CN116930429A - 一种二维观测年轮仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二维观测年轮仪,包括在框架一侧边梁上设置的纵向移动直线模组,框架另一侧边梁表面设有滑道,横跨两侧边梁设置有横向移动机构,所述横向移动机构包括横向滑轨板,所述纵向移动直线模组上的拖带机构与横向滑轨板一端连接固定,横向滑轨板另一端通过滑动脚可移动的支撑在另一侧边梁表面滑道上,所述横向滑轨板中间沿纵向设置有长条形观测孔,在长条形观测孔两侧设置有滑槽,滑槽中设置有滑轨,一个载有观测设备的托板支撑在滑轨上由一个横向驱动装置带动沿滑槽做垂直于侧边梁的直线移动,所述载有观测设备的纵向移动直线模组和横向移动机构形成了二维观测平台。本发明通过增加横向移动机构,可实现对年轮盘样品的二维观测。
Description
技术领域
本发明涉及一种二维观测年轮仪,用于树干或树枝横断面年轮观测分析。
背景技术
年轮仪是用于观测树木年轮的仪器,主要功能为辅助树轮检测人员计数年轮的数量,测量年轮宽度等功能。目前市场上可购置的年轮仪都是用于测量树芯样品年轮的一维年轮仪(目前市场上的一维年轮仪无法测量年轮盘样品)。测量过程是需人工根据年轮仪观测到的图像,标定年轮的位置,计数年轮的数量。由于一株树的不同方向生长环境不同(例如光照条件),不同方向的生长势不同,树干横截面不同方向出现缺轮和伪轮的位置不同、伪轮的细胞结构不同,若只判读并测量树干有限的一个或几个方向的年轮盘样品或树芯样品的年轮,不能保证准确判读出所有的缺轮和伪轮,进而无法准确计数年轮的数量,难以了解树干每年的真实生长量。对于树枝年轮也是如此,树枝与树干一样各个方向的长势不同。
树木年轮在树干横截面上是一个连续不规则形状的闭合环形线,根据年轮的这个特征,可判断年轮的真伪及缺失;年轮环结构上有间断,不连续则为伪轮;相邻年轮环有重叠,重叠部分有缺轮。一维年轮仪,只可在一维直线方向实现精确定位,因而只可观测直线树芯样品上的年轮。树芯样品上的年轮只是整条年轮中的一小段。因此,一维年轮仪判断一个树干中伪轮和缺轮的位置,需对树干多个方向进行采由皮到树芯的直线树芯样(至少2个方向),对不同方向的树芯样上的年轮进行判读、测量、比对,通过不同方向采样年轮的比对来确定伪轮和缺轮位置,采样方向越多准确率越高,但一维年轮仪无法实现同步对整条年轮的每一处结构的具体形状的观测,因而也无法保证仅凭对一株树的采样便确定所有缺轮和伪轮,往往需要同区域相同树种其它个体的采样测定结果的比对才可,工作量较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二维观测年轮仪,通过增加的横向移动驱动机构,可以实现对年轮盘样品或树芯样品年轮二维的观测和测量。
为了实现上述目的,本发明的方案是:
一种二维观测年轮仪,包括年轮仪框架,框架上设置有直线模组,直线模组带有拖带机构,直线模组驱动拖带机构做一维直线移动,其中:所述直线模组是纵向移动直线模组,所述框架为矩形框架,矩形框架包括相互平行的两侧边梁和与两侧边梁连接的前后横梁,所述纵向直线模组定位在一侧边梁上,另一侧边梁表面设有滑道,横跨两侧边梁设置有横向移动机构,所述横向移动机构包括横向滑轨板,横向滑轨板与两侧边梁相垂直设置,所述纵向移动直线模组上的拖带机构与横向滑轨板一端连接固定,横向滑轨板另一端通过滑动脚可移动的支撑在另一侧边梁表面滑道上,拖带机构带动横向滑轨板沿侧边梁直线移动,所述横向滑轨板中间沿纵向设置有长条形观测孔,在长条形观测孔两侧设置有滑槽,滑槽中设置有滑轨,一个托板支撑在滑轨上通过一个横向驱动装置带动沿滑槽做垂直于侧边梁的直线移动,所述托板用于放置年轮观测设备,在托板上对准长条形观测孔设置有透孔,年轮观测设备透过透孔观测被测年轮盘样品或树芯样品,所述纵向移动直线模组和横向移动机构形成了年轮观测设备对被测年轮盘样品或树芯样品观测的二维观测平台。
