CN103557838B - 一种便携式耕地坡度测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式耕地坡度测量装置及测量方法，装置包括底座、撑杆、光斑发射机构和遮光板，撑杆下端安装在底座上，光斑发射机构通过转轴安装在撑杆上端并可绕转轴上下转动；在撑杆上端上还竖直设有角度尺；所述遮光板上设有标明高度的刻度尺，光斑发射机构所发射光斑用于打在刻度尺上以使刻度尺上光斑所在高度与光斑发射机构的高度一致。本发明可以直接测量整个坡面的坡度，测量结果更准确，主要用于平均坡度测量，即使坡面较长或局部有较大起伏，也不会影响本装置的准确测量，如果耕地出现明显的变坡，可以根据实际情况分段测量。

Description

一种便携式耕地坡度测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及农业耕地坡度测量技术的改进，具体涉及一种测量准确且便携的耕地坡度测量装置及测量方法，属于坡耕地坡度测量技术领域。

背景技术

坡度是坡耕地土壤侵蚀的关键影响因素，测定坡耕地的坡度是坡耕地侵蚀产沙规律研究以及坡耕地整治规划设计的重要基础。传统的坡度测量仪器主要有坡度仪和罗盘，它们均是应用水准器测量倾斜角度，其测量的角度是某一“点”处的角度，具有局域性，要通过该“点”坡度反映整个坡面的平均坡度必须要选择最能代表该坡面的点，这种选点会产生较大的误差，尤其是坡面起伏变化复杂的耕地操作起来就显得更麻烦。同时，罗盘是可以测走向、倾向、倾角的一种工具，三要素测定方法不一致，非专业人员使用时容易混淆。总体来说，坡度仪和罗盘对于坡面规则的耕地测量比较准确(因为规则坡面的坡度均一，局部坡度能直接反映整体坡度，但实际中这种坡面极少)，但对于变坡或耕作导致的坡面起伏较大的坡耕地则不合适宜。虽然经纬仪、全站仪等设备也可以进行坡耕地平均坡度测量，且结果准确，但其价格昂贵，也不方便携带，非专业人士操作困难，因此极少有人将经纬仪和全站仪用于普通的耕地坡度测量。

发明内容

    针对现有装置测量耕地坡度存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种测量结果更准确且便携的耕地坡度测量装置。

本发明还同时提供了一种测量准确的简易的耕地坡度测量方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种测量准确且便携的耕地坡度测量装置，包括底座、撑杆、光斑发射机构和遮光板，撑杆下端安装在底座上，光斑发射机构通过转轴安装在撑杆上端并可绕转轴上下转动；在撑杆上端上还竖直设有角度尺，角度尺的角度圆心位于光斑发射机构转轴所在直线上，且角度尺与光斑发射机构转动所在面平行或重合；所述遮光板上设有标明高度的刻度尺，光斑发射机构所发射光斑用于打在刻度尺上以使刻度尺上光斑所在高度与光斑发射机构的高度一致。

光斑发射机构的电源部件作为配重物设置在底座内，电源线一端与电源部件连接，另一端通过撑杆内部通道进入光斑发射机构内与光源连接。常规设置在光斑发射机构内的电源部件设置在底座内，可以减少光斑发射机构的重量，同时作为配重物可以增大底座质量，使底座更稳固，不易倾翻。

所述撑杆为便于收折的伸缩结构，收折后体积小巧，便于携带。

所述光斑发射机构与撑杆上端的连接处设有锁止机构，用于将光斑发射机构固定在需要位置，便于测量过程中腾出手来进行其它(如记录)工作。

所述底座上和遮光板上均设有水准器。通过水准器可以保证底座水平放置在地面上，同时遮光板竖直安放在地面上，更利于保证测量的准确性。

一种耕地坡度测量方法，本方法使用上述测量装置，其测量步骤为，

1）将测量装置中的底座、撑杆和光斑发射机构作为一个部件，将遮光板作为另一个部件，分别安放在所测耕地的上下坡位，并使两部件上下正对；

2）开启光斑发射机构开关使其发出的光斑照射到遮光板的刻度尺上，转动光斑发射机构使刻度尺上光斑相对地面高度与光斑发射机构转轴点相对地面的高度一致，而光斑相对地面高度可以通过刻度尺直接读取；

