CN219245207U - 一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置 - Google Patents

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简文彬
钟鑫
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Abstract

本实用新型涉及一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置，包括支撑机构、拉绳位移传感器以及拉力传感器，支撑机构包含顶盘、设于顶盘下方的若干根伸缩杆，伸缩杆的上端与顶盘相铰接，顶盘的下端安装有定滑轮，定滑轮上绕设有拉绳，拉绳的一端与收卷组件相连接、另一端连接有吊钩；拉力传感器的上端与吊钩相连接，拉力传感器的下端连接有用于夹住植物根系的根系夹具；拉绳位移传感器安装在顶盘，拉绳位移传感器的拉绳端与吊钩相连接。收卷组件为手摇绞盘，手摇绞盘安装在其中一根伸缩杆上。手摇绞盘中安装有齿轮测速传感器。本实用新型结构设计简单、合理，能快速、直观地获得拉拔植物根系测试的实验数据，使用方便。

Description

一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置
技术领域：
本实用新型涉及一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置。
背景技术：
生态护坡技术作为一类新型绿色的护坡技术，越来越多地在全球各地得到推广，植被不仅能美化环境，而且能防止水土流失，净化空气，有效解决了边坡工程防护与生态环境破坏的矛盾。植被根系能改良土的力学性能，但是也使得水流的入渗更加容易，从而可能导致严重的灾害。因此，有必要设计一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置，并且通过此装置开展对植物锚固作用和边坡保护效果的测试，可以为植物护坡工作提供重要依据，有显著的显示意义。
实用新型内容：
本实用新型针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置，不仅设计合理，而且使用方便。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置，包括支撑机构、拉绳位移传感器以及拉力传感器，所述支撑机构包含顶盘、设于顶盘下方的若干根伸缩杆，所述伸缩杆的上端与顶盘相铰接，所述顶盘的下端安装有定滑轮，所述定滑轮上绕设有拉绳，所述拉绳的一端与收卷组件相连接、另一端连接有吊钩；所述拉力传感器的上端与吊钩相连接，拉力传感器的下端连接有用于夹住植物根系的根系夹具；所述拉绳位移传感器安装在顶盘，拉绳位移传感器的拉绳端与吊钩相连接。
进一步的，所述收卷组件为手摇绞盘，所述手摇绞盘安装在其中一根伸缩杆上。
进一步的，所述手摇绞盘中安装有齿轮测速传感器。
进一步的，所述齿轮测速传感器与一控制单元相连接，所述控制单元与显示速度的显示屏电性连接。
进一步的，所述拉绳位移传感器和拉力传感器与计算控制模块相连接，所述计算控制模块与显示拉力-位移图的显示模块电性连接。
进一步的，所述伸缩杆的底部安装有用于固定在地面的固定底板。
进一步的，所述伸缩杆为三根，三根伸缩杆呈三角形分布。
与现有技术相比，本实用新型具有以下效果：本实用新型结构设计简单、合理，能快速、直观地获得拉拔植物根系测试的实验数据，使用方便。
附图说明：
图1是本实用新型实施例的构造示意图。
图中：
1-伸缩杆；2-固定底板；3-手摇绞盘；4-齿轮测速传感器；5-位移传感器；6-拉绳；7-吊钩；8-拉力传感器；9-根系夹具；10-顶盘；11-定滑轮。
具体实施方式:
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 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，仅是为了便于描述本实用新型，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实用新型的限制。
如图1所示，本实用新型一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置，包括支撑机构、拉绳位移传感器5以及拉力传感器8，所述支撑机构包含圆形状的顶盘10、设于顶盘10下方的若干根伸缩杆1，所述伸缩杆1的上端与顶盘10相铰接，所述顶盘10的下端安装有定滑轮11，所述定滑轮11上绕设有拉绳3，所述拉绳3的一端与收卷组件相连接、另一端连接有吊钩4；所述拉力传感器8的上端与吊钩4相连接，拉力传感器8的下端连接有用于夹住植物根系的根系夹具9；所述拉绳位移传感器5安装在顶盘10，拉绳位移传感器5的拉绳端通过捆绑的形式与吊钩7相连接。该装置通过伸缩杆支撑于地面，同时伸缩杆与顶盘采用铰接，在进行实验时可调节伸缩杆的长度与角度，使得顶盘平行于地面；而在植物根系拔出破坏后，拉力传感器可记录拉力值的变化，位移传感器可记录在对应拉力下其位移量。
