CN114166654B - 一种作物抗倒伏性能测量设备、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种作物抗倒伏性能测量设备、系统及方法，所述测量设备包括施力装置、测量装置和绑定装置；所述施力装置包括主支撑杆、水平支撑杆、摆动杆和活动压杆；所述测量装置包括拉力测量模块、角度传感器和微型姿态传感器；所述绑定装置用于绑定目标植株茎秆并与所述拉力测量模块连接。本发明提供的作物抗倒伏性能测量设备采用活动压杆与摆动杆折叠连接的方式，适用于密植、低矮，测量操作空间小的作物抗倒伏性能的测量，并能够有效地避免植株间的互相干扰。

Description

一种作物抗倒伏性能测量设备、系统及方法

技术领域

本发明涉及农作物性能测量领域，具体涉及一种作物抗倒伏性能测量设备、系统及方法。

背景技术

作物对抗外力作用仍然保持直立的性能被称为作物的抗倒伏性能。抗倒伏性能是衡量作物品种丰产性能的重要指标之一，提高作物的抗倒伏能力也是增加其群体产量的主要农艺性状之一。为了选育优良耐密植作物品种，需要在育种过程中对于田间作物进行抗倒伏能测量，周期性地测量作物的抗倒伏性能。

近期，Douglas D.Cook等人设计了一种测量玉米植株倒伏特性的装置[Cook,D.D.,de la Chapelle,W.,Lin,TC.et al.DARLING:a device for assessing resistanceto lodging in grain crops.Plant Methods 15,102(2019).https://doi.org/10.1186/s13007-019-0488-7]，通过转动与植株茎秆绑定的杆使得植株茎秆发生倾斜，进而测量倾斜的植株茎秆受到的拉力及弯曲角度，该装置适用于玉米、高粱等单茎、无分枝的高大植株抗倒伏特性的测量，但是田间密植大豆、小麦、水稻、大麦等作物茎秆低矮且茎上多分枝互相支撑，该装置并不适用于田间低茎秆作物的抗倒伏性能测量上。

申请号为201510711172.4的中国发明专利申请公开了一种作物茎秆抗倒伏强度测量装置，包括施力机构、拉力机构、茎秆倾角采集机构和用于固定于作物茎秆上的茎秆夹具，施力机构包括底座和通过铰链安装于底座上的移动拉伸部件，移动拉伸部件包括拉力杆、脚蹬和设置于拉力杆上的移动扣紧件，在拉力机构上设有拉力传感器，将底座固定后通过踩踏脚蹬的方式拉弯待测作物茎秆并进行测量，该装置的底座面积较大，且需要较为平整的土地进行固定，因此也不适用于不平整的大豆等密植作物田地。

发明内容

为解决上述测量装置在测量田间密植的低茎秆作物的抗倒伏性时的问题，需要一种便携、轻巧，所需操作空间小，从而能够在田间对具有密植、低矮特点的作物进行抗倒伏性能测量的测量设备、系统及测量方法，能够通过测量植株的受力、弯曲、反弹、含水量等特性，以及土壤湿度等环境参数，综合计算分析作物的抗倒伏特性。

本发明的一个方面提供一种作物抗倒伏性能测量设备，包括施力装置、测量装置和绑定装置；

所述施力装置包括主支撑杆、水平支撑杆、摆动杆和活动压杆，所述主支撑杆底部包括竖直插入地面的第一尖锥，所述水平支撑杆固定连接于所述主支撑杆靠近地面的一端且与地面平行，包括互相垂直并固定连接的第一水平杆和第二水平杆，所述第一水平杆与所述主支撑杆固定连接，所述摆动杆的一端与所述第二水平杆可转动地固定连接并绕所述第二水平杆的中心轴转动，所述活动压杆的一端与所述摆动杆远离所述第二水平杆的一端可转动地固定连接；

所述测量装置包括拉力测量模块和角度传感器，所述拉力测量模块可沿所述摆动杆调节高度，用于测量所述摆动杆对目标植株茎秆施加的拉力，所述角度传感器固定设置于所述摆动杆底部，用于测量目标植株茎秆的倾斜角度；

