钢带式角度检测树径装置及检测方法与流程

本发明涉及树木直径测量，特别是钢带式角度检测树径装置及检测方法。

背景技术：

1、研究不同条件下的林木生长、生态大样地调查和森林资源固定样地监测生长时，需在一年或多年内对同一棵林木进行多次胸径测量，且每次使用直径卷尺：又称围尺，有布围尺、钢围尺与篾围尺。围尺一面的上下刻划圆周长、圆周长相对应的直径读数。测量时，围尺要拉紧绕树干一周，双手不可避免地与树干接触，如果施力有限，则难以拉紧；树木旁有沟、坑，树干上有蜂巢、刺(杉木、刺楸)或过敏性树种(漆树)，就不方便测定，树干测定部位如有凹陷，则尺子不能围紧树干，精度不高。采用钢围尺进行树木直径测量时，由于多次测量是环境温度的温差可能较大，钢围尺受到环境因素的影响较大，其长度可能发生膨胀，在对树木直径进行测量时若不考虑该因素，则会产生较大误差。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述问题，设计了钢带式角度检测树径装置。包括钢带、支撑单元和读数单元，所述支撑单元固定有读数单元，钢带一端固定于所述读数单元，钢带另一端固定于所述支撑单元，钢带与支撑单元形成容纳被测树木的包围空间；所述支撑单元包括支撑主板和支撑侧板，所述支撑主板两侧设有支撑侧板，所述支撑侧板与所述支撑主板之间呈一夹角。

2、进一步地，所述支撑主板与所述支撑侧板固定连接。

3、进一步地，所述支撑侧板上部和/或下部固定有限位挡板，所述限位挡板与被测树木外壁相互接触。

4、进一步地，所述读数单元包括转盘、固定座和底座，固定座和底座固定连接，所述转盘套设于所述固定座外部并可沿所述固定座转动，所述固定座沿周向分布有刻度线，所述转盘上设置有定位条，钢带一端固定于所述转盘，钢带另一端经被测树木周侧固定于其中一个所述支撑侧板。

5、进一步地，所述读数单元还包括数字电位器，所述固定座顶部固定有支撑平台，所述转盘内部固定有支撑柱，所述支撑柱与所述支撑平台相互接触，所述数字电位器一端固定于所述支撑平台，所述数字电位器另一端伸出所述支撑平台并延伸至所述支撑柱内。

6、进一步地，所述转盘顶部螺纹连接有限位螺钉，所述限位螺钉端部与所述数字电位器相互接触。

7、进一步地，至少一个所述支撑侧板上开设有第一贯穿孔和第二贯穿孔，所述第一贯穿孔与所述第二贯穿孔并列设置，所述钢带固定于所述支撑侧板的一端依次穿过所述第一贯穿孔和所述第二贯穿孔。

8、进一步地，所述支撑平台顶部固定有旋转定位套，所述旋转定位套外壁固定有多个导向块，所述导向块与所述转盘相互接触。

9、进一步地，所述导向块具有竖直部和倾斜部，所述竖直部与所述倾斜部一体成型，所述倾斜部与所述转盘之间具有间隙。

10、钢带式角度检测树径检测方法，应用上述的钢带式角度检测树径装置，包括步骤一：调整支撑侧板以及限位板与被测树木之间的相对位置，使限位板与被测树木周侧相互接触；

11、步骤二：钢带的自由端沿转盘绕过其中一个支撑侧板与被测树木后其自由端固定在另外一个支撑侧板处，钢带与支撑单元将被测树木的待监测部位包围；

12、步骤三：通过读数单元读取转盘转动角度δ，并换算出钢带拉出的长度l2。

13、步骤四：根据本次测量时钢带拉出的长度l2、前一次测量时钢带拉出的长度l1计算出钢带变化量δl，进一步换算处被测树木直径d2。

14、所述步骤三中，读取测量数据具体包括数字电位器转动时产生电压信号，电位器的电阻阻值变化，测量电阻阻值计算出数字电位器实际旋转的角度δ，根据公式l2＝δ×r计算钢带拉出的长度l2，其中，r为转盘的半径。

15、在所述步骤四中，根据公式δl＝l2-l1计算出钢带变化量δl，并且根据公式计算出被测树木直径d2。

16、所述步骤三中，本次监测时所处环境温度t2，上一次监测时所处环境温度为t1，根据公式δc＝α×(a×δt)计算钢带(1)的膨胀量δc，其中a为钢带厚度，温度变化量为δt＝t2-t1,实际钢带变化量根据公式δl'＝δl+δc计算得出。

17、利用本发明的技术方案制作的钢带式角度检测树径装置及方法，达到的有益效果：

18、(1)刚带一端固定在转盘处，另一端经支撑单元绕设在被测树木外径处，通过支撑主板和支撑侧板对刚带进行支撑，刚带在绕设在被测树木外侧时松紧度适中；限位挡板与被测树木相互接触，便于确定支撑单元与被测树木之间的位置关系；

