CN101477213B - 便携式手动多角度观测架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式手动多角度观测架，它主要由五个部分组成：三角架、旋转基座、倾斜角度调整装置、主杆和横杆；所述三角架固定在旋转基座下端，旋转基座上端安装固定有线轮，线轮一端设有摇把，在旋转基座上端安装中轴，主杆底部与中轴固定，有两个较短的侧辅助管的一端分别固定在旋转基座上端，另一端相互呈一定角度张开，它们的端部分别固定有轮子，有一根不锈钢丝绳绕过两个轮子和线轮后两端共同固定在主杆的适当位置上；横杆一端固定于主杆顶部，另一端为安装传感器探头的固定板。本发明可以解决现有大多数多角度测量系统所存在的耗资大、便携性差、测量高度唯一以及仪器本身在热点方向形成严重阴影干扰等技术问题。

Description

便携式手动多角度观测架

技术领域

本发明属于地学领域，具体涉及遥感地面观测技术。

背景技术

多角度遥感实验数据的获取是遥感发展的关键点之一，除了遥感专用的辐射测量仪器，还需要有多角度观测装置，现有的多角度测量装置根据其测量方式主要分为两类：

(1)传感器围绕固定中心点进行半球扫描，如美国JPL的PARABOLA，便携式地表及大气各向异性测量装置(Deering，1986，Remote Sensing ofEnvironment；Abdou，2000，Journal of Geophysical Research)，此测量方式在各个角度所测量目标物的不一致性导致目标地物必须保证均一；

(2)保持目标物与传感器的距离固定，通过移动传感器对同一目标物进行半球测量。代表性测量装置为瑞士苏黎世大学遥感实验室的FIGOS(Sandmeier，1999，IEEE)。此类装置采取方位轨，天顶弧及自动测量方式，能够在短时间内进行观测，但是关键的主平面观测却受观测架自身在地面形成的阴影干扰，2m的测量高度也要求目标地物相对矮小均一。该装置耗资巨大且体型笨重，严重限制了其推广性。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携式手动多角度观测架，以解决现有大多数多角度测量系统所存在的耗资大、便携性差、测量高度唯一以及仪器本身在热点方向形成严重阴影干扰等技术问题。

本发明所述的便携式手动多角度观测架，它主要由五个部分组成：高度可调且用于支撑与固定观测系统的三角架、控制测量方位的旋转基座、主杆倾斜角度调整装置、控制测量高度的主杆和用于安装传感器探头的横杆；所述三角架固定在旋转基座下端，旋转基座由位于下端的转盘座和位于上端的支撑下盘构成，转盘座和支撑下盘通过推动轴承实现转动连接，在转盘座上设有与支撑下盘相抵的起松开锁紧作用的调整螺栓；在支撑下盘上安装固定有支撑盘，该支撑盘为框架结构，其内通过线轮支架及轴安装有线轮，线轮一端设有摇把，在该支撑盘上端安装固定有轴承架，与线轮同方向设置的中轴通过球轴承固定在所述轴承架上，所述主杆通过所述中轴活动固定在轴承架上，有两个较短的侧辅助管的一端分别通过转轴活动固定在支撑盘上端，侧辅助管的另一端分别固定有轮子且相互呈一定角度张开，有一根不锈钢丝绳绕过两个侧辅助管另一端的两个轮子和线轮后两端共同固定在主杆的适当位置上；有一个与主杆垂直位置重叠设置的中辅助管，其顶部位于主杆固定不锈钢丝绳处下方且固定有支撑不锈钢丝绳的导向轮子，主杆的结构：由根据需要调整高度的若干节管焊件组成，横杆通过加强杆将其一端固定于主杆顶部，另一端为用于安装传感器探头的固定板。

如上所述的便携式手动多角度观测架，在支撑盘上设置一个角度尺，与中轴同步转动的指针位于该角度尺的前方。

本多角度观测系统具有以下几个方面的特点：

(1)造价低：所有支架、横杆和主杆等均由不锈钢管组成；方位与天顶控制台合二为一，即在变换方位的旋转基座上安装控制观测天顶角的普通量角装置与指示针；人工操作代替电机操控，减轻重量的同时降低耗费。

