智能根窗制造技术

本发明专利技术提供一种智能根窗，包括箱体组件和控制单元，该箱体组件用于埋设在与植物根部对应的土壤中收集植物地下根系的信息，并且，该箱体组件包括：密封的箱体；以及拍摄装置，设置于所述箱体内，能够在所述箱体内沿平面方向移动，透过所述箱体的透明部分拍摄与所述平面方向相对的植物地下根系的图像信息，其中，所述控制单元控制所述拍摄装置自动拍摄根系信息并将所拍摄的信息传送至信息处理终端，所述控制单元设置于所述箱体内，或者与所述箱体连接而形成一体的结构，或者设置于位于所述箱体外部的工控柜内。智能根窗观察面积大，使用方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于观察植物根系活动的根窖。
技术介绍
植物根系对固定植株和获得水分和养分起着不可替代的作用，但是土壤不可观测性的限制，给根系生态学的研究带来一定的困难。因此，找到原位观察根系生长的方法对研究根系生态学就显得尤为重要。一般情况下，对根系的研究可采用挖掘法、土钻法、土柱法、容器法、剖面法等传统方法，但因采样破坏性大、工作量大，严重阻碍了根系研究的深入开展。现今，对于根系研究多采用根部扫描仪器和根窖观察法。现有的根部扫描仪器多为圆筒状，以便于放置进预先插入待观察位置的透明根管中进行作业。放置好仪器后，下放到指定深度处，使扫描窗口对应欲采集图像信息处开始工作(根据实际需要及仪器结构而决定扫描仪工作时是否在原位有旋转动作)。虽然根系扫描装置工作时可通过在根管中移动而对植物根系进行无损扫描，却因其结构将扫描区域局限于小面积成像。根部扫描仪器的直径很小，为厘米级，例如为7厘米。因此，现有的根部扫描仪器因其小直径、圆柱状的整体设计，只能进行小范围的图像信息扫描。并且，有些因其结构缺陷在旋转作业时并不能达到整周旋转，从而使采集的图像信息缺失。另外，现有仪器的设计虽然便携、可操作性强，但不能长期放置进行扫描工作。总之，其具有图像信息采集面积小、图像信息收集不完整、工作时长短等问题，导致适用场所少，不能满足使用需求。由此，为了进行大区域根系研究，可采用根窖观察法(又称根窖法、根系地下观测室、玻璃墙法、剖面墙法)。其是在自然生长的作物下挖一根室，根室每边都有透明的窗户可以连续观察和记录根系的生长情况及与土壤物理性状的关系。在根窖内安装电灯，以便于人工绘制根系信息或者相机拍摄根系信息。通常来说需要在有根的一侧,挖长和宽大于1m的剖面,安装1m2观察框,观察框分为100个方格,每个方格100cm2,在每个方格内观察根系情况。根据根系的不同粗度手工用不同的符号在方格中表示出来。根窖观察法虽然可弥补根系观察区域小的不足，但根窖的建设和人工出入通道的开通费时费工。而且，根窖建设之后不可调整，难以实现标准化。研究过程中，必须保证透光性和温度等环境因素不被人为改变从而影响观察结果。另外，人工绘制和相机拍摄的这两种根系信息采集手段也存在耗时、有误差及清晰度不够的问题，给研究工作造成困难。因此，根窖观察法也因其本身建设费工费时，根系信息采集困难等问题给研究工作带来不便。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种智能根窗，以解决现有的根部研究方法不能满足使用需求的问题。为实现上述目的，一种智能根窗，包括箱体组件和控制单元，该箱体组件用于埋设在与植物根部对应的土壤中收集植物地下根系的信息，并且，该箱体组件包括：密封的箱体；以及拍摄装置，设置于所述箱体内，能够在所述箱体内沿平面方向移动，透过所述箱体的透明部分拍摄与所述平面方向相对的植物地下根系的图像信息，其中，所述控制单元控制所述拍摄装置自动拍摄根系信息并将所拍摄的信息传送至信息处理终端，所述控制单元设置于所述箱体内，或者与所述箱体连接而形成一体的结构，或者设置于位于所述箱体外部的工控柜内。优选地，智能根窗还包括：工控柜，该工控柜设置于所述箱体的外部，用于存储和中转所拍摄的信息。优选地，所述箱体为立方体形，该箱体的至少一面是面向所拍摄的植物地下根系的透明板，该透明板与所述箱体的其它部分之间的连接为可拆卸的连接，并且，在该透明板与所述箱体的其它部分之间设置有密封圈。优选地，在该透明板与所述箱体的其它部分之间的接缝处围绕有重金属材料制成的箔带，优选是铜箔带。优选地，所述密封圈是双密封圈，包括位于外圈的外密封圈和位于内圈的内密封圈，所述透明板在与所述箱体的其它部分相连的边缘部分具有外圈密封槽和内圈密封槽，分别容纳所述外密封圈和内密封圈；并且所述透明板在所述外圈密封槽和内圈密封槽之间具有通孔，所述箱体的其它部分的与所述透明板相连的连接部在与所述通孔对应的位置具有带螺纹的盲孔，螺钉穿过所述通孔而固定至所述盲孔，从而使所述透明板密封地固定至所述箱体的其它部分，所述透明板例如是亚克力板，所述箱体的其它部分例如是由不锈钢板焊接而成的。优选地，所述透明板的边缘部分与所述箱体的与该透明板垂直的四个侧面相连，所述四个侧面带有作为连接部的凸缘，所述凸缘具有所述盲孔。优选地，所述箱体内安装有导轨，以引导所述拍摄装置移动。