CN114013738B - 基于全收获法的立木生物量建模样本采集辅助装袋装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于全收获法的立木生物量建模样本采集辅助装袋装置，包括第一折叠框架、第二折叠框架、转动撑袋机构、样本纸袋送料机构。本发明通过两个折叠框架，配合撑袋以及样本纸袋送料功能，实现采集的样木样品自动包装，有利于采集现场工作有序有组织进行，减轻科研人员劳动强度，提高工作效率；本发明不仅可以折叠，而且在使用时，只需要简单进行安装即可投入使用，具有便于携带、存放的优点，适合携带至林区护林站、野外等场所使用。

Description

基于全收获法的立木生物量建模样本采集辅助装袋装置

技术领域

本发明属于林业野外调查装备技术领域，具体涉及一种基于全收获法的立木生物量建模样本采集辅助装袋装置。

背景技术

立木生物量是指某一时刻存在于活立木中的有机物总量，分地上生物量以及地下生物量，其中地上生物量包括树干、树枝、树叶（含花果），而地下生物量包括根系。通过调查立模生物量并建立相应模型，从而精准估算森林生物量和碳储量，对于计量森林增汇能力，明确森林在碳循环中的作用和贡献，具有重要的意义。

在立木生物量调查过程中，为了确保数据准确，通常采用全收获法对样木进行采伐并收集样木各个部位的样本，存在工作繁琐且劳动强度较大等特点，而且有的森林植物繁茂、环境复杂，大型器械及车辆难以进入，所以样本采集器具还是以砍刀、油锯等手持式小型设备为主，样本采集称重后需要装入专用纸袋中，可以现场装袋，也可以尽快带回林区护林站再进行切割、分类后再装袋。由于样本数量繁多，装袋工作量非常大。为此，研发一种便携携带、使用方便、减轻劳动强度的基于全收获法的立木生物量建模样本采集辅助装袋装置是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于全收获法的立木生物量建模样本采集辅助装袋装置。

本发明的目的是这样实现的，包括第一折叠框架、第二折叠框架、转动撑袋机构、样本纸袋送料机构，所述第一折叠框架、第二折叠框架均为方形框架且能够折叠，所述第一折叠框架呈倾斜状布设，且较高一端两侧之下部分别设有支撑杆，较低一端搭在第二折叠框架顶部，所述第一折叠框架侧面包裹有滑料布，滑料布围合使第一折叠框架侧面封闭，滑料布围合形成滑料通道，滑料布具体可通过绳索或锁扣固定在第一折叠框架内，第一折叠框架较高一端为进料口，第一折叠框架较低一端为出料口，所述转动撑袋机构设置于第二折叠框架顶部，且转动撑袋机构位于第一折叠框架出料口侧后方，所述样本纸袋送料机构设于第二折叠框架后端之下部，且样本纸袋送料机构与转动撑袋机构相对应，样本纸袋送料机构上立式叠放有多个样本纸袋，样本纸袋开口朝上。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、本发明通过两个折叠框架，配合撑袋以及样本纸袋送料功能，实现采集的样木样品自动包装，有利于采集现场工作有序有组织进行，减轻科研人员劳动强度，提高工作效率；本发明不仅可以折叠，而且在使用时，只需要简单进行安装即可投入使用，具有便于携带、存放的优点，适合携带至林区护林站、野外等条件有限的场所使用；

2、本发明转动撑袋机构的两个撑袋杆具有升降、转动以及移动功能，相互配合实现纸袋自动撑开，具有结构小巧、使用方便的优点；

3、本发明样本纸袋送料机构可自动输送叠放的样本纸袋，纸袋输送稳固并且定位准确。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为第一折叠框架的俯视结构示意图；

图3为图1中第一折叠框架折叠后的结构示意图；

图4为第二折叠框架折叠后的结构示意图；

图5为图1中转动撑袋机构的左视结构示意图；

图6为图1中样本纸袋送料机构的右视结构示意图；

图7为第二横杆与凸棱的结构示意图；

图8为图1中A处的放大结构示意图；

图9为样本纸袋撑开后的使用状态结构示意图；

图10为图9的俯视结构示意图；

图中：1-第一折叠框架，2-第二折叠框架，3-转动撑袋机构，3a-安装座，3b-导向槽，3c-第一撑袋杆，3d-第二撑袋杆，3e-转动驱动电机，3f-直线驱动电机，3g-滑台，3h-剪叉伸缩机构，3i-从动齿轮，4-样本纸袋送料机构，4a-电动推杆，4b- L形支架，4c-第一横杆，4d-弹簧，4e-压片，4f-第二横杆，4g-凸棱，4h-折面结构，4i-纸翼，5-支撑杆，6-样本纸袋，7-第一框架杆体，8-第二框架杆体，9-导料通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

