CN116625206A - 一种树木分枝角测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种树木分枝角测量装置及测量方法，涉及树木分枝测量领域。一种树木分枝角测量装置，包括安装基板，所述安装基板的一侧下端安装有转轴；测量透明筒，通过转轴转动连接在所述安装基板上；半圆形量角器，固定连接在所述安装基板的正面，所述半圆形量角器的圆心与转轴的圆心处在同一中心线上；所述测量透明筒内注有观测液；本发明结构简单，容易加工，使用方便，可折叠，节约空间，便于携带，并且通过对树木分枝角的度数进行多次测量计算，并求得平均值，可以较为精准的测得出树木分枝角的角度数，为研究分析树木的生长集密度以及长势情况提供了较为可靠的数据。

Description

一种树木分枝角测量装置及测量方法

技术领域

本发明属于树木分枝测量技术领域，具体地说，涉及一种树木分枝角测量装置及测量方法。

背景技术

树木的分枝结构一直是树冠结构研究的重点，树木的枝条及其空间变化特点是决定树木和树冠形状的主要因素，为了便于对树木的生长集密度以及长势情况进行监控，人们开始对树木的分枝结构进行了广泛的研究，其中枝条的分枝级数，分枝模式，分枝角度及其空间配置状态，不仅直接决定了树冠大小和形状，还影响着芽和叶的空间分布。

分枝角度是树冠结构中一个较为重要的因子，它对树木冠形的形成起着决定行性的作用，也是衡量植物空间分布能力的一个重要指标，其向空间扩展的能力影响着枝叶对光照、温度、二氧化碳的利用以及不同构件生物量的空间分布。

目前在对树木分枝角进行测量时，多数采用平板量角器进行量测，即将量角器平面放在树干靠近树枝的位置，并使量角器的圆心靠进树枝的着生处，然后便可通过量角器对树干与树枝之间形成的角度进行量测，采用此种方式进行角度测量时，由于测量位置较难掌握，再加上树枝形状的原因，观测者仅通过量角器对其进行测量，测出的分枝角度数可能会存有较大的误差，并且，市面上关于树木分枝角度测量的仪器较为缺乏，因此为了提高树木分枝角测量的精准度特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的树木分枝角测量装置。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种树木分枝角测量装置，包括安装基板，所述安装基板的一侧下端安装有转轴；测量透明筒，通过转轴转动连接在所述安装基板上；半圆形量角器，固定连接在所述安装基板的正面，所述半圆形量角器的圆心与转轴的圆心处在同一中心线上；所述测量透明筒内注有观测液；其中，将所述安装基板安装到树木主干靠近分枝的位置后，首先对所述测量透明筒内观测液的液面与测量透明筒筒壁之间所形成的角度进行测量记录，然后再将所述测量透明筒转动到与分枝处于平行的位置，此时便可对所述测量透明筒内观测液的液面与测量透明筒筒壁之间所形成的角度进行再次测量记录，同时再通过半圆形量角器对树木主干与分枝之间的夹角度数进行测量记录。

进一步地，所述安装基板靠近测量透明筒的一侧安装有红外测距仪，所述测量透明筒的正面设有第二刻度线。

为了便于对测量透明筒进行锁紧定位，无需测量人员一直扶着测量透明筒，进一步地，所述安装基板底部靠近转轴的位置固定连接有弧形套筒，所述测量透明筒底部靠近转轴的位置固定连接有弧形杆，所述弧形杆滑动连接在弧形套筒内，所述弧形套筒靠近弧形杆的位置开设有螺纹通口，所述螺纹通口内螺纹连接有定位螺栓。

为了便于对测量透明筒进行折叠收纳后，测量透明筒可以与安装基板紧密相贴，再进一步地，所述安装基板靠近测量透明筒的一侧上端内嵌安装有第一磁块，所述测量透明筒靠近安装基板的一侧上端内嵌安装有与第一磁块配合使用的第二磁块。

为了便于在对观测液的倾斜角度进行测量时，更为清楚的对观测液的液面进行观测，进一步地，所述观测液为具有颜色的溶液。

为了便于对安装基板进行定位，进一步地，所述安装基板的两侧对称滑动连接有两组T型拉杆，每组两个所述T型拉杆相邻的一端均安装有弧形夹板，所述T型拉杆上套接有拉力弹簧，所述拉力弹簧的两端分别与安装基板的外壁、T型拉杆的端部固定连接。