优选地，所述导轨包括：两个间隔开的纵向导轨，每个纵向导轨还具有纵向滑块；以及一个横向导轨，该横向导轨安装在所述纵向滑块上，从而能够沿所述纵向导轨移动，并且，所述拍摄装置通过横向滑块安装在该横向导轨上，从而能够沿该横向导轨移动；位于所述纵向导轨上的两个纵向滑块由一个电机驱动，该电机设置在两个纵向导轨之一上，并且在两个纵向导轨之间还设有连接轴，以由所述电机同步驱动这两个纵向滑块；并且，所述横向导轨也安装有一个电机，以驱动安装所述拍摄装置的所述横向滑块移动。优选地，所述纵向滑块上的电机和所述横向滑块上的电机均配有减速器。优选地，所述导轨包括：两个间隔开的横向导轨，每个横向导轨还具有横向滑块；以及一个纵向导轨，该纵向导轨安装在所述横向滑块上，从而能够沿所述横向导轨移动，并且，所述拍摄装置通过纵向滑块安装在该纵向导轨上，从而能够沿该纵向导轨移动；位于所述横向导轨上的两个横向滑块由一个电机驱动，该电机设置在两个横向导轨之一上，并且在两个横向导轨之间还设有连接轴，以由所述电机同步驱动这两个横向滑块；并且，所述纵向导轨也安装有一个电机，以驱动安装所述拍摄装置的所述纵向滑块移动。优选地，所述纵向滑块上的电机和所述横向滑块上的电机均配有减速器。优选地，在所述箱体内设置有用于给所述拍摄装置照明的LED灯，优选地，所述LED灯设置于所述拍摄装置的镜头的两侧。优选地，所述箱体中还包括发射紫外光和荧光的灯。优选地，通过将多个箱体组件拼接在一起，多台智能根窗可拼接在一起使用。优选地，智能根窗与互联网连接，并且可将所拍摄的信息传输到云数据。本专利技术提出了全新的智能根窗，其观察面积大，使用方便。下表给出本专利技术的智能根窗相对于现有下挖根窖在八个方面的优势。附图说明图1为本专利技术实施例的智能根窗的埋设于土壤中的箱体组件的立体图。图2为图1所示的移除部分透明板的箱体组件的平面示意图，其中示出成像区域P。图3A为图1所示的箱体组件的第一示例的左视图。图3B为图3A的沿A-A剖切的第一示例的剖视示意图。图4A为图1所示的箱体组件的第二示例的左视图。图4B为图4A的沿B-B剖切的第二示例的剖视示意图。图5为图1所示箱体组件的箱体的立体示意图。图6为图1所示箱体组件的箱体的正视示意图。图7A为透明板的正视示意图。图7B为图7A的沿A-A剖切的剖视示意图。图8为图1所示箱体组件中的透明板与箱体的其它部分的连接和密封的示意图。图9A为图5所示箱体的右视图。图9B为图5所示箱体的左视图。图9C为图5所示箱体的俯视图。具体实施方式在下文中，将参照附图描述本专利技术的智能根窗的实施例。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本专利技术实施方式及本专利技术范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能根窗，包括箱体组件和控制单元，该箱体组件用于埋设在与植物根部对应的土壤中收集植物地下根系的信息，并且，该箱体组件包括：密封的箱体；以及拍摄装置，设置于所述箱体内，能够在所述箱体内沿平面方向移动，透过所述箱体的透明部分拍摄与所述平面方向相对的植物地下根系的图像信息，其中，所述控制单元控制所述拍摄装置自动拍摄根系信息并将所拍摄的信息传送至信息处理终端；并且所述控制单元设置于所述箱体内，或者与所述箱体连接而形成一体的结构，或者设置于位于所述箱体外部的工控柜内。

【技术特征摘要】
1.一种智能根窗，包括箱体组件和控制单元，该箱体组件用于埋设在与植物根部对应的土壤中收集植物地下根系的信息，并且，该箱体组件包括：密封的箱体；以及拍摄装置，设置于所述箱体内，能够在所述箱体内沿平面方向移动，透过所述箱体的透明部分拍摄与所述平面方向相对的植物地下根系的图像信息，其中，所述控制单元控制所述拍摄装置自动拍摄根系信息并将所拍摄的信息传送至信息处理终端；并且所述控制单元设置于所述箱体内，或者与所述箱体连接而形成一体的结构，或者设置于位于所述箱体外部的工控柜内。2.根据权利要求1所述的智能根窗，还包括：工控柜，该工控柜设置于所述箱体的外部，用于存储和中转所拍摄的信息。3.根据权利要求1所述的智能根窗，其中，所述箱体为立方体形，该箱体的至少一面是面向所拍摄的植物地下根系的透明板，该透明板与所述箱体的其它部分之间的连接为可拆卸的连接，并且，在该透明板与所述箱体的其它部分之间设置有密封圈，优选地，在该透明板与所述箱体的其它部分之间的接缝处围绕有重金属材料制成的箔带，优选是铜箔带。4.根据权利要求3所述的智能根窗，其中：所述密封圈是双密封圈，包括位于外圈的外密封圈和位于内圈的内密封圈，所述透明板在与所述箱体的其它部分相连的边缘部分具有外圈密封槽和内圈密封槽，分别容纳所述外密封圈和内密封圈；并且所述透明板在所述外圈密封槽和内圈密封槽之间具有通孔，所述箱体的其它部分的与所述透明板相连的连接部在与所述通孔对应的位置具有带螺纹的盲孔，螺钉穿过所述通孔而固定至所述盲孔，从而使所述透明板密封地固定至所述箱体的其它部分，所述透明板例如是亚克力板，所述箱体的其它部分例如是由不锈钢板焊接而成的。5.根据权利要求4所述的智能根窗，其中，所述透明板的边缘部分与所述箱体的与该透明板垂直...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕昆，
申请(专利权)人：恩奈瑟斯北京光机电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11