(2)结构精简，可操作性强：整套装置仅包含十几根不锈钢管与一个简易操作平台，通过卡扣或销子完成安装，简单便捷。整体结构简单，便于保养维修；

(3)测量高度灵活可变：针对不同结构的目标地物，选择不同的测量高度。本测量系统除了通过改变主杆数目调节测量高度外，还可使横杆沿主杆上下移动，移动范围为1节主杆长度。另外用于支撑的三脚架高度也可根据具体地物在0～2m范围内进行调整。此设计使得本观测系统适于对大多数地表覆盖类型进行多角度地面测量。

(4)热点捕捉：由于横杆长度达1.5m，太阳主平面观测视场内不存在除横杆与探头本身在内的其它仪器阴影，而横杆与探头所形成的较小投影相对于视场来说可忽略不计，故此设计能够较为精确地捕捉地表方向性特征中的重要现象-热点。

(5)重量轻：整体重量不超过20公斤，便于携带；手动操作，可在没有电源的条件下使用。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是图1的沿A-A方向的剖视图。

图3是图1的左视图。

具体实施方式

本发明的结构参见图1至图3。它主要由五个部分组成：高度可调且用于支撑与固定观测系统的三角架、控制测量方位的旋转基座、主杆倾斜角度调整装置、控制测量高度的主杆和用于安装传感器探头的横杆；所述三角架参见图1，它由上支脚23、脚架锁紧件35、下支脚24及地脚25组成，三角架固定在旋转基座下端，旋转基座是由位于下端的转盘座19和位于上端的支撑下盘14配合，通过推动轴承18实现转动连接组成，在转盘座19上设有与支撑下盘14相抵的起松开锁紧作用的调整螺栓39；在支撑下盘14上安装固定有支撑盘1，该支撑盘1为框架结构，其内通过线轮支架11及轴13安装有线轮12，线轮12一端设有摇把42，在该支撑盘1上端安装固定轴承架2，与线轮12同方向设置的中轴7通过球轴承41固定在所述轴承架2上，主杆下端通过中轴7活动固定在支撑盘1上。有两个较短的侧辅助管9的一端分别通过转轴活动固定在支撑盘1上端，另一端相互呈一定角度张开，它们的端部分别固定有轮子10，有一根不锈钢丝绳44绕过两个轮子10和线轮12后两端共同固定在主杆的适当位置上；有一个与主杆垂直位置重叠设置的中辅助管8，其顶部位于主杆固定不锈钢丝绳处下方且固定有支撑不锈钢丝绳的导向轮子。主杆为多杆可伸缩结构，包括管焊件4、5、6及锁紧件，共称主杆。横杆30通过加强杆32将其一端固定于主杆顶部，另一端为用于安装传感器探头的固定板33。在支撑盘上设置一个角度尺21，与中轴7同步转动的指针22位于该角度尺21的前方。为尽量避免仪器本身对测量的影响，观测架所有表面均涂黑。

手动多角度观测架各部位组成及调整原理：

一.组成

1.主杆：参见图1、3主要由管焊件4、5、6及横杆30、加强杆32、支脚锁紧件50等组成，可作倾斜运动；

2.支架包括支撑与固定观测系统的三角架、控制测量方位的旋转基座、主杆倾斜角度调整装置：参见图1、2，主要由转盘座19及上支脚23、下支脚24、脚架锁紧件35、地脚25等组成，支架的角度可以调整；在图2中，37是转动螺钉，它是侧辅助杆的旋转轴，工作时，辅助杆围绕它打开适当角度，携带时，可以将辅助杆收拢，减小空间以便携带；15是主轴锁紧件，采用包紧的方式锁紧主轴；38是腿螺钉，是旋转座与上支脚的连接件；16是加强柱，辅助加强支撑盘与下支撑盘的连接。