所述绑定装置用于绑定目标植株茎秆并与所述拉力测量模块连接。

进一步地，所述活动压杆的转动方向与所述摆动杆的转动方向相同。

进一步地，所述拉力测量模块包括滑块、垫板和拉力传感器；所述滑块套设于所述摆动杆上，可沿所述摆动杆调节高度并固位；所述垫板与所述滑块固定连接，所述拉力传感器固定设置于所述垫板背向目标植株茎秆的一侧，所述拉力传感器的接头穿过所述垫板上的通孔并通过圆环状拉环与所述绑定装置连接。

进一步地，所述绑定装置包括套环、绑定架、绑带和锁销；所述套环直径大于所述拉环直径，所述绑定架的一端与所述套环固定连接，另一端连接绑带，所述绑带用于绑定目标植株茎秆。

优选地，所述垫板上固定设置有供所述锁销穿过的导环。

优选地，所述第一水平杆和所述第二水平杆的连接处固定设置有插入地面的第二尖锥。

进一步地，所述测量装置还包括微型姿态传感器，所述微型姿态传感器通过夹具固定于目标植株茎秆顶部，用于测量目标植株茎秆的反弹运动特性。

优选地，所述测量装置还包括含水量传感器，用于测量目标植株茎秆的含水量；土壤湿度传感器，用于测量土壤湿度；环境参数传感器，用于测量空气温湿度和风力参数。

本发明提供的一种作物抗倒伏性能测量设备至少具有以下有益效果：

1)利用活动压杆、摆动杆、水平支撑杆互相连接形成多连杆结构，能够方便地将目标植株茎秆从多个植株茎秆间隙中拉出，同时避免了密植植株之间的互相干扰；

2)针对作物密植、低矮，测量操作空间小，而且测量时要避免植株间相互干扰的特点，改变了现有的高大单茎秆植株测量装置的单根摆动杆的结构，采用活动压杆与摆动杆折叠连接的方式，使得操作者在密植的田间采用站姿即可实现将目标植株弯曲至期望的角度，使得测量系统便于携带及测量；

3)采用带有尖锥的主支撑杆和水平支撑杆，能够在非平整的田间有效地对测量系统进行固定，且避免了对密植植株的影响；

4)采用带有锁销的绑定装置，能够实现绑定装置与拉力传感器的快速分离，便于对目标植株茎秆的反弹特性进行测量。

本发明的另一个方面提供一种作物抗倒伏性能测量系统，包括上述一种作物抗倒伏性能测量设备，还包括控制子系统，所述控制子系统用于采集、处理、存储及显示所述测量装置获取的测量数据，其中，所述测量数据包括目标植株茎秆的拉力数据、倾斜角度数据、反弹运动特性数据、含水量数据以及土壤湿度数据、空气温湿度数据和风力参数数据。

进一步地，所述控制子系统包括主控制器、采集模块、存储模块、电源模块、通信模块、触控显示模块和传感器接口模块；所述主控制器为低功耗微控制器，所述电源模块为所述主控制器、所述采集模块、所述触控显示模块和所述传感器接口模块供电，所述采集模块通过所述传感器接口模块采集所述测量装置获取的所述测量数据，所述存储模块用于对所述测量数据的存储，所述触摸显示模块用于显示所述测量数据的数据和图形并与所述主控制器进行交互操作，所述通信模块用于实现所述主控制器与所述姿态传感器的无线通信。

优选地，所述控制子系统集成设置于壳体中，所述壳体可转动地设置于所述主支撑杆顶部。

优选地，所述控制子系统还包括报警模块，所述报警模块在所述摆动杆对目标植株茎秆的施力超出设计范围时发出报警信号；数据发送模块，所述数据发送模块用于向远端的计算机发送所述测量数据。

本发明的另一个方面提供一种测量方法，使用所述作物抗倒伏性能测量系统对目标植株茎秆的抗倒伏性能进行测量，包括以下步骤：

S100：将所述施力装置置于目标植株附近，调整方向使所述摆动杆靠近目标植株后，将所述主支撑杆插入目标植株旁边的地面中，使所述支撑杆与地面垂直且使所述水平支撑杆紧贴地面保持水平；

S200：将所述摆动杆调整至垂直于地面，调节所述拉力测量模块至测量高度并记录，使用所述绑定装置在对应高度绑定目标植株茎秆后，将所述绑定装置与所述拉力测量模块连接；

