專利名稱：一種樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置，適合應(yīng)用在人工林監(jiān)測、植物生長量測量及樹木生長規(guī)律方面的研究，尤其涉及一種活立木樹木直徑生長量實(shí)時(shí)自動(dòng)測量裝置。
背景技術(shù)：
樹徑是樹木生長中的重要因子，在樹木調(diào)查和樹木生長規(guī)律研究中占有舉足輕重的地位，而樹徑測量方法的精確度和方便性仍是一難解的課題，目前一些測量方法和裝置還處于相對(duì)落后的現(xiàn)狀，特別是樹木生長因子之間的關(guān)系和生長機(jī)制的研究，現(xiàn)在還沒有統(tǒng)一的定論，這和測量的精確程度以及測量方法的操作便捷性有很大關(guān)系，因此在不破壞樹木的條件下，研制方便安裝和測量、操作簡單、精度高的樹徑測量裝置具有十分重要的意義和研究的價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置，該裝置結(jié)構(gòu)合理、安裝方便，測量的可靠性高、精度高，通過該樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測量、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、通過無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測樹徑的實(shí)時(shí)生長量和生長狀態(tài)。本發(fā)明的目的是基于林業(yè)數(shù)字化和植物生長量以及生長機(jī)理研究的要求，利用該發(fā)明可以達(dá)到實(shí)時(shí)地采集和監(jiān)測樹徑的生長量，為人工林樹徑的監(jiān)測和調(diào)查以及植物生理研究提供可靠的數(shù)據(jù)，對(duì)于樹木生長因子之間關(guān)系的研究具有推進(jìn)作用。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置，包括裝置固定模塊和測量模塊；其中裝置固定模塊將測量模塊固定于樹干上需要測量樹徑變化量的位置上；測量模塊包括帶有彈簧的直線位移傳感器、測頭端滑輪、轉(zhuǎn)向滑輪、導(dǎo)向滑輪、無彈性細(xì)鋼絲繩、卡頭和測頭端滑輪與帶有彈簧的直線位移傳感器的連接部分；測頭端滑輪與帶有彈簧的直線位移傳感器的連接部分使得測頭端滑輪正常轉(zhuǎn)動(dòng)；通過該測頭端滑輪與帶有彈簧的直線位移傳感器的連接部分將測頭端滑輪的位移量傳遞到帶有彈簧的直線位移傳感器上；無彈性細(xì)鋼絲繩通過測頭端滑輪、轉(zhuǎn)向滑輪、導(dǎo)向滑輪后，無彈性細(xì)鋼絲繩環(huán)抱于需要測量樹徑的位置上，通過卡頭將無彈性細(xì)鋼絲繩兩端卡緊，確保帶有彈簧的直線位移傳感器的自由端被壓縮到預(yù)定的位置；根據(jù)帶有彈簧的直線位移傳感器的位移量來確定樹徑生長的變化量。其中轉(zhuǎn)向滑輪、導(dǎo)向滑輪均為兩個(gè)，兩個(gè)轉(zhuǎn)向滑輪、導(dǎo)向滑輪相對(duì)于帶有彈簧的直線位移傳感器對(duì)稱設(shè)置，轉(zhuǎn)向滑輪的輪槽中心平面、測頭端滑輪的輪槽中心平面和帶有彈簧的直線位移傳感器的活動(dòng)桿的中心軸均在同一平面上，該平面垂直于無彈性細(xì)鋼絲繩環(huán)抱樹干的樹干截面。轉(zhuǎn)向滑輪使無彈性細(xì)鋼絲繩隨著帶有彈簧的直線位移傳感器上的測頭端滑輪的運(yùn)動(dòng)從垂直于樹干截面的方向變換到樹干截面方向上；
