一种树木测径装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种树木测径装置及系统，所述树木测径装置包括同步带(1)和同步轮(2)、旋转编码器(3)、连轴器(5)、辅助轮(8)、超声波测距模块(7)、激光器(6)，同步轮(2)和旋转编码器(3)通过连轴器(5)连接，将辅助轮(8)的轴(4)与同步轮(2)平行安装，用同步带(1)连接同步轮(2)和辅助轮(8)；超声波测距模块(7)的超声波发射与接收面朝向地面，激光器(6)投射的导向光与同步带(1)平行。使用本实用新型专利技术所提供树木测径装置，无需再携带高度尺，支持高度测量与测量截面，操作简单快速，使用树木测径系统支持方便地进行数据读取和录入，精度高，成本低，具有重要的市场价值和推广意义。

【技术实现步骤摘要】
一种树木测径装置及系统
本技术属于林业和测量领域，是一种树木直径测量装置及系统。
技术介绍
树木直径的测量是林业测量中一项重要测量指标，对研究树木的生长以及估价等有重要意义。一般在测量树木直径的时候，需要测量三个部位，分别是地径、米径和胸径。目前测量树木直径的设备主要是围尺法、卡尺法。这些工具的操作均较为繁杂，需要经过测高、测量、计算、录入等步骤，需要携带高度尺等多种测量工具，精度也不易控制。
技术实现思路
针对现有技术的问题，本技术提出了一种方便操作的树木测径装置及系统。本技术的技术方案提供一种树木测径装置，包括同步带1和同步轮2、旋转编码器3、连轴器5、辅助轮8、超声波测距模块7、激光器6，同步轮2和旋转编码器3通过连轴器5连接，将辅助轮8的轴4与同步轮2平行安装，用同步带1连接同步轮2和辅助轮8；超声波测距模块7的超声波发射与接收面朝向地面，安装高度与同步带1的中心高度相同；激光器6投射的导向光与同步带1平行。而且，激光器6发射出的激光照射到树木上，形成线形的导向光。而且，激光器6投射的导向光与同步带1的中心或下边沿在一个平面上。本技术还提供一种树木测径系统，包括树木测径装置和处理单元，所述树木测径装置包括同步带1和同步轮2、旋转编码器3、连轴器5、辅助轮8、超声波测距模块7、激光器6，同步轮2和旋转编码器3通过连轴器5连接，将辅助轮8的轴4与同步轮2平行安装，用同步带1连接同步轮2和辅助轮8；所述处理单元包括MCU13，MCU13与激光器6、旋转编码器3、超声波测距模块7分别连接；超声波测距模块7的超声波发射与接收面朝向地面，安装高度与同步带1的中心高度相同；激光器6投射的导向光与同步带1平行。而且，所述处理单元中设置显示屏12和按钮14，显示屏12、按钮14分别连接MCU13。而且，所述处理单元中设置蓝牙通讯模块15，蓝牙通讯模块15连接MCU13。而且，所述处理单元中设置喇叭17，喇叭17连接MCU13。而且，激光器6发射出的激光照射到树木上，形成线形的导向光。而且，激光器6投射的导向光与同步带1的中心或下边沿在一个平面上。使用本技术所提供树木测径装置，无需再携带高度尺，支持高度测量与测量截面，操作简单快速，相应树木测径系统支持方便地进行数据读取和录入，精度高，成本低，具有重要的市场价值和推广意义。附图说明图1是本技术实施例的树木测径装置位置结构示意图。图2是本技术实施例的激光器与树木的位置关系图。图3是本技术实施例的系统电路结构示意图。具体实施方式为了更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和实施例对本技术做进一步的详细说明。本技术所提供树木测径装置采用旋转编码器3作为关键测量器件，并用同步带1和同步轮2作为传动机械，通过超声波测距模块7支持定高以及激光器6产生的激光束支持定向。实施例所提供树木测径装置如图1：包括同步带1和同步轮2、旋转编码器3、连轴器5、辅助轮8、超声波测距模块7、激光器6，将同步轮2和旋转编码器3通过连轴器5连接，并将旋转编码器3固定。将辅助轮8的轴4与同步轮2平行安装，用同步带1连接同步轮2和辅助轮8，使得同步带1运动的时候，能够带动编码器3旋转。超声波测距模块7的超声波发射与接收面朝向地面，安装高度与同步带1的中心高度相同。激光器6与树木9的关系图如图2所示，激光器6发射出的激光10(在空间上实际是面状激光，照射到目标上才成为线形)照射到树木9上，形成导向光11。激光器6的安装高度可与同步带1的下边沿高度一致，激光器6投射的线形激光束与同步带1保证平行即可，具体实施时可与同步带1的中心或下边沿在一个平面上，都能够起到导向作用。将同步带1贴在树皮上，同步带1的下边沿与需要测量的截面平齐，激光器6会在树皮上照射出一条直线，操作者根据这条激光线的指示可以知道当前的行进方向是否是需要测量的截面，并可以及时调整方向，然后握住整个装置，保证同步带1紧贴树皮，推动装置沿着需要测量的截面环绕一周即可。之所以使用带式结构而不是让轮式结构接触树皮，是因为树皮的表面粗糙不平，轮式结构无法与树皮稳定的接触，会导致测量结果不准确，而柔性的同步带与树皮的接触面较大，在行进过程中始终与树皮保持接触状态，保证了测量结果的准确性。