CN103090783B - 一种用于植物茎秆的直径测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业工程领域，尤其是一种用于植物茎秆的直径测量装置。该测量装置包括测量架，测量架上装配有两个测量探头，两测量探头中的至少一个为活动探头并且它们之间形成测量位，活动探头传动连接有驱动装置，驱动装置受控连接有用于驱使活动探头向远离被测植物茎秆的方向移动设定位移的控制器，活动探头上固定装配有压力传感器，压力传感器用于通过感应被测植物茎秆的压力来为控制器提供工作信号，测量探头上还固定装配有用于测量两测量探头之间的距离的位移传感器，位移传感器通过A/D转换装置连接有显示器；该测量装置在测量过程中仅需使测量探头与被测植物茎秆轻轻接触一下即可，不会造成对被测植物茎秆的损伤，同时也保证了测量的精度。

Description

一种用于植物茎秆的直径测量装置
技术领域
本发明涉及农业工程领域，尤其是一种用于植物茎秆的直径测量装置。
背景技术
在农业生产中，需要依据植物的生长状况来控制灌溉、施肥、病虫害防治等措施。传统农业生产主要依靠人眼观察，以生产者的经验判定植物生长状况，这样得到的数据准确性会因人而异并且不准确，常常会导致水分和肥料的浪费或者灌溉、施肥不及时的情况，最终影响作物产量。现代农业中采用各种传感器来感知植物的生长状况，由于植物生长情况不能直接测量，而是通过间接地测量出能够表征这些变化的指标来监测植物生长状况。而植物茎秆直径作为表征植物的生长状况的一个重要指标日益受到研究者的重视。
目前对植物茎秆直径的测量装置主要有游标卡尺、接触式线性位移传感器和计算机视觉图像处理技术。三者中游标卡尺测量的精度不高，且不能自动监测；接触式线型位移传感器测量时需要对植物施加一个适当的预紧力，这个预紧力的存在影响植物的正常生长；计算机视觉图像处理技术的测量结果精度低，并且存在成本过高的缺陷。鉴于以上原因，有必要提供一种测量精度高，并且能对植物茎秆直径无损测量的新型用于植物茎秆的直径测量装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量精度高并且能对植物茎秆直径无损测量的用于植物茎秆的直径测量装置。
为了解决上述问题，本发明的用于植物茎秆的直径测量装置采用以下技术方案：用于植物茎秆的直径测量装置，包括测量架，测量架上装配有两个悬臂式的测量探头，两测量探头中的至少一个为活动探头并且它们之间形成用于测量植物茎秆直径的测量位，活动探头传动连接有驱动装置，驱动装置受控连接有用于驱使活动探头向远离被测植物茎秆的方向移动设定位移的控制器，活动探头上固定装配有压力传感器，压力传感器用于通过感应被测植物茎秆的压力来为控制器提供驱使驱动装置工作的工作信号，测量探头上还固定装配有用于测量两测量探头之间的距离的位移传感器，位移传感器通过A/D转换装置连接有显示器。
该测量装置的两个测量探头均为活动探头，两测量探头均在其各自的移动方向上与测量架导向配合。
所述测量架上设有滑道，测量探头通过所述滑道与测量架导向配合。
所述驱动装置为伺服电机。
所述位移传感器为微位移传感电容。
所述压力传感器为压电元件。
由于本发明的用于植物茎秆的直径测量装置在其测量架上装配有两个悬臂式的测量探头，并且两测量探头中的至少一个为活动探头，两测量探头之间形成用于测量植物茎秆直径的测量位，活动探头传动连接有驱动装置，驱动装置受控连接有用于驱使活动探头向远离被测植物茎秆的方向移动设定位移的控制器，活动探头上固定装配有压力传感器，压力传感器用于通过感应被测植物茎秆的压力来为控制器提供驱使驱动装置工作的工作信号，测量探头上还固定装配有用于测量两测量探头之间的距离的位移传感器，位移传感器通过A/D转换装置连接有显示器，因此，在使用时，可将被测植物茎秆置于所述测量位处，调节活动探头并使压力传感器感应与被测植物茎秆的接触压力，并由此向控制器发出信号以使驱动装置带动活动探头沿被测植物茎秆的径向（远离被测植物茎秆）移动设定距离，此时，通过显示器读出两测量探头之间的距离后再减去活动探头的位移（即所述设定位移）即可得出被测植物茎秆的直径，整个过程中仅需使测量探头与被测植物茎秆轻轻接触一下即可，不会造成对被测植物茎秆的损伤，同时也保证了测量的精度。
更进一步的，将两个测量探头均设为活动探头后，一方面可以方便对测量装置的调试，在使用时仅需将测量装置固定后通过移动两测量探头来找位即可，另一方面可实现对植物茎秆直径的动态测量，具体地说，当需要对植物茎秆的直径进行动态测量时，可首先将测量装置固定并使被测植物的茎秆位于测量位处，通过移动两测量探头进行首次测量后，驱动装置还可在植物茎秆长粗并与压力传感器再一次接触时驱动测量探头移动所述设定位移，依次循环则可实现对植物茎秆直径的动态测量。
附图说明
图1是本发明的用于植物茎秆的直径测量装置的一种实施例的结构原理图。
具体实施方式
本发明的用于植物茎秆的直径测量装置的一种实施例，如图1所示，包括测量架11，本实施例中，测量架11采用箱式结构，测量架11上装配有两个悬臂式的测量探头12，本实施例中，两侧测量探头12均为活动探头并且它们之间形成了测量位，当对植物茎秆的直径进行测量时，被测植物的茎秆位于该测量位处，每个测量探头12均可沿左右方向（从图1看）移动，测量架11上设有滑道111，测量探头12通过该滑道111在活动方向上与测量架11导向配合，每个测量探头12均传动连接有驱动装置，本实施例中，驱动装置采用伺服电机13，伺服电机13均受控连接于一个控制器14，本实施例中，该控制器14为可编程控制器，用于控制伺服电机13以驱使对应的测量探头（沿被测植物茎秆的径向）朝远离被测植物茎秆的方向移动设定的距离，测量探头12的悬伸端装配有压力传感器15，本实施例中，压力传感器15采用压电元件，压力传感器15用于在进行测量工作时与被测植物茎秆轻微接触并将压力信号传递至控制器14，从而使控制器14根据压力传感器15的信号来控制伺服电机动作，最终完成测量探头远离被测植物茎秆的动作，测量探头12的内端（与测量架配合的一端）还固定装配有位移传感器16，本实施例中，位移传感器16采用微位移传感电容，位移传感器16通过A/D转换装置连接有显示器17，使用时位移传感器16可通过显示器17直接显示两测量探头之间的距离，以该显示距离减去测量探头的设定位移即可得出植物茎秆的直径。
在本发明的用于植物茎秆的直径测量装置的其它实施例中，还可仅将上述实施例中所述的两测量探头中的一个设为活动探头，上述实施例中所述的驱动装置还可以采用丝杠螺母机构、伸缩缸（伸缩气缸或伸缩油缸）等。

