CN110553946A - 一种野外快速测降雨截留率的实验装置以及方法 - Google Patents

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于志磊
翁白莎
严登明
李蒙
杨裕恒
满子豪
白恒
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Abstract

本发明公开了一种野外快速测降雨截留率的实验装置以及方法，包括箱体和数据接收模块，所述箱体内腔的底部固定连接有水箱，所述水箱的顶部固定连接有驱动箱，所述箱体的背面固定连接有固定框，并且固定框的内部固定连接有第一驱动电机，涉及土质检测技术领域。该野外快速测降雨截留率的实验装置以及方法，能够非常方便的对降雨截留率进行测试，在测试时能够带动草皮进行前后移动以及带动喷头进行前后移动，使得草皮能够均匀的对水分进行渗入，使得草皮能够最大程度上对水分进行吸收，提高了实验的精度，在的得到实验数据之后，装置能够自动计算出实验结果，很大程度上方便了操作人员的使用，提高了工作效率。

Description

一种野外快速测降雨截留率的实验装置以及方法
技术领域
本发明涉及土质检测技术领域，具体为一种野外快速测降雨截留率的实验装置以及方法。
背景技术
大气中的水气几乎全部集中于对流层中，温度越高，大气可以容纳的水汽含量就越多，反之就越少。一定温度下，当空气不可容纳更多的水汽时，称为饱和空气。当饱和空气中的水汽和温度相匹配时，不会出现水汽凝结现象，但当空气达到过饱和状态时，则会产生多余的水汽并发生水汽凝结，土地勘测人员为科研需要，需要经常对草地的降雨截留率进行检测，降雨截留率为草地吸收水分的重量除以草皮的重量，现有的野外快速测降雨截留率的实验装置还存在以下不足：
1、在测量时，操作人员一般是通过搭建简易工具对降雨截留率进行检测，在实验测试时没有将水分均匀的渗入草皮的内部，使得草皮没有对水分完全吸收，导致后期实验数据精度不高；
2、在的得到实验数据之后，操作人员需要对实验数据进行一一记录，在实验数据全部记录完毕后，需要对数据进行计算，很大程度上降低了工作效率，同时装置不便于携带。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种野外快速测降雨截留率的实验装置以及方法，解决了野外快速测降雨截留率的实验装置检测精度不准，实验数据计算麻烦，不便于携带的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种野外快速测降雨截留率的实验装置，包括箱体和数据接收模块，所述箱体内腔的底部固定连接有水箱，所述水箱的顶部固定连接有驱动箱，所述箱体的背面固定连接有固定框，并且固定框的内部固定连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴通过连轴器固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆的一端依次贯穿箱体和驱动箱并延伸至驱动箱的内部，所述螺纹杆延伸至驱动箱内部的一端通过轴承与驱动箱的内部转动连接，所述螺纹杆的表面螺纹连接有螺纹套，所述螺纹套的顶部固定连接有移动杆，所述移动杆的顶端贯穿驱动箱并延伸至驱动箱的外部，所述移动杆延伸至驱动箱外部的一端固定连接有放置框，并且放置框内腔的底部固定连接有第一电子称重板，所述第一电子称重板的顶部固定连接有接水盆，所述放置框内腔的两侧之间固定连接有放置板，所述放置板顶部的两侧均固定连接有第二电子称重板，所述放置板的顶部开设有开口。
优选的，所述驱动箱内腔的两侧均固定连接有第一滑槽板，并且第一滑槽板的内部滑动连接有限位杆，所述限位杆的一端与螺纹套的表面固定连接。
优选的，所述箱体内腔顶部的两侧均固定连接有第二滑槽板，并且两个第二滑槽板之间滑动连接有滑动架，所述滑动架的顶部固定连接有联动齿牙，所述箱体内腔顶部的中部通过连接架固定连接有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴固定连接有与联动齿牙相配合使用的转动齿轮。
