CN103389158B - 便携式野外光谱垂直测试架 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种测试平台，用于在野外对地物光谱的垂直测试，尤其是一种便携式野外光谱垂直测试架。一种便携式野外光谱垂直测试架，包括支撑架、伸缩杆、横梁；所述支撑架包含支撑空心管，在支撑空心管的下方设有踏压板，在所述踏压板下方设有固定钉，所述踏压板上面设有水平泡；所述伸缩杆包含外管、内管，内管一端可插入外管内上下滑动，所述横梁空心管一端按测量刻度的位置间隔均匀分布有螺孔，另一端设有长条形滑槽，在长条形滑槽上设有滑钉，在所述滑钉的下方设有角铁架。本发明结构简单，经济实用，用来在野外垂直测量地物光谱，也可以对地物进行垂直拍照，携带方便，测试范围广，数据稳定性好、精度高，方便在田间使用。

Description

便携式野外光谱垂直测试架

技术领域

本发明属于一种测试平台，用于在野外对地物光谱的垂直测试，尤其是一种便携式野外光谱垂直测试架。

背景技术

近地遥感垂直实验数据的获取是遥感数据获取最重要的方法之一,除了遥感专用的辐射测量仪器,还需要有垂直测试辅助装置。现有的垂直测试辅助装置主要有3种：一种是直接通过手臂作为支撑，利用手腕弯曲和目测来实现垂直测试，一种是用简单的器具例如木棍, 衣架支撑杆等作为支撑，再利用手腕弯曲和目测来实现垂直测试。这2种方法虽然非常简单也很实用，但是在田间进行测量时，由于受到测试高度的限制，测量视场范围受限，无法进行较大视场的测试，而且受手抖动,人体反射阴影等人为因素影响较大，测试时间稍长人手会疲劳抖动, 数据采集稳定性差，人体反射阴影等带来更多噪音,使得测量误差大。第三种是简单的直角测试架,虽然受人为因素影响较小,但大多不可伸缩, 仍存在高度和宽度限制的问题,且占用空间较大,精度不高，携带不方便。不适合在田间进行地物的垂直多功能高精度标准化光谱测试。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式野外光谱垂直测试架，即可用来在野外垂直测量地物光谱，也可以用来对地物进行垂直拍照，且携带方便，测试范围广，数据稳定性好，精度高，方便在田间使用。

本发明公开了一种便携式野外光谱垂直测试架，其特征在于主要包括支撑架5、伸缩杆、横梁12；

所述支撑架5包含支撑空心管，所述支撑空心管上设有测量标尺6，支撑空心管上按标尺刻度位置间隔均匀分布有螺孔4，在支撑空心管的下方设有踏压板2，在所述踏压板2下方设有固定钉1，所述踏压板2上面设有水平泡3；

所述伸缩杆包含外管9、内管11，外管9与内管11均为空心管，外管9为直管，内管11为直角弯管，内管11的管径尺寸小于外管9，内管11一端可插入外管9内上下滑动，外管9与内管11均设有测量标尺6，且按测量刻度的位置间隔均匀分布有螺孔4，所述外管9管径小于支撑架5空心管的管径，所述外管9可插入支撑架5空心管内上下滑动；

所述横梁12包含横梁空心管，所述横梁空心管上也设有测量标尺6，所述横梁空心管一端按测量刻度的位置间隔均匀分布有螺孔4，另一端设有长条形滑槽13，在长条形滑槽13上设有滑钉14，在所述滑钉14的下方设有角铁架15。分别用于挂接铅垂线17、光纤手柄18与固定相机16。

与所述的支撑架5、伸缩杆、横梁12配套使用最好还设有辅助部件，所述的辅助部件为胶带，指针线。

所述的支撑架5、伸缩杆、横梁12的空心管最好均为空心方管。

所述伸缩杆的外管9所设螺孔4最好为圆螺孔7与长条形螺孔8，圆螺孔7与长条形螺孔8间隔交错设置，内管11所设螺孔4为圆螺孔7。

作为一种实施方式，所述伸缩杆的外管9所设圆螺孔7沿刻度线最好每间隔20cm设置，所述长条形螺孔8设于相邻的两个圆螺孔7中间，长度最好为10cm,内管11所设圆螺孔7沿刻度线最好间隔5cm均匀设置。