S300：启动所述控制子系统并将所述测量装置与所述控制子系统连接；

S400：拖拽并按压所述活动压杆，使所述摆动杆倾斜并对目标植株茎秆产生拉力，目标植株茎秆在拉力作用下发生弯曲倾斜，所述测量装置将目标植株茎秆的拉力数据和倾斜度数据作为测量数据传送至所述控制子系统；

S500：所述控制子系统实时采集、记录及显示测量数据。

优选地，所述步骤S400和S500之间还包括以择一的方式执行的步骤S410和S420，其中，

S410：使所述绑定装置与所述拉力测量模块分离，目标植株茎秆从倾斜弯曲状态反弹并恢复原状，通过微型姿态传感器将目标植株茎秆的反弹运动特性数据作为测量数据传送至控制子系统；

S420：按压所述活动压杆使目标植株茎秆弯曲到最大角度或使目标植株茎秆发生折断。

进一步地，步骤S500后还包括以下步骤：

S600：判断目标植株是否被拉断或已完成目标植株的测量，如是则执行步骤S700，如否则改变测量高度并重复执行步骤S200至S500，获得目标植株茎秆多个测量高度的测量数据；

S700：判断是否完成全部目标植株的测量，如是则结束测量，如否则选择其他目标植株，重复执行步骤S100至S600，直到完成多个目标植株的测量。

优选地，所述测量方法还包括以下步骤：

测量目标植株茎秆的含水量数据、土壤湿度数据以及空气温湿度数据和风力参数数据，作为测量数据传送至测量子系统。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种作物抗倒伏性能测量设备的侧前方立体结构示意图；

图2为根据本发明实施例的一种作物抗倒伏性能测量设备的侧后方立体结构示意图；

图3为根据本发明实施例的活动压杆作用于摆动杆的一种状态的示意图；

图4为根据本发明实施例的活动压杆作用于摆动杆的又一种状态的示意图；

图5为根据本发明实施例的活动压杆作用于摆动杆的又一种状态的示意图；

图6为根据本发明实施例的拉力测量模块和绑定装置的结构示意图；

图7为根据本发明实施例的绑定装置的装配爆炸图

图8为根据本发明实施例的控制子系统的架构示意图；

图9为根据本发明实施例的一种测量方法的流程示意图。

图中标号

11-主支撑杆，111-第一尖锥，121-第一水平杆，122-第二水平杆，123-第二尖锥，13-摆动杆，14-活动压杆，21-拉力测量模块，211-拉力传感器，212-拉环，213-滑块，214-垫板，22-角度传感器，30-绑定装置，301-套环，302-绑定架，303-锁销，304-导环，40-控制子系统。

具体实施方式

以下，基于优选的实施方式并参照附图对本发明进行进一步说明。

此外，为了方便理解，放大(厚)或者缩小(薄)了图纸上的各种构件，但这种做法不是为了限制本发明的保护范围。

单数形式的词汇也包括复数含义，反之亦然。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明实施例的产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，本发明的描述中，为了区分不同的单元，本说明书上用了第一、第二等词汇，但这些不会受到制造的顺序限制，也不能理解为指示或暗示相对重要性，其在本发明的详细说明与权利要求书上，其名称可能会不同。

本说明书中词汇是为了说明本发明的实施例而使用的，但不是试图要限制本发明。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可以具体理解上述属于在本发明中的具体含义。

本发明的实施例的一个方面提供一种作物抗倒伏性能测量设备，图1为根据本发明实施例的一种作物抗倒伏性测量设备的侧前方立体结构示意图，图2为侧后方立体结构示意图。

如图1至图2所示，一种作物抗倒伏性测量设备，包括施力装置、测量装置和绑定装置30。

施力装置包括主支撑杆11、水平支撑杆、摆动杆13和活动压杆14，主支撑杆11底部包括竖直插入地面的第一尖锥111，水平支撑杆固定连接于主支撑杆11靠近地面的一端且与地面平行，包括互相垂直并固定连接的第一水平杆121和第二水平杆122，第一水平杆121与主支撑杆11固定连接，摆动杆13的一端与第二水平杆122可转动地固定连接并绕第二水平杆122的中心轴转动，活动压杆14的一端与摆动杆13远离第二水平杆122的一端可转动地固定连接，优选地，活动压杆 14的转动方向与摆动杆13的转动方向相同。

