CN116858067B - 一种设施大棚杏树株高测量设备及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设施大棚杏树株高测量设备及测量方法，属于果树测量领域。一种设施大棚杏树株高测量设备，包括吊环，所述吊环底侧转动连接有垂直立板，所述垂直立板上转动连接第一转轴，所述第一转轴上固定连接有伸缩筒，所述伸缩筒中伸缩连接有带有刻度线的测量杆，所述测量杆下端固定连接有第二转轴，所述第二转轴上转动连接有套筒，所述测量杆的下端设置有测量腔，所述测量腔与所述的测量杆同轴设置，所述测量腔底侧固定连接有直角量角器；本发明竖直量筒和测量腔的液位高度得到一个实际测量值，通过测量杆的斜边长度和测量杆与夹角b利用直角三角形的余弦定理计算得到一个实际测量值，提高测量可靠性。

Description

一种设施大棚杏树株高测量设备及测量方法

技术领域

本发明涉及果树测量技术领域，尤其涉及一种设施大棚杏树株高测量设备及测量方法。

背景技术

杏树作为结杏的果树，能够结大量的杏，满足人民对水果的需求，随着大棚技术的发展，大棚内种植的杏树也越来越多。

在对杏树进行种植的过程中，为了确保杏的成熟度和质量，一般需要控制杏树的高度，冬剪是杏树休眠期间必不可少的，通过冬剪可以塑造树形，避免形式分枝过高，保持营养生长。

杏树在生长的时候，通过修剪塑造，杏树主杆生长多个主分枝，杏一般会在主分枝上的果枝生长，在进行塑造的时候，要注意主分枝不能生长过高，以确保营养分配均匀，因此需要测量主分枝的高度，便于塑造修剪，目前的方法一般采用卷尺进行直接测量，测量的可靠度有待进一步的提升。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中直接采用卷尺测量，当卷尺发生弯卷或测量时卷尺发生倾斜，会导致测量的结果不可靠的问题，而提出的一种设施大棚杏树株高测量设备及测量方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种设施大棚杏树株高测量设备，包括吊环，所述吊环底侧转动连接有垂直立板，所述垂直立板上转动连接第一转轴，所述第一转轴上固定连接有伸缩筒，所述伸缩筒中伸缩连接有带有刻度线的测量杆；

所述测量杆下端固定连接有第二转轴，所述第二转轴上转动连接有套筒，所述测量杆的下端设置有测量腔，所述测量腔与所述的测量杆同轴设置，所述测量腔底侧固定连接有直角量角器，所述直角量角器与所述的垂直立板垂直设置，所述直角量角器一个直角边与所述的测量腔直径相贴，所述直角量角器另一个直角边与所述的测量腔内壁相贴；

所述垂直立板上固定连接有竖直量筒，所述竖直量筒与所述的直角量角器位于同一平面，所述竖直量筒的下端与所述的测量腔的下端通过细软管相连通。

为了增加第三个株高测量值，优选地，所述垂直立板上固定连接有第一圆量角器，所述第一圆量角器转动套在所述的第一转轴上。

为了便于竖直量筒排液，优选地，所述垂直立板底侧固定连接有储液筒，所述竖直量筒下端通过带有电磁阀的排水管与所述的储液筒连通。

为了便于向竖直量筒中加液，进一步地，所述竖直量筒下端固定连接有充水管，所述储液筒中连接有潜水泵，所述潜水泵出水端与所述的充水管连通。

为了测量主分枝的倾斜角度，优选地，所述套筒上固定连接有第二圆量角器，所述第二圆量角器转动套在所述的第二转轴上。

为了再次测量主分支的倾斜角度，进一步地，所述第二转轴上转动连接有旋转轴，所述旋转轴下端固定连接有垂直立杆，所述垂直立杆上固定连接有至少2个水平测量组件，相邻的两个水平测量组件分别为第一水平杆和第二水平杆，所述第一水平杆上滑动连接有带有刻度的第一测量抵杆，所述第二水平杆上滑动连接有带有刻度的第二测量抵杆，所述第一测量抵杆和第二测量抵杆用于抵住杏树枝。

为了确保垂直立杆竖直向下，更进一步地，所述垂直立杆底侧固定连接有圆锥筒，所述圆锥筒和垂直立杆空心设置，所述圆锥筒和垂直立杆连通，所述旋转轴上固定连接有连接软管，所述连接软管与所述的测量腔连通，所述连接软管上连接有电磁阀，所述旋转轴上开设有通孔，所述通孔两端分别与连接软管和垂直立杆连通。