所述支撑架5与横梁12的空心管所设螺孔4也最好为圆螺孔7，所设圆螺孔7沿刻度线间隔5cm均匀设置。

所述内管11的直角弯管处最好设有支撑杆10，可以增加其稳固性。

在实际使用中，现将本发明在结构上具体予以说明：

本发明包括高度固定且用于支撑与固定观测架的支撑架5，可自由伸缩控制高度、宽度和垂直角度的伸缩杆，用于安装传感器探头的横梁12和用于将以上设备连接和辅助测试的辅助部件。所述支撑架5自上而下由不锈钢方管（正四面体空心结构，厚度4mm,管径可选），踏压板2，水平泡3和固定钉1焊接而成，不锈钢方管上固定有标尺6，支撑架5用于固定伸缩杆，支撑架5上的不锈钢方管内径略大于伸缩杆外管外径,上面打有很多螺孔4通过螺杆和伸缩杆相连，并且可以实现一次短距离伸缩，最大伸缩50cm, 精度可达5cm,踏压板2用于将固定钉1踏入土中,上面有水平泡3可确定是否水平, 固定钉1被踏入土中用于固定支撑架5。伸缩杆有外管9和内管11两根不锈钢方管组成，外管9是一根直管，内管11是一长一短两根管焊接成的直角管，直角处有一个支撑杆10用于稳定直角不变形，内管11刚好能插入外管9并能自由伸缩，内外管上打有很多螺孔4通过螺杆相连，两根不锈钢方管上均固定有标尺6，外管9上打有很多螺孔4下部通过螺杆可以同支撑架5相连，实现一次短距离纵向伸缩，最大伸缩50cm，精度可达5cm,上面打有很多螺孔4可以同内管11相连，实现一次较长距离纵向伸缩，最大伸缩100cm，精度可达5cm,此外,外管9每隔10cm有一个10cm长的滑槽，即所述的长条形螺孔8,可以通过滑钉14（螺杆）与内管11相连。内管11上面打有很多螺孔4通过下部螺杆可以同外管9相连，实现一次较长距离纵向伸缩，最大伸缩100cm，精度可达5cm,通过滑钉14也可实现一次小距离的纵向伸缩，最大伸缩10cm, 精度可达1cm,内管11内径略大于横梁12外径,上面水平部分打有很多螺孔4通过螺杆可以同横梁12相连,再实现一次短距离横向伸缩，最大伸缩50cm, 5cm。横梁12是一根不锈钢直管，上面设有直角角铁架15，黑色铅垂线17，长条形滑槽13，直管上固定有标尺6刻度，其中空心管的一半设有多个螺孔4通过螺杆可与伸缩杆内管11相连接，另一半设有长条形滑槽13，长条形滑槽13通过滑钉14和角铁架15相连，通过滑钉14滑动，可实现一次短距离横向伸缩，最大伸缩50cm，精度可达1cm,直角角铁架15上有两个螺杆，一个用于固定光纤手柄18和铅垂线17，一个用于固定相机16,黑色铅垂线17固定在角铁架15上，不用时可取下，用于确定测试试场中心点位置。辅助部件设有胶带和指针线，还有螺孔相配合使用的螺杆、螺帽。螺杆，螺帽通过孔洞与不锈钢管各部分连接，所有螺杆，螺帽和孔洞大小一致，可实现相互联系，胶带用于固定光纤和光纤手柄18, 指针线一端可绑在伸缩杆上滑动,一端可通过人拉在目标物体正上方与铅垂线17垂直,用于指示待测地物高度。所有不锈钢方管上均固定有标尺6,标尺6和方管通过胶粘连,标尺6最小刻度为1cm,每根方管的规格不相同,自下而上,自左而右可实现互套。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。

本发明便携式野外光谱垂直测试架具有以下几个方面的特点:

1、成本低,材料普通:所有组件均由不锈钢方管组成,如需进一步减低成本减轻重量可用铝合金方管或方木作为原材料。所有组件和辅助部件均为日常用品, 材料获取容易,价格低廉,购买方便。