在本发明实施例的一些具体实施方式中，主支撑杆11的底部包括第一尖锥111，水平支撑杆与主支撑杆11靠近地面的一端固定连接且与地面平行，测量前将第一尖锥111竖直地插入地面，使水平支撑杆紧贴地面，从而保证主支撑杆11牢固地垂直于地面。摆动杆13的一端通过铰链、轴承等方式连接于第二水平杆122远离主支撑杆11的端部，其相对于第二水平杆122的轴向位置固定，并可绕第二水平杆122的中心轴转动；摆动杆13的另一端与活动压杆14通过铰链或轴承等方式可转动地连接，且活动压杆14的转动方向与摆动杆13的转动方向相同，在测量目标植株茎秆的抗倒伏性时，通过拖动活动压杆14进而下压活动压杆14，带动摆动杆13发生倾斜，并进一步带动目标植株茎秆倾斜弯曲。图4至图6示出了通过活动压杆14带动摆动杆13倾斜的运动过程中处于不同状态的示意图，通过图3至图5可以看出，通过本发明实施例的活动压杆14、摆动杆13、水平支撑杆互相连接形成的多连杆结构，能够在狭小、密植的作物种植环境中较为容易地控制目标植株茎秆实现从竖直到接近水平的不同倾斜弯曲角度。

在本发明实施例的一些优选的实施方式中，第一水平杆121和第二水平杆122的连接处还固定设置有竖直地插入地面的第二尖锥123，通过设置第二尖锥123，使得施力装置的能够更为稳定地固定。

如图1、图2所示，测量装置包括拉力测量模块21、角度传感器22，拉力测量模块21可沿摆动杆13调节高度，用于测量摆动杆13对目标植株茎秆施加的拉力，角度传感器22固定设置于摆动杆13底部，用于测量目标植株茎秆的倾斜角度；绑定装置30用于绑定目标植株茎秆并与所述拉力测量模块21连接。

进一步地，测量装置还包括微型姿态传感器(图中未示出)，微型姿态传感器通过夹具固定于目标植株茎秆顶部，用于测量目标植株茎秆的反弹运动特性。

图6为拉力测量模块21和绑定装置30的结构示意图，图7为绑定装置30的结构爆炸图。

如图6所示，在本发明实施例的一些具体实施方式中，拉力测量模块21包括滑块213、垫板 214和拉力传感器211，滑块213套设于摆动杆13上，可沿摆动杆13调节高度，并可通过紧固螺丝或配套的夹具等方式固定其在摆动杆13上的位置，垫板214与滑块213固定连接，拉力传感器 211固定设置于垫板214背向目标植株茎秆的一侧，拉力传感器211的接头穿过垫板214上的通孔并连接有圆环状的拉环212；

在本发明实施例的一些具体实施方式中，绑定装置30包括套环301、绑定架302、绑带(图中未示出)和锁销303，套环301直径大于拉环212直径，绑定架302的一端与套环301固定连接，另一端连接绑带并通过绑带绑定目标植株茎秆，优选地，锁销303尾部可连接拉绳以便于拉出。

当测量目标植株茎秆的抗倒伏性能时，通过滑块213将拉力测量模块21调整至检测高度并紧固滑块213，将绑带在目标植株茎秆的对应高度进行绑定，并将套环301套设于拉环212上，再将锁销303穿过拉环212，从而实现拉力测量模块21与绑定装置30的锁定，并将拉力测量模块21、绑定装置30和目标植株茎秆连接起来。

当需要测量目标植株茎秆的反弹特性时，手动或通过连接于锁销303尾部的拉绳将锁销303 抽出拉环212，解除拉力测量模块21与绑定装置30的锁定，目标植株茎秆带动绑定装置30反弹，使套环301脱离拉环212。

在本发明实施例的一些优选的实施方式中，垫板214上还固定设置有供所述锁销303穿过的导环304。

通过将拉力传感器211接头与拉环212连接，并将绑定装置30设计为可通过套环301及锁销 303与拉力传感器211进行锁定及解除锁定，当需要对目标植株茎秆抗倒伏特性及反弹特性的测量。

在本发明实施例的一些优选的实施方式中，测量装置还包括：含水量传感器，用于测量目标植株茎秆的含水量，土壤湿度传感器，用于测量土壤湿度，以及环境参数传感器，用于测量空气温度、湿度和风力参数。

