[实用新型]植物根系拉力测试系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及力学测试技术领域，特别涉及一种植物根系拉力测试系统。

背景技术：

高原、山地地带的土壤侵蚀，地表水土流失、滑坡、泥石流等灾害是自然界中较为严重的地质灾害现象。国内外对植物根系固土作用机理进行了深入的研究，利用植被保护、稳固斜坡已成为实施生态护坡工程的一种重要手段，其中，植物根系是改善土壤侵蚀环境的一个重要因素，在稳定土壤结构、提高土壤抗冲击性、防治土壤侵蚀方面往往具有地上部分无法替代的作用。庞大的植被根系对土壤固持很关键，在研究时，经常要获得植被根系被拉拔出土壤的过程中受力的变化情况，这是定量分析计算各类植被根系对土壤固持作用的重要参考。

由于缺乏方便的专用设备，人工检测误差大且数据记录繁琐，费时费力，后期的数据录入和分析也很耗时。

发明内容：

鉴于此，有必要设计一种适于野外使用的自动化的植物根系拉力测试系统。

一种植物根系拉力测试系统，包括：支架、拉伸测试机构、信息处理系统；其中，支架为活动支架，拉伸测试机构通过其上部悬吊在支架上，信息处理系统与拉伸测试机构电性连接接收并处理测试数据。

优选的，支架为活动三角支架，包括：吊盘、支脚、悬吊梁；支脚与吊盘铰接，悬吊梁为弯折的杆状，悬吊梁通过两端焊接在吊盘下表面，悬吊梁中部与吊盘留有空隙。

优选的，拉伸测试机构包括：手拉葫芦、拉力传感器、三爪卡盘；手拉葫芦吊挂在悬吊梁上，拉力传感器的上连接部与手拉葫芦的吊钩连接，拉力传感器的下连接部与三爪卡盘上部固定，三爪卡盘的夹持面竖直向下。

优选的，信息处理系统包括：AD模块、上位机；AD模块的信号输入端通过信号线连接拉力传感器信号输出端，AD模块的信号输出端通过信号线连接上位机的信号输入端。

优选的，支脚为可伸缩式圆筒结构，其分为两节，下节支脚管径小于上节支脚，上节支脚和下节支脚通过带有抱锁结构的轴套连接。

优选的，拉力传感器的上连接部与手拉葫芦通过吊环吊接，拉力传感器的下连接部与三爪卡盘螺纹连接。

本实用新型在使用时将支架固定好，使三爪卡盘的轴线正对植被根系上部的根/茎/杆并将其夹紧，启动AD模块和上位机，拉动手拉葫芦的手拉链条，手拉葫芦的起重链条将植物根系逐步拉起，拉起的过程中拉力传感器采集拉力值，并通过信号线传输至AD模块，经数模转换后经由数据线传输至上位机，上位机完成拉力变化过程的实时显示和数据记录。本发明设备简单、携带方便、使用便利，有效解决了植物根系拉拔过程中拉力采集这一难题，具有采集精度高、工作稳定性高的特点。

附图说明：

附图1是一幅较佳实施方式的植物根系拉力测试系统的立体示意图。

附图2是附图1A部的局部放大示意图。

附图3是附图1B部的局部放大示意图。

附图4是一幅较佳实施方式的植物根系拉力测试系统的使用状态示意图。

附图5是三爪卡盘的侧视示意图。

图中：拉伸测试机构2、信息处理系统3、吊盘12、支脚11、悬吊梁13、手拉葫芦21、拉力传感器22、三爪卡盘23、AD模块31、上位机32、轴套113、吊环24、土壤4、植被根部5。

具体实施方式：

如图1~图5所示，一种植物根系拉力测试系统，包括：支架、拉伸测试机构2、信息处理系统3；其中，支架为活动支架，拉伸测试机构2通过其上部悬吊在支架上，信息处理系统3与拉伸测试机构2电性连接接收并处理测试数据。

在本实施方式中，支架为活动三角支架，包括：吊盘12、支脚11、悬吊梁13；支脚11与吊盘12铰接，悬吊梁13为弯折的杆状，悬吊梁13通过两端焊接在吊盘12下表面，悬吊梁13中部与吊盘12留有空隙。拉伸测试机构2包括：手拉葫芦21、拉力传感器22、三爪卡盘23；手拉葫芦21吊挂在悬吊梁13上，拉力传感器22的上连接部与手拉葫芦21的吊钩连接，拉力传感器22的下连接部与三爪卡盘23上部固定，三爪卡盘23的夹持面竖直向下。信息处理系统包括：AD模块31、上位机32；AD模块31的信号输入端通过信号线连接拉力传感器22信号输出端，AD模块31的信号输出端通过信号线连接上位机32的信号输入端。

在本实施方式中，支脚11为可伸缩式圆筒结构，其分为两节，下节支脚112管径小于上节支脚111，上节支脚111和下节支脚112通过带有抱锁结构的轴套113连接。拉力传感器22的上连接部与手拉葫芦21通过吊环24吊接，拉力传感器22的下连接部与三爪卡盘23螺纹连接。

本实用新型在使用时将支架固定在土壤4上，使三爪卡盘23的轴线正对植被根部5并将其夹紧，启动AD31模块和上位机32，拉动手拉葫芦21的手拉链条，手拉葫芦21的起重链条将植物根系逐步拉起，拉起的过程中拉力传感器22采集拉力值，并通过信号线传输至AD模块31，经数模转换后经由数据线传输至上位机32，上位机32完成拉力变化过程的实时显示和数据记录。