为了使得第一测量抵杆和第二测量抵杆抵住主分枝，再进一步地，所述第一水平杆和第二水平杆均设有与第一测量抵杆和第二测量抵杆对应的滑道，所述第一测量抵杆和第二测量抵杆位于滑道中的一端均连接有活塞，所述滑道与所述的垂直立杆连通，所述第一水平杆和第二水平杆上均连接有电磁阀。

为了便于抵住杏树分枝，进一步地，所述第一测量抵杆和第二测量抵杆端头均固定连接有抵头。

一种设施大棚杏树株高测量方法，采用所述的设施大棚杏树株高测量设备进行测量，测量步骤如下：

S1、将垂直立板在吊环底侧进行滑动，使伸缩筒及测量杆与被测量杏树分支位于第一平面；

S2、转动调整伸缩筒及测量杆的位置，使套筒套在杏树分支的枝头端；

S3、竖直量筒和测量腔中填充有水溶液，此时调整测量腔中的溶液高度，使得测量腔的溶液高度位于直角量角器的直角处；

S4、记录第一个株高测量数值：

第一个柱高测量值X为：竖直量筒测量的直角边的长度；

S5、记录第二个株高测量数值：

记录数值：测量杆测量的斜边长度为Y，直角量角器测量的角度为b；

利用余弦定理求第二个柱高测量值X为：Y*Sinb；

S6、将步骤S4和步骤S5中，测量的两个株高值进行比较：

若两个值相差大于等于2cm，重新进行测量；

若两个值相差小于2cm，则计算两者平均值作为株高长度。

与现有技术相比，本发明提供了一种设施大棚杏树株高测量设备及测量方法，具备以下有益效果：

1、该设施大棚杏树株高测量设备及测量方法，通过利用竖直量筒和测量腔的液位高度得到一个实际测量值，同时通过测量腔中的水平液位与测量腔上壁的夹角测得测量杆与水平液位线的夹角b，通过测量杆的斜边长度和测量杆与夹角b利用直角三角形的余弦定理计算得到一个实际测量值，将两个实际测量值进行比对分析，得到可靠性高的株高。

附图说明

图1为本发明的位于大棚内的使用状态结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的图2中A处的结构示意图；

图4为本发明的图2中B处的结构示意图；

图5为本发明的剖面结构示意图；

图6为本发明的图5中C处的结构示意图；

图7为本发明的图6中D处的结构示意图；

图8为本发明的图6中E处的结构示意图；

图9为本发明的图6中F处的结构示意图；

图10为本发明的图9中G处的结构示意图；

图11为本发明的株高测量示意图；

图12为本发明的图11中H处的结构示意图；

图13为本发明的实施例2中的测量杏树主分枝的测量示意图；

图14为本发明的实施例2中的测量的分枝头的角度的测量示意图。

图中：1、吊环；101、支撑架；102、齿轮环槽；103、支撑板；104、驱动齿轮；105、驱动电机；2、垂直立板；201、第一圆量角器；3、竖直量筒；301、排水管；302、充水管；4、伸缩筒；401、第一转轴；402、步进电机；5、测量杆；501、第二转轴；502、测量腔；503、直角量角器；6、细软管；7、套筒；8、第二圆量角器；9、储液筒；901、潜水泵；10、垂直立杆；11、圆锥筒；12、第二水平杆；13、第二测量抵杆；14、第一水平杆；15、第一测量抵杆；16、抵头；17、旋转轴；1701、通孔；18、连接软管。

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。

实施例1：参照图1、图2、图5、图6和图7，一种设施大棚杏树株高测量设备，包括吊环1，具体在实施的时候，通过大棚内的支撑架101支撑固定吊环1，多个吊环1置于相应的杏树上方，垂直立板2顶端固定连接有支撑板103，支撑板103转动连接在的吊环1上，支撑板103上固定连接有驱动电机105，驱动电机105驱动端固定连接有驱动齿轮104，吊环1外周开设有与驱动齿轮104啮合的齿轮环槽102，可以通过启动驱动电机105，通过驱动齿轮104与齿轮环槽102啮合，用以使得支撑板103沿着吊环1滑动，以便于后续测量杆5与杏树的主分枝的端头在同一平面。

参照图2和图3，吊环1底侧转动连接有垂直立板2，垂直立板2上转动连接第一转轴401，第一转轴401上固定连接有伸缩筒4，具体实施的时候，第一转轴401的转动驱动源可以采用步进电机402，步进电机402固定连接在垂直立板2上，步进电机402驱动端与的第一转轴401固定相连，伸缩筒4中伸缩连接有带有刻度线的测量杆5。

