CN113418433A - 一种直杆式几何法测量树木胸径的装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，包括两组支撑板、第一定位环和第二定位环，所述第一定位环和第二定位环分别和两组支撑板之间均设置有弹性夹持组件，所述环形轨道上方滑动安装有胸径测量组件，所述胸径测量组件包括安装板和两组测量尺，两组所述测量尺和安装板转动连接位置贯穿连接有销轴，所述销轴和之间设置有齿轮，所述固定组件包括两组固定杆和固定连接于固定杆一端的螺杆，两组所述螺杆通过旋转螺套螺纹连接，将直杆式测量尺滑动安装于定位环内，相较卷尺测量精准，定位环内开设环形滑槽，两组直杆式测量尺可任意改变位置，选取较为合适的面进行测量，利用定位环固定好位置后，提高测量的准确度，可反复确认精算测量结果。
Description
技术领域
本发明涉及树木测量技术领域，具体为一种直杆式几何法测量 树木胸径的装置，本发明还提供一种直杆式几何法测量树木胸径的 测量方法。
背景技术
胸径(系胸高直径的简称，译自diameter at breast height， 英文缩写DBH)这一概念系从欧洲国家(而非日本或美国)传入我国， 而欧洲国家和大多数英联邦国家以距离地面4英尺又3英寸的高度 位置来测定胸径，4英尺又3英寸＝4×0.3048+3×0.0254＝1.2954m ≈1.3m。测量树木胸径时，可采用立木测定法，使用国家统一的胸 径测量数据，从树木底部土地部分，从上到下或由下而上的1.3米 处，是最佳的测量树木胸径点，测量时为防止数据不准确，也可多 次测量，纪录并分析数据，有利于数值更精确。
现有的树木胸径测量大部分均采用卷尺方式，每次测量时需拉 出卷尺，同时内部弹簧发生形变，用后松开手卷尺自动回收是通过 内部的弹簧恢复形变完成，这一过程速度快，可能造成肢体的划伤 和读数未及时记录需重新测量，影响测量效率，当然卷尺的收放过 程加快了卷尺的损耗。卷尺测量默认假设是树干横截面为圆形，但 事实上很多树木的树干横截面不为圆形或是近似圆形，因此，测量 结果存在着一定的误差。受到卷尺大小的限制，量程往往偏小(通 常测量胸径小于60cm)，在测量大径材树木胸径时无法一次性完成大树的测量，需要叠加使用，降低效率增长误差。另外，也存在回 字形固定夹具测胸径装置，测量精度高，但装置本身较为复杂，成 本较高，不利于携带。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直杆式几何法测量树木胸径的装 置，将直杆式测量尺滑动安装于定位环内，相较卷尺测量精准，且 定位环相连接的组件均可以拆卸，相较于回形夹具，结构简单且便 于拆卸，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，包括两组支撑板、第 一定位环和第二定位环，所述第一定位环和第二定位环分别和两组 支撑板之间均设置有弹性夹持组件，所述第一定位环一侧固定安装 有环形轨道，所述环形轨道上方滑动安装有胸径测量组件；
所述胸径测量组件包括安装板和两组测量尺，两组所述测量尺 和安装板转动连接位置贯穿连接有销轴，所述销轴和之间设置有齿 轮；
两组所述支撑板之间且测量尺位于分别位于第一定位环和第二 定位环两侧对称设置有固定组件，所述固定组件包括两组固定杆和 固定连接于固定杆一端的螺杆，两组所述螺杆通过旋转螺套螺纹连 接。
其中，所述所述环形轨道内开设有环形T型槽，所述安装板底 面固定连接有T型块，所述T型块底面转动安装有TF轴承，所述TF 轴承和环形T型槽间隙配合。
其中，所述弹性夹持组件包括定位块和压缩弹簧，所述定位块 固定安装于压缩弹簧一侧端面，所述压缩弹簧远离定位块一侧端面 与支撑板固定连接。
其中，所述测量尺一端开设有安装孔，所述安装孔内固定安装 有内齿圈，所述内齿圈和齿轮啮合，且啮合齿牙之间过渡配合。
其中，所述测量尺包括前尺段和后尺段，所述前尺段一端滑动 安装于后尺段一端内部，所述后尺段内位于前尺段滑动连接处开设 有空腔，所述空腔外壁底面螺纹连接有顶紧螺钉，所述安装孔开设 于前尺段一端。
