CN108303316B - 一种作物茎杆抗倒伏强度自动测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪，包括基础支架、机械驱动机构、控制装置和执行机构，所述基础支架包括水平底板、左侧定位板和右侧定位板、手柄，所述左侧定位板和右侧定位板上还对称的设置有弧形滑槽；所述机械驱动机构包括驱动电机、动力轴、两个曲柄、连接块、两块弧形滑块；所述控制装置包括上限位开关和下限位开关、电池组、运行按钮、压力传感器、用于控制驱动电机运转和压力传感器信号处理的控制器；所述执行机构包括作物推杆，所述作物推杆后端固定在所述压力传感器上。本发明体积较小、结构简单，可实现对作物茎秆抗倒伏强度田间自动测量，测量过程速度稳定，数值精确度高，具有数据编辑、统计、存储和导出功能，应用价值较好。

Description

一种作物茎杆抗倒伏强度自动测量仪

技术领域

本发明属于现代农业装备领域，具体涉及一种作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪。

背景技术

田间作物的抗倒伏性是衡量作物品种优良的重要手段，一般采用抗倒伏测量装置进行测量。但是，由于现有的测量装置主要采用手工测量，无法保证测量作物推杆与作物茎秆的相互垂直，也无法确保测量速度的一致性，测量数据的准确性低、劳动强度大、数据记录过程繁琐。虽然采用具有记录功能的装置进行检测可以提高检测效率，但是装置体积较大，难以实现在田间作业。

因此，需要在传统作物茎秆抗倒伏强度测量装置的基础上，提供一种能够实现对田间作物茎秆抗倒伏强度自动测量的仪器，从而提高测量精度和测量效率、降低劳动强度。

发明内容

为了克服上述已有技术的不足，本发明提供了一种在不伤害作物的前提下，可以直接在田间进行作物茎秆抗倒伏强度自动测量的仪器。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪，包括：

基础支架，包括水平底板、竖直平行地固定在所述水平底板上的左侧定位板和右侧定位板、固定在所述左侧定位板和右侧定位板上方的手柄，所述左侧定位板和右侧定位板上还对称的设置有弧形滑槽；

机械驱动机构，包括驱动电机、动力轴、两个设置有直线滑槽的曲柄、连接块、对称连接于所述连接块左右两侧的两块弧形滑块，所述的驱动电机固定在所述水平底板上且与所述动力轴一端驱动连接；所述的两个曲柄对称地设置在所述左侧定位板和右侧定位板外侧且下端均与所述动力轴固定连接；所述连接块位于所述左侧定位板和右侧定位板之间，其左右两侧的弧形滑块分别与相邻一侧的所述弧形滑槽和直线滑槽滑动配合；

控制装置，包括固定在水平底板上用于限制所述曲柄摆动角度的上限位开关和下限位开关、用于供电的电池组、位于手柄的运行按钮、固定在连接块上的压力传感器、用于控制驱动电机运转和压力传感器信号处理的控制器，所述控制器位于所述左侧定位板和右侧定位板顶部，分别与驱动电机、上限位开关、下限位开关、运行按钮、压力传感器电路连接；

执行机构，包括作物推杆，所述作物推杆后端固定在所述压力传感器上。

优选地，所述动力轴横穿所述左侧定位板和右侧定位板且通过设置有滚动轴承的轴承座转动设置在所述水平底板上。

优选地，所述水平底板的底部均匀设置有若干呈阵列分布的固定叉头，所述固定叉头设置有锥形尖端。

优选地，所述水平底板形状为矩形，长度方向尺寸小于18cm，宽度方向尺寸小于15cm。

优选地，所述驱动电机采用低速度大扭矩微型减速电机，最低转速转/分钟，最大扭矩为30千克·厘米。

优选地，所述压力传感器采用S型微型拉压力传感器，测量范围为0~100N，测量精度为±0.05N。

优选地，所述电池组电压为12V，电池组容量在3000~10000mAh之间，可进行充电和更换。

优选地，所述控制器上还设置有显示屏和操作按钮，可用于对控制装置的开关、测量结果实时显示、查阅和编辑等工作。

优选地，所述的作物推杆的前端设置有可根据所测作物茎杆直径大小进行更换叉形部，所述叉形部设置有与作物茎秆直径大小相匹配的圆弧槽。

优选地，所述的叉形部通过螺纹或快速接头与作物推杆相连接。

相比现有技术，本发明针对使用传统作物茎秆抗倒伏强度测量装置在测量作物抗倒伏强度过程中，特别是在水稻抗倒伏强度测量过程中，存在测量过程不稳定、测量数据不精确的情况下提出的，是对现有作物茎秆抗倒伏强度测量装置的一种改进。通过使用低速电机作为动力，驱动曲柄滑块机构运动，并保持固定于连接块上的作物推杆角度固定，实现作物茎秆抗倒伏强度测量过程稳定，并通过自动检测装置实现测量数据的检测和记录。本发明结构简单、操作方便、适用于作物茎秆抗倒伏强度的自动测量。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2 为本发明实施例另一视角的立体结构示意图；

