[0001] 本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种应用于温室番茄作物信息获取的多级升降装置。

[0002] 随着全球对农业生产效率和生产质量的需求不断提升，近年来现代设施农业呈现出快速增长的趋势。番茄作为一种典型的温室栽培作物，因其较高的经济价值和广泛的市场需求，在全球范围内得到了广泛的种植。在现代设施温室中，番茄植株的栽培方式为垂直栽培，垂直高度可达3‑4米。为了实现对番茄植株的精细化管理，需要对植株的关键器官进行监测。在现有技术中，对番茄果实的成熟度检测、计数以及对茎叶等关键器官的监测主要依赖人工进行，该方法存在劳动强度大、效率低下的问题。尽管有通过视觉传感器等技术获取作物数据的方法，但针对番茄等垂直栽培作物，尤其高达三米以上的番茄植株，现有技术难以实现多位点、全方位的作物信息获取，限制了精细化管理的实施。因此，需要一个稳定可靠的搭载传感器的升降装置以满足番茄垂直栽培方式从低到高，多个位点获取作物信息要求。

[0003] 针对以上问题，设计了一种应用于温室番茄作物信息获取的多级升降装置。该装置通过多级可升降模块协同工作，利用内侧滑轨和滑块使次级模块沿直线上下滑动，直流电机通过齿轮和齿条驱动模块收缩或展开，从而实现不同高度的作物关键信息获取。其固定于模块上的视觉传感器可以通过滚珠丝杆，由步进电机驱动，实现传感器高度位置的进一步调整。考虑到番茄植株采用行垄种植、垂直栽培，该升降装置搭载在无人车平台上，保证了装置在植株间运动的稳定性，平台可通过激光雷达实时导航，确保整个平台能够实现无人化精准作业。

[0023] 本发明提出一种应用于温室番茄作物信息获取的多级升降装置，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

[0024] 如图1、图3、图4、图5所示的本发明实施例，包括：轨道1、无人车平台2、可升降装置3、激光雷达4、视觉传感器5、滑轨3002、滚珠丝杆6、角码3008、步进电机6005、齿轮3005、滑块3003、限位器3007；

[0025] 其中激光雷达是一种通过发射并接收激光脉冲来测量距离并生成三维图像的设备。获取目标的三维点云数据。这些数据可用于构建线路及周边环境的三维模型，实现对线路状态的实时监测。底部的无人车2与激光雷达4配合行驶指定路径，从而带动车上的整个装置在植株间运动。

[0026] 在本实施例中，多级升降装置3主要由直流电机3006、齿轮3005、齿条3004、滑块3003和滑轨3002构成，如图5所示。直流电机3006通过联轴器驱动齿轮3005，齿轮与齿条
3004啮合。齿条固定在框架内侧滑轨3002的侧边。当直流电机旋转时，齿轮在齿条上进行传动，从而驱动次级框架沿滑轨上下滑动。滑块3003固定在次级框架的外侧，滑块沿滑轨运动时，使次级框架在上下滑动时更加平稳流畅。限位器3007安装在滑轨上，用于限制次级框架的升降范围，确保装置在工作状态下的安全性。

[0027] 视觉传感器5的传动装置由步进电机6005、滚珠丝杆6、滑轨3002及螺母座构成，如图4所示。步进电机6005通过控制丝杆6的旋转速度，带动固定在螺母座上的相机上下运动，丝杆的精密旋转使相机能够沿滑轨垂直移动，从而实现对视觉传感器高度的精确控制。

[0028] 在作业过程中，视觉传感器5的工作原理是：通过可升降模块和传感器自身高度的调节，获取番茄作物的完整信息。传感器能够捕捉叶片、果实及植株的生长状态等关键图像数据，并与基础的检测系统结合，实现对叶片健康、作物器官分析及果实成熟度的监测。

[0029] 如图1所示的工作流程为：

[0030] 1.将无人车平台2搭载的多级升降装置3放置在温室的轨道1上，准备作业。

[0031] 2.激光雷达4启动，规划行驶路径，并对作业环境进行实时监测。无人车平台沿预定的轨道移动，提供稳定的移动导向。

[0032] 3.设置巡检任务中需要获取的作物信息类型，并设置对应的监测高度位点。

[0033] 4.当无人车行驶至目标作物区域时，直流电机3006启动，带动齿轮3005沿齿条3004上下运动，次级框架沿滑轨滑动，进行高度调整。限位器3007确保升降范围受控，避免超出安全范围。

[0034] 5.步进电机6005通过滚珠丝杆6调整视觉传感器5的高度，使传感器精准定位于指定监测高度，完成作物信息采集。

[0035] 该装置通过激光雷达与无人车平台的协同配合，实现自动路径规划和监测。多级升降装置的精密传动结构保证了作业过程中装置的稳定性和可靠性，而视觉传感器的精确调节功能确保了作物的全面监测。

[0036] 此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。