具体实施时，所有部件可以固定在一起，形成一个完整的测量装置。具体实施时，树木测径装置可以单独制造和售卖，超声波测距模块7、激光器6、旋转编码器3采集的信息交由另外的用户手执终端接收，或者发送到远程服务器。本技术还提供了一种集成树木测径装置和处理单元的树木测径系统，能够支持现场信息处理。所述一种树木测径系统，除了以上树木测径装置以外，还包括处理单元，所述处理单元包括MCU13，MCU13与激光器6、旋转编码器3、超声波测距模块7分别连接。进一步地，所述处理单元中设置显示屏12和按钮14，显示屏12、按钮14分别连接MCU13。进一步地，所述处理单元中设置蓝牙通讯模块15，蓝牙通讯模块15连接MCU13。进一步地，所述处理单元中设置喇叭17，喇叭17连接MCU13。参见图3，实施例中，MCU13与激光器6、旋转编码器3、超声波测距模块7、显示屏12、按钮14、蓝牙通讯模块15、电源16、喇叭17相连接。具体实施时，各部件可利用现有产品，电源16根据具体需求向有源部件供电。实施例中，各部件具体实现如下：旋转编码器：E6J-CWZ1C1000，该旋转编码器体积较小，经实践工作性能稳定。MCU（微控制单元）：ATMEGAL328P，由于本装置不需要支持复杂运算，使用该MCU资源足够，成本较低。同步轮：直径30mm超声波测距模块：US-100，体积小，成本低。蓝牙通讯模块：基于CC2541的蓝牙BLE模块，便于实现BLE低功耗连接。本技术要求保护电路硬件设计，不涉及软件方面的改进。具体实施时，本领域技术人员可自行设置工作方式，选择各部件具体的产品型号。为便于实施参考起见，提供使用本技术所提供系统的工作过程如下：MCU13在收到在用户操作下的按钮14的信号后，输出控制信号打开激光器6和超声波测距模块7，接收超声波测距模块7测量所得与地面的距离，接收测量旋转编码器3的计数值（可以进一步计算出树径），在显示屏12上显示高度、测量结果等信息，并将测量结果通过蓝牙通讯模块15发送到用户手机。具体实施时，还可以通过喇叭17发出高度是否合适的指示信号。例如，测量树木直径的时候，将同步带1靠近待测树木9，通过按钮14选择需要测量的树径种类（包括胸径、地径、米径，分别测量距离地面1.3米，0.3米和1.9米的直径），此时MCU13开始测量本装置与地面的距离，将距离显示在显示屏12上，并在喇叭17中提示高度偏高还是偏低，操作者可根据显示和声音提示上下移动本装置。例如，当用户选择的是测量胸径的时候，MCU13除了在显示屏12上显示当前装置高度外，还可在喇叭17提示，当装置高度高于1.3米的时候，喇叭17提示“下降”，当装置高度低于1.3米的时候，喇叭17提示“升高”，当装置高度等于1.3米的时候，喇叭17提示“可以测量”。厂家可以设置采用人声提示或简短的报警声。测量过程中，可以通过显示屏12和喇叭17持续显示和提示装置的高度，直到操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树木测径装置，其特征在于：包括同步带(1)和同步轮(2)、旋转编码器(3)、连轴器(5)、辅助轮(8)、超声波测距模块(7)、激光器(6)，同步轮(2)和旋转编码器(3)通过连轴器(5)连接，将辅助轮(8)的轴(4)与同步轮(2)平行安装，用同步带(1)连接同步轮(2)和辅助轮(8)；超声波测距模块(7)的超声波发射与接收面朝向地面，安装高度与同步带(1)的中心高度相同；激光器(6)投射的导向光与同步带(1)平行。

【技术特征摘要】
1.一种树木测径装置，其特征在于：包括同步带(1)和同步轮(2)、旋转编码器(3)、连轴器(5)、辅助轮(8)、超声波测距模块(7)、激光器(6)，同步轮(2)和旋转编码器(3)通过连轴器(5)连接，将辅助轮(8)的轴(4)与同步轮(2)平行安装，用同步带(1)连接同步轮(2)和辅助轮(8)；超声波测距模块(7)的超声波发射与接收面朝向地面，安装高度与同步带(1)的中心高度相同；激光器(6)投射的导向光与同步带(1)平行。2.根据权利要求1所述树木测径装置，其特征在于：激光器(6)发射出的激光照射到树木上，形成线形的导向光。3.根据权利要求1或2所述树木测径装置，其特征在于：激光器(6)投射的导向光与同步带(1)的中心或下边沿在一个平面上。4.一种树木测径系统，其特征在于：包括树木测径装置和处理单元，所述树木测径装置包括同步带(1)和同步轮(2)、旋转编码器(3)、连轴器(5)、辅助轮(8)、超声波测距模块(7)、激光器(6)，同步轮(2)和旋转编码器(3)通过连轴器(5)连接，将辅助轮(8)的轴(4)与同步轮(2)平行安装，用同步带(1)连接同步轮(2)和辅助轮(8)；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，徐亚明，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42