本发明实施例的另一个方面提供一种作物抗倒伏性能测量系统，包括上述作物性能抗倒伏性能测量设备和控制子系统40。

图8为控制子系统40的系统架构示意图。如图8所示，控制子系统40包括主控制器、采集模块、存储模块、电源模块、通信模块、触控显示模块和传感器接口模块，用于采集、处理、存储及显示测量装置获取的测量数据。

在本发明实施例的一些实施方式中，控制子系统40被集成地封装于壳体中并可转动地设置于主支撑杆11的顶端，触控显示模块设置于壳体表面以进行显示及交互操作，含水量传感器、土壤湿度传感器和环境参数传感器挂设于壳体外部。

具体地，主控制器为低功耗微控制器，电源模块为所述主控制器、采集模块、触控显示模块和传感器接口模块供电，采集模块通过传感器接口模块采集测量装置获取的测量数据，存储模块用于对测量数据的存储，触摸显示模块用于显示测量数据和图形并与主控制器进行交互操作，通信模块用于实现主控制器与姿态传感器的无线通信。

在本发明实施例的一些实施方式中，测量数据包括目标植株茎秆的拉力数据、倾斜角度数据、反弹运动特性数据和含水量数据以及土壤湿度数据、空气温湿度数据和风力参数数据；其中，拉力传感器211、角度传感器22，含水量传感器、土壤湿度传感器和环境参数传感器通过数据线与传感器接口模块连接并将获取的测量数据发送到控制子系统40，微型姿态传感器通过与通信模块进行无线通信的方式将目标植株茎秆的反弹运动特性数据发送到控制子系统40。控制子系统40与测量装置的连接及数据传输方式均为本领域技术人员所知晓的技术，在此不再赘述。

在本申请实施例的一些优选的实施方式中，控制子系统40还包括报警模块，报警模块在摆动杆13对目标植株茎秆的施力超出设计范围时发出报警信号；以及数据发送模块，数据发送模块用于向远端的计算机发送测量数据。

本发明的实施例的另一个方面提供一种测量方法，使用上述作物抗倒伏性能测量系统对目标植株茎秆的抗倒伏性能进行测量，图9为根据本发明实施例的测量方法的流程图，具体地，包括以下步骤：

S100：将所述施力装置置于目标植株附近，调整方向使所述摆动杆13靠近目标植株后，将所述主支撑杆11插入目标植株旁边的地面中，使所述支撑杆与地面垂直且使所述水平支撑杆紧贴地面保持水平。

S200：将所述摆动杆13调整至垂直于地面，调节所述拉力测量模块21至测量高度并记录，使用所述绑定装置30在对应高度绑定目标植株茎秆后，将所述绑定装置30与所述拉力测量模块 21连接。

具体地，通过滑块213将拉力测量模块21调节至测量高度然后紧固滑块213并记录测量高度，将绑带在目标植株茎秆的对应高度进行绑定，并将套环301套设于拉环212上，再将锁销303穿过拉环212，从而实现拉力测量模块21与绑定装置30的锁定，并将拉力测量模块21、绑定装置30 和目标植株茎秆连接起来。

S300：启动所述控制子系统40并将所述测量装置与所述控制子系统40连接。

具体地，启动控制子系统40，并将拉力传感器211、角度传感器22、含水量传感器、土壤湿度传感器和环境参数传感器与传感器接口模块通过数据线进行连接，将无线姿态传感器与通信模块通过无线方式进行连接。

S400：拖拽并按压所述活动压杆14，使所述摆动杆13倾斜并对目标植株茎秆产生拉力，目标植株茎秆在拉力作用下发生弯曲倾斜，所述测量装置将目标植株茎秆的拉力数据和倾斜度数据作为测量数据传送至所述控制子系统40。

具体地，拉力传感器211、角度传感器22、含水量传感器、土壤湿度传感器和环境参数传感器分别将获取的测量数据通过数据线传送至传感器接口模块。

S500：所述控制子系统40实时采集、记录及显示测量数据。

具体地，采集模块对传感器接口模块接收的测量数据进行实时采集并发送到主处理器，记录模块记录测量数据，触控显示模块实时显示测量数据及角度拉力曲线。

S600：判断目标植株是否被拉断或已完成目标植株测量，如是则执行步骤S700，如否则改变测量高度并重复执行步骤S200至S500，获得目标植株茎秆多个测量高度的测量数据。

