[发明专利]一种作物生长信息传感器自平衡装置及其设计方法

权利要求书

1.一种作物生长信息传感器自平衡装置，其特征在于：所述平衡装置为架设在传感器壳体（1）上的平衡环，平衡环包括至少两层活动连接的共圆心连接环，最内层的内环（2）直径两端与传感器壳体（1）活动连接，相邻两连接环的连接点位于外层连接环的直径上，最外层的外环（3）外壁上设有手柄（4）；至少存在一条相邻两层连接环连接点的连线，与内环和传感器壳体连接点的连线在水平面内相互垂直；

设计各层连接环，使其满足转动的最大角度θ大于等于该连接环使用中最大俯仰角的要求，

，

其中r为传感器壳体半径，R为各层连接环内圈半径，h为各层连接环与其相邻内层连接环或传感器壳体连接点至该连接环底边的距离。

2.根据权利要求1所述的一种作物生长信息传感器平衡装置，其特征在于：内环与传感器壳体的活动连接是，在内环内壁上设径向卡柱（5），与传感器壳体上开设的架设孔活动卡接。

3.根据权利要求2所述的一种作物生长信息传感器平衡装置，其特征在于：所述卡柱（5）是圆柱形，顶部为半球状。

4.根据权利要求2所述的一种作物生长信息传感器平衡装置，其特征在于：所述卡柱外表面和/或架设孔内表面设置摩擦面。

5.根据权利要求1所述的一种作物生长信息传感器平衡装置，其特征在于：相邻两连接环的活动连接是，外层连接环内壁设销轴（6），内层连接环侧壁上开连接孔，销轴活动穿接在连接孔中。

6.根据权利要求1所述的一种作物生长信息传感器平衡装置，其特征在于：各层连接环与其相邻内层的连接环或传感器壳体的连接点，位于该连接环高度的中心位置。

7.根据权利要求1所述的一种作物生长信息传感器平衡装置，其特征在于：连接环的高度为2～50mm。

8.根据权利要求1所述的一种作物生长信息传感器平衡装置，其特征在于：内环与传感器壳体活动连接点位于传感器上部三分之一范围内。

9.根据权利要求1所述的一种作物生长信息传感器平衡装置，其特征在于：当传感器的轴线竖直且内外平衡环水平时，所述手柄轴心在内环与传感器壳体连接点的连接线延伸线上。

10.权利要求1所述平衡装置的设计方法，其特征在于：

（1）根据待测作物确定传感器型号，得到传感器壳体半径r；根据机械强度、便于安装等要求确定连接环高H；各层连接环与其相邻内层连接环或传感器壳体连接点至该连接环底边的距离为h；

（2）设计左右倾斜连接环的内径R：先预设使用中手柄左右转动产生的连接环最大俯仰角γ，根据，设计R值满足θ≥γ；

（3）设计前后倾斜连接环的内径R：预设测量时作物株高或冠层高度为h_作物，传感器在作物上方距离为h_测，测量人员与作物的水平距离为L，平衡环手柄连接着长杆，测量人员手持长杆的位置距地面的高度为h_手，当作物矮而手持长杆向下倾斜测量时，长杆与水平面的倾角为γ，，当作物高而手持长杆向上倾斜测量时，长杆与水平面的倾角为γ，；以此推算出作物最矮株高和最大株高监测时连接环使用中的最大俯仰角γ，根据，设计R值满足θ≥γ；

（4）对比步骤（2）与步骤（3）中计算得到的R，若内层连接环的R明显的小于外层连接环的R，则各层连接环设计尺寸符合要求，或为便于安装则内层连接环的R可适当增大；若内层连接环的R大于等于或略小于外层连接环的R导致无法安装，则适当增大外层连接环的R。