如附图1~图10所示本发明包括第一折叠框架1、第二折叠框架2、转动撑袋机构3、样本纸袋送料机构4，所述第一折叠框架1、第二折叠框架2均为方形框架且能够折叠，所述第一折叠框架1呈倾斜状布设，且较高一端两侧之下部分别设有支撑杆5，较低一端搭在第二折叠框架2顶部，支撑杆5可以是带有伸缩调节长度功能的杆，支撑杆5上端可以与第一折叠框架1之间转动连接，而转动连接处带有锁止装置，锁止装置为本领域技术人员熟知的锁止部件，如螺栓手柄，当螺栓手柄拧松使支撑杆5可以转动调节方位，拧紧后即支撑杆5固定，所述第一折叠框架1侧面包裹有滑料布，滑料布围合使第一折叠框架1侧面封闭，滑料布围合形成滑料通道，滑料布具体可通过绳索或锁扣固定在第一折叠框架1内，滑料布可使用具有抗撕扯、抗穿刺的高强度塑料布，第一折叠框架1较高一端为进料口，第一折叠框架1较低一端为出料口，所述转动撑袋机构3设置于第二折叠框架2顶部，且转动撑袋机构3位于第一折叠框架1出料口侧后方，所述样本纸袋送料机构4设于第二折叠框架2后端之下部，且样本纸袋送料机构4与转动撑袋机构3相对应，样本纸袋送料机构4上立式叠放有多个样本纸袋6，样本纸袋6开口朝上。

所述第一折叠框架1进料口及出料口分别对应的第一框架杆体7均由两根杆组成，两根杆之间转动连接，且转动处设有转动锁止机构，转动锁止机构为本领域技术人员熟知的锁止机构，如螺栓手柄等，其作用是将两根杆之间固定。

所述第二折叠框架2的前端及后端分别对应的第二框架杆体8均由两根杆组成，两根杆之间转动连接，且转动处设有转动锁止机构，转动锁止机构为本领域技术人员熟知的锁止机构，如螺栓手柄等，其作用是将两根杆之间固定。

所述转动撑袋机构3包括安装座3a、导向槽3b、第一撑袋杆3c、第二撑袋杆3d、转动驱动电机3e、直线驱动电机3f、滑台3g、剪叉伸缩机构3h，所述安装座3a通过螺栓手柄安装在第二折叠框架2外侧，安装座3a可通过螺栓手柄转动，同时在需要固定时，将螺栓手柄拧紧即可，所述导向槽3b呈竖直状，且下端固设于安装座3a上，导向槽3b下端槽口相对的安装座3a上开设有通孔，所述第一撑袋杆3c位于导向槽3b内，第一撑袋杆3c与导向槽3b上下滑动配合，第一撑袋杆3c下端穿过安装座3a上的通孔，所述导向槽3b下部套设有从动齿轮3i，所述转动驱动电机3e设于安装座3a上，转动驱动电机3e的动力输出轴安装的主动齿轮与从动齿轮3i啮合，所述直线驱动电机3f安装在导向槽3b侧面，直线驱动电机3f用于驱动第一撑袋杆3c上下移动，直线驱动电机3f与第一撑袋杆3c之间可通过齿条传动结构实现第一撑袋杆3c升降，具体可以在直线驱动电机3f的动力输出部安装相应齿轮，而第一撑袋杆3c为齿条结构，通过齿条与齿轮相啮合，实现直线驱动电机3f带动第一撑袋杆3c直线移动，导向槽3b侧面开设有纵向开口，滑台3g穿过纵向开口，滑台3g一端与第一撑袋杆3c杆体固接，另一端固设有剪叉伸缩机构3h，在第一撑袋杆3c上下移动时，滑台3g沿纵向开口随第一撑袋杆3c一起上下移动，所述剪叉伸缩机构3h的伸缩端与第二撑袋杆3d上部连接，第二撑袋杆3d与第一撑袋杆3c相平行，剪叉伸缩机构3h可以是电机驱动型剪叉伸缩器，剪叉伸缩机构为本领域技术人员熟知的伸缩机构，通过电机带动剪叉结构，使剪叉结构完成伸缩。

所述第一撑袋杆3c、第二撑袋杆3d均为条状，便于由袋口插入样本纸袋6内；

所述样本纸袋送料机构4包括电动推杆4a、L形支架4b、第一横杆4c、弹簧4d、压片4e、第二横杆4f，所述电动推杆4a分别设于第二折叠框架2底部之两内侧，电动推杆4a的推出端连接有L形支架4b，L形支架4b为可折叠结构，L形支架4b的上部自下而上依次设有第一横杆4c、第二横杆4f，第一横杆4c杆体上套设有弹簧4d、压片4e，弹簧4d端部与压片4e连接，压片4e与第一横杆4c滑动配合，压片4e将叠放的样本纸袋6中最外层的样本纸袋6边缘压住，所述第二横杆4f与样本纸袋6相对的一面设有若干个等间距的凸棱4g，凸棱4g卡在相邻样本纸袋6之间的边缘处。

