一种杨树苗干用扦插剪切测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及杨树扦插测量技术领域，尤其涉及一种杨树苗干用扦插剪切测量装置及其测量方法。

背景技术

杨树对环境的适应能力强，分布广泛，无论是肥沃的土地还是贫瘠的山地，均能很好地生长，杨树具有很高的经济使用价值和环保价值，其主干通直、材质细密、生长快，是纸浆材原料林的重要树种之一，也是优良水源涵养林和主要防护林带的造林树种之一，杨树繁殖需要扦插育苗，应采集木质化良好，无病虫危害，干形通直圆满，具有饱满侧芽的苗干作为插穗种条，一般选择中下部，剪截16-18厘米为一段，然后将底部剪切成45度斜角。

目前在对树苗剪切后，人工查看倾斜角度的大小，其误差较大，有可能影响对树苗剪切面倾斜角度测量的准确度，进而有可能影响杨树扦插的质量以及成活率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种杨树苗干用扦插剪切测量装置及其测量方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种杨树苗干用扦插剪切测量装置，包括：测量盒、第一控制盒和树苗本体，还包括：插板，固定在所述测量盒上，所述插板上设置有插孔，所述树苗本体设置在所述插孔内；弹性带，固定在所述插孔内；固定板，固定在所述插板的下侧；第一滑板，滑动在所述固定板内；第一弹力绳，固定在所述第一滑板与固定板之间；水平板，通过扭簧转动在所述测量盒内；第二滑板，滑动在所述水平板内，且所述第二滑板远离水平板的一端与第一滑板转动连接；第二弹力绳，固定在所述水平板与第二滑板之间；第二滑动变阻器，固定在所述水平板内；第二导电块，固定在所述第二滑板上，且所述第二导电块与第二滑动变阻器相匹配。

为了防止树苗本体移动，优选地，所述第一滑板与第二滑板之间设置有第一间隙，所述第一滑板靠近第一间隙的一端设置有弧形切面。

为了防止第一滑板与第二滑板之间的夹角过小，优选地，所述测量盒内固定连接有套筒，所述套筒内滑动设置有滑杆，所述滑杆下端固定连接有弹簧，所述滑杆远离套筒的一端固定连接有固定筒，所述水平板转动在固定筒内。

为了便于调节对水平板的支撑力，优选地，所述套筒内固定连接有第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的伸缩端与弹簧固定连接。

为了便于压动树苗本体，优选地，还包括可上下移动的升降板，所述升降板设置在测量盒的上侧，所述升降板上设置有电机，所述电机的输出端固定连接固定环，所述固定环内设置有摩擦块。

为了便于为摩擦块提供恒定的阻力，优选地，所述摩擦块转动在固定环内，所述固定环与摩擦块之间设置有阻尼环，且所述阻尼环与固定环固定连接。

为了便于摩擦块与树苗本体对齐，优选地，所述插孔内固定连接有与弹性带匹配的距离传感器，所述升降板上设置有方槽，所述方槽与固定环相匹配，所述升降板的一侧固定连接有第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆的电动伸缩杆与电机固定连接。

为了便于驱动升降板升降，优选地，所述测量盒底部固定连接有第一底板，所述第一底板与升降板之间固定连接有第三电动伸缩杆。

为了便于测量第一滑板下降的距离，优选地，所述固定板内固定连接有第一滑动变阻器，所述第一滑板上固定连接有第一导电块，所述第一导电块与第一滑动变阻器相匹配。

一种杨树苗干用扦插剪切测量方法，包括一种杨树苗干用扦插剪切测量装置，主要包括以下步骤：

步骤一、将剪切后的待测量树苗本体插入到插孔内，使树苗本体与固定板相贴合，并且将树苗本体的剪切端朝下；

步骤二、缓慢下压树苗本体，使树苗本体下降一段距离，与此同时转动树苗本体，直至树苗本体转动受到的阻力较大后停止转动树苗本体；

步骤三、树苗本体下压使第一滑板滑出，第二滑板从水平板内滑出，且水平板转动，最后在扭簧的作用下使第二滑板与树苗本体的剪切面相贴合；

步骤四、通过第二导电块与第二滑动变阻器连通的阻值的变化获取第二滑板滑出的距离，最后通过三角函数计算出第二滑板的倾斜角度，从而获取树苗本体剪切面的倾斜角度。

与现有技术相比，本发明提供了一种杨树苗干用扦插剪切测量装置，具备以下有益效果：

1、该杨树苗干用扦插剪切测量装置，通过第二滑板带动第二导电块在第二滑动变阻器上滑动，通过第一控制盒内的第一控制器接收第二导电块与第二滑动变阻器所在电路的电流变化获取第二滑板滑出的距离，最后通过三角函数算出水平板的倾斜角度，从而可以获取剪切面的倾斜角度，通过外界微电脑与第一控制器无线连接，第一控制器将倾斜角度数据传输到微电脑上，从而有效地提高了对扦插树苗本体剪切面测量的准确度和测量效率。

