水质表环境拍摄采集智能装备及其工作方法技术

本发明专利技术涉及一种水质表环境拍摄采集智能装备及其工作方法，包括升降装置、三自由度并联机构和拍摄装置；所述的三自由度并联机构位于升降装置与拍摄装置之间，且三自由度并联机构下端与升降装置相连接，三自由度并联机构上端与拍摄装置相连接。本发明专利技术具有方位角度调节、相机固定和拍摄作业的功能，通过无人自动化拍摄的方式可实现对水面环境监测作业的功能，且智能化程度高、方位角度调节方便灵活、相机固定方便稳定和拍摄快速质量高。

【技术实现步骤摘要】
水质表环境拍摄采集智能装备及其工作方法
本专利技术涉及水域作业机械领域，具体的说是一种水质表环境拍摄采集智能装备及其工作方法。
技术介绍
水环境是指自然界中水的形成、分布和转化所处空间的环境，是指围绕人群空间及可直接或间接影响人类生活和发展的水体，其正常功能的各种自然因素和有关的社会因素的总体；也有的指相对稳定的、以陆地为边界的天然水域所处空间的环境，在地球表面，水体面积约占地球表面积的71％，水是由海洋水和陆地水二部分组成，分别与总水量的97.28％和2.72％。后者所占总量比例很小，且所处空间的环境十分复杂。水环境主要由地表水环境和地下水环境两部分组成，地表水环境包括河流、湖泊、水库、海洋、池塘、沼泽、冰川等，地下水环境包括泉水、浅层地下水、深层地下水等，水环境是构成环境的基本要素之一，是人类社会赖以生存和发展的重要场所，也是受人类干扰和破坏最严重的领域。水是人们赖以生存的丰富资源，人们利用水环境可以进行多种事务，比如渔业水产养殖、水上水路交通、水资源发电等等，随着人们对水资源利用的逐步加大，随之的水上作业也越来越多，比如水面环境监测观察、水面交通巡航、水域拍摄回传、水质观测、水上搜救救援等等，目前对于以上工作的进行都离不开的一方面就是拍摄作业，先对水环境表体进行照片采集后在进行数据及画面分析，找出有用的信息，目前对于水上拍摄作业多为人工乘船手持相机拍摄，但是人工在水域作业存在人身风险，也有少量进行无人机航拍，但是无人机由于续航问题不能大面积长时间作业，因此受到相应的限制；除此之外，现在的拍摄作业多采用三脚架，但是调节方位角度有限，而且调节时灵活性差，稳定差，导致拍摄时由于运动载体的波动导致拍摄画面抖动性大，影响拍摄的质量。鉴于以上情况，本专利技术提供了一种水质表环境拍摄采集智能装备用并联机械手。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种水质表环境拍摄采集智能装备用并联机械手。本专利技术所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。一种水质表环境拍摄采集智能装备用并联机械手，包括升降装置、三自由度并联机构和拍摄装置；所述的三自由度并联机构位于升降装置与拍摄装置之间，且三自由度并联机构下端与升降装置相连接，三自由度并联机构上端与拍摄装置相连接。作为本专利技术的进一步改进，所述的升降装置包括升降推杆、升降圆台和电动转盘；所述的升降推杆数量为四，升降推杆位于升降圆台下方，且升降推杆上端与升降圆台下端面相连接，电动转盘固定在升降圆台上端面中心位置处。