3）通过角度尺读取此时光斑发射机构与撑杆间的夹角，此夹角的余角即为耕地平均坡度。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本装置可以直接测量整个坡面的坡度，相比只能测量局部坡度的坡度尺和罗盘，本装置的测量结果更准确，对坡耕地土壤侵蚀和水土保持研究更具有参考价值。

2、本装置主要用于平均坡度测量，即使坡面较长或局部有较大起伏，也不会影响本装置的准确测量，如果耕地出现明显的变坡，可以根据实际情况分段测量。

3、本装置利用到的物理原理简单易懂，产品制造容易，成本低，可收折，便于携带，特别适合山区、丘陵地带耕地坡度测量。

附图说明

图1-本发明结构示意图（同时也是测量示意图）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1，从图上可以看出，本发明的耕地坡度测量装置，包括底座1、撑杆2、光斑发射机构3和遮光板4，撑杆2下端安装在底座1上并与底座垂直，光斑发射机构3通过转轴安装在撑杆2上端并可绕转轴上下转动。在撑杆2上端上还竖直设有角度尺5，角度尺的角度圆心位于光斑发射机构转轴所在直线上，且角度尺与光斑发射机构转动所在面平行或重合。所述遮光板4上设有表明高度的刻度尺6，在光斑发射机构上设有开关，打开开关，光斑发射机构即可发射光斑并照在刻度尺上以使刻度尺上光斑所在高度与光斑发射机构的高度一致（高度都是相对各自所在地的高度）。

本发明利用平行四边形的几何原理和特点，使用时使撑杆和遮光板处于竖直状态而互相平行，由于刻度尺上光斑相对地面高度与光斑发射机构转轴点相对地面高度一致，此时光斑所经过的路径大致与耕地平行，而光斑发射机构与光斑所经过路径位于同一直线上，从而光斑发射机构与撑杆间的夹角的余角即为耕地坡度，为了方便直接读取耕地坡度数值，角度尺5的角度刻度按逆时针标度0～90°。

本发明采用的光源是激光光源，因为激光聚焦性好，即使发射很远的距离也不易扩散，光斑形成性好。同时采用颜色鲜艳（如红色）的光斑更容易辨别光斑在刻度尺上的位置。遮光板最好是一块白色的有一定宽度(宽度为高度的1/2～1倍)可以折叠的遮光板，这样便于调整光斑，并在上面设置刻度即可。当然，根据本发明的测量原理，遮光板的高度需高于底座加撑杆的高度之和。

光斑发射机构的电源部件作为配重物设置在底座内，电源线一端与电源部件连接，另一端通过撑杆内部通道进入光斑发射机构内并与光源连接。常规设置在光斑发射机构内的电源部件改置在底座内，一方面可以减少光斑发射机构的重量，同时作为配重物可以增大底座质量，使底座更稳固，不易倾翻。如果电源配重还不够，可以再适当增加底座重量。

所述撑杆2为便于收折的伸缩结构，收折后体积小巧，便于携带。

所述光斑发射机构与撑杆上端的连接处设有锁止机构，用于将光斑发射机构固定在需要位置，便于腾出手来进行其它工作。

所述底座1上和遮光板4上均设有水准器7。通过水准器7可以保证底座1水平放置在地面上，同时使遮光板4竖直安放在地面上，其目的是使遮光板和撑杆平行，更利于保证测量的准确性。

为了增加读数的方便性，光斑发射机构与撑杆连接端形成一个开口槽（U形槽），开口槽将撑杆上端夹持并通过转轴连接。同时使角度尺位于开口槽内，开口槽朝向角度尺刻度那面的壁上具有透明的观察窗8，通过观察窗8可以直接进行角度的读数。

