[发明专利]一种用于测量植物根系拔出力的装置及方法

说明书

一种用于测量植物根系拔出力的装置及方法，属于植物根系拉力测量技术领域。所述用于测量植物根系拔出力的装置包括：主框架、副支架、摆臂、夹持组件、气缸、气泵、气压传感器和控制器；主框架的一端设有第一开口，且主框架的一端活动安装在副支架上，摆臂上设有多对第一轴孔，多对第一轴孔沿摆臂的长度方向间隔分布，转轴穿过摆臂上的一对第一轴孔以及主框架上的一对第二轴孔将摆臂安装在主框架内，夹持组件安装在摆臂的一端，夹持组件上设有第二开口；气缸安装在主框架上，且气缸的活塞杆穿过主框架与摆臂的另一端相连，气泵安装在主框架上且通过导气管与气缸相连，气压传感器与气缸连接，气泵和气压传感器均与控制器连接。

技术领域

本发明涉及植物根系拉力测量技术领域，特别涉及一种用于测量植物根系拔出力的装置及方法。

背景技术

植物根系拉拔力是对于植物固土能力以及植物根系生长情况判断的重要依据，对植物根系拉拔力进行测量也是研究植物以及水土保持等项目的常用科研手段。测量植物根系拉拔力的方法和设备比较多样，但多是在现有条件下使用不同类型设备组合成型的成套设备，其操作比较复杂，而有针对性的专用自动化测量设备依然少见。

目前市场上有部分名称为植物根系拉拔力测试仪的设备，但其中有很多适用于植物根系自身的抗拉力剪力的测量，而不是根系在土壤中的拔出力的测量。这类设备操作时需要先将植物从土壤中挖出然后再进行测量，根系在土壤中拔出力的测量与其测量方法以及用途均有较大的差别。

目前，用于测量植物根系拉出力的设备多数采用垂直拉拽的方法，测量时需要将设备支撑在植物正上方，使用气压或液压缸通过吊索拉拽植物。这种测量方法使用的设备虽然简洁，但体积较大，为了测量必须架设高于植物顶端的支架。其适用于冠幅较小高度较低的植物，如果是冠幅较大、高度高的植物，设备支撑会存在障碍。

一般的拉力测量设备会使用拉力传感器直接测量拉力，这种测量方法比较直接，其信息可靠性也比较好。但是由于拉力传感器的量程有一定限制，要测量不同类型的植物可能需要使用的量程区别会比较大，所以这类测量设备就需要提供多种不同型号，或更换不同量程的拉力传感器用于对不同类型的植物进行测量。

植物根系拔出力的测量一般情况都是在户外进行，测量时需要携带仪器到植物所在环境中。目前有很多该类型的测试仪器都是由多个部件组成，并且是分体设计，这类设备在野外测量是时需要携带多种部件，在测量时需要现场组装，操作和移动都十分复杂。所以，针对该类型的测量，需要一种一体化的专用测试仪器，以方便户外操作，提高工作效率。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，一方面，本发明提供了一种用于测量植物根系拔出力的装置，所述用于测量植物根系拔出力的装置包括：主框架、副支架、摆臂、夹持组件、气缸、气泵、气压传感器和控制器；

主框架的一端设有第一开口，且主框架的一端活动安装在副支架上，摆臂上设有多对第一轴孔，多对第一轴孔沿摆臂的长度方向间隔分布，转轴穿过摆臂上的一对第一轴孔以及主框架上的一对第二轴孔将摆臂安装在主框架内，夹持组件安装在摆臂的一端，夹持组件上设有第二开口，且第二开口位于第一开口的正下方；

气缸安装在主框架上，且气缸的活塞杆穿过主框架与摆臂的另一端相连，气泵安装在主框架上且通过导气管与气缸相连，气压传感器与气缸连接，气泵和气压传感器均与控制器连接。

所述夹持组件包括安装板和多个夹爪，所述第二开口设置在安装板上，多个夹爪通过夹爪转轴安装在安装板接近所述第一开口的一面，且多个夹爪分布在所述第二开口的周围。

所述安装板的底部设有滑道，安装板通过滑道安装在所述摆臂的一端。

每个所述夹爪夹持植物的一面均为外凸的弧形面，且外凸的弧形面上设有齿状结构。

所述主框架包括顶板、两个第一侧板和U型固定脚，所述第二轴孔设置在两个第一侧板上，所述第一开口设置在顶板的一端，U型固定脚安装在两个第一侧板的底部。