通过步进电机402的启停工作，以带动第一转轴401转动，第一转轴401带动伸缩筒4和测量杆5进行位置调整，以便于后续分枝头插入套筒7中。

测量杆5下端固定连接有第二转轴501，第二转轴501上转动连接有套筒7；套筒7是转动设置在测量杆5的端头，在进行伸缩筒4和测量杆5位置调整时，以分枝头正好插入套筒7为准，此时完成伸缩筒4和测量杆5的位置调整。

参照图6、图9、图10和图11，测量杆5的下端设置有测量腔502，具体实施时，测量杆5位于测量腔502的部分呈透明设置，测量腔502与的测量杆5同轴设置，测量腔502底侧固定连接有直角量角器503，直角量角器503与的垂直立板2垂直设置，直角量角器503一个直角边与的测量腔502直径相贴，直角量角器503另一个直角边与的测量腔502内壁相贴。

在进行测量时，预设测量腔502中的水平液位与直角量角器503的直角相交时的水平液位为分枝头的高度，在测量杆5旋转调整好位置后，调整测量腔502的水平液位与直角量角器503的直角相交，此时水平液位为株高的第一个测量数值。

参照图5、图6、图8、图9、图10和图11，垂直立板2上固定连接有竖直量筒3，竖直量筒3与的直角量角器503位于同一平面，竖直量筒3的下端与的测量腔502的下端通过细软管6相连通。

参照图8，为了测量测量腔502中的水平液位，可以通过细软管6将竖直量筒3与测量腔502连通，垂直立板2底侧固定连接有储液筒9，竖直量筒3下端通过带有电磁阀的排水管301与的储液筒9连通，竖直量筒3下端固定连接有充水管302，储液筒9中连接有潜水泵901，潜水泵901出水端与的充水管302连通，通过电磁阀的开启和关闭利用排水管301进行排水降低液位，潜水泵901和充水管302加水上升液位，以此来调整水平液位，此时竖直量筒3的液位高度即为测量腔502中的水平液位。

通过测量杆5滑动设置在伸缩筒4中，测量杆5上设有刻度线，可以根据刻度线测量伸缩筒4和测量杆5的斜边长度Y，同时通过测量腔502中的直角量角器503可以测量出水平液位与测量腔502的侧壁夹角b，如图12，此时夹角b为伸缩筒4和测量杆5与水平液位线的夹角，此时可以根据余弦定理计算得出株高的第二个测量数值。

上述测量的第一个测量数值和第二测量数值，是通过不同的方法中的不同的测量数值得到，一个是利用竖直量筒3的液位高度得到一个实际测量值，另外一个是通过测量杆5的斜边长度和测量杆5与水平液位线的夹角b得到一个实际测量值，将两个测量值进行比对分析，若两者数值差距大于等于2cm，则说明可能测量时出现问题，此时重新再次测量，直至两个测量值差值小于2cm时采用该数据，确保了测量株高的可靠性。

参照图3和图11，在其他的一些实施方式中，可以在第二个测量值的基础上，保持测量杆5的斜边长度不变，此种方式中不采用夹角b，而是采用测量杆5与竖直量筒3的夹角a，垂直立板2上固定连接有第一圆量角器201，第一圆量角器201转动套在的第一转轴401上，如图11，根据测量杆5的斜边长度Y和夹角a，利用余弦定理测得株高X的第三个实际测量值，利用三个实际测量值进行对比分析，进一步确保了结果可靠性。

实施例2：参照图9-图11，一种设施大棚杏树株高测量设备，与实施例1基本相同，所不同的是，在杏树实际的生长过程中，杏树的主分枝往往是倾斜的向上生长，在测量后进行修剪时，为了更好的修整，在测量高度的基础上，本方案测量主分枝的倾斜角度，以便于更好的分析杏树主分枝的生长趋势，套筒7上固定连接有第二圆量角器8，第二圆量角器8转动套在的第二转轴501上，通过分枝头插在套筒7中，此时转动套筒7与分枝头齐平，第二圆量角器8测量的角度为u，如图14，测量的分枝头的角度为d=v-u=90-b-u。