为了便于使安装基板与主干处于平行的状态，以便于保证测量的更加精准，再进一步地，所述T型拉杆与弧形夹板之间通过铰接座转动连接。

为了便于对树木主干起到防护的作用，避免弧形夹板将树木主干夹伤，更进一步地，所述弧形夹板的内壁上等间距固定连接有多根防护胶条。

一种树木分枝角测量装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、首先将安装基板安装在树木主干靠近分枝的位置，使安装基板与测量透明筒之间连接的转轴位于主干与分枝连接的端部处，并使红外测距仪的检测端朝向分枝；

步骤2、接着便可启动红外测距仪，对安装基板到分枝之间的水平直线距离进行测量；

步骤3、当红外测距仪发射的红外光束打到分枝上后，分枝上会被标记一个红点，接着便可转动测量透明筒，当测量透明筒转动到与分枝处于平行位置后，便可观测到分枝上被标记的红点位于第二刻度线的位置，然后便可测量出红点到主干与分枝之间夹角端点的距离；

步骤4、当需要对主干与分枝之间的夹角进行计算时，将红外测距仪到分枝之间的水平直线距离命为a，将红外测距仪到主干与分枝之间夹角端点的距离命为c，将红点到主干与分枝之间夹角端点的距离命为b，然后再依据三角函数公式便可计算出主干与分枝之间的夹角度数，记为X1；

步骤5、当将安装基板安装到树木的主干上后，此时便可对测量透明筒内观测液的液面与筒壁之间所形成的角度进行测量，并将测得的度数记为B1，当测量透明筒转动到与分枝处于平行的位置后，此时便可对测量透明筒内观测液的液面与筒壁之间所形成的角度进行再次测量，并将测得的度数记为B2，然后再将两次测得的度数相减，便可得出主干与分枝之间的夹角度数，记为X2；

步骤6、当测量透明筒转动到与分枝处于平行位置后，此时便可根据半圆形量角器读出与分枝之间的夹角度数，记为X3；

步骤7、最后测量人员再对三次测得计算得到的X1、X2、X3进行平均值计算，便可得到树木分枝角的最终度数。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明结构简单，容易加工，使用方便，可折叠，节约空间，便于携带，并且通过对树木分枝角的度数进行多次测量计算，并求得平均值，可以较为精准的测得出树木分枝角的角度数，为研究分析树木的生长集密度以及长势情况提供了较为可靠的数据。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3为本发明的结构示意图三；

图4为本发明安装在树木上未测量时的结构示意图；

图5为本发明安装在树木上测量时的结构示意图；

图6为本发明中测量透明筒的剖视结构示意图；

图7为本发明图5中D部分的结构示意图；

图8为本发明的使用方法中步骤4、步骤5、步骤6的计算示意图；

图9为本发明中安装基板、测量透明筒、半圆形量角器、弧形套筒、弧形杆以及定位螺栓的结构示意图；

图10为本发明中安装基板、测量透明筒、第一磁块、第二磁块的结构示意图；

图11为本发明中T型杆、拉力弹簧、弧形夹板以及防护胶条的结构示意图。

图中：1、安装基板；101、安装滑槽；102、第一刻度线；103、第一磁块；2、半圆形量角器；3、测量透明筒；301、第二刻度线；302、第二磁块；4、红外测距仪；5、弧形套筒；501、弧形杆；502、定位螺栓；6、T型拉杆；601、弧形夹板；602、拉力弹簧；603、防护胶条。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：参照图1-图11，一种树木分枝角测量装置，包括安装基板1，安装基板1的一侧下端安装有转轴；测量透明筒3，通过转轴转动连接在安装基板1上；半圆形量角器2，固定连接在安装基板1的正面，半圆形量角器2的圆心与转轴的圆心处在同一中心线上；测量透明筒3内注有观测液；安装基板1靠近测量透明筒3的一侧安装有红外测距仪4，测量透明筒3的正面设有第二刻度线301。

