CN108169035A - 一种作物抗倒伏测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种作物抗倒伏测量装置，包括机架，机架上设置有测量组件，测量组件包括动力装置、连接绳、茎秆夹、以及测量传感器，茎秆夹可夹持固定在作物茎秆上，连接绳的两端分别与茎秆夹和动力装置相连，动力装置通过连接绳向作物茎秆输出拉力以拉弯作物茎秆，测量传感器可测量茎秆的拉弯角、作用于茎秆上的拉力角和拉力值，从而对作物进行抗倒伏测量。本发明的作物抗倒伏测量装置可实现利用拉力传感器检测作物茎秆受到的拉力，并能够通过数据处理显示单元实时监测记录，作物抗倒伏测量装置可采用伺服电机代替人工拉动，通过控制电机转动的圈数控制作物茎秆拉弯的角度，实现精确测量。
Description
技术领域
本发明属于测量装置技术领域，尤其涉及一种作物抗倒伏测量装置。
背景技术
在玉米、小麦、高粱、烟草等茎秆作物中，茎杆的强度是决定抗倒伏能 力的主要因素。长期以来，玉米、高粱、烟草的倒伏给机械化收割带来很大 困难，同时也直接影响作物产量，倒伏发生越早，对作物产量的影响越严重， 减产幅度也越大。在现代化农业的生产发展中，作物的育种、生产、收获在 强调高产、大穗、优质、耐密的同时，也把抗倒伏性纳入考虑的范畴。
目前，国内外专家学者在作物抗倒伏强度测定技术上进行了大量的研 究，主要的方法有人工条件诱发倒伏，作物茎秆抗刺穿强度测定，作物抗拉 强度测定，作物茎秆横向折断强度测定等。我国作物抗倒性种植改良落后于 发达国家,种植创新能力不强,多以引入利用为主，往往在一些领域受到牵 制，缺少自主性，存在创新能力不足，甚至有些育种者仅粗糙地以感官测定 评价材料的倒伏性,因此作物茎秆抗刺穿强度测定还有待在方法上进一步优 化。
作物的抗拉强度测定方法可以对自然界风力等因素进行模拟，有效的表 达作物的抗倒伏特性，但在测定技术上缺少相应的通用化测量工具。针对这 种情况，需设计出作物茎秆抗弯测力仪，通过准确测定出茎秆受弯时所受的 力，经过分析计算出作物茎秆强度，对应改善作物茎秆倒伏的情况。
然而，现有的作物茎秆抗弯测力仪只能测量根部倒伏的仪器，对于茎部 的测量只能采用依靠人工的简易装置，测量过程需要人工干预，并且测量的 数据不够准确，效率不高。
发明内容
为解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种作物抗倒伏测量装 置，以实现对作物根部、茎部进行智能化测量，减少人工操作误差，提高测 量速度和效率。
为实现上述目的，本发明的作物抗倒伏测量装置的具体技术方案如下：
一种作物抗倒伏测量装置，包括机架，机架上设置有测量组件，测量组 件包括动力装置、连接绳、茎秆夹、以及测量传感器，茎秆夹可夹持固定在 作物茎秆上，连接绳的两端分别与茎秆夹和动力装置相连，动力装置通过连 接绳向作物茎秆输出拉力以拉弯作物茎秆，测量传感器可测量茎秆的拉弯 角、作用于茎秆上的拉力角和拉力值，从而对作物进行抗倒伏测量。
进一步，测量传感器包括用于测量拉力值的拉力传感器，用于测量拉力 角的拉力角传感器以及用于测量拉弯角的拉弯角传感器。
进一步，拉力传感器设置在连接绳上，拉力角传感器和拉弯角传感器设 置在连接绳的端部。
进一步，动力装置为可设置输出拉力的伺服电机。
进一步，机架上还设置有电源，电源与伺服电机相连以提供动力。
进一步，测量组件还包括用于引导连接绳滑动的导向机构，导向机构包 括设置在机架上的额滑轮支架和架设在滑轮支架上的滑轮组。
进一步，机架为长方体形支架，导向机构设置在机架的上方，动力装置 设置在机架的中部。
进一步，测量组件还包括数据处理显示单元，数据处理显示单元与测量 传感器相连，数据处理显示单元包括数据存储处理模块和显示模块，存储处 理模块可接受、存储测量传感器的测量数据，显示模块可实时显示测量数据。
进一步，机架上方设置有扶手，机架的底部设置有车轮。
本发明的作物抗倒伏测量装置的主要具有以下优点：
1)本发明的作物抗倒伏测量装置中，利用自动测量组件中的角度传感 器和拉力传感器实现对作物的弯曲角度以及弯曲受力进行精确测定；
2)本发明的作物抗倒伏测量装置中，采用伺服电机代替人工拉动，通 过控制电机的转动圈数控制拉弯的角度，获得准确的数据测量；
3)本发明的作物抗倒伏测量装置中，通过设置与传感器相连的数据处 理显示单元，能够同时显示作物茎秆的拉弯角α，作用于玉米茎秆上的拉力 角β和拉力值F的大小，数据处理显示单元可对这些数据进行存储，方便科 研人员查询数据，对玉米茎秆抗倒伏的质量分析。
附图说明
图1为本发明作物抗倒伏测量装置的结构示意图；
图2为作物茎秆拉弯前后的状态示意图。
附图标记为：1-扶手 2-导向机构 3-数据处理显示单元 4-动力装置 5-电源 6-茎秆夹
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明 的作物抗倒伏测量装置做进一步详细的描述。
如图1所示，本发明的作物抗倒伏测量装置包括机架，机架上方设置有 扶手1，机架的底部设置有车轮，使用者可以手握扶手1利用车轮推动作物 抗倒伏测量装置到指定地点进行测量。