优选的，所述水箱内腔的底部固定连接有第三电子称重板，并且第三电子称重板的顶部固定连接有水泵，所述水泵的出水口连通有出水管，所述出水管的一端贯穿水箱并延伸至水箱的外部，所述出水管延伸至水箱外部的一端连通有喷头，所述出水管的表面通过连接块与滑动架的底部固定连接。
优选的，所述驱动箱顶部的两侧均固定连接有第三滑槽板，所述第三滑槽板的内部滑动连接有滑块，并且滑块的顶部与放置框的底部固定连接，所述水箱顶部的左侧连通有进水管，所述进水管的一端贯穿箱体并延伸至箱体的外部。
优选的，所述箱体底部的两侧固定连接有滑轮，所述箱体的顶部固定连接有拉杆架，所述箱体的表面通过合页铰接有箱门，所述箱体的表面且位于箱门的上方固定连接有显示屏，所述箱体内腔的一侧固定连接有中央处理模块。
优选的，所述第一电子称重板、第二电子称重板和第三电子称重板的输出端均与数据接收模块的输入端连接，所述数据接收模块的输出端与中央处理模块的输入端连接，并且中央处理模块的输出端与单片机的输入端连接，所述单片机的输出端与A/D转换模块的输入端连接，所述A/D转换模块的输出端与显示屏的输入端连接，所述中央处理模块的输入端与预设计算模块的输出端连接。
本发明还公开了一种野外快速测降雨截留率的实验装置的实验方法，具体包括以下步骤：
S1、在需要测量的区域随机取一块整草皮，打开箱门，将草皮放置在放置板上，此时放置板上的第二电子称重板会对草皮的进行称重，称重完毕业后，第二电子称重板会将称重的数据发送至数据接收模块，该数据记为W1；
S2、此时操作人员可以开启水泵，在开启水泵之前，第三电子称重板会检测水箱内水的重量，检测完毕后，第三电子称重板会将称重的数据发送至数据接收模块，该数据记为W2，水泵会将水箱内的水通过喷头喷洒到草皮的表面；
S3、在喷洒的过程中，操作人员可以开启第一驱动电机和第二驱动电机，第一驱动电机的输出轴会带动螺纹杆进行转动，螺纹杆会通过第一滑槽板和限位杆的相互配合来带动螺纹套进行前后移动，通过移动杆带动放置框进行前后移动从而带动草皮进行前后移动，第二驱动电机的输出轴会带动转动齿轮进行转动，转动齿轮会通过联动齿牙带动滑动架进行左右移动，从而带动喷头进行左右移动，通过草皮的前后移动和喷头的左右移动，使得草皮能够均匀的吸收到水分；
S4、在水箱中的水喷洒完毕后，接水盆中会接到多余的水，第一电子称重板会对接水盆中的水进行称重，会将称重的数据发送至数据接收模块，该数据记为W3；
S5、在使用前，操作人员可以通过预设计算模块，来输入预设计算公式，即/W1，此时自动计算模块会根据预设的公式以及接收到的数据进行计算，计算完毕后会通过单片机以及A/D转换器的相互配合将数据显示在显示屏上，从而使用人员进行查看。
(三)有益效果
本发明提供了一种野外快速测降雨截留率的实验装置以及方法。具备以下有益效果：
(1)、该野外快速测降雨截留率的实验装置以及方法，通过移动杆的顶端贯穿驱动箱并延伸至驱动箱的外部，移动杆延伸至驱动箱外部的一端固定连接有放置框，并且放置框内腔的底部固定连接有第一电子称重板，第一电子称重板的顶部固定连接有接水盆，放置框内腔的两侧之间固定连接有放置板，放置板顶部的两侧均固定连接有第二电子称重板，放置板的顶部开设有开口，能够非常方便的对降雨截留率进行测试，在测试时能够带动草皮进行前后移动以及带动喷头进行前后移动，使得草皮能够均匀的对水分进行渗入，使得草皮能够最大程度上对水分进行吸收，提高了实验的精度。
(2)、该野外快速测降雨截留率的实验装置以及方法，通过第一电子称重板、第二电子称重板和第三电子称重板的输出端均与数据接收模块的输入端连接，数据接收模块的输出端与中央处理模块的输入端连接，并且中央处理模块的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端与A/D转换模块的输入端连接，A/D转换模块的输出端与显示屏的输入端连接，中央处理模块的输入端与预设计算模块的输出端连接，在的得到实验数据之后，装置能够自动计算出实验结果，很大程度上方便了操作人员的使用，提高了工作效率。