作为本专利技术的进一步改进，所述的三自由度并联机构包括定平台、动平台、耳座、转轴、电动推杆、球铰链、连接座和限位弹簧，且耳座、转轴、电动推杆、球铰链、连接座和限位弹簧的数量均为三；所述的定平台和动平台均呈圆形状结构，且动平台位于定平台正上方，耳座位于定平台的上端面上，且耳座之间的安装中心角度为60度，连接座位于动平台下端面上，且耳座与连接座分别一一对应；所述的电动推杆底端通过转轴安装在耳座上，电动推杆顶端与连接座之间通过球铰链进行连接，限位弹簧绕套在电动推杆上端；具体工作时，通过电动推杆的上下往复运动可带动动平台的运动，且通过限位弹簧降低了三自由度并联机构运动时抖动性，增加了三自由度并联机构运动的平稳性，三自由度并联机构与串联机构相比刚度大，运动灵活，结构稳定，承载能力强且微动精度高，三自由度并联机构采用3-RPS的并联机构的形式，将三自由度并联机构应用到本专利技术中，一方面起到了对拍摄装置整体方位角度的调节，使得本专利技术可在各种姿态下进行全角度全方位无死角进行拍摄作业；另一方面通过三自由度并联机构提高了本专利技术的减震性能，即使处于颠簸或者非平衡状态下时，拍摄装置始终处于水平平稳状态，防止拍摄装置在拍摄作业时因抖动性或者倾斜性过大导致拍摄画面差的问题，进一步提高了本专利技术拍摄作业时的稳定性和安全性。作为本专利技术的进一步改进，所述的拍摄装置包括基座、旋转盘、滚珠、固定装置、点按装置和防护外罩；所述的基座下端设置有基台，基座上端设置有环圈，环圈下半段外侧沿其圆周方向均匀设置有刻度标记，刻度标记对拍摄装置在水平面上的整体旋转角度的调节起到了参考作用，环圈上半段外侧设置有外螺纹，环圈内侧设置有环形凹腔，旋转盘位于基座上端内部，旋转盘下端设置有旋转电机，且旋转电机与基座下端的基台相连接固定，旋转盘外侧壁上设置有半圆形凹槽，滚珠安装在基座与旋转盘之间，且滚珠一侧卡在环圈内侧的环形凹腔内，滚珠另一侧卡在旋转盘外侧壁上的半圆形凹槽；所述的固定装置数量为二，固定装置分别对称布置在旋转盘左右两侧，点按装置位于固定装置后侧端，防护外罩呈半球形壳体结构，防护外罩下端内侧设置有与基座的环圈上半段外侧外螺纹相配合的内螺纹，防护外罩位于基座上方，防护外罩材质为透明有机玻璃材料，采用螺纹安装连接的方式便于防护外罩的安装与拆卸，防护外罩对拍摄装置起到了防水和防坠落物的作用，同时由于防护外罩的材质为透明，不影响拍摄作业的进行。作为本专利技术的进一步改进，所述的固定装置包括移动滑轨、限位滑块、锁紧螺栓、横向固锁机构和纵向固锁机构；所述的移动滑轨上均匀开设有限位孔，限位滑块安装在移动滑轨上，且限位滑块与移动滑轨之间通过锁紧螺栓进行锁紧固定，限位滑块呈T型结构，横向固锁机构数量为二，横向固锁机构分别位于限位滑块前后两侧，纵向固锁机构位于限位滑块正上方；所述的横向固锁机构包括横向支撑板、横向导向杆、横向锁紧弹簧、横向连接柱和横向锁紧头；所述的横向支撑板为L型结构，且横向支撑板与限位滑块之间固连，横向导向杆位于横向支撑板和横向锁紧头之间，横向锁紧弹簧位于横向导向杆外侧，且横向锁紧弹簧一端通过横向连接柱与横向支撑板相连接，横向锁紧弹簧另一端通过横向连接柱与横向锁紧头相连接，横向锁紧头呈腰型平板状结构；所述的纵向固锁机构包括纵向支撑板、纵向导向杆、纵向锁紧弹簧、纵向连接柱和纵向锁紧头；所述的纵向支撑板呈倒立的L型结构，且纵向支撑板外侧设置有连接肋板，纵向导向杆位于纵向锁紧弹簧内侧，纵向锁紧弹簧两端通过纵向连接柱分别与纵向支撑板和纵向锁紧头相连接，纵向锁紧头呈钉耙状结构，纵向锁紧头前端均匀设置有锁紧爪，且锁紧爪呈楔形结构，锁紧爪下端面上设置有柔性海绵块。