[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

说明书

本发明公开了一种作物生长信息传感器自平衡装置，所述平衡装置为架设在传感器壳体上的平衡环，平衡环包括至少两层活动连接的共圆心连接环，最内层的内环直径两端与传感器壳体活动连接，相邻两连接环的连接点位于外层连接环的直径上，最外层的外环外壁上设有手柄；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。本发明架设于传感器壳体上，手持手柄，传感器可自行调整保持平衡状态。根据待测作物高度不同，所需平衡环最大转动角度有异，为平衡环尺寸设计提供依据。

技术领域

本发明涉及农作物生长信息领域，更具体地说，它涉及一种作物生长信息传感器自平衡装置及其设计方法。

背景技术

作物生长信息传感器上下表面同时接收阳光和作物的反射光，获取作物的反射率，进而反演得到作物的生长信息。在监测作物反射率时，要求反射光和阳光的接收面处于水平状态，现有传感器在使用时由人工观察水平尺进行调整，费时且效率很低，且作物生长传感器多集成于便携式设备上，需由人手持进行测量，在测量过程中，人工很难保证反射光和阳光接收面始终为水平状态，从而造成测量误差。

在实际应用中，各类作物高度的高矮不一，人工手持测量时会形成不同的俯仰倾斜角，针对待测作物高度的不同，需设计匹配传感器的尺寸适合的平衡装置以满足测量使用需求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种解决上述问题的一种作物生长信息传感器自平衡装置及其设计方法，针对不同待测作物高度，设计出适合尺寸以满足某一作物测量使用需求，提高设计效率和成功率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种作物生长信息传感器自平衡装置，所述平衡装置为架设在传感器壳体上的平衡环，平衡环包括至少两层活动连接的共圆心连接环，最内层的内环直径两端与传感器壳体活动连接，相邻两连接环的连接点位于外层连接环的直径上，最外层的外环外壁上设有手柄；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；

各层连接环的内径以及高度影响着为使传感器中轴线竖直向下所调整的连接环转动角度。当手柄左右转动或做俯仰运动超过这个最大角度时，传感器的外壁将碰触到连接环，失去自动调整平衡的作用，因此应针对待检测目标作物的高度，根据实际应用中需要调整的最大角度来设计平衡环的内径以及高度。

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。

本发明进一步改进技术方案是，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，与传感器壳体上开设的架设孔活动卡接。

本发明更进一步改进技术方案是，所述卡柱是圆柱形，顶部为半球状。卡柱设为圆柱形且顶部设为半圆，当传感器在自身重力下沉时可保证卡柱与架设孔的接触面较小，使得平衡环架设在传感器壳体上时校灵敏，卡柱的顶部与架设孔相互抵触即顶在架设孔内壁，又有效防止因太过灵敏而引起的传感器长时间摆动不进入稳定状态。

本发明进一步改进技术方案是，所述卡柱外表面和/或架设孔内表面设置摩擦面。在卡柱内表面或架设孔外表面或者两者兼有设置摩擦面，增大两者的接触摩擦，进一步减小因太过灵敏而引起的传感器长时间摆动不进入稳定状态。

本发明更进一步改进技术方案是，相邻两连接环的活动连接是，外层连接环内壁设销轴，内层连接环侧壁上开连接孔，销轴活动穿接在连接孔中。销轴连接调整灵敏度好。