Claims (6)

1.用于植物茎秆的直径测量装置，其特征在于，包括测量架，测量架上装配有两个悬臂式的测量探头，两测量探头中的至少一个为活动探头并且它们之间形成用于测量植物茎秆直径的测量位，活动探头传动连接有驱动装置，驱动装置受控连接有用于驱使活动探头向远离被测植物茎秆的方向移动设定位移的控制器，活动探头上固定装配有压力传感器，压力传感器用于通过感应被测植物茎秆的压力来为控制器提供驱使驱动装置工作的工作信号，测量探头上还固定装配有用于测量两测量探头之间的距离的位移传感器，位移传感器通过A/D转换装置连接有显示器，通过显示器读出两测量探头之间的距离后再减去活动探头的位移即能得出被测植物茎秆的直径。
2.根据权利要求1所述的用于植物茎秆的直径测量装置，其特征在于，该测量装置的两个测量探头均为活动探头，两测量探头均在其各自的移动方向上与测量架导向配合。
3.根据权利要求2所述的用于植物茎秆的直径测量装置，其特征在于，所述测量架上设有滑道，测量探头通过所述滑道与测量架导向配合。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于植物茎秆的直径测量装置，其特征在于，所述驱动装置为伺服电机。
5.根据权利要求1-3任一项所述的用于植物茎秆的直径测量装置，其特征在于，所述位移传感器为微位移传感电容。
6.根据权利要求1-3任一项所述的用于植物茎秆的直径测量装置，其特征在于，所述压力传感器为压电元件。
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