参照图9-图13，第二转轴501上转动连接有旋转轴17，旋转轴17下端固定连接有垂直立杆10，垂直立杆10底侧固定连接有圆锥筒11，圆锥筒11和垂直立杆10空心设置，圆锥筒11和垂直立杆10连通，旋转轴17上固定连接有连接软管18，连接软管18与的测量腔502连通，连接软管18上连接有电磁阀，旋转轴17上开设有通孔1701，通孔1701两端分别与连接软管18和垂直立杆10连通，利用导通的溶液，可以开启电磁阀，利用潜水泵901向圆锥筒11充入溶液，以提高圆锥筒11的重量，更好的确保垂直立杆10垂直向下。

垂直立杆10上固定连接有至少2个水平测量组件，相邻的两个水平测量组件分别为第一水平杆14和第二水平杆12，第一水平杆14上滑动连接有带有刻度的第一测量抵杆15，第二水平杆12上滑动连接有带有刻度的第二测量抵杆13，第一测量抵杆15和第二测量抵杆13用于抵住杏树枝，第一水平杆14和第二水平杆12均设有与第一测量抵杆15和第二测量抵杆13对应的滑道，第一测量抵杆15和第二测量抵杆13位于滑道中的一端均连接有活塞，滑道与的垂直立杆10连通，第一水平杆14和第二水平杆12上均连接有电磁阀。

预设相邻的两个水平测量组件的高度差为Z，潜水泵901开启，通过开启第一水平杆14的电磁阀利用水溶液推动第一测量抵杆15和第二测量抵杆13，通过第一测量抵杆15在第一水平杆14中滑动并使得第一测量抵杆15与分枝相抵，此时测得水平距离值为N，同理通过第二测量抵杆13在第二水平杆12中滑动并使得第二测量抵杆13与分枝相抵，此时测得水平距离值为p，两者的差值M=N-p，如图13所示，M和Z的作为直角边，从而能够求得分枝的夹角e，测得位于分枝头下方的分枝的夹角，更好的分析分枝生长趋势；

具体在实施的时候，一般分枝都会呈弧度倾斜向上生长，此时可以将水平测量组件等距设置3个，4个甚至更多，以此来分析分枝不同部位的角度，以此分析分枝的生长曲线。

另外还需要说明的是，在其他的一些实施方式中，针对抵头16还可以做如下改进，具体方案如下：如图9所示，第一测量抵杆15和第二测量抵杆13端头均固定连接有抵头16，在其他的实施方式中，抵头16可以采用海绵材质，能够起到缓冲保护作用，同时第一测量抵杆15和第二测量抵杆13设有喷孔，喷孔两端分别与垂直立杆10和抵头16连通，可在第一测量抵杆15和第二测量抵杆13设置电磁阀，水中可以添加染料，当测定的杏树枝头过高时，可以通过开启电磁阀，将有颜色的溶液通过抵头16涂在杏树枝头上，起到标记效果，另外在具体实施的时候，溶液中还可以加入荧光粉，在傍晚的时候也能方便看到。

实施例3：参照图6、图9、图10、图11和图12，一种设施大棚杏树株高测量方法，采用的设施大棚杏树株高测量设备进行测量，测量步骤如下：

S1、将垂直立板2在吊环1底侧进行滑动，使伸缩筒4及测量杆5与被测量杏树分支位于第一平面；

S2、转动调整伸缩筒4及测量杆5的位置，使套筒7套在杏树分支的枝头端；

S3、竖直量筒3和测量腔502中填充有水溶液，此时调整测量腔502中的溶液高度，使得测量腔502的溶液高度位于直角量角器503的直角处；

S4、记录第一个株高测量数值：

第一个柱高测量值X为：竖直量筒3测量的直角边的长度；

S5、记录第二个株高测量数值：

记录数值：测量杆5测量的斜边长度为Y，直角量角器503测量的角度为b；

利用余弦定理求第二个柱高测量值X为：Y*Sinb；

S6、将步骤S4和步骤S5中测量的两个株高值进行比较：

若两个值相差大于等于2cm，重新进行测量；

若两个值相差小于2cm，则计算两者平均值作为株高长度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种设施大棚杏树株高测量设备，包括吊环（1），其特征在于，所述吊环（1）底侧转动连接有垂直立板（2），所述垂直立板（2）上转动连接第一转轴（401），所述第一转轴（401）上固定连接有伸缩筒（4），所述伸缩筒（4）中伸缩连接有带有刻度线的测量杆（5），所述测量杆（5）下端固定连接有第二转轴（501），所述第二转轴（501）上转动连接有套筒（7）；