本装置转动驱动电机3e、直线驱动电机3f、剪叉伸缩机构3h、电动推杆4a均可通过便携式充电电池进行供电，而电机的控制可使用PLC、单片机等控制器进行控制，实现各电机有序工作，电机均可使用微型伺服电机或步进电机，以满足控制要求，各个电机与控制器之间的电连接关系及控制过程均为本领域公知技术。

所述样本纸袋6两侧面及底面为折面结构4h，折面结构4h的具体折痕数量可根据实际需要灵活选择，样本纸袋6顶部为袋口，样本纸袋6正面及背面顶部边缘分别向外翻折形成向下的纸翼4i，样本纸袋6可采用牛皮纸等较硬材质的纸张制作而成，折面结构4h便于样本纸袋6折叠，纸翼4i一方面使袋口外翻，利于撑袋杆进入袋体内，另一方面在样品装入后纸翼4i翻折可用于将袋口封闭；样本纸袋6被撑袋杆撑开后，其内部具有较大的内部空间，样本纸袋6被撑开后的袋口可大于第一折叠框架1出料口。

所述第一折叠框架1的出料口与第二折叠框架2顶部之间设有导料通道，导料通道9由导料布围合而成。

第一折叠框架1及第二折叠框架底部可通过钎插固定在地面上，提升本装置的稳固性。

本发明工作原理和工作过程：使用前先将折叠状态的本装置进行安装，具体是分别撑开第一折叠框架1、第二折叠框架2，使框架打开并锁紧活动部位，框架固定并放置于平坦地面上；然后将滑料布安装在第一折叠框架1中，形成滑料通道；再旋转支撑杆5并支撑在地面上，使第一折叠框架1倾斜，同时将第一折叠框架1的出料口搭在第二折叠框架2顶部；然后转动安装座3a，将转动撑袋机构3由水平状转动至竖直状，然后锁紧安装座3a；再将第一横杆4c以及第二横杆4f转动至水平并锁紧；然后控制电动推杆4a将L形支架4b伸出至指定位置，再拉动压片4e沿着第一横杆4c移动，然后将预先准备好的叠在一起的指定数量的样本纸袋6放置在L形支架4b上，再松开压片4e，弹簧4d复位的过程中，压片4e将最外层的样本纸袋的两边缘处压住，同时确保第二横杆4f的凸棱4g将每一样本纸袋6的两边缘分别卡住；L形支架4b、第一横杆4c、压片4e以及第二横杆4f以及压片4e共同组成样本纸袋堆叠支撑结构；然后控制电动推杆4a将L形支架4b以及样本纸袋向靠近第二折叠框架2移动，使L形支架4b以及样本纸袋移动至起始工作位置，即最外层的样本纸袋与转动撑袋机构3相对应；撑袋时，先启动直线驱动电机3f，第一撑袋杆3c沿着导向槽3b下降，而第二撑袋杆3d随第一撑袋杆3c，沿导向槽侧面纵向开口同时下移，两个撑袋杆下端由样本纸袋袋口插入袋内，撑袋杆在袋内下降的过程中，可启动转动驱动电机3e以及剪叉伸缩机构3h，转动驱动电机3e带动导向槽3b转动，使第一撑袋杆3c与第二撑袋杆3d转动90°，而在转动过程中，剪叉伸缩机构3h逐渐伸出，使第二撑袋杆3d不断向远离第一撑袋杆3c的方向移动，在旋转伸出的过程中，两个撑袋杆将样本纸袋完全撑开；在撑袋开始时，由于纸袋具有一定的柔韧性，纸袋边缘从压片4e处脱出，同时纸袋边缘越过凸棱4g；然后第一撑袋杆3c与第二撑袋杆3d移出袋体并复位；被撑开的样本纸袋位于第二折叠框架2内；将采集的样本从第一折叠框架1的进料口倒入，样本沿滑料通道落入样本纸袋6中，完成装袋；然后工作人员将样本纸袋6从第二折叠框架2前端拿出并进行封口；然后电动推杆4a带动样本纸袋继续移动一定距离，并配合转动撑开机构对下一样本纸袋进行撑开，然后装袋；重复上述过程，直至纸袋使用完毕，可再继续将纸袋放在L形支架4b上，继续进行撑袋及装袋；本装置使用完毕后，可将本装置收叠，便于存放以及携带。

Claims (7)

