射组件和接收组件即可进行对于监视目标的距离和方位的确定，大大减少了发射组件和接收组件的使用数量，解决了传统地面监视雷达成本较高的技术问题，但是该方法仅仅提供了多个矩阵式探测器的控制，并没有针对矩阵式阵列的排布调节，导致只能对单一方向单一距离的目标进行探测，探测的效率低，探测使用限制性高。

综上所述，如何提供一种低成本，高精度，方便操作调节，可适应不同探测目标，完成精准探测目的的矩阵式测绘探测设备是本申请需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矩阵式测绘探测设备，用以解决现有技术中存在的问题，通过该一种矩阵式测绘探测设备，可以具有便利的，较低成本下高精度，方便对探测装置进行操作调节，可适应不同探测目标，完成精准探测目的。

为实现发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种矩阵式测绘探测设备，包括主支架、副支架、导轨、驱动装置和探测装置，所述导轨包括平行且呈在所述主支架内横/纵并列设置的多对，多个所述副支架两侧连接于成对的所述导轨之间，所述驱动装置耦合连接所述副支架，使得所述副支架沿所述导轨延伸的方向位移，所述探测装置设置于所述副支架上。

作为本发明的进一步优选，所述副支架包括基板、由所述基板侧面延伸的连接所述导轨的第一连接部以及位于所述基板上用于连接所述驱动装置的第二连接部。

作为本发明的进一步优选，所述第一连接部与所述基板间通过关节轴承可动连接。

作为本发明的进一步优选，所述导轨包括沿其延伸方向设置的连接板和位于所述连接板侧面的轨道，所述第一连接部嵌套连接于所述轨道外周面。

作为本发明的进一步优选，所述第一连接部包括与所述轨道外周面呈嵌合连接的连接面以及设于所述连接面上的至少一组沿所述轨道延伸方向设置的直线轴承。

作为本发明的进一步优选，所述连接板上沿其延伸方向设置有定位部，所述基板表面设有朝向所述连接板的第一定位装置。

作为本发明的进一步优选，所述连接板上沿其延伸方向设有多个用于穿设接入所述基板的电气线路的容纳部，所述容纳部呈前端由所述连接板表面延伸出的具有弹性的弯钩结构，所述容纳部末端与所述连接板表面具有一定间隔并形成一个开口。

作为本发明的进一步优选，每一对连接所述导轨两端设有连接架，所述主支架设有垂直所述导轨延伸方向设置的导槽，所述连接架与所述导槽呈齿轮齿条可动连接。

作为本发明的进一步优选，所述驱动装置包括固接于所述连接架的驱动电机、固接于所述驱动电机输出轴的绞盘以及拉绳，所述拉绳两端分别连接所述绞盘和所述第二连接部，所述绞盘与所述驱动电机的输出轴间还设有第二定位装置。

作为本发明的进一步优选，所述导轨包括沿其延伸方向可拆连接的多节。

本发明的有益效果在于：

1.通过主、副支架的组合形成可矩阵式调节的结构，提供良好的探测装置的可调性能从而可以适应不同探测目标的探测需求；

2.通过拉绳配合导轨导向稳定的方式实现低成本下便利、稳定的调节控制性能，同时拉绳结构使得在导轨的延伸方向上，可以以简单的加长拉绳长度的方式实现适应探测距离变化的整个***的加长，成本低，适应性好；

3.整体结构简单，维护便利，运行稳定。

附图说明

图1为本发明实施例一的整体结构示意图；

图2为本发明实施例一单个副支架处的结构示意图；

图3为本发明实施例一在第一连接部处的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例一连接架处的结构示意图；

图5为本发明实施例二整体结构示意图；

图6为本发明实施例二导轨的结构示意图；

图中各项分别为：1、主支架，11、导槽，2、副支架，21、基板，22、第一连接部，221、连接面，222、直线轴承，23、第二连接部，24、第一定位装置，3、导轨，31、连接板，311、定位部，312、容纳部，32、轨道，33、连接架，4、驱动装置，41、驱动电机，42、绞盘，43、拉绳，44、第二定位装置，5、探测装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述：