辅助部件：参见图1、2，主要由中辅助杆8、侧辅助杆9、钢丝绳44、钩子27、固定钩子的拉板26及蝶形螺母28、轮子10、轮螺钉36等组成，辅助主杆运动；

3.其它零部件：参见图2、3，线轮支撑架上的支撑盘1、倾斜锁紧杆34、角度尺21、指针22、仪器板33等。

二.调整

1.主杆的高度调整：根据需要可有以下几种方式

①主杆由三根管焊件组成，需要时可将中间管焊件5卸下，把管焊件6直接与管焊件4连接，可降低高度；

②横杆高度调整：松开管焊件6上的三通29，横杆可作上下的微调；

③支架高度调整：主要是调整支脚23的角度来实现高度的调整；

2.主杆倾斜角度调整：主杆倾斜角度调整是人工转动摇把组件42带动轴13，经轴带动线轮12转动；钢丝绳44缠绕在线轮上，两端头固定在钩子27上，钩子与主杆4固定，钩子高度可以调整，以张紧钢丝绳；形成一个钢丝环，线轮转动时钢丝绳拉动主杆倾斜转动，主杆可以在±70°范围内调整；

3.主杆旋转调整：支撑下盘14以及其上的零部件均与旋转轴17连接为一体，用轴承与支架转盘座19连接，松开锁紧39转动支撑下盘，实现主杆的旋转360°调整。

本发明的测量原理：本装置可对地表方向性特征进行全方位，全天顶测量，角度采样分辨率可视具体情况设定。对于类似垄状作物，为缩短测量时间，可选择四个典型平面进行测量，它们分别是：太阳主平面，垂直太阳主平面；顺垄平面；垂直垄平面。每个平面测量前后均对较为理想的漫射参考板进行垂直观测。

测量步骤如下：

①观测架安装：所有组成部分通过卡扣与螺丝进行连接，支撑架与主杆数目视地物复杂程度而定；

②探头固定：仪器探头安装至横杆一端的固定板上，并用胶带将光纤或电缆粘于观测架上，以避免其对观测的影响；

③观测架、参考板、测量人员及相应设备就位：在不破坏选定观测视场的前提下，将观测架移至目标地物中；根据观测架高度与位置确定参考板的架设点，参考板由可升降的对中杆与自制的托盘支撑；

④参考板测量：利用旋转基座将探头调整至参考板正上方，对参考板进行垂直观测；

⑤目标平面多角度测量：根据罗盘定向及阴影辅助方法，寻找目标平面；继而对目标平面进行-70°～70°天顶的观测，角度步长可自由选取(如5°或10°)；

⑥重复步骤④～⑤直到完成所有目标平面的观测；

⑦拆卸观测架，完成测量。

Claims (2)

1.一种便携式手动多角度观测架，其特征在于它主要由五个部分组成：高度可调且用于支撑与固定观测系统的三角架、控制测量方位的旋转基座、主杆倾斜角度调整装置、控制测量高度的主杆和用于安装传感器探头的横杆；所述三角架固定在旋转基座下端，旋转基座由位于下端的转盘座和位于上端的支撑下盘构成，转盘座和支撑下盘通过推动轴承实现转动连接，在转盘座上设有与支撑下盘相抵的起松开锁紧作用的调整螺栓；在支撑下盘上安装固定有支撑盘，该支撑盘为框架结构，其内通过线轮支架及轴安装有线轮，线轮一端设有摇把，在该支撑盘上端安装固定有轴承架，与线轮同方向设置的中轴通过球轴承固定在所述轴承架上，所述主杆通过所述中轴活动固定在轴承架上，有两个较短的侧辅助管的一端分别通过转轴活动固定在支撑盘上端，侧辅助管的另一端分别固定有轮子且相互呈一定角度张开，有一根不锈钢丝绳绕过两个侧辅助管另一端的两个轮子和线轮后两端共同固定在主杆的适当位置上；有一个与主杆垂直位置重叠设置的中辅助管，其顶部位于主杆固定不锈钢丝绳处下方且固定有支撑不锈钢丝绳的导向轮子，主杆的结构：由根据需要调整高度的若干节管焊件组成，横杆通过加强杆将其一端固定于主杆顶部，另一端为用于安装传感器探头的固定板。

2.如权利要求1所述的一种便携式手动多角度观测架，其特征在于：在支撑盘上设置一个角度尺，与中轴同步转动的指针位于该角度尺的前方。

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