方案进一步是:所述框架下侧设置有被测年轮盘样品或树芯样品输送机构,所述输送机构包括一个支撑滑板,在支撑滑板上设置样品放置平台,样品放置平台用于放置被测年轮盘样品或树芯样品,在框架下两侧设置有抽屉式滑道,所述支撑滑板两侧设置有滑行轨道,支撑滑板通过滑行轨道进出抽屉式滑道,实现将观测平台上的被测年轮盘样品或树芯样品送入年轮观测设备下的观测区域和从观测区域抽出。
方案进一步是:所述样品放置平台包括水平调节平台和高度调节平台,高度调节平台固定在水平调节平台上,被测年轮盘样品或树芯样品置于高度调节平台上,水平调节平台通过四个支撑脚座在支撑滑板上,四个支撑脚中有三个是调节支撑脚,一个是固定支撑脚,通过三个调节支撑脚调节被测年轮盘样品或树芯样品被观测面的水平,所述高度调节平台通过铰链支撑与水平调节平台连接固定,所述铰链支撑设置有调节杆,转动调节杆调节铰链支撑的张开大小进而调节高度调节平台的升高和降低。
方案进一步是:所述横向驱动装置包括在横向滑轨板两端分别设置的轴辊,轴辊平行于两侧边梁设置,轴辊表面包覆有橡胶,两个轴辊之间绷紧套有牵引绳圈,所述托板通过卡具与牵引绳圈连接固定,转动一侧轴辊,转动的轴辊通过摩擦力带动牵引绳圈随之环绕两侧轴辊旋转,环绕两侧轴辊旋转的牵引绳圈带动托板沿滑槽做垂直于侧边梁的直线移动。
方案进一步是:所述转动一侧轴辊,是通过在一侧轴辊端部设置的手柄手动转动的。
方案进一步是:所述横向驱动装置是称为横向移动直线模组的另一个直线模组,横向移动直线模组的自带拖带机构与托板连接固定,横向移动直线模组驱动自带拖带机构带动托板沿滑槽做垂直于侧边梁的直线移动。
方案进一步是:所述纵向移动直线模组和横向移动直线模组是步进电机驱动的直线模组。
方案进一步是:所述滑轨是在滑槽中间隔设置的滚轴,所述托板通过在底面设置的凸起嵌入滑槽限位支撑在滑轨上。
方案进一步是:所述滑动脚是转动滚轮,转动滚轮是两个,两个转动滚轮前后间隔设置。
方案进一步是:所述滑道是下凹沟槽,下凹沟槽设置在另一侧边梁表面,所述滑动脚在下凹沟槽中随横向滑轨板前后移动。
本发明与现有技术的对比其优点是:通过增加的横向移动机构,可以实现对年轮盘样品或树芯样品年轮二维的观测和测量,通过本发明可以对整条年轮上各处结构进行观测,实现对整条年轮的具体形状进行测量,更加全面的观测样品的年轮。
下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。
附图说明
图1是本发明二维观测年轮仪结构示意图;
图2是本发明横向滑轨板断面示意图;
图3是本发明样品放置平台端部结构示意图;
图4是本发明样品放置平台铰链抬升结构示意图,图3的A-A视图。
具体实施方式
一种二维观测年轮仪,如图1和图2所示,所述二维观测年轮仪包括年轮仪框架,框架上设置有直线模组1,直线模组1带有拖带机构101,直线模组驱动拖带机构做一维直线移动,其中:所述直线模组1是纵向移动直线模组,所述框架为矩形框架,矩形框架包括相互平行的两侧边梁2和3和与两侧边梁连接的前后横梁4和5,所述纵向直线模组1定位在一侧边梁2上,另一侧边梁3表面设有滑道,滑道可以是一个光滑的平面,或者是下凹沟槽301,横跨两侧边梁2和3设置有横向移动机构,所述横向移动机构包括横向滑轨板6,横向滑轨板6与两侧边梁2和3相垂直设置,所述纵向移动直线模组1上的拖带机构101与横向滑轨板6一端连接固定,横向滑轨板6另一端通过滑动脚7可移动的支撑在另一侧边梁3表面滑道上,拖带机构带动横向滑轨板沿侧边梁直线移动,滑动脚7是转动滚轮,当滑道是光滑的平面时、转动滚轮在另一侧边梁3的光滑平面随横向滑轨板前后滚动,而当滑道是下凹沟槽301时、转动滚轮在下凹沟槽中随横向滑轨板前后移动,下凹沟槽301起到了稳定限位的作用,转动滚轮是两个,两个转动滚轮前后间隔设置;所述横向滑轨板6中间沿