图中所示为：1-固定叉头；2-水平底座；3-动力轴；4-滚动轴承；5-右侧定位板；6-电池组；7-作物推杆；8-压力传感器；9-连接块；10-控制器；11-显示屏；12-操作按钮；13-运行按钮；14-手柄；15-左侧定位板；16-弧形滑槽；17-弧形滑块；18-直线滑槽；19-曲柄；20-下限位开关；21-驱动电机；22- 上限位开关。

具体实施方式

为更好理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例所表示的范围。

如图1、图2所示，一种作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪，包括：

基础支架，包括水平底板2、竖直平行地固定在所述水平底板2上的左侧定位板15和右侧定位板5、固定在所述左侧定位板15和右侧定位板5上方的手柄14，所述水平底板2形状为矩形，长度方向尺寸小于18cm，宽度方向尺寸小于15cm。所述左侧定位板15和右侧定位板5上还对称的设置有弧形滑槽16；

机械驱动机构，包括驱动电机21、动力轴3、两个设置有直线滑槽18的曲柄19、连接块9、对称连接于所述连接块9左右两侧的两块弧形滑块17，所述的驱动电机21固定在所述水平底板2上且与所述动力轴3一端驱动连接，所述动力轴3横穿所述左侧定位板15和右侧定位板5且通过设置有滚动轴承4的轴承座转动设置在所述水平底板2上；所述的两个曲柄19对称地设置在所述左侧定位板15和右侧定位板5外侧且下端均与所述动力轴3固定连接；所述连接块9位于所述左侧定位板15和右侧定位板5之间，其左右两侧的弧形滑块17分别与相邻一侧的所述弧形滑槽16和直线滑槽18滑动配合，所述弧形滑块17的一部分与弧形滑槽16滑动配合，另一部分伸入直线滑槽18并可沿直线滑槽18往复滑动。

控制装置，包括固定在水平底板2上用于限制所述曲柄19摆动角度的上限位开关22和下限位开关20、用于供电的电池组6、位于手柄14的运行按钮13、固定在连接块9上的压力传感器8、用于控制驱动电机21运转和压力传感器8信号处理的控制器10，本实施例中，所述电池组6固定在所述右侧定位板5内侧，充分利用左侧定位板15和右侧定位板5之间的空间，同时还能对所述电池组6起到一定的保护作用。所述控制器10位于所述左侧定位板15和右侧定位板5顶部并通过电路分别连接驱动电机21、上限位开关22、下限位开关20、运行按钮13、压力传感器8，可接收并保存压力传感器8采集的实时数据、控制驱动电机21的运行。

执行机构，包括作物推杆7，所述作物推杆7后端固定在所述压力传感器8上。

上述实施例中，所述水平底板2的底部均匀设置有若干呈阵列分布的固定叉头1，所述固定叉头1设置有锥形尖端，可扎入泥土中，保证整个装置的稳固性。

上述实施例中，所述驱动电机21采用低速度大扭矩微型减速电机，最低转速为5转/分钟，最大扭矩为30千克·厘米。

上述实施例中，所述压力传感器8采用S型微型拉压力传感器，测量范围为0~100N，测量精度为±0.05N。

上述实施例中，所述电池组6电压为12V，电池组容量在3000~10000mAh之间，可进行充电和更换。

上述实施例中，所述控制器10上还设置有显示屏11和操作按钮12，可用于对控制装置的开关、测量结果实时显示、查阅和编辑等工作。

上述实施例中，所述的作物推杆7的前端设置有可根据所测作物茎秆直径大小进行更换叉形部，所述的叉形部通过螺纹或快速接头与作物推杆7相连接，所述叉形部设置有与作物茎秆直径大小相匹配的圆弧槽，当测量不同作物茎秆直径的作物时，可相应的选择具有对应直径圆弧槽的叉形部，从而提高测量可靠性和稳定性。

上述实施例提供的作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪操作过程及工作原理：

上述实施例提供的作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪工作时，通过对控制器10的操作按钮12进行设备启动操作，显示屏11、压力传感器8处通电，驱动电机21驱动曲柄19向下限位开关20方向移动，碰到下限位开关20后停止，此时作物推杆7呈水平，设备处于准备待测状态。