具体操作时，首先根据安装相机的尺寸型号大小，通过移动限位滑块在移动滑轨上的运动来调节相应的匹配尺寸，并用锁紧螺栓进行锁紧固定，同时限位滑块起到了对相机左右位置的固定限位；然后将相机放置到两个横向固锁机构之间，横向固锁机构起到了对相机前后位置的限位固定作用，纵向固锁机构起到了对相机上方位置的限位固定作用，且横向固锁机构和纵向固锁机构调节方便快捷，固锁力度适合，通过固定装置对相机前后、左右和上下的位置均进行了锁紧固定，防止了相机在拍摄作业过程中滑脱的现象，提高了本专利技术拍摄作业的安全性和稳定性。作为本专利技术的进一步改进，所述的点按装置包括点按导轨、封口块、导向轮、点按电机、点按转轴、点按支座、导向滑杆、点按升降柱、第一伸缩连杆、第一电机、第二电机、过渡转轴、第二伸缩连杆和点按头；所述的点按导轨数量为二，点按导轨内侧开设有凹型导槽，点按导轨左右两端分别通过封口块进行限位，导向轮位于点按导轨上的凹型导槽内，点按电机位于导向轮之间，点按电机采用双轴同步输出电机，点按转轴一端与导向轮相连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水质表环境拍摄采集智能装备的工作方法，水质表环境拍摄采集智能装备包括并联机械手，其特征在于：并联机械手包括升降装置、三自由度并联机构和拍摄装置；所述的三自由度并联机构位于升降装置与拍摄装置之间，且三自由度并联机构下端与升降装置相连接，三自由度并联机构上端与拍摄装置相连接；其中：所述的三自由度并联机构包括定平台、动平台、耳座、转轴、电动推杆、球铰链、连接座和限位弹簧，且耳座、转轴、电动推杆、球铰链、连接座和限位弹簧的数量均为三；所述的定平台和动平台均呈圆形状结构，且动平台位于定平台正上方，耳座位于定平台的上端面上，且耳座之间的安装中心角度为60度，连接座位于动平台下端面上，且耳座与连接座分别一一对应；所述的电动推杆底端通过转轴安装在耳座上，电动推杆顶端与连接座之间通过球铰链进行连接，限位弹簧绕套在电动推杆上端；所述的拍摄装置包括基座、旋转盘、滚珠、固定装置、点按装置和防护外罩；所述的基座下端设置有基台，基座上端设置有环圈，环圈下半段外侧沿其圆周方向均匀设置有刻度标记，环圈上半段外侧设置有外螺纹，环圈内侧设置有环形凹腔，旋转盘位于基座上端内部，旋转盘下端设置有旋转电机，且旋转电机与基座下端的基台相连接固定，旋转盘外侧壁上设置有半圆形凹槽，滚珠安装在基座与旋转盘之间，且滚珠一侧卡在环圈内侧的环形凹腔内，滚珠另一侧卡在旋转盘外侧壁上的半圆形凹槽；所述的固定装置数量为二，固定装置分别对称布置在旋转盘左右两侧，点按装置位于固定装置后侧端，防护外罩呈半球形壳体结构，防护外罩下端内侧设置有与基座的环圈上半段外侧外螺纹相配合的内螺纹，防护外罩位于基座上方，防护外罩材质为透明有机玻璃材料；所述的固定装置包括移动滑轨、限位滑块、锁紧螺栓、横向固锁机构和纵向固锁机构；所述的移动滑轨上均匀开设有限位孔，限位滑块安装在移动滑轨上，且限位滑块与移动滑轨之间通过锁紧螺栓进行锁紧固定，限位滑块呈T型结构，横向固锁机构数量为二，横向固锁机构分别位于限位滑块前后两侧，纵向固锁机构位于限位滑块正上方；所述的横向固锁机构包括横向支撑板、横向导向杆、横向锁紧弹簧、横向连接柱和横向锁紧头；所述的横向支撑板为L型结构，且横向支撑板与限位滑块之间固连，横向导向杆位于横向支撑板和横向锁紧头之间，横向锁紧弹簧位于横向导向杆外侧，且横向锁紧弹簧一端通过横向连接柱与横向支撑板相连接，横向锁紧弹簧另一端通过横向连接柱与横向锁紧头相连接，横向锁紧头呈腰型平板状结构；所述的点按装置包括点按导轨、封口块、导向轮、点按电机、点按转轴、点按支座、导向滑杆、点按升降柱、第一伸缩连杆、第一电机、第二电机、过渡转轴、第二伸缩连杆和点按头；所述的点按导轨数