2、该杨树苗干用扦插剪切测量装置，通过第二滑板倾斜，第二滑板与第一滑板之间的夹角变小，此时，第一间隙逐渐变小，当树苗本体剪切端端部与第一滑板相贴后，树苗本体剪切端端部部分进入到第一间隙内，从而有效地对树苗本体固定，并且有效地提高了树苗本体转动受到的阻力，第二滑板与第一滑板之间的夹角越小，第一滑板与第二滑板对树苗本体向上挤压，从而有效地对树苗本体进行固定，进而有效地提高了对树苗本体剪切面角度测量的准确度。

3、该杨树苗干用扦插剪切测量装置，通过第一控制器实时计算出第二滑板的倾斜角度，并且根据第二滑板倾斜角度的大小调节第一电动伸缩杆的伸缩长度，第一滑板与第二滑板之间的夹角变小时，第一电动伸缩杆向下收缩，当第一滑板与第二滑板之间的夹角变大时，第一电动伸缩杆的电动伸缩杆向上伸出挤压弹簧，从而可以有效地防止第二滑板对树苗本体的剪切端端部过度挤压，并且可以有效地提高剪切面与第二滑板贴合后第二滑板对剪切面的压力，进而有效地提高了对杨树树苗本体剪切面倾斜角测量的准确度。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明有效地提高了对扦插树苗本体剪切面测量的准确度和测量效率，并且有效地提高剪切面与第二滑板贴合后第二滑板对剪切面的压力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖面示意图；

图3为本发明的升降板的爆炸结构示意图；

图4为本发明的插板的结构示意图；

图5为本发明的固定板与水平板的结构示意图；

图6为本发明的固定板与水平板的爆炸结构示意图；

图7为本发明的固定板与水平板的剖面示意图；

图8为本发明的图7中A处的放大示意图；

图9为本发明的图7中B处的放大示意图；

图10为本发明的水平板倾斜角度计算示意图；

图11为本发明的实施例8的结构示意图一；

图12为本发明的实施例8的结构示意图二。

图中：1、测量盒；101、插板；102、弹性带；103、距离传感器；2、固定板；201、第一滑板；202、第一弹力绳；203、第一滑动变阻器；204、第一导电块；205、第一间隙；206、弧形切面；3、水平板；301、第二滑板；302、第一电磁铁；303、第二电磁铁；304、第二滑动变阻器；305、第二导电块；306、第二弹力绳；307、固定筒；4、套筒；401、滑杆；402、弹簧；403、第一电动伸缩杆；5、升降板；501、方槽；502、第二电动伸缩杆；503、电机；504、固定环；505、阻尼环；506、摩擦块；6、第一底板；601、第三电动伸缩杆；602、第一控制盒；7、第二底板；701、第四电动伸缩杆；702、第二控制盒；703、箱体；8、树苗本体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：参照图1-图10，一种杨树苗干用扦插剪切测量装置，包括：测量盒1、第一控制盒602和树苗本体8，还包括：插板101，固定在测量盒1上，插板101上设置有插孔，树苗本体8设置在插孔内；弹性带102，固定在插孔内；固定板2，固定在插板101的下侧；第一滑板201，滑动在固定板2内；第一弹力绳202，固定在第一滑板201与固定板2之间；水平板3，通过扭簧转动在测量盒1内；第二滑板301，滑动在水平板3内，且第二滑板301远离水平板3的一端与第一滑板201转动连接；第二弹力绳306，固定在水平板3与第二滑板301之间；第二滑动变阻器304，固定在水平板3内；第二导电块305，固定在第二滑板301上，且第二导电块305与第二滑动变阻器304相匹配。

测量盒1内固定连接有套筒4，套筒4内滑动设置有滑杆401，滑杆401下端固定连接有弹簧402，滑杆401远离套筒4的一端固定连接有固定筒307，水平板3转动在固定筒307内。

在对杨树扦插树苗本体8剪切后排列整齐，将剪切后的待测量树苗本体8插入到插孔内，并通过弹性带102对树苗本体8固定，使树苗本体8与固定板2相贴合，并且将树苗本体8的剪切端朝下，树苗本体8的剪切端与第二滑板301相接触。

缓慢下压树苗本体8，使树苗本体8下降一段距离，与此同时转动树苗本体8，直至树苗本体8转动受到的阻力较大时停止转动，此时，下压的树苗本体8驱动第一滑板201向下滑出，第二滑板301从水平板3内滑出，且水平板3转动，其中水平板3水平区域内静止，最后在扭簧的作用下使第二滑板301与树苗本体8的剪切面相贴合。