为了便于研究树木的生长集密度以及长势情况需要对树木的分枝角度进行测量时，此时测量人员便可将该装置移动到待测树木旁，接着便可将安装基板1安装在树木主干靠近分枝的位置，使安装基板1与测量透明筒3之间连接的转轴位于主干与分枝连接的端部处，并使红外测距仪4的检测端朝向分枝，前序工作准备好后，此时便可启动红外测距仪4，红外测距仪4的红外发射头便会发射出红外线，当红外线照射到分枝上时，此时红外线便会反射回红外测距仪4处，并经红外测距仪4的红外接收头进行接收，从而便可测量出红外测距仪4到分枝之间的直线距离，由于红外测距仪4到主干与分枝夹角端点之间的距离是已知的，因此便可得到红外测距仪4到主干与分枝之间夹角端点的距离，当红外测距仪4发射的红外光束打到分枝上后，分枝上会被标记一个红点，接着便可转动测量透明筒3，当测量透明筒3转动到与分枝处于平行位置后，由于测量透明筒3呈透明状，并且测量透明筒3上设有第二刻度线301，因此便可清晰的观测到分枝上被标记的红点位于第二刻度线301的位置，从而便可根据红点在第二刻度线301上的位置，测量出红点到主干与分枝之间夹角端点的距离；

当需要对主干与分枝之间的夹角进行计算时，此时参照图8将红外测距仪4到分枝之间的水平直线距离命为a，将红外测距仪4到主干与分枝之间夹角端点的距离命为c，将红点到主干与分枝之间夹角端点的距离命为b，由于红外测距仪4发出的红外线与安装基板1之间成垂直状态，因此a、b、c三条直线便可围成一个直角三角形，然后再将b与c之间所构成的角度命为∠A（主干与分枝之间的夹角），将a与c之间所构成的角度命为∠B，将a与b之间所构成的角度命为∠C,由于a、b、c的长度已知，因此根据三角函数公式：tanA＝a/c,cosA＝c/b,sinA＝a/b,便可分三次计算出∠A（主干与分枝之间的夹角）的度数，然后再对三次结果进行平均值计算，便可得出∠A（主干与分枝之间的夹角）的度数，记为X1；

需要注意的是，由于a、b、c三边均是通过测量得知的，因此a、b、c三边长度与实际值之间会存在一定的数值误差，例如a、c、b三边的实际值为3、4、5时，在现场进行测量时，由于误差是不可避免的，因此测得的数值相较于实际值可能会偏大或者偏小，当通过三角函数仅对∠A进行一次计算时，得到的结果可能较为单一，因此根据三角函数对∠A的度数进行三次计算，并对三次结果进行取平均值，可以更进一步的降低误差；

当将安装基板1安装到树木的主干上后，此时便可对测量透明筒3内观测液的液面与筒壁之间所形成的角度进行测量，并将测得的度数记为B1，当测量透明筒3转动到与分枝处于平行位置后，此时便可对测量透明筒3内观测液的液面与筒壁之间所形成的角度进行再次测量，并将测得的度数记为B2，然后再将两次测得的度数相减，便可得出∠A（主干与分枝之间的夹角）的度数，记为X2；

当测量透明筒3转动到与分枝处于平行位置后，此时便可根据半圆形量角器2读出∠A（主干与分枝之间的夹角）的度数，记为X3；

最后测量人员再对三次测得计算得到的X1、X2、X3进行平均值计算，便可得到树木分枝角的最终度数，该测量装置结构简单，容易加工，使用方便，可折叠，节约空间，便于携带，并且通过对树木分枝角的度数进行多次测量计算，并求得平均值，可以较为精准的测得出树木分枝角的角度数，为研究分析树木的生长集密度以及长势情况提供了较为可靠的数据。

实施例2：参照图6、图9、图10，一种树木分枝角测量装置，与实施例1基本相同，更进一步的是，安装基板1底部靠近转轴的位置固定连接有弧形套筒5，测量透明筒3底部靠近转轴的位置固定连接有弧形杆501，弧形杆501滑动连接在弧形套筒5内，弧形套筒5靠近弧形杆501的位置开设有螺纹通口，螺纹通口内螺纹连接有定位螺栓502，当测量人员根据分枝的倾斜角度对测量透明筒3进行转动倾斜时，首先拧动定位螺栓502，使定位螺栓502与弧形杆501分离，然后测量人员便可转动测量透明筒3，当测量透明筒3转动到与分枝重合时，此时便可反向拧动定位螺栓502，使定位螺栓502与弧形杆501相抵，从而便可对测量透明筒3进行锁紧定位，无需测量人员一直手持测量透明筒3，影响读数的精准度。

安装基板1靠近测量透明筒3的一侧上端内嵌安装有第一磁块103，测量透明筒3靠近安装基板1的一侧上端内嵌安装有与第一磁块103配合使用的第二磁块302，通过第一磁块103、第二磁块302的配合使用，当完成对树木分枝角的测量，需要对该装置进行运输时，可以使测量透明筒3在第一磁块103与第二磁块302的磁吸下紧密的贴合在安装基板1上，从而便于对该测量透明筒3进行固定，避免在运输的途中，测量透明筒3来回与安装基板1撞击，以至于测量透明筒3出现损坏，造成不必要的损失。