其中，所述支撑板两侧对称开设有定位孔，所述固定杆贯穿于 定位孔内且固定杆一端固定安装有限位板。
其中，所述压缩弹簧内设置有伸缩杆，所述伸缩杆包括空心管 和支柱，所述支柱一端滑动安装于空心管内，所述压缩弹簧两侧端 面均固定安装有封板，所述空心管一端和支柱一端分别和两组封板 固定连接。
其中，所述安装板、T型块、TF轴承和环形T型槽均设置有两 组。
一种直杆式几何法测量树木胸径的测量方法，包括以下步骤：
S1：使用前，支撑板和第一定位环、支撑板和第二定位环分别 为两组配件，胸径测量组件为一组配件，固定组件为一组配件，可 放置于适配箱盒内，便于携带；
S2：确定好待侧量胸径的树木，先将分别连接第一定位环和第 二定位环的两组支撑板取出，分别环抱于树木外壁；
S3：取出四组固定杆，分别将其贯穿于支撑板两侧的定位孔内， 再取出旋转螺套连接两组相对设置的螺杆，分别将两组固定组件连 接完毕，直至整个装置和树木连接紧固；
S4：取出安装板和两组测量尺，通过销轴将两组测量尺转动安 装于安装板上表面，对好齿轮和内齿圈，保证两组测量尺在旋转过 程中顺畅且定位后，位置稳定；
S5：利用两组测量尺对树木进行胸径测量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、将直杆式测量尺滑动安装于定位环内，相较卷尺测量精准， 定位环内开设环形滑槽，两组直杆式测量尺可任意改变位置，选取 较为合适的面进行测量，利用定位环固定好位置后，提高测量的准 确度，可反复确认精算测量结果；
2、与定位环相连接的组件，例如支撑定位环的支撑板，固定两 组支撑板的固定组件，以及连接两组固定杆的旋转螺套均可以拆卸， 相较于回形夹具，结构简单且便于拆卸，降低成本的同时，便于携 带；
3、两组定位环和两组支撑板之间设置带有伸缩杆的压缩弹簧 固定组件并利用旋转螺母螺纹连接两组固定杆，使整个定位装置的 适用范围更大，夹持更多外型的树木。
附图说明
图1为本发明一种直杆式几何法测量树木胸径的装置的主视立 体结构示意图；
图2为本发明一种直杆式几何法测量树木胸径的装置的俯视立 体结构示意图；
图3为本发明一种直杆式几何法测量树木胸径的装置的俯视结 构示意图；
图4为本发明一种直杆式几何法测量树木胸径的装置的胸径测 量组件主视局部剖视结构示意图；
图5为本发明一种直杆式几何法测量树木胸径的装置的胸径测 量组件仰视结构示意图；
图6为本发明一种直杆式几何法测量树木胸径的装置的压缩弹 簧内部结构示意图；
图7为本发明的测量方法及装置使用操作流程图。
图中：1、支撑板；2、第一定位环；3、第二定位环；4、弹性 夹持组件；401、定位块；402、压缩弹簧；5、环形轨道；501、环 形T型槽；6、胸径测量组件；601、安装板；602、测量尺；603、 销轴；604、齿轮；605、T型块；607、安装孔；608、内齿圈；7、 固定组件；701、固定杆；702、螺杆；703、旋转螺套；8、前尺段； 9、后尺段；10、空腔；11、定位孔；12、限位板；13、伸缩杆；1301、 空心管；1302、支柱。
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1-6，本发明提供一种技术方案：
一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，包括两组支撑板1、第 一定位环2和第二定位环3，所述第一定位环2和第二定位环3分别 和两组支撑板1之间均设置有弹性夹持组件4，所述第一定位环2 一侧固定安装有环形轨道5，所述环形轨道5上方滑动安装有胸径测量组件6，所述胸径测量组件6包括安装板601和两组测量尺602， 两组所述测量尺602和安装板601转动连接位置贯穿连接有销轴 603，所述销轴603和之间设置有齿轮604，所述所述环形轨道5内 开设有环形T型槽501，所述安装板601底面固定连接有T型块605， 所述T型块605底面转动安装有TF轴承，安装TF轴承A在环形T 型槽501内滑动，保证移动顺畅；所述TF轴承和环形T型槽501间 隙配合，所述测量尺602一端开设有安装孔607，所述安装孔607 内固定安装有内齿圈608，所述内齿圈608和齿轮604啮合，且啮合 齿牙之间过渡配合，设置内齿圈608和齿轮604啮合，保证两组测 量尺602在旋转过程中顺畅且定位后，位置稳定。