導(dǎo)向滑輪協(xié)助無彈性細(xì)鋼絲繩通過轉(zhuǎn)向滑輪后水平環(huán)抱到樹干上，避免無彈性細(xì)鋼絲繩從轉(zhuǎn)向滑輪的輪槽中脫出。其中裝置固定模塊包括傳感器抱卡，皮帶，皮帶卡扣，金屬環(huán)，金屬環(huán)固定夾。其中，傳感器抱卡，用于固定測量模塊中的帶有彈簧的直線位移傳感器，并確定無彈性細(xì)鋼絲繩與測量模塊的連接關(guān)系；傳感器抱卡進(jìn)一步包括傳感器抱卡主體結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向滑輪定位軸，導(dǎo)向滑輪定位軸，轉(zhuǎn)向滑輪定位套筒，導(dǎo)向滑輪定位套筒，螺母，墊片，金屬墊片，螺釘和橡膠墊片。傳感器抱卡主體結(jié)構(gòu)，用于確定傳感器抱卡上面各個(gè)部件的安裝位置和相對(duì)關(guān)系；轉(zhuǎn)向滑輪、導(dǎo)向滑輪分別通過轉(zhuǎn)向滑輪定位軸、導(dǎo)向滑輪定位軸、轉(zhuǎn)向滑輪定位套筒、導(dǎo)向滑輪定位套筒、以及螺母和墊片安裝固定在傳感器抱卡主體結(jié)構(gòu)上。轉(zhuǎn)向滑輪定位軸、導(dǎo)向滑輪定位軸用于通過轉(zhuǎn)向滑輪定位套筒、導(dǎo)向滑輪定位套筒、螺母和墊片，來固定轉(zhuǎn)向滑輪、導(dǎo)向滑輪，并確定轉(zhuǎn)向滑輪和導(dǎo)向滑輪的軸向位置。轉(zhuǎn)向滑輪定位軸和導(dǎo)向滑輪定位軸之間的間距大于轉(zhuǎn)向滑輪和導(dǎo)向滑輪各自半徑之和，保證轉(zhuǎn)向滑輪和導(dǎo)向滑輪的運(yùn)動(dòng)互不干涉。金屬墊片、螺釘，用于將帶有彈簧的直線位移傳感器安裝在傳感器抱卡主體結(jié)構(gòu)的中間部分；安裝方式為過盈配合，通過將螺釘安裝在傳感器抱卡主體部分的螺釘孔上。橡膠墊片，用于增加樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置與樹干之間的最大靜摩擦力，安裝在金屬墊片與螺釘之間。皮帶，用于將整個(gè)樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置固定于樹干上需要測量樹徑變化量的位置上；并通過皮帶卡扣的扣合來實(shí)現(xiàn)上述固定。皮帶卡扣，用來協(xié)助皮帶將整個(gè)樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置固定于樹干上需要測量樹徑變化量的位置上。金屬環(huán)，用于間接連接皮帶和測量模塊。金屬環(huán)固定夾，用于固定金屬環(huán)，并直接連接金屬環(huán)與帶有彈簧的直線位移傳感
ο2個(gè)金屬環(huán)固定夾上各自安裝2個(gè)金屬環(huán)，4根皮帶分別套在4個(gè)金屬環(huán)的邊上， 該邊為安裝在金屬環(huán)固定夾中的邊的對(duì)邊；并將金屬環(huán)上面安裝的皮帶的自由端安裝一對(duì)皮帶卡扣。通過皮帶以及皮帶卡扣將上述安裝好樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置部分安裝到樹干上需要測量樹徑變化量的相應(yīng)位置上。其中，樹徑轉(zhuǎn)換公式是配合所述樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置使用，將從所述樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置所采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成樹干上需要測量樹徑變化量的位置上的樹徑的平均值(或周長值)。所述樹徑轉(zhuǎn)換公式如下
權(quán)利要求
1.一種樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置，包括裝置固定模塊和測量模塊；其特征在于所述裝置固定模塊將測量模塊固定于樹干上需要測量樹徑變化量的位置上；所述測量模塊包括帶有彈簧的直線位移傳感器、測頭端滑輪、轉(zhuǎn)向滑輪、導(dǎo)向滑輪、無彈性細(xì)鋼絲繩、卡頭和測頭端滑輪與帶有彈簧的直線位移傳感器的連接部分；所述測頭端滑輪與帶有彈簧的直線位移傳感器的連接部分使得測頭端滑輪正常轉(zhuǎn)動(dòng)； 