实施例3：参照图6，一种树木分枝角测量装置，与实施例2基本相同，更进一步的是，观测液为具有颜色的溶液，在生产时，可以向测量透明筒3内注有颜色较为鲜明的有色液体，从而在对观测液的倾斜角度进行测量时，便于更为清楚的对观测液的液面进行观测；

进一步的，在向测量透明筒3内注入有色液体时，还可以向液体内掺有荧光剂，从而在光线较暗的环境中，也可清晰的对观测液的液面进行观测，有效的提高了该装置的适用性。

实施例4：参照图10、图11，一种树木分枝角测量装置，与实施例3基本相同，更进一步的是，安装基板1的两侧对称滑动连接有两组T型拉杆6，每组两个T型拉杆6相邻的一端均安装有弧形夹板601，T型拉杆6上套接有拉力弹簧602，拉力弹簧602的两端分别与安装基板1的外壁、T型拉杆6的端部固定连接；

T型拉杆6与弧形夹板601之间通过铰接座转动连接；

弧形夹板601的内壁上等间距固定连接有多根防护胶条603。

当需要对树木分枝角进行测量时，此时便可将该装置移动到待测量的树木旁，然后便可将安装基板1位于树木主干靠近分枝的位置，并使测量透明筒3位于主干靠近分枝的一侧，接着便可拉力弹簧602的拉力向外拉动T型拉杆6，从而便可使每两个对称设置弧形夹板601相互远离，然后便可将安装基板1卡在主干上，此时便可松开T型拉杆6，然后T型拉杆6便会在拉力弹簧602的拉力下带动弧形夹板601向主干移动，然后弧形夹板601便会在拉力弹簧602的作用下与主干紧密相贴，从而便可将安装基板1稳定的安装在主干上，有效的提高了该装置安装在树木上时的稳定性，从而便于对树木分枝角进行稳定的测量；

进一步的，由于树木主干自下而上直径会越来越小，因此通过使T型拉杆6与弧形夹板601之间通过铰接座转动连接，可以使弧形夹板601更加紧密的与主干贴合，同时还可以使安装基板1与主干处于平行的状态，以便于保证测量的更加精准，由于弧形夹板601的内壁上设置多根防护胶条603，当弧形夹板601与主干紧密相贴时，可以避免弧形夹板601直接与树干接触，从而在不影响安装基板1安装的前提下，还可以对树木主干起到防护的作用，避免弧形夹板601将树木主干夹伤，有效的提高了对树木的保护效果。

实施例5：参照图3、图5、图7，一种树木分枝角测量装置，与实施例4基本相同，更进一步的是，安装基板1靠近红外测距仪4的一侧开设有安装滑槽101，红外测距仪4滑动安装在安装滑槽101内，安装滑槽101与红外测距仪4相贴的内壁上设有摩擦层，安装基板1靠近安装滑槽101的一侧设有与红外测距仪4配合使用的第一刻度线102，在安装红外测距仪4时，此时便可将红外测距仪4内嵌安装在安装滑槽101内，由于安装滑槽101的内壁上设置有摩擦层，因此红外测距仪4便可稳定的安装在安装滑槽101内，然后再根据树木分枝与树木主干之间的夹角上下调节红外测距仪4的高度，以便于转动测量透明筒3对转轴到红外测距仪4发射到分枝上的红外线端点之间的长度进行测量时，红外线端点到转轴之间的距离可以小于测量透明筒3的长度，同时还可以避免当分枝与主干之间的夹角较大时，红外测距仪4发射的红外线无法落在分枝上，以至于无法完成角度的计算测量，有效的提高了该测量装置的适用性，通过在安装基板1靠近安装滑槽101的一侧设置第一刻度线102，当红外测距仪4位置发生调整后，可以根据第一刻度线102精准的读出主干与分枝之间夹角端点到红外测距仪4之间的距离，以便更为精准的对分枝与主干之间的夹角进行计算测量。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。

Claims (8)