1.一种基于全收获法的立木生物量建模样本采集辅助装袋装置，包括第一折叠框架（1）、第二折叠框架（2）、转动撑袋机构（3）、样本纸袋送料机构（4），其特征在于所述第一折叠框架（1）、第二折叠框架（2）均为方形框架且能够折叠，所述第一折叠框架（1）呈倾斜状布设，且较高一端两侧之下部分别设有支撑杆（5），较低一端搭在第二折叠框架（2）顶部，所述第一折叠框架（1）侧面包裹有滑料布，滑料布围合使第一折叠框架（1）侧面封闭，滑料布围合形成滑料通道，第一折叠框架（1）较高一端为进料口，第一折叠框架（1）较低一端为出料口，所述转动撑袋机构（3）设置于第二折叠框架（2）顶部，且转动撑袋机构（3）位于第一折叠框架（1）出料口侧后方，所述样本纸袋送料机构（4）设于第二折叠框架（2）后端之下部，且样本纸袋送料机构（4）与转动撑袋机构（3）相对应，样本纸袋送料机构（4）上立式叠放有多个样本纸袋（6），样本纸袋（6）开口朝上。

2.根据权利要求1所述基于全收获法的立木生物量建模样本采集辅助装袋装置，其特征在于所述第一折叠框架（1）进料口及出料口分别对应的第一框架杆体（7）均由两根杆组成，两根杆之间转动连接，且转动处设有转动锁止机构。

3.根据权利要求1所述基于全收获法的立木生物量建模样本采集辅助装袋装置，其特征在于所述第二折叠框架（2）的前端及后端分别对应的第二框架杆体（8）均由两根杆组成，两根杆之间转动连接，且转动处设有转动锁止机构。

4.根据权利要求1所述基于全收获法的立木生物量建模样本采集辅助装袋装置，其特征在于所述转动撑袋机构（3）包括安装座（3a）、导向槽（3b）、第一撑袋杆（3c）、第二撑袋杆（3d）、转动驱动电机（3e）、直线驱动电机（3f）、滑台（3g）、剪叉伸缩机构（3h），所述安装座（3a）通过螺栓手柄安装在第二折叠框架（2）外侧，所述导向槽（3b）呈竖直状，且下端固设于安装座（3a）上，导向槽（3b）下端槽口相对的安装座（3a）上开设有通孔，所述第一撑袋杆（3c）位于导向槽（3b）内，第一撑袋杆（3c）与导向槽（3b）上下滑动配合，第一撑袋杆（3c）下端穿过安装座（3a）上的通孔，所述导向槽（3b）下部套设有从动齿轮（3i），所述转动驱动电机（3e）设于安装座（3a）上，转动驱动电机（3e）的动力输出轴安装的主动齿轮与从动齿轮（3i）啮合，所述直线驱动电机（3f）安装在导向槽（3b）侧面，直线驱动电机（3f）用于驱动第一撑袋杆（3c）上下移动，导向槽（3b）侧面开设有纵向开口，滑台（3g）穿过纵向开口，滑台（3g）一端与第一撑袋杆（3c）杆体固接，另一端固设有剪叉伸缩机构（3h），在第一撑袋杆（3c）上下移动时，滑台（3g）沿纵向开口随第一撑袋杆（3c）一起上下移动，所述剪叉伸缩机构（3h）的伸缩端与第二撑袋杆（3d）上部连接，第二撑袋杆（3d）与第一撑袋杆（3c）相平行。

5.根据权利要求4所述基于全收获法的立木生物量建模样本采集辅助装袋装置，其特征在于所述第一撑袋杆（3c）、第二撑袋杆（3d）均为条状。

6.根据权利要求1所述基于全收获法的立木生物量建模样本采集辅助装袋装置，其特征在于所述样本纸袋送料机构（4）包括电动推杆（4a）、L形支架（4b）、第一横杆（4c）、弹簧（4d）、压片（4e）、第二横杆（4f），所述电动推杆（4a）分别设于第二折叠框架（2）底部之两内侧，电动推杆（4a）的推出端连接有L形支架（4b），L形支架（4b）为可折叠结构，L形支架（4b）的上部自下而上依次设有第一横杆（4c）、第二横杆（4f），第一横杆（4c）杆体上套设有弹簧（4d）、压片（4e），弹簧（4d）端部与压片（4e）连接，压片（4e）与第一横杆（4c）滑动配合，压片（4e）将叠放的样本纸袋（6）中最外层的样本纸袋（6）边缘压住，所述第二横杆（4f）与样本纸袋（6）相对的一面设有若干个等间距的凸棱（4g），凸棱（4g）卡在相邻样本纸袋（6）之间的边缘处。

7.根据权利要求1或6所述基于全收获法的立木生物量建模样本采集辅助装袋装置，其特征在于所述样本纸袋（6）两侧面及底面为折面结构（4h），顶部为袋口，样本纸袋（6）正面及背面顶部边缘分别向外翻折形成向下的纸翼（4i）。

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