(3)、该野外快速测降雨截留率的实验装置以及方法，通过箱体底部的两侧固定连接有滑轮，箱体的顶部固定连接有拉杆架，箱体的表面通过合页铰接有箱门，箱体的表面且位于箱门的上方固定连接有显示屏，该实验装置能够灵活的进行移动，方便携带。
附图说明
图1为本发明结构的示意图；
图2为本发明箱体结构的剖视图；
图3为本发明图2中A处的局部放大图；
图4为本发明驱动箱和固定框内部结构的俯视图；
图5为本发明水箱结构的剖视图；
图6为本发明第二驱动电机和转动齿轮结构的侧视图；
图7为本发明系统结构的原理框图；
图中，1、箱体；2、数据接收模块；3、水箱；4、驱动箱；5、固定框；6、第一驱动电机；7、螺纹杆；8、螺纹套；9、移动杆；10、放置框；11、第一电子称重板；12、接水盆；13、放置板；14、第二电子称重板；15、第一滑槽板；16、限位杆；17、第二滑槽板；18、滑动架；19、联动齿牙；20、第二驱动电机；21、转动齿轮；22、第三电子称重板；23、水泵；24、出水管；25、喷头；26、滑块；27、进水管；28、滑轮；29、拉杆架；30、箱门；31、显示屏；32、自动计算模块；33、单片机；34、A/D转换模块；35、预设计算模块；36、第三滑槽板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明实施例提供一种技术方案：一种野外快速测降雨截留率的实验装置，包括箱体1和数据接收模块2，箱体1内腔的底部固定连接有水箱3，水箱3的顶部固定连接有驱动箱4，箱体1的背面固定连接有固定框5，并且固定框5的内部固定连接有第一驱动电机6，第一驱动电机6的输出轴通过连轴器固定连接有螺纹杆7，螺纹杆7的一端依次贯穿箱体1和驱动箱4并延伸至驱动箱4的内部，螺纹杆7延伸至驱动箱4内部的一端通过轴承与驱动箱4的内部转动连接，螺纹杆7的表面螺纹连接有螺纹套8，螺纹套8的顶部固定连接有移动杆9，移动杆9的顶端贯穿驱动箱4并延伸至驱动箱4的外部，移动杆9延伸至驱动箱4外部的一端固定连接有放置框10，并且放置框10内腔的底部固定连接有第一电子称重板11，第一电子称重板11的顶部固定连接有接水盆12，放置框10内腔的两侧之间固定连接有放置板13，放置板13顶部的两侧均固定连接有第二电子称重板14，放置板13的顶部开设有开口。
本发明中，驱动箱4内腔的两侧均固定连接有第一滑槽板15，并且第一滑槽板15的内部滑动连接有限位杆16，限位杆16的一端与螺纹套8的表面固定连接。
本发明中，箱体1内腔顶部的两侧均固定连接有第二滑槽板17，并且两个第二滑槽板17之间滑动连接有滑动架18，滑动架18的顶部固定连接有联动齿牙19，箱体1内腔顶部的中部通过连接架固定连接有第二驱动电机20，第二驱动电机20的输出轴固定连接有与联动齿牙19相配合使用的转动齿轮21。
本发明中，水箱3内腔的底部固定连接有第三电子称重板22，并且第三电子称重板22的顶部固定连接有水泵23，水泵23的出水口连通有出水管24，出水管24的一端贯穿水箱3并延伸至水箱3的外部，出水管24延伸至水箱3外部的一端连通有喷头25，出水管24的表面通过连接块与滑动架18的底部固定连接。
本发明中，驱动箱4顶部的两侧均固定连接有第三滑槽板36，第三滑槽板36的内部滑动连接有滑块26，并且滑块26的顶部与放置框10的底部固定连接，水箱3顶部的左侧连通有进水管27，进水管27的一端贯穿箱体1并延伸至箱体1的外部。
本发明中，箱体1底部的两侧固定连接有滑轮28，箱体1的顶部固定连接有拉杆架29，箱体1的表面通过合页铰接有箱门30，箱体1的表面且位于箱门30的上方固定连接有显示屏31，箱体1内腔的一侧固定连接有中央处理模块32。
