一种测量玉米茎秆抗根倒伏强度的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量农作物茎秆抗根倒伏强度的测量装置，包括支撑架、驱动装置、数据采集显示装置和旋转推动装置，其中：驱动装置安装在支撑架上，用于驱动旋转推动装置，数据采集显示装置用于采集驱动装置和旋转推动装置的速度、角度信号并显示；支撑架由铝型材搭建而成。本发明专利技术便于携带，测量方便，测量精度高，还能够适合其他作物如小麦等的测量。

A method to measure the lodging resistance of corn stalk

【技术实现步骤摘要】
一种测量玉米茎秆抗根倒伏强度的方法
本专利技术属于农业机械领域，具体来说涉及一种测量农作物茎秆根抗倒伏强度的测量装置及其方法。
技术介绍
随着玉米密植栽培增产的提出与实践，玉米倒伏成了限制玉米高产稳产的重要问题。据统计，玉米倒伏轻者减产5％～10％，重则减产30％～50％，甚至绝产。玉米倒伏不仅影响玉米的产量和品质，而且不适宜玉米机械化收割，制约了农业集约化生产。玉米倒伏分根倒、茎倒和茎折，其中，根倒受密度影响最大，所造成的产量损失也最严重。根的倒伏是由根-土锚固系统的破坏引起的，根倒伏除了外界因素，如风、雨等外力影响外，倒伏风险取决于施加在完整植株自重弯矩(弯矩)和根系的锚固强度，根的锚固强度由根系统在受到外力作用下所能承受的最大力矩来衡量。但是目前已有的研究中多是测量玉米茎秆的拔根阻力，并未涉及根系统在受力时从垂直状态到倒伏时所能承受的最大力矩，同时测量拔根阻力操作繁琐，玉米茎秆不容易夹紧，测量精度不高，加上田间环境的复杂多样性、不同品种玉米茎秆之间的差异性会导致仪器使用受到限制。因此从玉米茎秆力学特性的实际情况出发，本专利技术提出了一种测量农作物茎秆根抗倒伏强度的测量装置，该装置便于携带，测量方便，测量精度高，还能够适合其他作物如小麦等的测量，本专利技术的出现具有广阔而深远的意义。
技术实现思路
为实现本专利技术之目的，采用以下技术方案予以实现：一种测量农作物茎秆抗根倒伏强度的测量装置，包括支撑架、驱动装置、数据采集显示装置、旋转推动装置和可转向轮子部件，其中：驱动装置安装在支撑架上，用于驱动旋转推动装置，数据采集显示装置用于采集驱动装置和旋转推动装置的扭矩、角度信号并显示；支撑架由铝型材搭建而成；四个可转向轮子部件两两安装在支撑架两侧边。所述的测量装置，其中：支撑架包括两根平行设置的横梁和两根平行设置的纵梁，纵梁与横梁互相垂直，第一纵梁设置在两根横梁的一侧，且第一纵梁的两端分别与两根横梁固定连接，两根纵梁的两端分别与两根横梁固定连接，横梁、纵梁上都设有安装孔。所述的测量装置，其中：驱动装置包电机驱动器、步进电机、控制器、扭矩传感器、联轴器、非调心轴承座和连接轴。所述的测量装置，其中：电机驱动器固定在第二横梁上，步进电机通电机支架安装在第二纵梁上。所述的测量装置，其中：电机支架包括底板和与底板垂直的侧板，底板和侧板上都设有多个安装孔，侧板上还设有中心孔，步进电机的电机轴由电机支架的中心孔伸出，紧固螺钉穿过电机支架侧板上的安装孔后拧入步进电机的安装螺纹孔，将步进电机固定在侧板上，电机支架底板上的安装孔与第二纵梁上的安装孔对齐，通过螺钉螺母垫片结构将该电机支架固定在第二纵梁上。所述的测量装置，其中：电机的输出轴与扭矩传感器通过联轴器连接，扭矩传感器与连接轴通过法兰盘和螺钉垫片螺母固定在一起，非调心轴承座通过固定螺钉固定在第一纵梁的安装孔中，其内置轴承用于支撑连接轴，连接轴上设有外螺纹。所述的测量装置，其中：旋转推动装置包括夹头、折弯臂、两个可调节夹持部件，其中夹头通过其后端的螺纹孔与连接轴螺纹连接，夹头前端设有可夹紧和松开的三个夹持爪，折弯臂包括依次连接的第一横杆、纵杆和第二横杆，其中第一横杆和第二横杆平行，纵杆分别两端与第一横杆和第二横杆垂直连接，夹头前端的夹持爪夹持住折弯臂的第一横杆，两个可调节夹片安装在第二横杆上。所述的测量装置，其中：倾角传感器通过热熔胶平行固定于折弯臂上，夹持部件固定在折弯臂上,扭矩传感器和倾角传感器与数据采集显示装置电连接；每个可调夹片都包括两个可调节带螺栓支架，每个可调节带螺栓支架包括两个平行设置的一头带弯折且一头设置螺纹的弯折螺栓，隔板焊接在两个弯折螺栓的近弯折的位置上，两个管夹通过其两侧的开口套在两个弯折螺栓1，两个管夹中部设有的半圆形凹口相向设置，形成圆形安装槽，第二横杆插在圆形安装槽中，外侧的管夹通过垫片、螺母锁紧。