所述测量杆（5）的下端设置有测量腔（502），所述测量腔（502）与所述的测量杆（5）同轴设置，所述测量腔（502）底侧固定连接有直角量角器（503），所述直角量角器（503）与所述的垂直立板（2）垂直设置，所述直角量角器（503）一个直角边与所述的测量腔（502）直径相贴，所述直角量角器（503）另一个直角边与所述的测量腔（502）内壁相贴；

所述垂直立板（2）上固定连接有竖直量筒（3），所述竖直量筒（3）与所述的直角量角器（503）位于同一平面，所述竖直量筒（3）的下端与所述的测量腔（502）的下端通过细软管（6）相连通；

所述垂直立板（2）底侧固定连接有储液筒（9），所述竖直量筒（3）下端通过带有电磁阀的排水管（301）与所述的储液筒（9）连通；

所述竖直量筒（3）下端固定连接有充水管（302），所述储液筒（9）中连接有潜水泵（901），所述潜水泵（901）出水端与所述的充水管（302）连通。

2.根据权利要求1所述的一种设施大棚杏树株高测量设备，其特征在于，所述垂直立板（2）上固定连接有第一圆量角器（201），所述第一圆量角器（201）转动套在所述的第一转轴（401）上。

3.根据权利要求1所述的一种设施大棚杏树株高测量设备，其特征在于，所述套筒（7）上固定连接有第二圆量角器（8），所述第二圆量角器（8）转动套在所述的第二转轴（501）上。

4.根据权利要求1或3所述的一种设施大棚杏树株高测量设备，其特征在于，所述第二转轴（501）上转动连接有旋转轴（17），所述旋转轴（17）下端固定连接有垂直立杆（10），所述垂直立杆（10）上固定连接有至少2个水平测量组件，相邻的两个水平测量组件分别为第一水平杆（14）和第二水平杆（12），所述第一水平杆（14）上滑动连接有带有刻度的第一测量抵杆（15），所述第二水平杆（12）上滑动连接有带有刻度的第二测量抵杆（13），所述第一测量抵杆（15）和第二测量抵杆（13）用于抵住杏树枝。

5.根据权利要求4所述的一种设施大棚杏树株高测量设备，其特征在于，所述垂直立杆（10）底侧固定连接有圆锥筒（11），所述圆锥筒（11）和垂直立杆（10）空心设置，所述圆锥筒（11）和垂直立杆（10）连通，所述旋转轴（17）上固定连接有连接软管（18），所述连接软管（18）与所述的测量腔（502）连通，所述连接软管（18）上连接有电磁阀，所述旋转轴（17）上开设有通孔（1701），所述通孔（1701）两端分别与连接软管（18）和垂直立杆（10）连通。

6.根据权利要求5所述的一种设施大棚杏树株高测量设备，其特征在于，所述第一水平杆（14）和第二水平杆（12）均设有与第一测量抵杆（15）和第二测量抵杆（13）对应的滑道，所述第一测量抵杆（15）和第二测量抵杆（13）位于滑道中的一端均连接有活塞，所述滑道与所述的垂直立杆（10）连通，所述第一水平杆（14）和第二水平杆（12）上均连接有电磁阀。

7.根据权利要求5所述的一种设施大棚杏树株高测量设备，其特征在于，所述第一测量抵杆（15）和第二测量抵杆（13）端头均固定连接有抵头（16）。

8.一种设施大棚杏树株高测量方法，其特征在于，采用权利要求6所述的设施大棚杏树株高测量设备进行测量，测量步骤如下：

S1、将垂直立板（2）在吊环（1）底侧进行滑动，使伸缩筒（4）及测量杆（5）与被测量杏树分支位于第一平面；

S2、转动调整伸缩筒（4）及测量杆（5）的位置，使套筒（7）套在杏树分支的枝头端；

S3、竖直量筒（3）和测量腔（502）中填充有水溶液，此时调整测量腔（502）中的溶液高度，使得测量腔（502）的溶液高度位于直角量角器（503）的直角处；

S4、记录第一个株高测量数值：

第一个柱高测量值X为：竖直量筒（3）测量的直角边的长度；

S5、记录第二个株高测量数值：

记录数值：测量杆（5）测量的斜边长度为Y，直角量角器（503）测量的角度为b；

利用余弦定理求第二个柱高测量值X为：Y*Sinb；

S6、将步骤S4和步骤S5中，测量的两个株高值进行比较：

若两个值相差大于等于2cm，重新进行测量；

若两个值相差小于2cm，则计算两者平均值作为株高长度。