2、结构简单,安装拆卸便捷:整套装置仅包含几根不锈钢方管,一个简单焊接的支撑架和一些常用辅助部件组成,通过螺钉和胶带进行安装,制造过程简单,安装拆卸便捷,且便于保养维修。

 3、测量高度和宽度可调,视场范围较广:针对不同目标地物,可通过调节纵向和横向不同部位选择不同的测量高度和宽度。本测量系统除了通过伸缩杆进行较大高度的调节外,还可通过支撑架进行较小范围的高度调节, 通过滑钉实现高度的微调。此外,还可通过改变伸缩杆数目灵活调节测量高度。另外,横梁和伸缩杆可调节宽度外,通过滑钉也可实现宽度微调,此外,通过增加横梁的数目和长短还可进行更广的调节。此设计使得本观测架适于对大多数地表覆盖类型进行垂直地面测量。

4、测量精度高:测试架结构稳定,可控性强,测量高度和宽度可调性范围广,通过多个螺孔连接的部位一般精度可达5cm,通过长条形滑槽连接的部位微调精度可达1cm,通过各个直角焊接和连接可调整垂直,标尺,指针和铅垂线可对测量目标准确定位,可满足高精度标准化试验要求。

5、质量轻,携带方便: 测试架整体重量不超过5公斤,各组件的最长长度不超过1.2m,最宽宽度不超过60cm,可拆卸,一般小车均可装入,捆绑后装在箱子中人可轻易带走,便于携带。

本发明工作原理及工作过程调整描述如下：

1、测试架的高度调整:测试架的高度调整主要由伸缩杆高度调整来实现.伸缩杆由外管9和内管11不锈钢方管组成，外管9是一根直管，内管11是一长一短2根管焊接成的直角管，直角处有一个支撑杆10用于稳定直角不变形，内管11刚好能插入外管9并能自由伸缩，内、外管上面打有很多螺孔4通过螺杆相连，外管9上面打有很多螺孔4下部通过螺杆可以同支撑架5相连，实现一次短距离伸缩, 最大伸缩50cm，精度可达5cm。上面打有很多螺孔4可以同内管11相连，内管11上面打有很多螺孔4通过下部螺杆可以同外管9相连，实现一次较长距离伸缩, 最大伸缩可达100cm，精度可达5cm。此外,外管9每隔10cm有一个10cm长的长条形螺孔8,可以通过滑钉14与内管11相连,通过滑钉14滑动可实现一次微小距离的伸缩, 最大伸缩10cm,精度可达1cm。

2、测试架的宽度调整:测试架的宽度调整主要由横梁12调整来实现精度可达1cm。横梁12可以同伸缩杆内管11相连,内径略小于伸缩杆内管11内径,横梁12上面水平部分一半打有很多螺孔4通过螺杆同横梁12相连,实现一次短距离伸缩, 最大伸缩50cm, 精度可达5cm。另一半设有长条形滑槽13，长条形滑槽13通过滑钉14和角铁架15相连，通过滑钉14滑动,可实现一次短距离横伸缩, 最大伸缩50cm，精度可达1cm.

3、测试架垂直调整: 测试架的支撑架上焊有踏压板2和固定钉1,两者成直角,踏压板2上粘有水平泡3,可调节垂直.伸缩杆内杆上方成直角,上有支撑架5可固定垂直,铅垂线17和指针线焦点是直角可调节垂直,横梁12上的角铁架15有2个直角可调节垂直.