本发明中，第一电子称重板11、第二电子称重板14和第三电子称重板22的输出端均与数据接收模块2的输入端连接，数据接收模块2的输出端与中央处理模块32的输入端连接，并且中央处理模块32的输出端与单片机33的输入端连接，单片机33的输出端与A/D转换模块34的输入端连接，A/D转换模块34的输出端与显示屏31的输入端连接，中央处理模块32的输入端与预设计算模块35的输出端连接
本发明还公开了一种野外快速测降雨截留率的实验装置的实验方法，具体包括以下步骤：
S1、在需要测量的区域随机取一块整草皮，打开箱门30，将草皮放置在放置板13上，此时放置板13上的第二电子称重板14会对草皮的进行称重，称重完毕业后，第二电子称重板14会将称重的数据发送至数据接收模块2，该数据记为W1；
S2、此时操作人员可以开启水泵23，在开启水泵23之前，第三电子称重板22会检测水箱3内水的重量，检测完毕后，第三电子称重板22会将称重的数据发送至数据接收模块2，该数据记为W2，水泵23会将水箱3内的水通过喷头25喷洒到草皮的表面；
S3、在喷洒的过程中，操作人员可以开启第一驱动电机6和第二驱动电机20，第一驱动电机6的输出轴会带动螺纹杆7进行转动，螺纹杆7会通过第一滑槽板15和限位杆16的相互配合来带动螺纹套8进行前后移动，通过移动杆9带动放置框10进行前后移动从而带动草皮进行前后移动，第二驱动电机20的输出轴会带动转动齿轮21进行转动，转动齿轮21会通过联动齿牙19带动滑动架18进行左右移动，从而带动喷头25进行左右移动，通过草皮的前后移动和喷头的左右移动，使得草皮能够均匀的吸收到水分；
S4、在水箱3中的水喷洒完毕后，接水盆12中会接到多余的水，第一电子称重板11会对接水盆12中的水进行称重，会将称重的数据发送至数据接收模块2，该数据记为W3；
S5、在使用前，操作人员可以通过预设计算模块35，来输入预设计算公式，即W2-W3/W1，此时自动计算模块32会根据预设的公式以及接收到的数据进行计算，计算完毕后会通过单片机33以及A/D转换器34的相互配合将数据显示在显示屏31上，从而使用人员进行查看。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种野外快速测降雨截留率的实验装置，包括箱体(1)和数据接收模块(2)，其特征在于：所述箱体(1)内腔的底部固定连接有水箱(3)，所述水箱(3)的顶部固定连接有驱动箱(4)，所述箱体(1)的背面固定连接有固定框(5)，并且固定框(5)的内部固定连接有第一驱动电机(6)，所述第一驱动电机(6)的输出轴通过连轴器固定连接有螺纹杆(7)，所述螺纹杆(7)的一端依次贯穿箱体(1)和驱动箱(4)并延伸至驱动箱(4)的内部，所述螺纹杆(7)延伸至驱动箱(4)内部的一端通过轴承与驱动箱(4)的内部转动连接，所述螺纹杆(7)的表面螺纹连接有螺纹套(8)，所述螺纹套(8)的顶部固定连接有移动杆(9)，所述移动杆(9)的顶端贯穿驱动箱(4)并延伸至驱动箱(4)的外部，所述移动杆(9)延伸至驱动箱(4)外部的一端固定连接有放置框(10)，并且放置框(10)内腔的底部固定连接有第一电子称重板(11)，所述第一电子称重板(11)的顶部固定连接有接水盆(12)，所述放置框(10)内腔的两侧之间固定连接有放置板(13)，所述放置板(13)顶部的两侧均固定连接有第二电子称重板(14)，所述放置板(13)的顶部开设有开口。
2.根据权利要求1所述的一种野外快速测降雨截留率的实验装置，其特征在于：所述驱动箱(4)内腔的两侧均固定连接有第一滑槽板(15)，并且第一滑槽板(15)的内部滑动连接有限位杆(16)，所述限位杆(16)的一端与螺纹套(8)的表面固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种野外快速测降雨截留率的实验装置，其特征在于：所述箱体(1)内腔顶部的两侧均固定连接有第二滑槽板(17)，并且两个第二滑槽板(17)之间滑动连接有滑动架(18)，所述滑动架(18)的顶部固定连接有联动齿牙(19)，所述箱体(1)内腔顶部的中部通过连接架固定连接有第二驱动电机(20)，所述第二驱动电机(20)的输出轴固定连接有与联动齿牙(19)相配合使用的转动齿轮(21)。