若树苗本体8剪切端的端部与第一滑板201不接触，则水平板3先倾斜一定角度，随着树苗本体8的转动，当剪切端的端部与第一滑板201相贴后，水平板3会回弹一定角度，使第二滑板301与剪切端的剪切面相贴合，此时有效地提高了树苗本体8与第二滑板301的接触面积，从而有效地提高了树苗本体8转动的阻力，并且通过第一滑板201和第二滑板301可以对树苗本体8夹持，从而有效地对树苗本体8的剪切端固定。

当第二滑板301从水平板3内滑出时，第二滑板301带动第二导电块305在第二滑动变阻器304上滑动，通过第一控制盒602内的第一控制器接收第二导电块305与第二滑动变阻器304所在电路的电流变化获取第二滑板301滑出的距离，最后通过三角函数算出水平板3的倾斜角度，从而可以获取剪切面的倾斜角度，通过外界微电脑与第一控制器无线连接，第一控制器将倾斜角度数据传输到微电脑上，从而有效地提高了对扦插树苗本体8剪切面测量的准确度和测量效率。

其中，具体计算方式如下，假设水平板3水平时转动轴线到第一滑板201之间的距离为R，通过第一控制器算出第二滑板301滑出的距离为X，第二滑板301的倾斜角度为a，通过三角函数Sina=R/R+X求出倾斜角度a，树苗本体8剪切面的倾斜角度与a相同。

需要说明的是，第一控制盒602内设置有第一控制器。

实施例2：参照图1-图10，一种杨树苗干用扦插剪切测量装置，与实施例1基本相同，进一步地是，第一滑板201与第二滑板301之间设置有第一间隙205，第一滑板201靠近第一间隙205的一端设置有弧形切面206。

当树苗本体8的剪切端移动到与第一滑板201相贴合后，第二滑板301倾斜，第二滑板301与第一滑板201之间的夹角变小，此时，第一间隙205逐渐变小，当树苗本体8剪切端端部与第一滑板201相贴后，树苗本体8剪切端端部部分进入到第一间隙205内，从而有效地对树苗本体8固定，并且有效地提高了树苗本体8转动受到的阻力，第二滑板301与第一滑板201之间的夹角越小，第一滑板201与第二滑板301对树苗本体8向上挤压，从而有效地对树苗本体8进行固定，进而有效地提高了对树苗本体8剪切面角度测量的准确度。

实施例3：参照图1-图10，一种杨树苗干用扦插剪切测量装置，与实施例1基本相同，更进一步地是，套筒4内固定连接有第一电动伸缩杆403，第一电动伸缩杆403的伸缩端与弹簧402固定连接。

通过第一控制器实时计算出第二滑板301的倾斜角度，并且根据第二滑板301倾斜角度的大小调节第一电动伸缩杆403的伸缩长度，第一滑板201与第二滑板301之间的夹角变小时，第一电动伸缩杆403向下收缩，当第一滑板201与第二滑板301之间的夹角变大时，第一电动伸缩杆403的电动伸缩杆向上伸出挤压弹簧402，从而可以有效地防止第二滑板301对树苗本体8的剪切端端部过度挤压，并且可以有效地提高剪切面与第二滑板301贴合后第二滑板301对剪切面的压力，进而有效地提高了对杨树树苗本体8剪切面倾斜角测量的准确度。

实施例4：参照图1-图10，一种杨树苗干用扦插剪切测量装置，与实施例1基本相同，再进一步地是，还包括可上下移动的升降板5，升降板5设置在测量盒1的上侧，升降板5上设置有电机503，电机503的输出端固定连接固定环504，固定环504内设置有摩擦块506。

测量盒1底部固定连接有第一底板6，第一底板6与升降板5之间固定连接有第三电动伸缩杆601。

摩擦块506转动在固定环504内，固定环504与摩擦块506之间设置有阻尼环505，且阻尼环505与固定环504固定连接。

在下压树苗本体8时，开启第三电动伸缩杆601，第三电动伸缩杆601驱动升降板5向下移动，使摩擦块506与树苗本体8的顶端相接触，然后通过电机503转动带动摩擦块506转动，摩擦块506带动树苗本体8转动，进而可以省去人工转动，并且可以有效地防止人工转动力度角度较大导致树苗本体8的剪切面与第二滑板301之间存在间隙，进而有效地提高了对树苗本体8剪切面测量的准确度。