S700：判断是否完成全部目标植株的测量，如是则结束测量，如否则选择其他目标植株，重复执行步骤S100至S600，直到完成多个目标植株的测量。

在本发明实施例的一些实施方式中，在所述步骤S400和S500之间还包括以择一的方式执行的步骤S410和S420，其中，

S410：使所述绑定装置30与所述拉力测量模块21分离，目标植株茎秆从倾斜弯曲状态反弹并恢复原状，通过微型姿态传感器将目标植株茎秆的反弹运动特性数据作为测量数据传送至控制子系统40。

具体地，手动或通过连接于锁销303尾部的拉绳将锁销303抽出拉环212，解除拉力测量模块 21与绑定装置30的锁定，目标植株茎秆带动绑定装置30反弹，使套环301脱离拉环212，通信模块接收微型姿态传感器获取的目标植株茎秆的反弹运动特性数据并发送到主处理器。

S420：按压所述活动压杆14使目标植株茎秆弯曲到最大角度或使目标植株茎秆发生折断。

以上对本发明的具体实施方式作了详细介绍，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种作物抗倒伏性能测量设备，用于测量目标植株茎秆的抗倒伏性能，包括施力装置、测量装置和绑定装置，所述目标植株为低矮且密植的低茎秆作物植株，其特征在于：

所述施力装置包括主支撑杆、水平支撑杆、摆动杆和活动压杆，所述主支撑杆底部包括竖直插入地面的第一尖锥，所述水平支撑杆固定连接于所述主支撑杆靠近地面的一端且与地面平行，包括互相垂直并固定连接的第一水平杆和第二水平杆，所述第一水平杆与所述主支撑杆固定连接，所述摆动杆的一端与所述第二水平杆可转动地固定连接并绕所述第二水平杆的中心轴转动，所述活动压杆的一端与所述摆动杆远离所述第二水平杆的一端可转动地固定连接；

所述测量装置包括拉力测量模块和角度传感器，所述拉力测量模块可沿所述摆动杆调节高度，用于测量所述摆动杆对目标植株茎秆施加的拉力，所述角度传感器固定设置于所述摆动杆底部，用于测量目标植株茎秆的倾斜角度；

所述测量装置还包括微型姿态传感器，所述微型姿态传感器通过夹具固定于目标植株茎秆顶部，用于测量目标植株茎秆的反弹运动特性；

所述绑定装置用于绑定目标植株茎秆并与所述拉力测量模块连接；

所述拉力测量模块包括滑块、垫板和拉力传感器；

所述滑块套设于所述摆动杆上，可沿所述摆动杆调节高度并固定位置；

所述垫板与所述滑块固定连接，所述拉力传感器固定设置于所述垫板背向目标植株茎秆的一侧，所述拉力传感器的接头穿过所述垫板上的通孔并通过圆环状拉环与所述绑定装置连接；

所述绑定装置包括套环、绑定架、绑带和锁销；

所述套环直径大于所述拉环直径，所述绑定架的一端与所述套环固定连接，另一端连接绑带，所述绑带用于绑定目标植株茎秆；

所述垫板上固定设置有供所述锁销穿过的导环；

以及，所述锁销的尾部连接有拉绳；

当测量目标植株茎秆的抗倒伏性能时，通过滑块将拉力测量模块调整至检测高度并紧固滑块，将绑带在目标植株茎秆的对应高度进行绑定，并将套环套设于拉环上，再将锁销穿过拉环，从而实现拉力测量模块与绑定装置的锁定，并将拉力测量模块、绑定装置和目标植株茎秆连接起来；

当需要测量目标植株茎秆的反弹特性时，手动或通过连接于锁销尾部的拉绳将锁销抽出拉环，解除拉力测量模块与绑定装置的锁定，目标植株茎秆带动绑定装置反弹，使套环脱离拉环。