所述的测量装置，其中：数据采集显示装置包括AD转换模块、单片机模块、液晶显示模块、蓝牙模块和电源模块，AD转换模块接收扭矩传感器和倾角传感器传来的模拟电压信号，将采集到的电压信号转换成数字信号并传输给单片机模块，单片机模块处理接收到的数字信号还原成相应的测量值，并发送给液晶显示模块和蓝牙模块，液晶显示模块实时显示力矩值与角度值；蓝牙模块将单片机模块中的数据通过蓝牙通信的方式传输给上位机电源模块用于给整个数据采集显示仪器进行供电。所述的测量装置，其中：可转向轮子部件包括可转向轮子和锁紧部件，其中可转向轮子包括两片形状大小都相同的连接板，两连接板上、下部各设有一个安装孔，上、下安装孔中设有轴承，上轮轴插入在上方的两个轴承中，下轮轴插入在下方的两个轴承中，下轮轴在两连接板之间的位置安装有轮子；上轮轴的露出一块连接板的一端焊接有一个连接件，连接件上设有安装孔，与支撑架横梁上的安装孔对齐后通过紧固螺钉连接。所述的测量装置，其中：横梁上设有两个卡固孔，第一卡固孔距离轮子的距离比第二卡固孔距离轮子的距离远，靠近横梁的连接板的下部焊接有一个凸台，锁紧部件主体为长条形杆状，上部焊接有一个凸柱，下部设有锁紧孔，当轮子处于垂直位置时，凸柱插在第一卡固孔中，锁紧孔套在凸台上，当轮子处于水平位置时，凸柱插入在第二卡固孔中，锁紧孔套在凸台上。附图说明图1为本专利技术的整体结构图；图2为本专利技术的可转向轮子结构示意图；图3a为本专利技术的锁紧件结构示意图；图3b为可转向轮子安装结构示意图；图4为本专利技术的可调节带螺栓支架和管夹的配合示意图；图5为本专利技术的垂直测定示意图；图6为本专利技术的结构框图；图7为数据采集显示装置外壳封装适宜图。具体实施方式下面，结合说明书附图对本专利技术具体实施方式进行详细说明。如图1所示，测量农作物茎秆抗根倒伏强度的测量装置包括：支撑架12、驱动装置、数据采集显示装置、旋转推动装置和可转向轮子部件。其中驱动装置安装在支撑架12上，用于驱动旋转推动装置，数据采集显示装置用于采集驱动装置和旋转推动装置的速度、角度等信号并显示，四个可转向轮子部件两两安装在支撑架12两侧边，当推动测量装置时，轮子处于垂直状态，当在地里测量时轮子可翻折至水平状态,以保持测量装置稳定不动。支撑架12支撑架包括两根平行设置的横梁和两根平行设置的纵梁，纵梁与横梁互相垂直，第一纵梁设置在两根横梁的一侧，且第一纵梁的两端分别与两根横梁固定连接，第二纵梁设置在两根横梁的另一侧，第二纵梁的两端分别与两根横梁固定连接，横梁、纵梁上都设有安装孔。如图2、3a、3b所示，可转向轮子部件包括可转向轮子3和锁紧部件4，其中可转向轮子3包括两片形状大小都相同的连接板305，两连接板305上、下部各设有一个安装孔，上、下安装孔中设有轴承302，上轮轴301插入在上方的两个轴承302中，下轮轴301插入在下方的两个轴承302中，下轮轴301在两连接板305之间的位置安装有轮子306；上轮轴301的露出一块连接板305的一端焊接有一个连接件303本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量农作物茎秆抗根倒伏强度的测量装置，包括支撑架、驱动装置、数据采集显示装置、旋转推动装置和可转向轮子部件，其特征在于：驱动装置安装在支撑架上，用于驱动旋转推动装置，数据采集显示装置用于采集驱动装置和旋转推动装置的扭矩、角度信号并显示；支撑架由铝型材搭建而成；四个可转向轮子部件两两安装在支撑架两侧边。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量农作物茎秆抗根倒伏强度的测量装置，包括支撑架、驱动装置、数据采集显示装置、旋转推动装置和可转向轮子部件，其特征在于：驱动装置安装在支撑架上，用于驱动旋转推动装置，数据采集显示装置用于采集驱动装置和旋转推动装置的扭矩、角度信号并显示；支撑架由铝型材搭建而成；四个可转向轮子部件两两安装在支撑架两侧边。


2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：支撑架包括两根平行设置的横梁和两根平行设置的纵梁，纵梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔涛，杨瑞梅，张东兴，杨丽，黄收兵，张萍，王镇东，樊晨龙，钟翔君，吴海亮，赵慧慧，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11