所述测量尺602包括前尺段8和后尺段9，所述前尺段8一端滑 动安装于后尺段9一端内部，所述后尺段9内位于前尺段8滑动连 接处开设有空腔10，所述空腔10外壁底面螺纹连接有紧定螺钉，拉 动后尺段9调节测量尺602长度，合适长度后旋动紧定螺钉，锁紧 前尺段8和后尺段9的位置；所述安装孔607开设于前尺段8一端， 将测量尺602设置为前尺段8和后尺段9并且使前尺段8和后尺段9 滑动配合，配合第一定位环2和第二定位环3对不同胸径的树木进 行测量，增加测量范围。
所述安装板601、T型块605、TF轴承和环形T型槽501均设置 有两组，不仅可以安装测量尺602，也可以安装其它的电子测量装置， 提高整个测量装置的测量范围。
两组所述支撑板1之间且测量尺602位于分别位于第一定位环2 和第二定位环3两侧对称设置有固定组件7，所述固定组件7包括两 组固定杆701和固定连接于固定杆701一端的螺杆702，两组所述螺 杆702通过旋转螺套703螺纹连接，所述支撑板1两侧对称开设有定位孔11，所述固定杆701贯穿于定位孔11内且固定杆701一端固 定安装有限位板12，固定杆701贯穿于定位孔11以后且与旋转螺套 703固定后，利用限位板12抱紧两组支撑板1。
所述弹性夹持组件4包括定位块401和压缩弹簧402，所述定位 块401固定安装于压缩弹簧402一侧端面，所述压缩弹簧402远离 定位块401一侧端面与支撑板1固定连接，所述压缩弹簧402内设 置有伸缩杆13，所述伸缩杆13包括空心管1301和支柱1302，所述 支柱1302一端滑动安装于空心管1301内，所述压缩弹簧402两侧 端面均固定安装有封板，所述空心管1301一端和支柱1302一端分 别和两组封板固定连接，在压缩弹簧402内增加伸缩杆13，保证压 缩弹簧402在受大胸径夹持的反作用力后不会扭曲或发生形变，保 证压缩弹簧402的正常工作状态。
本发明还提供一种直杆式几何法测量树木胸径的测量方法，包 括以下步骤：
S1：使用前，支撑板1和第一定位环2、支撑板1和第二定位环 3分别为两组配件，胸径测量组件6为一组配件，固定组件7为一组 配件，可放置于适配箱盒内，便于携带；
S2：确定好待侧量胸径的树木，先将分别连接第一定位环2和 第二定位环3的两组支撑板1取出，分别环抱于树木外壁；
S3：取出四组固定杆701，分别将其贯穿于支撑板1两侧的定位 孔11内，再取出旋转螺套703连接两组相对设置的螺杆702，分别 将两组固定组件7连接完毕，直至整个装置和树木连接紧固；
S4：取出安装板601和两组测量尺602，通过销轴603将两组测 量尺602转动安装于安装板601上表面，对好齿轮604和内齿圈608， 保证两组测量尺602在旋转过程中顺畅且定位后，位置稳定；
S5：利用两组测量尺602对树木进行胸径测量，可在测量尺602 上安装WDS35D1型角度传感器，该角度传感器为电阻型，电阻值会 随着两组测量尺602的角度变化而变化，利用触点传感器测量角度 传感器的中心点与树干接触点之间的距离，两组传感器都通过16位 模数转换模块进行采样，最终使用三角定理换算成胸径值并通过通 讯模块上传数据。
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 (9)
1.一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，包括两组支撑板(1)、第一定位环(2)和第二定位环(3)，其特征在于：所述第一定位环(2)和第二定位环(3)分别和两组支撑板(1)之间均设置有弹性夹持组件(4)，所述第一定位环(2)一侧固定安装有环形轨道(5)，所述环形轨道(5)上方滑动安装有胸径测量组件(6)；
所述胸径测量组件(6)包括安装板(601)和两组测量尺(602)，两组所述测量尺(602)和安装板(601)转动连接位置贯穿连接有销轴(603)，所述销轴(603)和之间设置有齿轮(604)；