2.如权利要求1所述的一种作物抗倒伏性能测量设备，其特征在于：

所述活动压杆的转动方向与所述摆动杆的转动方向相同。

3.如权利要求1所述的一种作物抗倒伏性能测量设备，其特征在于：

所述第一水平杆和所述第二水平杆的连接处固定设置有插入地面的第二尖锥。

4.如权利要求3所述的一种作物抗倒伏性能测量设备，其特征在于，所述测量装置还包括：

含水量传感器，用于测量目标植株茎秆的含水量；

土壤湿度传感器，用于测量土壤湿度；

环境参数传感器，用于测量空气温湿度和风力参数。

5.一种作物抗倒伏性能测量系统，包括如权利要求4所述的一种作物抗倒伏性能测量设备，其特征在于：

还包括控制子系统，所述控制子系统用于采集、处理、存储及显示所述测量装置获取的测量数据，其中，所述测量数据包括目标植株茎秆的拉力数据、倾斜角度数据、反弹运动特性数据、含水量数据以及土壤湿度数据、空气温湿度数据和风力参数数据。

6.如权利要求5所述的一种作物抗倒伏性能测量系统，其特征在于，所述控制子系统包括：

主控制器、采集模块、存储模块、电源模块、通信模块、触控显示模块和传感器接口模块；

所述主控制器为低功耗微控制器，所述电源模块为所述主控制器、所述采集模块、所述触控显示模块和所述传感器接口模块供电，所述采集模块通过所述传感器接口模块采集所述测量装置获取的所述测量数据，所述存储模块用于对所述测量数据的存储，所述触控显示模块用于显示所述测量数据的数据和图形并与所述主控制器进行交互操作，所述通信模块用于实现所述主控制器与所述姿态传感器的无线通信。

7.如权利要求5或6所述的一种作物抗倒伏性能测量系统，其特征在于：

所述控制子系统集成设置于壳体中，所述壳体可转动地设置于所述主支撑杆顶部。

8.如权利要求7所述的一种作物抗倒伏性能测量系统，其特征在于，所述控制子系统还包括：

报警模块，所述报警模块在所述摆动杆对目标植株茎秆的施力超出设计范围时发出报警信号；

数据发送模块，所述数据发送模块用于向远端的计算机发送所述测量数据。

9.一种测量方法，使用如权利要求5至8中任一项所述的作物抗倒伏性能测量系统对目标植株茎秆的抗倒伏性能进行测量，其特征在于，所述测量方法包括如下步骤：

S100：将所述施力装置置于目标植株附近，调整方向使所述摆动杆靠近目标植株后，将所述主支撑杆插入目标植株旁边的地面中，使所述支撑杆与地面垂直且使所述水平支撑杆紧贴地面保持水平；

S200：将所述摆动杆调整至垂直于地面，调节所述拉力测量模块至测量高度并记录，使用所述绑定装置在对应高度绑定目标植株茎秆后，将所述绑定装置与所述拉力测量模块连接；

S300：启动所述控制子系统并将所述测量装置与所述控制子系统连接；

S400：拖拽并按压所述活动压杆，使所述摆动杆倾斜并对目标植株茎秆产生拉力，目标植株茎秆在拉力作用下发生弯曲倾斜，所述测量装置将目标植株茎秆的拉力数据和倾斜度数据作为测量数据传送至所述控制子系统；

S500：所述控制子系统实时采集、记录及显示测量数据。

10.如权利要求9所述的测量方法，其特征在于：

所述步骤S400和S500之间还包括以择一的方式执行的步骤S410和S420，其中，

S410：使所述绑定装置与所述拉力测量模块分离，目标植株茎秆从倾斜弯曲状态反弹并恢复原状，通过微型姿态传感器将目标植株茎秆的反弹运动特性数据作为测量数据传送至控制子系统；

S420：按压所述活动压杆使目标植株茎秆弯曲到最大角度或使目标植株茎秆发生折断。

11.如权利要求10所述的测量方法，其特征在于，步骤S500后还包括以下步骤：

S600：判断目标植株是否被拉断或已完成目标植株的测量，如是则执行步骤S700，如否则改变测量高度并重复执行步骤S200至S500，获得目标植株茎秆多个测量高度的测量数据；

S700：判断是否完成全部目标植株的测量，如是则结束测量，如否则选择其他目标植株，重复执行步骤S100至S600，直到完成多个目标植株的测量。

12.如权利要求9至11中任一项所述的测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括以下步骤：

测量目标植株茎秆的含水量数据、土壤湿度数据以及空气温湿度数据和风力参数数据，作为测量数据传送至测量子系统。