测量步骤如下:

1、测试架安装:支撑架5除水平泡3用胶连接外,其余各部分通过焊接连接, 支撑架5,伸缩杆和横梁12中的所有不锈钢方管之间均通过螺杆和螺帽进行连接,标尺6和不锈钢方管通过胶连接,伸缩架的数目可视地物复杂程度而增减。

2、光纤手柄和相机固定:仪器光纤手柄18和相机16安装在横梁12一端的角铁架15上,其中手柄18安装在角铁架15上面的螺杆上,相机16可安装在角铁下面的螺杆上, 光纤用胶带粘于测试架上, 以避免其对观测的影响。光纤从一头插入手柄18的部位顺次通过横梁12,伸缩杆和支撑架5每隔30cm左右粘一圈, 光纤粘连不可过紧,可在一定空间内自由移动,并在底部粘连时距离地面有一定距离,便于移动。

3、测试前准备:将测试架和仪器光纤连接好后,打开测试仪器预热, 根据目标物体的体积大小和仪器观测试场角计算测试的高度和宽度(测试试场半径),将测试架和仪器移动到目标物体附近,通过调整伸缩杆上的螺孔4和长条形螺孔8结合指针线精确调整测试高度,调整横梁12与伸缩杆上的螺孔4和横梁12上的滑槽13精确调整测试宽度,再根据铅垂线17(与光纤手柄共同连接在角铁架15上面的螺杆上,不用时可卸下)和指针线交点调整测试目标物体中心位置, 在不破坏选定目标地物观测视场的前提下,测试人员将观测架移至目标地物准确测试位置,准备测试。(整个过程需要2个人,一个人移动测试架和仪器,一个人计算试场范围辅助移动测试架并指挥测试架移动到正确位置)

4、目标地物的垂直测量:准备工作做好后,首先对参考板进行一次测试(标定),测试无误后人员离开视场范围,通过仪器操作测试目标地物光谱并拍照,完成一次测试。

5、重复测试: 重复步骤3、4直到完成所有目标地物的测试。

6、完成测试:测量完所有目标地物后存储数据,关闭仪器,拆卸观测架,完成测试。

与现有技术相比，本发明的优点是结构 简单，经济实用，可用来在野外垂直测量地物光谱，也可以用来对地物进行垂直拍照，且携带方便，测试范围广，数据稳定性好，精度高，方便在田间使用。

 附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1中支撑架的结构示意图。

图3为图1中伸缩杆外管的结构示意图。

图4为图1中伸缩杆内管的结构示意图。

图5为图1中横梁的结构示意图。

图中所示：1为固定钉，2为踏压板，3为水平泡，4为螺孔，5为支撑架，6为测量标尺刻度，7为圆螺孔，8为长条形螺孔，9为外管，10为支撑杆，11为内管，12为横梁，13为长条形滑槽，14为滑钉，15为角铁架，16为相机，17为铅垂线，18为光纤手柄。

具体实施方式

实施例1：

参照图1—图5，为本发明实施1的结构示意图一种便携式野外光谱垂直测试架，主要包括支撑架5、伸缩杆、横梁12；

所述支撑架5包含支撑空心管，所述支撑空心管上设有测量标尺6，支撑空心管上按标尺刻度位置间隔均匀分布有螺孔4，在支撑空心管的下方设有踏压板2，在所述踏压板2下方设有固定钉1，所述踏压板2上面设有水平泡3；

所述伸缩杆包含外管9、内管11，外管9与内管11均为空心管，外管9为直管，内管11为直角弯管，内管11的管径尺寸小于外管9，内管11一端可插入外管9内上下滑动，外管9与内管11均设有测量标尺6，且按测量刻度的位置间隔均匀分布有螺孔4，所述外管9管径小于支撑架5空心管的管径，所述外管9可插入支撑架5空心管内上下滑动；

所述横梁12包含横梁空心管，所述横梁空心管上也设有测量标尺6，所述横梁空心管一端按测量刻度的位置间隔均匀分布有螺孔4，另一端设有长条形滑槽13，在长条形滑槽13上设有滑钉14，在所述滑钉14的下方设有角铁架15。在所述滑钉14的下方设有角铁架15。分别用于挂接铅垂线17、光纤手柄18与固定相机16。

所述的支撑架5、伸缩杆、横梁12配套使用还设有辅助部件，所述的辅助部件为胶带，指针线。

所述的支撑架5、伸缩杆、横梁12的空心管均为空心方管。

所述伸缩杆的外管9所设螺孔4为圆螺孔7与长条形螺孔8，圆螺孔7与长条形螺孔8间隔交错设置，内管11所设螺孔4为圆螺孔7。

所述伸缩杆的外管9所设圆螺孔7沿刻度线每间隔20cm设置，所述长条形螺孔8设于相邻的两个圆螺孔7中间，长度为10cm,内管11所设圆螺孔7沿刻度线间隔5cm均匀设置。

