一种作物抗倒伏性的旋转式测量装置的制作方法

本实用新型涉及农作物性能测试技术领域，更具体地，涉及一种作物抗倒伏性的旋转式测量装置。

背景技术：

作物抗倒伏性是育种行业进行优良品种筛选的一项重要指标，一般情况下，抗倒伏性越好，作物产量越高，说明品种越好，因此作物抗倒伏性测量对于作物育种和种质资源的筛选具有重要意义。近年来，出现了一些作物性能测试装置及方法，能够对作物的性能进行测试。

如申请号为201610133636.2的中国专利文件中公布了一种评价玉米茎秆抗倒伏能力的方法，对茎秆穗位以下节间的茎皮穿刺强度进行测定，对穗位节以上节间的倾斜角度进行测定，结合茎皮穿硬度和柔韧性两方面对茎秆抗倒伏能力进行客观的综合评价。

申请号为201610104074.9的中国专利文件中公布了一种玉米抗倒伏性鉴定的微观测试方法。该实用新型从成熟后每组合的第2行从第3株开始连续取3株茎秆，量取各节间长度和节间直径，用塑料薄膜包裹好保鲜样品，以备测茎秆硬度；确定了取样的时间和茎秆部位，测试茎杆穿刺和折断力的茎秆强度测定仪的机装内径长度和穿刺用针进行了改造，以适应于对玉米茎杆的性能测量。

申请号为201410392267.X的中国专利文件中公布了一种基于应力应变传感器的茎秆抗倒伏性测试系统实用新型专利。该实用新型采用风场模拟装置模拟不同强度自然风吹动作物，通过应力应变传感器测量被测作物的应力应变参数，并将温度湿度传感器设置在所述被测作物所在的土壤上，用于测量所述土壤的温度和湿度。处理器接收传感器采集的数据，并对数据进行处理，获得作物茎秆抗倒伏性情况。

申请号为201010237712.7的中国专利文件中公布了一种手持式作物抗倒伏强度测量装置。应用悬臂梁传感器，与夹持单元固定，实时测量由夹持单元传递的对待测茎秆施加的推力的值，并将该值转化为电信号发送，再通过倾角传感器实时测量壳体相对于水平面的倾斜角度值并转化为电信号发送，得到作物的抗倒伏性参数。

上述现有的田间作物抗倒伏性检测装置和方法，能够对作物的抗倒伏性能进行较有效的测量，但需要损伤植株本身，不能实现无损测量；或者需要人的直接参与方能完成，易受测量人员主观影响，测量一致性差，不能满足现代农业大规模作业生产的需求。

技术实现要素：

本实用新型提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的结构简单、能够用于无损检测作物抗倒伏性的旋转式测量装置。

根据本实用新型的一个方面，提供一种作物抗倒伏性的旋转式测量装置，其包括支撑架，所述支撑架的上端设置连接有扭矩传感器、由伺服电机驱动在水平方向作旋转运动的旋转机械臂。

在上述方案的基础上，所述扭矩传感器设置于支撑架上端靠近旋转机械臂的位置。

在上述方案的基础上，所述支撑架中部具有中空结构的内侧设有接收并处理所述扭矩传感器的输出信息的微控制器，所述微控制器连接所述伺服电机并控制所述伺服电机的运行，以实现旋转机械臂转速的调节。

在上述方案的基础上，还包括与所述微控制器通过无线通信方式联通的远程控制系统，所述远程控制系统用于向所述微控制器发送运行指令、接收并处理微控制器输出的信息。

在上述方案的基础上，所述支撑架的内侧安装有提供电力能源的供电装置。

在上述方案的基础上，所述支撑架的下端安装有能够插入泥土中的支撑脚。

在上述方案的基础上，所述支撑架上设置至少一条旋转机械臂。

本申请提出的一种作物抗倒伏性的旋转式测量装置，其有益效果主要如下：

(1)通过扭矩传感器获取旋转机械臂与作物接触产生的作用力信息，分析作物抗倒伏性能，不会对作物造成损伤，不会影响作物正常生长；

(2)支撑架上方至少设置一条旋转机械臂，提高测量的效率；

(3)设置微控制器和远程控制系统，实现测量过程的全自动化、远程控制，同时实现数据的实时传输；

(4)该测量装置结构简单、紧凑。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的一种作物抗倒伏性的旋转式测量装置的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的一种作物抗倒伏性的旋转式测量装置的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1所示，一种作物抗倒伏性的旋转式测量装置，包括支撑架2，支撑架2的上端连接有旋转机械臂1，旋转机械臂1沿水平方向设置，并且，由伺服电机4驱动能够相对于支撑架2在水平方向旋转。