实施例一

如图1、2、3、4所示的一种矩阵式测绘探测设备，包括水平平行设置在上下两端从而设置在载体边的主支架1以及安装于主支架上副支架2、导轨3、驱动装置4和探测装置5，导轨3包括平行且呈在主支架1内横/纵并列设置(本实施例中为纵列，在其他优选实施方式中也可以为横列)的三对(在其他优选实施方式中可以为更多的数量)，多个副支架2两侧连接于成对的导轨3之间，驱动装置4耦合连接副支架2，使得副支架2沿导轨3延伸的方向位移，探测装置5通过螺钉等方式安装于副支架2上，探测装置5可以为光谱仪、探测头、望远镜等。在工作时，副支架2可以在导轨3的导向作用下实现沿其延伸方向的运动，从而可以以矩阵结构改变其上的探测装置的空间位置，从而可以针对不同探测目标的探测需求。

本实施例中，副支架2包括平板形状的基板21、由基板21侧面延伸的连接导轨3的第一连接部22以及位于基板21上用于连接驱动装置4的第二连接部223。

本实施例中，第一连接部22与基板21间通过关节轴承可动连接，从而具有两者之间相对转动的能力，使得在副支架2的安装和运行过程中，可以在路径不顺畅(如对置的导轨3并不完全平行)等情况下自适应的调整从而实现稳定的运行。

本实施例中，导轨3包括沿其延伸方向设置的连接板31和位于连接板31一侧的截面为矩形的轨道32，第一连接部22呈三面包围嵌套连接于轨道32外周面。

本实施例中，第一连接部22包括与轨道32外周面呈嵌合连接的连接面221以及设于连接面221上的三面各三组安装在连接面221上的沿轨道32延伸方向设置的滚轴结构的直线轴承222。该直线轴承通过螺纹安装在连接面221上的凹槽上的保持架实现连接与转动。

本实施例中，连接板31上沿其延伸方向一体焊接有凸起于其表面的脊形定位部311，定位部311上等距机加工有多个凹点，基板21表面安装有朝向连接板31的以激光/红外发射接收器制成的第一定位装置24。在运行时，第一定位装置24发射红外线或激光，并随着副支架2的运行相对定位部311移动，其即可在扫过定位部311上的凹点时通过接受定位部311反射的激光/红外线的速度记录扫过的凹点的数量，通过计算凹点的数量和间隔距离即可定位自身移动的距离，第一定位装置24电连接控制微机，控制微机也同时连接驱动装置4，从而通过反馈的移动距离的数据，可以控制驱动装置4将副支架2准确移动至预设的位置。

本实施例中，连接板31上沿其延伸方向安装有多个用于穿设接入基板21的电气线路的容纳部312，容纳部312呈前端由连接板31表面延伸出的具有一定弹性的金属或塑料弯钩结构，容纳部312末端与连接板31表面具有一定间隔并形成一个开口。电气线路在平时即收纳在容纳部312内，其末端连接于位于整体机构外部的控制微机和供电装置，其前端从基板21上设置的通孔中从后侧后侧向前侧为探测装置5和第一定位装置24供电并传输控制信息。其中探测装置5也连接入控制微机并可以进一步的对其探测情形进行控制。如此设置的电气线路可以实现从外部对副支架2上的装置的供电和通讯需求，且不会发生运行时的干涉，在副支架2移动时，电气线路在容纳部312内向上或向下随动，弯钩结构会有效限制器不会脱出发生打结、干涉等问题。同样的，为驱动装置4供电的线路也可以从中设置。

本实施例中，每一对连接导轨3两端通过螺栓连接的结构安装有板状的连接架33，主支架1下侧设有垂直导轨3延伸方向设置的导槽11，连接架33与导槽11之间通过接入控制微机的电机呈移动距离可控的齿轮齿条可动连接，其供电线路可以可动埋设在导槽11中从而实现无干涉的供电。从而可以实现探测装置5在垂直副支架2移动方向的运动，实现在整个主支架平面内的区域调节，具有更大的调节范围和对于复杂探测需求的适应性。

本实施例中，驱动装置4包括固接于连接架33的驱动电机41、固接于驱动电机41输出轴的绞盘42以及拉绳43，本实施例中的驱动电机41为相对于附图1平面平行的横置，在其他优选实施方式中也可以为满足布置空间下的相对垂直设置等。拉绳43两端分别连接绞盘42和第二连接部223，第二连接部223为螺纹连接在基板21上的钩体或环体以便于拉绳43的绑定，从而在需要驱动副支架2时通过转动绞盘42收卷拉绳43以实现对副支架2的拉动，本实施例中的驱动装置4在每一个副支架2上下两侧成对对称设置，并设置两个电机转向相反，即一个在收卷时，另一个即使断电也能由转子提供一定的阻尼，防止移动时的窜动、移动速度的阶跃等影响稳定运行和有效定位的问题。绞盘42与驱动电机41的输出轴间还设有第二定位装置44，第二定位装置44为套接在驱动电机41输出轴外侧的环形编码器，从而可以监测驱动电机41(绞盘42)的转动圈数，进而可以计算出将拉绳43收卷的距离，该数据也接入控制微机中，并从而可以通过软件比对与第一定位装置24的移动距离数据并通过一定的算法消除误差进一步的提高移动副支架2的移动定位精确性。