所述支撑架与横梁12的空心管所设螺孔4为圆螺孔7，所设圆螺孔7沿刻度线间隔5cm均匀设置。

实施例2：

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于所述内管11的直角弯管处设有支撑杆10。

Claims (10)

1.一种便携式野外光谱垂直测试架，其特征在于主要包括支撑架（5）、伸缩杆、横梁（12）；

所述支撑架（5）包含支撑空心管，所述支撑空心管上设有测量标尺（6），支撑空心管上按标尺刻度位置间隔均匀分布有螺孔（4），在支撑空心管的下方设有踏压板（2），在所述踏压板（2）下方设有固定钉（1），所述踏压板（2）上面设有水平泡（3）；

所述伸缩杆包含外管（9）、内管（11），外管（9）与内管（11）均为空心管，外管（9）为直管，内管（11）为直角弯管，内管（11）的管径尺寸小于外管（9），内管（11）一端可插入外管（9）内上下滑动，外管（9）与内管（11）均设有测量标尺（6），且按测量刻度的位置间隔均匀分布有螺孔（4），所述外管（9）管径小于支撑架（5）空心管的管径，所述外管（9）可插入支撑架（5）空心管内上下滑动；

所述横梁（12）包含横梁空心管，管径略小于伸缩杆内管（11）管径，所述横梁空心管上也设有测量标尺（6），所述横梁空心管一端按测量刻度的位置间隔均匀分布有螺孔（4），通过螺杆可与伸缩杆内管（11）相连接，另一端设有长条形滑槽（13），在长条形滑槽（13）上设有滑钉（14），在所述滑钉（14）的下方设有角铁架（15）。

2.如权利要求1所述的便携式野外光谱垂直测试架，其特征在于与所述的支撑架（5）、伸缩杆、横梁（12）配套使用还设有辅助部件，所述的辅助部件为胶带，指针线。

3.如权利要求1或2所述的便携式野外光谱垂直测试架，其特征在于所述的支撑架（5）、伸缩杆、横梁（12）的空心管均为空心方管。

4.如权利要求1或2所述的便携式野外光谱垂直测试架，其特征在于所述伸缩杆的外管（9）所设螺孔（4）为圆螺孔（7）与长条形螺孔（8），圆螺孔（7）与长条形螺孔（8）间隔交错设置，内管（11）所设螺孔（4）为圆螺孔（7）。

5.如权利要求3所述的便携式野外光谱垂直测试架，其特征在于所述伸缩杆的外管（9）所设螺孔（4）为圆螺孔（7）与长条形螺孔（8），圆螺孔（7）与长条形螺孔（8）间隔交错设置，内管（11）所设螺孔（4）为圆螺孔（7）。

6.如权利要求5所述的便携式野外光谱垂直测试架，其特征在于所述伸缩杆的外管（9）所设圆螺孔（7）沿刻度线每间隔20cm设置，所述长条形螺孔（8）设于相邻的两个圆螺孔（7）中间，长度为10cm,内管（11）所设圆螺孔（7）沿刻度线间隔5cm均匀设置。

7.如权利要求1或2所述的便携式野外光谱垂直测试架，其特征在于所述支撑架（5）与横梁（12）的空心管所设螺孔（4）为圆螺孔（7），所设圆螺孔（7）沿刻度线间隔5cm均匀设置。

8.如权利要求3所述的便携式野外光谱垂直测试架，其特征在于所述支撑架（5）与横梁（12）的空心管所设螺孔（4）为圆螺孔（7），所设圆螺孔（7）沿刻度线间隔5cm均匀设置。

9.如权利要求1或2所述的便携式野外光谱垂直测试架，其特征在于所述内管（11）的直角弯管处设有支撑杆（10）。

10.如权利要求6所述的便携式野外光谱垂直测试架，其特征在于所述内管（11）的直角弯管处设有支撑杆（10）。