通過該測頭端滑輪與帶有彈簧的直線位移傳感器的連接部分將測頭端滑輪的位移量傳遞到帶有彈簧的直線位移傳感器上；無彈性細(xì)鋼絲繩通過轉(zhuǎn)向滑輪、導(dǎo)向滑輪和測頭端滑輪后，無彈性細(xì)鋼絲繩環(huán)抱于需要測量樹徑的位置上，通過卡頭將無彈性細(xì)鋼絲繩兩端卡緊，確保帶有彈簧的直線位移傳感器的自由端被壓縮到預(yù)定的位置；當(dāng)樹徑生長量發(fā)生變化時(shí)，測頭端滑輪受到無彈性細(xì)鋼絲繩的壓力作用進(jìn)而壓縮帶有彈簧的直線位移傳感器的彈簧，使帶有彈簧的直線位移傳感器的自由端伸縮，帶有彈簧的直線位移傳感器的輸出的電量信號(hào)發(fā)生變化，根據(jù)該電量信號(hào)的變化值測出樹徑生長的變化量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置，所述轉(zhuǎn)向滑輪、導(dǎo)向滑輪均為兩個(gè)，所述兩個(gè)轉(zhuǎn)向滑輪、導(dǎo)向滑輪相對(duì)于帶有彈簧的直線位移傳感器對(duì)稱設(shè)置，所述轉(zhuǎn)向滑輪的輪槽中心平面、測頭端滑輪的輪槽中心平面和帶有彈簧的直線位移傳感器的中心軸均在同一平面上，該平面垂直于無彈性細(xì)鋼絲繩環(huán)抱樹干的樹干截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置，所述轉(zhuǎn)向滑輪使無彈性細(xì)鋼絲繩隨著帶有彈簧的直線位移傳感器上的測頭端滑輪的運(yùn)動(dòng)從垂直于樹干截面的方向變換到樹干截面方向上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置，所述導(dǎo)向滑輪協(xié)助無彈性細(xì)鋼絲繩通過轉(zhuǎn)向滑輪后水平環(huán)抱到樹干上，避免無彈性細(xì)鋼絲繩從轉(zhuǎn)向滑輪的輪槽中脫出ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的一種樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置，所述無彈性細(xì)鋼絲繩采用的是溫度膨脹系數(shù)小、柔軟的無彈性細(xì)鋼絲繩。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的一種樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置，其測得的樹徑生長量的變化值傳輸?shù)綗o線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置上，通過無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測樹徑的實(shí)時(shí)生長量。
全文摘要
一種樹徑生長量的自動(dòng)測量裝置，通過無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測樹徑的實(shí)時(shí)生長量和生長狀態(tài)；包括裝置固定模塊和測量模塊；裝置固定模塊將測量模塊固定于樹干上需要測量樹徑變化量的位置上；測量模塊包括帶有彈簧的直線位移傳感器、測頭端滑輪、轉(zhuǎn)向滑輪、導(dǎo)向滑輪、無彈性細(xì)鋼絲繩、卡頭和測頭端滑輪與帶有彈簧的直線位移傳感器的連接部分；無彈性細(xì)鋼絲繩通過轉(zhuǎn)向滑輪、導(dǎo)向滑輪和測頭端滑輪后，無彈性細(xì)鋼絲繩環(huán)抱于需要測量樹徑的位置上，通過卡頭將無彈性細(xì)鋼絲繩兩端卡緊；根據(jù)帶有彈簧的直線位移傳感器的位移量來確定樹徑生長的變化量。
文檔編號(hào)G01B21/10GK102426005SQ20111036593
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者張俊梅, 張百杰, 李文彬 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)