为了增加本产品的使用方便性，可以在遮光板上沿刻度尺设置若干热敏开关，每个热敏开关通过线路与对应的刻度尺亮显光源连接。在光斑照射热敏开关一定时间后，热敏开关积蓄足够的热量后将刻度尺亮显光源导通点亮，该点亮的光源使对应的刻度线高亮度显示。通过该结构，遮光板接收到光斑后该处的刻度值可自动高亮度显现出来，便于准确地找到光斑位置，以利于读数。热敏开关设置的密度可以跟刻度的密度一致，这样热敏开关只是将该处刻度线以高亮度显示而不影响读数精度。

本发明耕地坡度测量方法使用上述测量装置，其测量步骤为（参见图1），

1）将测量装置中的底座、撑杆和光斑发射机构作为一个部件，将遮光板作为另一个部件，分别安放在需要测量的耕地9上下坡位，并使撑杆2和遮光板4竖直，同时两部件上下正对；

2）开启光斑发射机构3使其发出的光斑照射到遮光板的刻度尺6上，转动光斑发射机构使刻度尺上光斑相对地面高度与光斑发射机构转轴点相对地面高度一致，光斑相对地面高度通过刻度尺直接读取；

3）通过角度尺5读取此时光斑发射机构与撑杆间的夹角，此夹角的余角即为耕地坡度。为了方便直接读取耕地坡度数值，角度尺5的角度刻度按逆时针标度0～90°。

通过本发明的原理分析可以看出，本发明实际测量的是两点间的坡度，但只要我们对两点的选择合适，该两点的坡度也能够较为准确的代表整个坡面坡度，因此该方法是可行的。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种便携式耕地坡度测量装置，其特征在于：包括底座（1）、撑杆（2）、光斑发射机构（3）和遮光板（4），撑杆（2）下端安装在底座（1）上，光斑发射机构（3）通过转轴安装在撑杆（2）上端并可绕转轴上下转动；在撑杆（2）上端上还竖直设有角度尺（5），角度尺的角度圆心位于光斑发射机构转轴所在直线上，且角度尺与光斑发射机构转动所在面平行或重合；所述遮光板（4）上设有表明高度的刻度尺（6），光斑发射机构所发射光斑用于照在刻度尺上以使刻度尺上光斑所在高度与光斑发射机构的高度一致；刻度尺上光斑所在高度和光斑发射机构的高度都是相对各自所在地的高度；

所述遮光板为白色且可折叠，遮光板的高度高于底座与撑杆的高度之和。

2.根据权利要求1所述的耕地坡度测量装置，其特征在于：光斑发射机构的电源部件作为配重物设置在底座内，电源线一端与电源部件连接，另一端通过撑杆内部通道进入光斑发射机构内与光源连接。

3.根据权利要求1或2所述的耕地坡度测量装置，其特征在于：所述撑杆（2）为便于收折的伸缩结构。

4.根据权利要求1或2所述的耕地坡度测量装置，其特征在于：所述光斑发射机构与撑杆上端的连接处设有锁止机构，用于将光斑发射机构固定在需要位置。

5.根据权利要求1或2所述的耕地坡度测量装置，其特征在于：所述底座（1）上和遮光板（4）上均设有水准器（7）。

6.一种耕地坡度测量方法，其特征在于：本方法使用权利要求1的测量装置，其测量步骤为，

1）将测量装置中的底座、撑杆和光斑发射机构作为一个部件，将遮光板作为另一个部件，分别安放在需要测量的耕地上下坡位，并使两部件上下正对；

2）开启光斑发射机构使其发出的光斑照射到遮光板的刻度尺上，转动光斑发射机构使刻度尺上光斑相对地面高度与光斑发射机构转轴点相对地面高度一致，光斑相对地面高度通过刻度尺直接读取；

3）通过角度尺读取此时光斑发射机构与撑杆间的夹角，此夹角余角即为耕地坡度。