两组所述支撑板(1)之间且测量尺(602)位于分别位于第一定位环(2)和第二定位环(3)两侧对称设置有固定组件(7)，所述固定组件(7)包括两组固定杆(701)和固定连接于固定杆(701)一端的螺杆(702)，两组所述螺杆(702)通过旋转螺套(703)螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述环形轨道(5)内开设有环形T型槽(501)，所述安装板(601)底面固定连接有T型块(605)，所述T型块(605)底面转动安装有TF轴承，所述TF轴承和环形T型槽(501)间隙配合。
3.根据权利要求1所述的一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述弹性夹持组件(4)包括定位块(401)和压缩弹簧(402)，所述定位块(401)固定安装于压缩弹簧(402)一侧端面，所述压缩弹簧(402)远离定位块(401)一侧端面与支撑板(1)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述测量尺(602)一端开设有安装孔(607)，所述安装孔(607)内固定安装有内齿圈(608)，所述内齿圈(608)和齿轮(604)啮合，且啮合齿牙之间过渡配合。
5.根据权利要求4所述的一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述测量尺(602)包括前尺段(8)和后尺段(9)，所述前尺段(8)一端滑动安装于后尺段(9)一端内部，所述后尺段(9)内位于前尺段(8)滑动连接处开设有空腔(10)，所述空腔(10)外壁底面螺纹连接有顶紧螺钉，所述安装孔(607)开设于前尺段(8)一端。
6.根据权利要求1所述的一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述支撑板(1)两侧对称开设有定位孔(11)，所述固定杆(701)贯穿于定位孔(11)内且固定杆(701)一端固定安装有限位板(12)。
7.根据权利要求1所述的一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述压缩弹簧(402)内设置有伸缩杆(13)，所述伸缩杆(13)包括空心管(1301)和支柱(1302)，所述支柱(1302)一端滑动安装于空心管(1301)内，所述压缩弹簧(402)两侧端面均固定安装有封板，所述空心管(1301)一端和支柱(1302)一端分别和两组封板固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述安装板(601)、T型块(605)、TF轴承和环形T型槽(501)均设置有两组。
9.一种根据权利要求1所述的直杆式几何法测量树木胸径的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：使用前，支撑板(1)和第一定位环(2)、支撑板(1)和第二定位环(3)分别为两组配件，胸径测量组件(6)为一组配件，固定组件(7)为一组配件，可放置于适配箱盒内，便于携带；
S2：确定好待侧量胸径的树木，先将分别连接第一定位环(2)和第二定位环(3)的两组支撑板(1)取出，分别环抱于树木外壁；
S3：取出四组固定杆(701)，分别将其贯穿于支撑板(1)两侧的定位孔(11)内，再取出旋转螺套(703)连接两组相对设置的螺杆(702)，分别将两组固定组件(7)连接完毕，直至整个装置和树木连接紧固；
S4：取出安装板(601)和两组测量尺(602)，通过销轴(603)将两组测量尺(602)转动安装于安装板(601)上表面，对好齿轮(604)和内齿圈(608)，保证两组测量尺(602)在旋转过程中顺畅且定位后，位置稳定；
S5：利用两组测量尺(602)对树木进行胸径测量。
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