当树苗本体8受到的阻力大于阻尼环505与摩擦块506之间的阻力时，摩擦块506停止转动，进而有效地防止摩擦块506磨损树苗本体8的上表面。

实施例5：参照图1-图10，一种杨树苗干用扦插剪切测量装置，与实施例1基本相同，还进一步地是，插孔内固定连接有与弹性带102匹配的距离传感器103，升降板5上设置有方槽501，方槽501与固定环504相匹配，升降板5的一侧固定连接有第二电动伸缩杆502，第二电动伸缩杆502的电动伸缩杆与电机503固定连接。

当树苗本体8插入到插孔内后，通过距离传感器103实时获取弹性带102的形变量，距离传感器103将数据传输到第一控制器内，第一控制器通过接收的距离数据算出树苗本体8的直径，从而获取树苗本体8的轴线，此时，第一控制器控制第二电动伸缩杆502伸缩调节电机503的位置，从而可以精确的带动树苗本体8转动，进而有效地提高了对树苗本体8剪切面测量的精准度。

实施例6：参照图1-图10，一种杨树苗干用扦插剪切测量装置，与实施例1基本相同，又进一步地是，固定板2内固定连接有第一滑动变阻器203，第一滑板201上固定连接有第一导电块204，第一导电块204与第一滑动变阻器203相匹配。

通过第一控制器实时获取第一滑动变阻器203与第一导电块204所在电路的电流大小计算出第一滑板201的下降距离，并将距离数据传输到微电脑内，通过第三电动伸缩杆601驱动升降板5继续下降一段距离，使树苗本体8的剪切面与第二滑板301紧密贴合，然后根据升降板5下降的距离以及第一滑板201下降的距离计算出树苗本体8的长度，进而可以对待扦插的树苗本体8的长度进行测量，有效地判断树苗本体8是否合格。

对树苗本体8的长度测量步骤如下，假设升降板5到第二滑板301的初始距离为H，升降板5下降的距离为J，第一滑板201滑出的距离为K，树苗本体8的长度为L，则树苗本体8的长度L=H-J+K。

实施例7：参照图1-图10，一种杨树苗干用扦插剪切测量装置，与实施例1基本相同，进一步地是，第二滑板301上对称固定连接有第一电磁铁302，水平板3上固定连接有与第一电磁铁302匹配的第二电磁铁303。

当第一控制器获取到第二滑板301在水平板3内基本不再滑动时，第一控制器控制第一电磁铁302与第二电磁铁303通电，从而可以对第二滑板301进行固定，进而有效地防止在对树苗本体8高度测量时第二滑板301对树苗本体8过度挤压，并且有效地防止树苗本体8向上滑动影响对树苗本体8高度测量结果的准确度。

实施例8：参照图1-图12，一种杨树苗干用扦插剪切测量装置，当对大量的树苗本体8进行批量测量时，与实施例1有所不同的是，还包括箱体703，多个测量盒1固定在箱体703内，箱体703底部固定连接有第二底板7，第二底板7上对称固定连接有第四电动伸缩杆701，其中升降板5设置为多个，并且多个升降板5固定在一起，升降板5与第四电动伸缩杆701的伸缩端固定连接，升降板5上固定连接有第二控制盒702。

在对大量杨树树苗本体8测量时，将多个树苗本体8按照实施例1中的插入方式插入到插孔内，然后通过第二控制盒702内的第二控制器控制第四电动伸缩杆701收缩，第四电动伸缩杆701驱动升降板5同时向下移动压动树苗本体8，从而可以实现对批量树苗本体8进行测量，在对树苗本体8的高度测量时，当所有的第二滑板301均基本处于稳定后，第二控制器控制第一电磁铁302和第二电磁铁303通电，对第二滑板301固定，从而可以对批量的树苗本体8进行测量，可以有效地提高了对树苗本体8的测量效率。

需要说明的是，第二控制盒702内设置有第二控制器。

实施例9：参照图1-图12，一种杨树苗干用扦插剪切测量方法，包括一种杨树苗干用扦插剪切测量装置，主要包括以下步骤：

步骤一、将剪切后的待测量树苗本体8插入到插孔内，使树苗本体8与固定板2相贴合，并且将树苗本体8的剪切端朝下；

步骤二、缓慢下压树苗本体8，使树苗本体8下降一段距离，与此同时转动树苗本体8，直至树苗本体转动受到的阻力较大后停止转动树苗本体；

步骤三、树苗本体8下压使第一滑板201滑出，第二滑板301从水平板3内滑出，且水平板3转动，最后在扭簧的作用下使第二滑板301与树苗本体8的剪切面相贴合；

步骤四、通过第二导电块305与第二滑动变阻器304连通的阻值的变化获取第二滑板301滑出的距离，最后通过三角函数计算出第二滑板301的倾斜角度，从而获取树苗本体8剪切面的倾斜角度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。