4.根据权利要求1所述的一种野外快速测降雨截留率的实验装置，其特征在于：所述水箱(3)内腔的底部固定连接有第三电子称重板(22)，并且第三电子称重板(22)的顶部固定连接有水泵(23)，所述水泵(23)的出水口连通有出水管(24)，所述出水管(24)的一端贯穿水箱(3)并延伸至水箱(3)的外部，所述出水管(24)延伸至水箱(3)外部的一端连通有喷头(25)，所述出水管(24)的表面通过连接块与滑动架(18)的底部固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种野外快速测降雨截留率的实验装置，其特征在于：所述驱动箱(4)顶部的两侧均固定连接有第三滑槽板(36)，所述第三滑槽板(36)的内部滑动连接有滑块(26)，并且滑块(26)的顶部与放置框(10)的底部固定连接，所述水箱(3)顶部的左侧连通有进水管(27)，所述进水管(27)的一端贯穿箱体(1)并延伸至箱体(1)的外部。
6.根据权利要求1所述的一种野外快速测降雨截留率的实验装置，其特征在于：所述箱体(1)底部的两侧固定连接有滑轮(28)，所述箱体(1)的顶部固定连接有拉杆架(29)，所述箱体(1)的表面通过合页铰接有箱门(30)，所述箱体(1)的表面且位于箱门(30)的上方固定连接有显示屏(31)，所述箱体(1)内腔的一侧固定连接有中央处理模块(32)。
7.根据权利要求1所述的一种野外快速测降雨截留率的实验装置，其特征在于：所述第一电子称重板(11)、第二电子称重板(14)和第三电子称重板(22)的输出端均与数据接收模块(2)的输入端连接，所述数据接收模块(2)的输出端与中央处理模块(32)的输入端连接，并且中央处理模块(32)的输出端与单片机(33)的输入端连接，所述单片机(33)的输出端与A/D转换模块(34)的输入端连接，所述A/D转换模块(34)的输出端与显示屏(31)的输入端连接，所述中央处理模块(32)的输入端与预设计算模块(35)的输出端连接。
8.根据权利要求1-7所述的任意一种野外快速测降雨截留率的实验装置，其特征在于：其实验具体包括以下步骤：
S1、在需要测量的区域随机取一块整草皮，打开箱门(30)，将草皮放置在放置板(13)上，此时放置板(13)上的第二电子称重板(14)会对草皮的进行称重，称重完毕业后，第二电子称重板(14)会将称重的数据发送至数据接收模块(2)，该数据记为W1；
S2、此时操作人员可以开启水泵(23)，在开启水泵(23)之前，第三电子称重板(22)会检测水箱(3)内水的重量，检测完毕后，第三电子称重板(22)会将称重的数据发送至数据接收模块(2)，该数据记为W2，水泵(23)会将水箱(3)内的水通过喷头(25)喷洒到草皮的表面；
S3、在喷洒的过程中，操作人员可以开启第一驱动电机(6)和第二驱动电机(20)，第一驱动电机(6)的输出轴会带动螺纹杆(7)进行转动，螺纹杆(7)会通过第一滑槽板(15)和限位杆(16)的相互配合来带动螺纹套(8)进行前后移动，通过移动杆(9)带动放置框(10)进行前后移动从而带动草皮进行前后移动，第二驱动电机(20)的输出轴会带动转动齿轮(21)进行转动，转动齿轮(21)会通过联动齿牙(19)带动滑动架(18)进行左右移动，从而带动喷头(25)进行左右移动，通过草皮的前后移动和喷头的左右移动，使得草皮能够均匀的吸收到水分；
S4、在水箱(3)中的水喷洒完毕后，接水盆(12)中会接到多余的水，第一电子称重板(11)会对接水盆(12)中的水进行称重，会将称重的数据发送至数据接收模块(2)，该数据记为W3；
S5、在使用前，操作人员可以通过预设计算模块(35)，来输入预设计算公式，即(W2-W3)/W1，此时自动计算模块(32)会根据预设的公式以及接收到的数据进行计算，计算完毕后会通过单片机(33)以及A/D转换器(34)的相互配合将数据显示在显示屏(31)上，从而使用人员进行查看。
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