纵向设置有长条形观测孔601,在长条形观测孔两侧设置有滑槽602,滑槽中设置有滑轨603,一个托板8支撑在滑轨603上通过一个横向驱动装置带动沿滑槽602做垂直于两侧边梁2和3的水平直线移动,所述托板8用于放置年轮观测设备9,例如显微镜或者摄像头,年轮观测设备9连接分析电脑10;在托板8上对准长条形观测孔601设置有透孔801,年轮观测设备9透过透孔801观测被测年轮盘样品或树芯样品11,所述纵向移动直线模组1和横向移动机构形成了年轮观测设备9对被测年轮盘样品或树芯样品11观测的二维观测平台,图中示意的是年轮盘样品。
为了便于操作:所述框架下侧设置有被测年轮盘样品或树芯样品输送机构,所述输送机构包括一个支撑滑板12,在支撑滑板上设置样品放置平台13,样品放置平台13用于放置被测年轮盘样品或树芯样品11,在框架下两侧分别设置有抽屉式滑道1201,在支撑滑板12上设置有手柄1202,所述支撑滑板12两侧设置有滑行轨道1203,支撑滑板12通过滑行轨道1203插入进出抽屉式滑道1201,实现样品放置平台将被测年轮盘样品或树芯样品送入年轮观测设备下的观测区域和从观测区域抽出。
如图3和图4所示,所述样品放置平台13包括水平调节平台1301和高度调节平台1302,高度调节平台固定在水平调节平台上,被测年轮盘样品或树芯样品11置于高度调节平台1302上,水平调节平台1301通过四个角设置的四个支撑脚座在支撑滑板12上,四个支撑脚中有三个是调节支撑脚1301-1,一个是固定支撑脚1301-2,本实施例调节支撑脚1301-1是螺栓调节支撑脚,通过三个调节支撑脚对被测年轮盘样品或树芯样品11被观测面进行水平调节,所述高度调节平台1302通过铰链支撑与水平调节平台1301连接固定,实施例中,所述铰链支撑有两组,每一组铰链支撑有两个铰链部件和连接杆1302-1,铰链部件包括上下两个铰链支撑杆1302-2,两个铰链部件的两个铰链支撑杆1302-2分别与一个连接杆1302-1的两端铰链连接,两个连接杆1302-1中间连接设置有调节杆1303,连接杆1302-1在调节杆上可转动定位固定,其中,在一侧连接杆1302-1与调节杆1303通过螺纹连接固定,如图中的螺纹连接块1304,通过手柄1303-1转动调节杆1303调节两个连接杆1302-1的距离,带动两个铰链支撑杆1302-2的张开大小,进而调节高度调节平台1302的升高和降低。
其中:所述横向驱动装置用于推动托板沿滑槽做垂直于侧边梁的直线移动,它可以有多种形式,有两种优选方案:
其一:所述横向驱动装置包括在横向滑轨板两端分别设置的轴辊14和15,轴辊14和15平行于两侧边梁2和3设置,轴辊14和15表面包覆有橡胶用以增加摩擦力,两个轴辊14和15之间绷紧套有牵引绳圈16,牵引绳圈16可以是一条或两条,本实施例为两条,所述托板8通过卡具802与牵引绳圈16连接固定,转动一侧轴辊14或15,转动的轴辊通过摩擦力带动牵引绳圈随之环绕两侧轴辊旋转,环绕两侧轴辊旋转的牵引绳圈带动托板沿滑槽做垂直于侧边梁的直线移动,此种结构适用于手动,可以用手压在轴辊14或15上搓动使其转动,也可以通过在一侧轴辊端部设置的手柄手动转动手柄使其转动。
其二:所述横向驱动装置是称为横向移动直线模组的另一个直线模组,横向移动直线模组的自带拖带机构与托板连接固定,横向移动直线模组驱动自带拖带机构带动托板沿滑槽做垂直于侧边梁的直线移动。在此种结构下,所述纵向移动直线模组和横向移动直线模组是电动直线模组,是步进电机驱动的直线模组,例如:是数控步进电机驱动的直线模组,通过数控步进电机就可实现二维移动的自动控制,自动控制有助于实现完全自动图像分析的开发应用。
其中的所述滑轨603是在滑槽中间隔设置的滚轴,所述托板8通过在底面设置的凸起803嵌入滑槽602限位支撑在滑轨603上。