本实施例中，为了方便手动操作，所述收卷组件为手摇绞盘3，所述手摇绞盘3安装在其中一根伸缩杆1上。相应的，为了与手摇绞盘相配合，所述拉绳采用绞绳。
本实施例中，所述手摇绞盘3中安装有齿轮测速传感器4，齿轮测速传感器用于测量手摇绞盘的转动速度。
本实施例中，所述齿轮测速传感器4与一控制单元相连接，所述控制单元与显示速度的显示屏电性连接。通过显示屏显示手摇绞盘的转动速度，便于使用时控制施加拉力的速度，从而保证试验更加精确。应说明的是，齿轮测速传感器测得的数据通过显示屏显示为现有技术，此处不再对具体的连接原理做过多重复赘述。
本实施例中，齿轮测速传感器、拉绳位移传感器以及拉力传感器均连接便携式直流电源。
本实施例中，所述拉绳位移传感器5和拉力传感器8连接与计算控制模块相连接，所述计算控制模块与显示拉力-位移图的显示模块电性连接。使用时，拉绳位移传感器和拉力传感器采集到的数据存储于计算控制模块，计算控制模块对数据处理后并出拉力-位移图，显示模块对拉力-位移图进行显示。应说明的是，该计算控制模块可采用计算机，计算机的软件出具拉力-位移曲线图。
本实施例中，所述伸缩杆1的底部安装有用于固定在地面的固定底板2。
本实施例中，为了提高支撑结构的稳定性，所述伸缩杆为三根，三根伸缩杆呈三角形分布。应说明的是，伸缩杆可采用多节套管相互套接组成，套管之间通过紧定螺钉锁紧固定，伸缩杆也可以采用连接相螺接的杆体组成。
本实施例中，根系夹具可采用现有技术，只要能将植物根系夹持住就行，例如采用公开号CN201821123335.2公开的一种适用于根系抗拉测定的新型柔性夹具，此处不再做过多重复赘述。
本实施例中，进行实验时，如果地面较为平整，则将三根伸缩杆调节成相同长度与角度，使得顶盘平行于地面，再通过固定底板使装置稳固地安装在地面。如果试验在一定角度的斜坡上，将装置架立好后，通过调节其中一根伸缩杆的角度和长度，使得顶盘与斜坡面平行，使得定滑轮与坡面垂直，而后使用根系夹具夹住待测植物根系，再缓慢摇动手摇绞盘，使得绞线垂直于坡面，而后通过观测齿轮测速传感器所连接的显示屏，控制施加拉力的速度，摇动绞盘进行试验。不断施加拉力后，待植物根系拔出破坏，拉绳位移传感器、拉力传感器所储存的数据存储于计算控制模块并出拉力-位移图，通过分析曲线图可确定植物的锚固作用。
本实用新型的优点在于：通过支撑机构可以稳定地固定在边坡上，通过调整伸缩杆的长度和角度，使得装置顶盘平行于边坡，从而保证能满足植物根系从竖直方向和垂直于坡面方向受力。本装置通过拉力传感器记录拉力值的变化，通过拉绳位移传感器记录在对应拉力下其位移量，通过齿轮测速传感器控制施加拉力时的速度，从而保证试验更加精确。使用计算机自动绘出拉力-位移曲线，从而快速观察出植物根系在拉力下的力学性能。
本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置，其特征在于：包括支撑机构、拉绳位移传感器以及拉力传感器，所述支撑机构包含顶盘、设于顶盘下方的若干根伸缩杆，所述伸缩杆的上端与顶盘相铰接，所述顶盘的下端安装有定滑轮，所述定滑轮上绕设有拉绳，所述拉绳的一端与收卷组件相连接、另一端连接有吊钩；所述拉力传感器的上端与吊钩相连接，拉力传感器的下端连接有用于夹住植物根系的根系夹具；所述拉绳位移传感器安装在顶盘，拉绳位移传感器的拉绳端与吊钩相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置，其特征在于：所述收卷组件为手摇绞盘，所述手摇绞盘安装在其中一根伸缩杆上。
3.根据权利要求2所述的一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置，其特征在于：所述手摇绞盘中安装有齿轮测速传感器。
4.根据权利要求3所述的一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置，其特征在于：所述齿轮测速传感器与一控制单元相连接，所述控制单元与显示速度的显示屏电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置，其特征在于：所述拉绳位移传感器和拉力传感器与计算控制模块相连接，所述计算控制模块与显示拉力-位移图的显示模块电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置，其特征在于：所述伸缩杆的底部安装有用于固定在地面的固定底板。
7.根据权利要求1所述的一种用于测试斜坡上植被根系锚固作用的装置，其特征在于：所述伸缩杆为三根，三根伸缩杆呈三角形分布。
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