实施例二

实施例二所记载的技术方案与实施例一近似，其不同之处在于：

如图5、6所示，本实施例中，导轨3包括沿其延伸方向可拆连接的多节，从而可以通过多节之间公母榫头(图6)插接的方式连接得到较长的导轨3长度从而具有对于不同大小的载体的适应性。

同时，在本实施例中，每一导轨3的连接板31两侧都设有轨道32，故可以以如图5所示的三根导轨3间一体连接两组副支架2的结构布置，从而可以通过该结构实现多个副支架2的同步水平移动和控制，降低控制难度，提高运行效率。也可以进而满足一些更为复杂的显示需求(如探测装置5为需要多块组合拼接的高精度望远镜时，共同水平移动可以有效减少驱动不同步带来的组件分离问题)。

以上实施例只是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种矩阵式测绘探测设备，其特征在于，包括主支架(1)、副支架(2)、导轨(3)、驱动装置(4)和探测装置(5)，所述导轨(3)包括平行且呈在所述主支架(1)内横/纵并列设置的多对，多个所述副支架(2)两侧连接于成对的所述导轨(3)之间，所述驱动装置(4)耦合连接所述副支架(2)，使得所述副支架(2)沿所述导轨(3)延伸的方向位移，所述副支架(2)包括基板(21)、由所述基板(21)侧面延伸的连接所述导轨(3)的第一连接部(22)以及位于所述基板(21)上用于连接所述驱动装置(4)的第二连接部(223)，所述探测装置(5)设置于所述副支架(2)上，每一对连接所述导轨(3)两端设有连接架(33)，所述主支架(1)设有垂直所述导轨(3)延伸方向设置的导槽(11)，所述连接架(33)与所述导槽(11)呈齿轮齿条可动连接，所述驱动装置(4)包括固接于所述连接架(33)的驱动电机(41)、固接于所述驱动电机(41)输出轴的绞盘(42)以及拉绳(43)，所述拉绳(43)两端分别连接所述绞盘(42)和所述第二连接部(223)，所述绞盘(42)与所述驱动电机(41)的输出轴间还设有第二定位装置(44)；所述导轨(3)包括沿其延伸方向设置的连接板(31)和位于所述连接板(31)侧面的轨道(32)，所述第一连接部(22)嵌套连接于所述轨道(32)外周面，所述连接板(31)上沿其延伸方向设置有定位部(311)，所述基板(21)表面设有朝向所述连接板(31)的第一定位装置(24)，所述第一定位装置(24)电连接有控制微机，所述控制微机也同时连接所述驱动装置(4)，从而通过反馈的移动距离的数据，可以控制所述驱动装置(4)将所述副支架(2)准确移动至预设的位置；同时所述第二定位装置(44)可以计算出将所述拉绳(43)收卷的距离，该距离数据也接入所述控制微机中，并从而可以通过软件比对与第一定位装置(24)的移动距离数据并通过一定的算法消除误差进一步的提高移动所述副支架(2)的移动定位精确性。

2.根据权利要求1所述的一种矩阵式测绘探测设备，其特征在于，所述第一连接部(22)与所述基板(21)间通过关节轴承可动连接。

3.根据权利要求1所述的一种矩阵式测绘探测设备，其特征在于，所述第一连接部(22)包括与所述轨道(32)外周面呈嵌合连接的连接面(221)以及设于所述连接面(221)上的至少一组沿所述轨道(32)延伸方向设置的直线轴承(222)。

4.根据权利要求1所述的一种矩阵式测绘探测设备，其特征在于，所述连接板(31)上沿其延伸方向设有多个用于穿设接入所述基板(21)的电气线路的容纳部(312)，所述容纳部(312)呈前端由所述连接板(31)表面延伸出的具有弹性的弯钩结构，所述容纳部(312)末端与所述连接板(31)表面具有一定间隔并形成一个开口。

5.根据权利要求1所述的一种矩阵式测绘探测设备，其特征在于，所述导轨(3)包括沿其延伸方向可拆连接的多节。

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