上述实施例通过增加的横向移动机构,可以实现对年轮盘样品或树芯样品年轮二维的观测和测量,通过本发明可以对整条年轮上各处结构进行观测,实现对整条年轮的具体形状进行测量,更加全面的观测样品的年轮。
Claims (10)
1.一种二维观测年轮仪,包括年轮仪框架,框架上设置有直线模组,直线模组带有拖带机构,直线模组驱动拖带机构做一维直线移动,其特征在于,所述直线模组是纵向移动直线模组,所述框架为矩形框架,矩形框架包括相互平行的两侧边梁和与两侧边梁连接的前后横梁,所述纵向直线模组定位在一侧边梁上,另一侧边梁表面设有滑道,横跨两侧边梁设置有横向移动机构,所述横向移动机构包括横向滑轨板,横向滑轨板与两侧边梁相垂直设置,所述纵向移动直线模组上的拖带机构与横向滑轨板一端连接固定,横向滑轨板另一端通过滑动脚可移动的支撑在另一侧边梁表面滑道上,拖带机构带动横向滑轨板沿侧边梁直线移动,所述横向滑轨板中间沿纵向设置有长条形观测孔,在长条形观测孔两侧设置有滑槽,滑槽中设置有滑轨,一个托板支撑在滑轨上通过一个横向驱动装置带动沿滑槽做垂直于侧边梁的直线移动,所述托板用于放置年轮观测设备,在托板上对准长条形观测孔设置有透孔,年轮观测设备透过透孔观测被测年轮盘样品或树芯样品,所述纵向移动直线模组和横向移动机构形成了年轮观测设备对被测年轮盘样品或树芯样品观测的二维观测平台。
2.根据权利要求1所述的二维观测年轮仪,其特征在于,所述框架下侧设置有被测年轮盘样品或树芯样品输送机构,所述输送机构包括一个支撑滑板,在支撑滑板上设置样品放置平台,样品放置平台用于放置被测年轮盘样品或树芯样品,在框架下两侧设置有抽屉式滑道,所述支撑滑板两侧设置有滑行轨道,支撑滑板通过滑行轨道进出抽屉式滑道,实现将样品放置平台上的被测年轮盘样品或树芯样品送入年轮观测设备下的观测区域和从观测区域抽出。
3.根据权利要求2所述的二维观测年轮仪,其特征在于,所述样品放置平台包括水平调节平台和高度调节平台,高度调节平台固定在水平调节平台上,被测年轮盘样品或树芯样品置于高度调节平台上,水平调节平台通过四个支撑脚座在支撑滑板上,四个支撑脚中有三个是调节支撑脚,一个是固定支撑脚,通过三个调节支撑脚调节被测年轮盘样品或树芯样品被观测面的水平,所述高度调节平台通过铰链支撑与水平调节平台连接固定,所述铰链支撑设置有调节杆,转动调节杆调节铰链支撑的张开大小进而调节高度调节平台的升高和降低。
4.根据权利要求1所述的二维观测年轮仪,其特征在于,所述横向驱动装置包括在横向滑轨板两端分别设置的轴辊,轴辊平行于两侧边梁设置,轴辊表面包覆有橡胶,两个轴辊之间绷紧套有牵引绳圈,所述托板通过卡具与牵引绳圈连接固定,转动一侧轴辊,转动的轴辊通过摩擦力带动牵引绳圈随之环绕两侧轴辊旋转,环绕两侧轴辊旋转的牵引绳圈带动托板沿滑槽做垂直于侧边梁的直线移动。
5.根据权利要求4所述的二维观测年轮仪,其特征在于,所述转动一侧轴辊,是通过在一侧轴辊端部设置的手柄手动转动的。
6.根据权利要求1所述的二维观测年轮仪,其特征在于,所述横向驱动装置是称为横向移动直线模组的另一个直线模组,横向移动直线模组的自带拖带机构与托板连接固定,横向移动直线模组驱动自带拖带机构带动托板沿滑槽做垂直于侧边梁的直线移动。
7.根据权利要求6所述的二维观测年轮仪,其特征在于,所述纵向移动直线模组和横向移动直线模组是步进电机驱动的直线模组。
8.根据权利要求1所述的二维观测年轮仪,其特征在于,所述滑轨是在滑槽中间隔设置的滚轴,所述托板通过在底面设置的凸起嵌入滑槽限位支撑在滑轨上。
9.根据权利要求1所述的二维观测年轮仪,其特征在于,所述滑动脚是转动滚轮,转动滚轮是两个,两个转动滚轮前后间隔设置。
10.根据权利要求1所述的二维观测年轮仪,其特征在于,所述滑道是下凹沟槽,下凹沟槽设置在另一侧边梁表面,所述滑动脚在下凹沟槽中随横向滑轨板前后移动。
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