19、(2)转盘与固定座发生相对转动时，设置有具有导向块，为转盘稳定转动提供保障，同时，导向块由竖直部和倾斜部组成，设置有倾斜部392避免转盘与固定座之间发生卡顿；

20、(3)根据两次侧量得到的钢带变化量以及转盘转动的角度以及半径计算得出树木的直径，无需将刚带紧密的缠绕在被测树木四周，避免其刚带缠绕松紧度不足对树木直径测量产生的影响，同时在计算树木直径时由于钢带在不同温度中会产生膨胀而进行修正，减小温度差距过大对树木直径测量带来的较大误差的可能性。

技术特征：

1.钢带式角度检测树径装置，其特征在于，包括钢带(1)、支撑单元(2)和读数单元(3)，所述支撑单元(2)固定有读数单元(3)，钢带(1)一端固定于所述读数单元(3)，钢带(1)另一端固定于所述支撑单元(2)，钢带(1)与支撑单元(2)形成容纳被测树木(4)的包围空间；

2.根据权利要求1所述的钢带式角度检测树径装置，其特征在于，所述读数单元(3)包括转盘(31)、固定座(32)和底座(33)，固定座(32)和底座(33)固定连接，所述转盘(31)套设于所述固定座(32)外部并可沿所述固定座(32)转动，钢带(1)一端固定于所述转盘(31)，钢带(1)另一端经被测树木(4)周侧固定于其中一个所述支撑侧板(22)。

3.根据权利要求2所述的钢带式角度检测树径装置，其特征在于，所述读数单元(3)还包括数字电位器(35)，所述固定座(32)顶部固定有支撑平台(36)，所述转盘(31)内部固定有支撑柱(37)，所述支撑柱(37)与所述支撑平台(36)相互接触，所述数字电位器(35)一端固定于所述支撑平台(36)，所述数字电位器(35)另一端伸出所述支撑平台(36)并延伸至所述支撑柱(37)内。

4.根据权利要求1所述的钢带式角度检测树径装置，其特征在于，至少一个所述支撑侧板(22)上开设有第一贯穿孔(221)和第二贯穿孔(222)，所述第一贯穿孔(221)与所述第二贯穿孔(222)并列设置，所述钢带(1)固定于所述支撑侧板(22)的一端依次穿过所述第一贯穿孔(221)和所述第二贯穿孔(222)。

5.根据权利要求3所述的钢带式角度检测树径装置，其特征在于，所述支撑平台(36)顶部固定有旋转定位套(310)，所述旋转定位套(310)外壁固定有多个导向块(39)，所述导向块(39)与所述转盘(31)相互接触，所述导向块(39)具有竖直部(391)和倾斜部(392)，所述竖直部(391)与所述倾斜部(392)一体成型，所述倾斜部(392)与所述转盘(31)之间具有间隙。

6.钢带式角度检测树径检测方法，其特征在于，应用权利要求1-5任意一项所述的钢带式角度检测树径装置，包括步骤一：调整支撑侧板(22)以及限位挡板(23)与被测树木(4)之间的相对位置，使限位挡板(23)与被测树木(4)周侧相互接触；

7.根据权利要求6所述的钢带式角度检测树径检测方法，其特征在于，所述步骤三中，读取测量数据具体包括数字电位器(35)转动时产生电压信号，电位器的电阻阻值变化，测量电阻阻值计算出数字电位器(35)实际旋转的角度δ，根据公式l2＝δ×r计算钢带(1)1拉出的长度l2，其中，r为转盘(31)的半径。

8.根据权利要求7所述的钢带式角度检测树径检测方法，其特征在于，在所述步骤四中，根据公式δl＝l2-l1计算出钢带(1)变化量δl，并且根据公式计算出被测树木(4)直径d2。

9.根据权利要求8所述的钢带式角度检测树径检测方法，其特征在于，所述步骤三中，本次监测时所处环境温度t2，上一次监测时所处环境温度为t1，根据公式δc＝α×(a×δt)计算钢带的膨胀量δc，其中a为钢带厚度，温度变化量为δt＝t2-t1,实际钢带变化量根据公式δl'＝δl+δc计算得出。

技术总结
本发明公开了钢带式角度检测树径装置，包括钢带、支撑单元和读数单元，所述支撑单元固定有读数单元，钢带一端固定于所述读数单元，钢带另一端固定于所述支撑单元，钢带与支撑单元形成容纳被测树木的包围空间；所述支撑单元包括支撑主板和支撑侧板，所述支撑主板两侧设有支撑侧板，所述支撑侧板与所述支撑主板之间呈一夹角。本发明的有益效果是，刚带一端固定在转盘处，另一端经支撑单元绕设在被测树木外径处，通过支撑主板和支撑侧板对刚带进行支撑，刚带在绕设在被测树木外侧时松紧度适中；限位挡板与被测树木相互接触，便于确定支撑单元与被测树木之间的位置关系。

技术研发人员：祝晓光,高立瑶
受保护的技术使用者：北京天航华创科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12