[发明专利]一种树木微钻仪及树木年轮微损检测系统和方法

权利要求书

1.一种树木微钻仪，其特征在于，所述微钻仪包括：钻探单元和推进单元；

所述钻探单元用于对检测树木进行微孔钻探；

所述推进单元与所述钻探单元连接，所述推进单元用于提供推力给所述钻探单元，以使所述钻探单元对所述检测树木进行微孔钻探；

所述钻探单元包括：第一电机、行星齿轮减速器、联轴器和钻针；

所述第一电机与所述行星齿轮减速器的输入轴连接，所述行星齿轮减速器的输出轴通过所述联轴器和所述钻针的一端连接；

所述推进单元包括：第二电机、滑动基座、电机座、传动丝杠、主导轨、后端盖和前端盖；

所述电机座设置于所述滑动基座上，且所述第一电机设置在所述电机座上，所述滑动基座与所述传动丝杠的一端螺纹连接且位于所述主导轨上，所述传动丝杠的一端延伸至所述第二电机并与所述第二电机的输出轴连接，所述传动丝杠的另一端为平滑曲面，所述传动丝杠的另一端位于所述前端盖上的定位孔内，所述主导轨从所述后端盖延伸至所述前端盖，所述钻针的另一端延伸出所述前端盖，所述第二电机与所述后端盖连接且设置在所述主导轨上靠近所述后端盖的一端。

2.根据权利要求1所述的一种树木微钻仪，其特征在于，所述钻探单元还包括：直线导轨、针头铜套和钻针夹；

所述直线导轨固定设置在所述后端盖和所述前端盖之间，且与所述第一电机连接；

所述行星齿轮减速器的输出轴依次通过所述联轴器和所述钻针夹与所述钻针的一端连接；

所述钻头铜套固定设置在所述前端盖相对第一电机的另一侧，所述钻头铜套的位置与所述钻针的另一端延伸出所述前端盖的位置对应设置。

3.根据权利要求1所述的一种树木微钻仪，其特征在于，所述滑动基座包括：第一滑动体、第二滑动体、第一定位轴套和第二定位轴套；

所述第一定位轴套和所述第二定位轴套平行设置在所述第一滑动体和所述第二滑动体之间，所述电机座分别与所述第一滑动体和所述第二滑动体连接。

4.根据权利要求1所述的一种树木微钻仪，其特征在于，所述钻针的长度为500mm，所述钻针的的针身的直径为1.5mm，所述钻针的针头为带尖端的扁平型。

5.一种树木年轮微损检测系统，其特征在于，所述检测系统包括权利要求1-4任意一项所述的微钻仪，用于根据所述推进单元提供的推力推进所述钻探单元对所述检测树木进行微孔钻探；

采集单元，用于采集钻针穿过所述检测树木过程中第一电机的电流变化，得到第一电流信号；

处理单元，用于对所述第一电流信号进行转换滤波处理，得到第二电流信号；

计算单元，用于对所述第二电流信号进行计算分析得到所述检测树木年轮。

6.一种树木年轮微损检测方法，所述方法应用于权利要求1-4任意一项所述的微钻仪，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1，获取所述钻针穿过所述检测树木过程中所述第一电机的电流变化，得到第一电流信号；

步骤S2，对所述第一电流信号进行转换滤波处理，得到第二电流信号；

步骤S3，对所述第二电流信号进行计算分析得到所述检测树木年轮。

7.根据权利要求6所述的一种树木年轮微损检测方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤S21，对所述第一电流信号进行模数转换处理，得到第一子信号；

步骤S22，对所述第一子信号进行滤波处理，得到第二子信号；

步骤S23，对所述第二子信号进行数模转处理，得到所述第二电流信号。

8.根据权利要求7所述的一种树木年轮微损检测方法，其特征在于，所述步骤S22具体为：

通过FIR滤波器对所述第一子信号进行滤波处理，得到所述第二子信号。

9.根据权利要求6所述的一种树木年轮微损检测方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

根据所述第二电流信号绘制波形图；

根据所述波形图确定波峰或波谷的数量；

根据所述波峰或波谷的数量确定所述检测树木年轮。

10.根据权利要求9所述的一种树木年轮微损检测方法，其特征在于，所述根据所述波峰或波谷的数量确定所述检测树木年轮，具体公式为：

式中，Y为检测树木年轮的轮数，N为波峰或波谷的数量。