机架上设置有用于测量作物茎秆的拉弯角α、作用于茎秆上的拉力角β 和拉力值F的测量组件，测量组件包括动力装置4、连接绳、茎秆夹6、以 及测量传感器。茎秆夹6用于夹住作物茎秆，连接绳的两端分别与茎秆夹6 和动力装置4相连，动力装置4输出的拉力通过连接绳传递到作物茎秆，以 拉弯作物茎秆，测量传感器可测量茎秆的拉弯角α、作用于茎秆上的拉力角 β和拉力值F。
测量传感器包括拉力角传感器，拉力传感器以及拉弯角传感器、拉力传 感器设置在连接绳上以测量拉力值F，拉力角传感器设置在连接绳的端部(如 连接绳与作物茎秆的连接端)；拉力角传感器可以是光学测量传感器，以测 量作用于茎秆上的拉力角β；拉弯角传感器设置在连接绳的端部(如连接绳 与作物茎秆的连接端)，以测量作物茎秆的拉弯角α。
如图2所示，虚直线为竖直的作物茎秆，弯曲线为拉弯的作物茎秆，作 用在弯曲线上的直线为连接绳和拉力的方向，通过对拉弯角α、拉力角β和 拉力值F的测量以及拉力和角度的分解计算可测评作物茎秆的拉弯性能。
上述动力装置4为电机、优选为可设置输出拉力的伺服电机，以精确控 制拉力值F，机架上还可设置电源5，动力装置4与电源5相连，电源5为 动力装置4提供动力。
测量组件中还包括用于引导连接绳滑动的导向机构2，导向机构2可引 导连接绳按设定路径滑动。例如，导向机构2包括滑轮支架和架设在滑轮支 架上的滑轮。
测量组件中还可包括数据处理显示单元3，数据处理显示单元3包括数 据存储处理模块和显示模块，数据处理显示单元3与测量传感器相连，数据 处理显示单元3可接受、存储测量传感器的测量数据并将测量数据进行处理 和实时显示。
本发明的作物抗倒伏测量装置使用过程如下：
工作时，首先由人工手握扶手1推动作物抗倒伏测量装置到达测试点， 利用茎秆夹6夹紧固定作物茎秆，将连接绳的一端与固定在作物茎杆上的茎 秆夹6相连，绳子的另一端通过导向机构2(滑轮)连接在动力装置4上； 接着，在动力装置4上设置好程序，设定动力装置4转动的圈数，进行拉弯 实验，数据处理显示单元3可显示拉弯角以及拉力值，实时存储；接着，更 改设定动力装置4的转动圈数，继续进行试验，检测不同拉弯角受到的拉力，从而测量不同弯曲程度作物茎杆受力情况，方便科研人员查询数据，进而实 现对玉米茎秆抗倒伏的质量分析。
由此，本发明的作物抗倒伏测量装置可实现利用拉力传感器检测作物茎 秆受到的拉力，并能够通过数据处理显示单元3实时监测记录，作物抗倒伏 测量装置可采用伺服电机代替人工拉动，通过控制电机转动的圈数控制作物 茎秆拉弯的角度，实现精确测量。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉 的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行 各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例 进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此， 本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范 围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (9)
1.一种作物抗倒伏测量装置，包括机架，机架上设置有测量组件，其特征在于，测量组件包括动力装置、连接绳、茎秆夹、以及测量传感器，茎秆夹可夹持固定在作物茎秆上，连接绳的两端分别与茎秆夹和动力装置相连，动力装置通过连接绳向作物茎秆输出拉力以拉弯作物茎秆，测量传感器可测量茎秆的拉弯角、作用于茎秆上的拉力角和拉力值，从而对作物进行抗倒伏测量。
2.根据权利要求1所述的作物抗倒伏测量装置，其特征在于，测量传感器包括用于测量拉力值的拉力传感器，用于测量拉力角的拉力角传感器以及用于测量拉弯角的拉弯角传感器。
3.根据权利要求2所述的作物抗倒伏测量装置，其特征在于，拉力传感器设置在连接绳上，拉力角传感器和拉弯角传感器设置在连接绳的端部。
4.根据权利要求1所述的作物抗倒伏测量装置，其特征在于，动力装置为可设置输出拉力的伺服电机。
5.根据权利要求4所述的作物抗倒伏测量装置，其特征在于，机架上还设置有电源，电源与伺服电机相连以提供动力。
6.根据权利要求1所述的作物抗倒伏测量装置，其特征在于，测量组件还包括用于引导连接绳滑动的导向机构，导向机构包括设置在机架上的额滑轮支架和架设在滑轮支架上的滑轮组。
7.根据权利要求6所述的作物抗倒伏测量装置，其特征在于，机架为长方体形支架，导向机构设置在机架的上方，动力装置设置在机架的中部。
8.根据权利要求1所述的作物抗倒伏测量装置，其特征在于，测量组件还包括数据处理显示单元，数据处理显示单元与测量传感器相连，数据处理显示单元包括数据存储处理模块和显示模块，存储处理模块可接受、存储测量传感器的测量数据，显示模块可实时显示测量数据。
9.根据权利要求1所述的作物抗倒伏测量装置，其特征在于，机架上方设置有扶手，机架的底部设置有车轮。
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