1.一种树木分枝角测量装置，其特征在于，包括安装基板（1），所述安装基板（1）的一侧下端安装有转轴；

测量透明筒（3），通过转轴转动连接在所述安装基板（1）上；

半圆形量角器（2），固定连接在所述安装基板（1）的正面，所述半圆形量角器（2）的圆心与转轴的圆心处在同一中心线上；

所述测量透明筒（3）内注有观测液；

其中，将所述安装基板（1）安装到树木主干靠近分枝的位置后，首先对所述测量透明筒（3）内观测液的液面与测量透明筒（3）筒壁之间所形成的角度进行测量记录，然后再将所述测量透明筒（3）转动到与分枝处于平行的位置，此时便可对所述测量透明筒（3）内观测液的液面与测量透明筒（3）筒壁之间所形成的角度进行再次测量记录，同时再通过半圆形量角器（2）对树木主干与分枝之间的夹角度数进行测量记录；

所述安装基板（1）靠近测量透明筒（3）的一侧安装有红外测距仪（4），所述测量透明筒（3）的正面设有第二刻度线（301）。

2.根据权利要求1所述的一种树木分枝角测量装置，其特征在于，所述安装基板（1）底部靠近转轴的位置固定连接有弧形套筒（5），所述测量透明筒（3）底部靠近转轴的位置固定连接有弧形杆（501），所述弧形杆（501）滑动连接在弧形套筒（5）内，所述弧形套筒（5）靠近弧形杆（501）的位置开设有螺纹通口，所述螺纹通口内螺纹连接有定位螺栓（502）。

3.根据权利要求2所述的一种树木分枝角测量装置，其特征在于，所述安装基板（1）靠近测量透明筒（3）的一侧上端内嵌安装有第一磁块（103），所述测量透明筒（3）靠近安装基板（1）的一侧上端内嵌安装有与第一磁块（103）配合使用的第二磁块（302）。

4.根据权利要求1所述的一种树木分枝角测量装置，其特征在于，所述观测液为具有颜色的溶液。

5.根据权利要求1所述的一种树木分枝角测量装置，其特征在于，所述安装基板（1）的两侧对称滑动连接有两组T型拉杆（6），每组两个所述T型拉杆（6）相邻的一端均安装有弧形夹板（601），所述T型拉杆（6）上套接有拉力弹簧（602），所述拉力弹簧（602）的两端分别与安装基板（1）的外壁、T型拉杆（6）的端部固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种树木分枝角测量装置，其特征在于，所述T型拉杆（6）与弧形夹板（601）之间通过铰接座转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种树木分枝角测量装置，其特征在于，所述弧形夹板（601）的内壁上等间距固定连接有多根防护胶条（603）。

8.一种树木分枝角测量装置的测量方法，采用权利要求1所述的一种树木分枝角测量装置进行测量，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、首先将安装基板（1）安装在树木主干靠近分枝的位置，使安装基板（1）与测量透明筒（3）之间连接的转轴位于主干与分枝连接的端部处，并使红外测距仪（4）的检测端朝向分枝；

步骤2、接着便可启动红外测距仪（4），对安装基板（1）到分枝之间的水平直线距离进行测量；

步骤3、当红外测距仪（4）发射的红外光束打到分枝上后，分枝上会被标记一个红点，接着便可转动测量透明筒（3），当测量透明筒（3）转动到与分枝处于平行位置后，便可观测到分枝上被标记的红点位于第二刻度线（301）的位置，然后便可测量出红点到主干与分枝之间夹角端点的距离；

步骤4、当需要对主干与分枝之间的夹角进行计算时，将红外测距仪（4）到分枝之间的水平直线距离命为a，将红外测距仪（4）到主干与分枝之间夹角端点的距离命为c，将红点到主干与分枝之间夹角端点的距离命为b，然后再依据三角函数公式便可计算出主干与分枝之间的夹角度数，记为X1；

步骤5、当将安装基板（1）安装到树木的主干上后，此时便可对测量透明筒（3）内观测液的液面与筒壁之间所形成的角度进行测量，并将测得的度数记为B1，当测量透明筒（3）转动到与分枝处于平行的位置后，此时便可对测量透明筒（3）内观测液的液面与筒壁之间所形成的角度进行再次测量，并将测得的度数记为B2，然后再将两次测得的度数相减，便可得出主干与分枝之间的夹角度数，记为X2；

步骤6、当测量透明筒（3）转动到与分枝处于平行位置后，此时便可根据半圆形量角器（2）读出与分枝之间的夹角度数，记为X3；

步骤7、最后测量人员再对三次测得计算得到的X1、X2、X3进行平均值计算，便可得到树木分枝角的最终度数。