其次进行工作台定位，一只手握住手柄14，另一只手扶测量仪侧面，将测量仪放置于田间，使作物推杆7的圆弧槽与作物茎秆紧贴，并使作物推杆7与作物茎秆垂直，且将测量仪底部固定叉头1插入泥土中。

接下来进行作物抗拉强度测量，用握住手柄14的手摁下运行按钮13，控制器10发出控制信号使得驱动电机21带动曲柄19向上限位开关22方向移动，使得弧形滑块17及其连接块9沿着弧形滑槽16运动，带动与连接块9连接的压力传感器8及作物推杆7推动作物茎秆产生弯曲，弯曲过程中保持作物推杆7与作物茎秆的垂直关系，显示屏11将实时显示测量结果，当曲柄19碰到上限位开关22，作物推杆7与水平面间的角度达到45°，驱动电机21停止并保持约2秒钟，显示屏11将显示测量最大值并保存。驱动电机21驱动曲柄19沿下限位开关20方向移动，直到碰到下限位开关20，驱动电机21停止运行，本次检测结束。

重复上述步骤，将测量仪置于另一个作物进行测量，全部测量结束后，可通过控制器的USB接口将测量结果输出到电脑。

本发明在结构上实现传统机械结构与自动检测装置的有机结合，自动化程度高，操作简单，实用性强。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪，其特征在于，包括：

基础支架，包括水平底板（2）、竖直平行地固定在所述水平底板（2）上的左侧定位板（15）和右侧定位板（5）、固定在所述左侧定位板（15）和右侧定位板（5）上方的手柄（14），所述左侧定位板（15）和右侧定位板（5）上还对称的设置有弧形滑槽（16）；

机械驱动机构，包括驱动电机（21）、动力轴（3）、两个设置有直线滑槽（18）的曲柄（19）、连接块（9）、对称连接于所述连接块（9）左右两侧的两块弧形滑块（17），所述的驱动电机（21）固定在所述水平底板（2）上且与所述动力轴（3）一端驱动连接；所述的两个曲柄（19）对称地设置在所述左侧定位板（15）和右侧定位板（5）外侧且下端均与所述动力轴（3）固定连接；所述连接块（9）位于所述左侧定位板（15）和右侧定位板（5）之间，其左右两侧的弧形滑块（17）分别与相邻一侧的所述弧形滑槽（16）和直线滑槽（18）滑动配合；

控制装置，包括固定在水平底板（2）上用于限制所述曲柄（19）摆动角度的上限位开关（22）和下限位开关（20）、用于供电的电池组（6）、位于手柄（14）的运行按钮（13）、固定在连接块（9）上的压力传感器（8），用于控制驱动电机（21）运转和压力传感器（8）信号处理的控制器（10）、所述控制器（10）位于所述左侧定位板（15）和右侧定位板（5）顶部，分别与驱动电机（21）、上限位开关（22）、下限位开关（20）、运行按钮（13）、压力传感器（8）电路连接；

执行机构，包括作物推杆（7），所述作物推杆（7）后端固定在所述压力传感器（8）上；

所述动力轴（3）横穿所述左侧定位板（15）和右侧定位板（5）且通过设置有滚动轴承（4）的轴承座转动设置在所述水平底板（2）上；

所述水平底板（2）的底部均匀设置有若干呈阵列分布的固定叉头（1），所述固定叉头（1）设置有锥形尖端。

2.根据权利要求1所述的作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪，其特征在于，所述水平底板（2）形状为矩形，长度方向尺寸小于18cm，宽度方向尺寸小于15cm。

3.根据权利要求1所述的作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪，其特征在于，所述驱动电机（21）采用低速度大扭矩微型减速电机，最低转速为5转/分钟，最大扭矩为30千克·厘米。

4.根据权利要求1所述的作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪，其特征在于，所述压力传感器（8）采用S型微型拉压力传感器，测量范围为0~100N，测量精度为±0.05N。

5.根据权利要求1所述的作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪，其特征在于，

所述电池组（6）电压为12V，电池组容量在3000~10000mAh之间，进行充电和更换。

6.根据权利要求1所述的作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪，其特征在于，

所述控制器（10）上还设置有显示屏（11）和操作按钮（12），用于控制装置的开关、测量结果实时显示、查阅和编辑。

7.根据权利要求1所述的作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪，其特征在于，

所述的作物推杆（7）的前端设置有根据所测作物茎秆直径大小进行更换叉形部，所述叉形部设置有与作物茎秆直径大小相匹配的圆弧槽。

8.根据权利要求7所述的作物茎秆抗倒伏强度自动测量仪，其特征在于，所述的叉形部通过螺纹或快速接头与作物推杆（7）相连接。