量为二，点按导轨内侧开设有凹型导槽，点按导轨左右两端分别通过封口块进行限位，导向轮位于点按导轨上的凹型导槽内，点按电机位于导向轮之间，点按电机采用双轴同步输出电机，点按转轴一端与导向轮相连接，点按转轴另一端与点按电机输出轴相连接，点按支座下端设置有电机连接座，点按支座中部设置有移动杆，移动杆前后两端分别设置有移动座，移动座下端设置有滑动轴承，点按支座上端设置有点按平台，且点按平台上设置有点按转台，导向滑杆位于点按导轨正上方，且导向滑杆两端分别设置有点按耳座，点按耳座固定在点按导轨上，滑动轴承安装在导向滑杆上，点按升降柱底端固定在点按转台上，点按升降柱顶端连接有第一伸缩连杆，第一电机主轴与第一伸缩杆一端相连接，第二电机位于第一伸缩连杆另一端上方，且第二电机主轴穿过第一伸缩连杆另一端与过渡转轴上端相连接，过渡转轴下端与第二伸缩连杆一端相固定，第二伸缩连杆另一端下方安装有点按头，且点按头呈圆台状结构；所述的工作方法，包括：首先根据安装相机的尺寸型号大小，通过移动限位滑块在移动滑轨上的运动来调节相应的匹配尺寸，并用锁紧螺栓进行锁紧固定，同时限位滑块对相机左右位置的固定限位；然后将相机放置到两个横向固锁机构之间，横向固锁机构对相机前后位置的限位固定，纵向固锁机构对相机上方位置的限位固定；通过电动推杆的上下往复运动带动动平台的运动。...

【技术特征摘要】
1.一种水质表环境拍摄采集智能装备的工作方法，水质表环境拍摄采集智能装备包括并联机械手，其特征在于：并联机械手包括升降装置、三自由度并联机构和拍摄装置；所述的三自由度并联机构位于升降装置与拍摄装置之间，且三自由度并联机构下端与升降装置相连接，三自由度并联机构上端与拍摄装置相连接；其中：所述的三自由度并联机构包括定平台、动平台、耳座、转轴、电动推杆、球铰链、连接座和限位弹簧，且耳座、转轴、电动推杆、球铰链、连接座和限位弹簧的数量均为三；所述的定平台和动平台均呈圆形状结构，且动平台位于定平台正上方，耳座位于定平台的上端面上，且耳座之间的安装中心角度为60度，连接座位于动平台下端面上，且耳座与连接座分别一一对应；所述的电动推杆底端通过转轴安装在耳座上，电动推杆顶端与连接座之间通过球铰链进行连接，限位弹簧绕套在电动推杆上端；所述的拍摄装置包括基座、旋转盘、滚珠、固定装置、点按装置和防护外罩；所述的基座下端设置有基台，基座上端设置有环圈，环圈下半段外侧沿其圆周方向均匀设置有刻度标记，环圈上半段外侧设置有外螺纹，环圈内侧设置有环形凹腔，旋转盘位于基座上端内部，旋转盘下端设置有旋转电机，且旋转电机与基座下端的基台相连接固定，旋转盘外侧壁上设置有半圆形凹槽，滚珠安装在基座与旋转盘之间，且滚珠一侧卡在环圈内侧的环形凹腔内，滚珠另一侧卡在旋转盘外侧壁上的半圆形凹槽；所述的固定装置数量为二，固定装置分别对称布置在旋转盘左右两侧，点按装置位于固定装置后侧端，防护外罩呈半球形壳体结构，防护外罩下端内侧设置有与基座的环圈上半段外侧外螺纹相配合的内螺纹，防护外罩位于基座上方，防护外罩材质为透明有机玻璃材料；所述的固定装置包括移动滑轨、限位滑块、锁紧螺栓、横向固锁机构和纵向固锁机构；所述的移动滑轨上均匀开设有限位孔，限位滑块安装在移动滑轨上，且限位滑块与移动滑轨之间通过锁紧螺栓进行锁紧固定，限位滑块呈T型结构，横向固锁机构数量为二，横向固锁机构分别位于限位滑块前后两侧，纵向固锁机构位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：充梦霞，
类型：发明
国别省市：江苏,32