旋转机械臂1连接有扭矩传感器3。当测量作物的抗倒伏性时，伺服电机4驱动旋转机械臂1在水平方向旋转，旋转过程中，旋转机械臂1与待测作物接触并产生作用力，扭矩传感器3感应到旋转机械臂1旋转过程中与作物之间发生的作用力，并将该作用力数据输出，以用于后期的数据分析，从而分析作物的抗倒伏性能。

通过旋转机械臂1旋转过程中与作物之间的作用力分析作物的抗倒伏性能，测量过程中，不会对作物造成损伤，不会影响作物的正常生长，实现作物抗倒伏性能的无损检测。

扭矩传感器3设置在支撑架2的上端，并且靠近旋转机械臂1。当旋转机械臂1在水平方向旋转时，扭矩传感器3感应旋转机械臂1旋转过程中与作物接触而产生的作用力的大小并输出，以用于分析作物的抗倒伏性能。

伺服电机4安装在支撑架2的上端，并且，位于扭矩传感器3的下方。伺服电机4驱动旋转机械臂1在水平方向上旋转。

支撑架2具有中空结构，微控制器5设置于支撑架2的中空结构内。微控制器5与伺服电机4相连并控制伺服电机4运转，以调节旋转机械臂1的转速；微控制器5与扭矩传感器3相连，接收并处理扭矩传感器3输出的信息。

微控制器5控制伺服电机4运转，伺服电机4驱动旋转机械臂1在水平方向旋转，通过旋转过程中与作物之间发生的作用力，测量作物的抗倒伏性能。

伺服电机4带动旋转机械臂1在水平方向上作旋转运动，旋转机械臂1在旋转过程中与作物接触而产生作用力，与旋转机械臂1连接的扭矩传感器3感应到该作用力，并将该作用力数据输出至微控制器5，用于分析作物抗倒伏性能。

在一个具体的实施例中，微控制器5通过无线通信方式与远程控制系统联通。远程控制系统将动作信号输送至微控制器5，微控制器5根据远程控制系统输送的信号，控制伺服电机4相应的动作；微控制器5将获取的作用力数据信息输出至远程控制系统，以用于分析作物抗倒伏性能。

远程控制系统包括远程采集控制器、无线传输模块和无线采集模块。远程采集控制器将动作指令通过无线传输模块和无线采集模块输出至微控制器5，微控制器5根据远程控制系统的指令控制伺服电机4动作，控制旋转机械臂1的旋转，获取作用力数据信息，以测量作物的抗倒伏性能；微控制器5获取的数据信息通过无线采集模块和无线传输模块输送至远程采集控制器，分析作物的抗倒伏性能。

在支撑架2的内侧还安装有供电装置6。在一个具体的实施例中，供电装置6采用太阳能供电模块。使用太阳能对供电装置充电，有效延迟了测量装置的续航时间和使用寿命，同时，节约能源，优化效能利用。

供电装置6、伺服电机4均直接或间接安装在支撑架2上，不仅使测量装置的结构紧凑，而且，增强了支撑架2的重量，增大了其与地面的摩擦力，提高支撑架2的平稳性，以利于测量装置的稳定运行。

支撑架2的下端设有支撑脚7，支撑脚7至少有一个，并且，能够插入到泥土中。在支撑架2的下端设置多个能够插入泥土中的支撑脚7，充分保证支撑架2的平稳性，从而保证测量装置的测量稳定和安全。

在支撑杆2的上端设置的旋转机械臂1至少有一条。为了增强测量装置的测量效率，设置一条以上的旋转臂，能够同时测量更大范围、不同高度位置的作物抗倒伏性能。

在实际使用过程中，通过调整支撑架2的高度，制作成具有不同高度规格的支撑架2，以适应于对不同高度的作物进行抗倒伏性能测量的需求。

本实用新型的一种作物抗倒伏性的旋转式测量装置，包括支撑架2，支撑架2的上端连接用于驱动旋转机械臂1旋转的伺服电机4，伺服电机4的上端依次连接用于测量旋转机械臂1旋转过程中与作物之间作用力的扭矩传感器3和旋转机械臂1；用于控制伺服电机4的微控制器5设置于支撑架2的内侧，微控制器5也同时用于接收扭矩传感器3输出的数据信息，并将该信息输出至远程控制系统，以用于分析作物抗倒伏性能。

参见图2所示，该测量装置的测量动作为：远程控制系统通过无线通信方式向设置于支撑架2内侧的微控制器5发送指令，微控制器5根据指令控制伺服电机4动作；伺服电机4控制旋转机械臂1在水平方向上旋转，旋转机械臂1旋转过程中与作物接触而产生作用力，该作用力信息由与旋转机械臂1连接的扭矩传感器3获取；扭矩传感器3获取的作用力信息输出至设置于支撑架2内侧的微控制器5，微控制器5将数据信息通过无线通信方式输出至远程控制系统，用于分析作物抗倒伏性能。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。