便携式侵蚀沟测量仪制造技术

本发明专利技术涉及一种测量土壤侵蚀沟的仪器。目的是提供的测量仪器应具有测量精度高、测量效率高、可自动测量无线发送数据的特点，并且搬运方便、成本较低。技术方案是：便携式侵蚀沟测量仪，包括一控制电路和电池；该测量仪还包括设置在侵蚀沟地面上的机架、定位在机架上且可沿机架运动的小车、安装在小车轮架上垂直对地面土壤的高度进行测量并将测得的数据通过无线传输的方式发送给终端设备的激光测距仪。所述机架包括一水平悬空布置的横梁以及支撑横梁两端的支脚。所述小车包括用于悬挂小车轮架的承重结构、与机架作用产生驱动力使小车运动的动力机构。所述横梁上制有作为导轨的两个托边；所述承重结构包括由托边支撑的位于横梁内腔的若干对滚轮。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种环境监测仪器，具体是测量土壤侵蚀沟的仪器。
技术介绍
坡面侵蚀沟监测是水土流失微观监测的传统内容，是定量研究坡面水土流失的基础环节。坡面是土壤侵蚀区最基本的地貌单元，坡面上的细沟、切沟和冲沟等土壤侵蚀沟，是水蚀区基本的微地貌形态。沟蚀在土壤侵蚀中占据重要位置，研究表明，以切沟为主的沟谷产沙最高可占流域产沙总量的94%。为有效的防治侵蚀沟，首先必须准确掌握侵蚀沟的发展与变化过程。 侵蚀沟发育于侵蚀坡面，一般立地条件恶劣，山高坡陡，山道崎岖细窄，不便大型测量仪器的上下搬运。林下水土流失往往发生于高大乔木林的裸露坡面，给航空摄像和遥感测绘带来困难，限制了侵蚀沟测量技术的发展。纵观国内外各种侵蚀沟监测技术，可以分为接触式和非接触式测量2类，接触式测量方法有人工手动测量、测针法(地表糙率仪)、测钎法、标尺法、链条法等，非接触式测量方法目前主要依托空间遥感和定位技术，有高精度GPS、航拍图像法和三维激光微地貌扫描仪法。 人工手动测量是在监测区内按一定比例选取样地，通过调查样地内侵蚀沟的数量(条数)，测量每条侵蚀沟的长度、深度、宽度等要素，按近似形状(U型或V型等)的方法计算出土壤侵蚀量，该法操作简单，技术要求不高，但过程费时费力、精度差。 测针法是通过多根联排测针测定地面基点的高度值，获知微地貌的地形变化。之后经过改进而成的地表糙率仪；由51根测针组成，每根测针的长度为50cm，测针间距为2cm，在进行测定时，将该仪器沿坡面置于试测区，依次读取各测针的数值。地表糙率仪测量精度、可靠性有限，糙率仪水平方向和垂直方向的精度范围最高只能达到2cm和lcm，且观测主观性大，目前已很少使用。 测钎法通过在简易水土流失观测场有规律的埋设测钎来观测土壤侵蚀量，是开发建设项目水土流失地面监测的常用方法，已列入我国水土保持监测技术规程。此方法存在控制点易遭到破坏、读数主观性强、外业工作量过大、测量精度不够高等缺陷。 以上接触式测量对人力要求较高，且水土流失监测环境一般具有一定的危险性；未来监测手段的发展方向是非接触式测量。 高精度GPS可采用RTK(实时动态测量)技术，在理想环境下，具有高定位精度的特点，可达到厘米级。但从实践结果来看，由于水土流失监测作业环境往往地形复杂，加之天气恶劣，接收机搜索到的卫星数偏少，对于坡面沟蚀这样一类微地貌侵蚀环境，很难确保沟沿线、沟底地形特征线测量的质量。 类似宏观遥感影像监测的做法，采用大比例尺多时相航拍影像监测微地貌环境不同时段的侵蚀形态时，由于其空间分辨率及时间分辨率的不足，测量误差往往远大于待测侵蚀沟的深、宽度，难以较好地反映沟蚀在微小尺度上的变化和多变性，尤其是在纵深方向上的变化，目前还很难用于沟蚀测量的实际工作中。此外购买大比例尺影像目前费用昂贵。 三维激光扫描采用非接触式激光测量，以此获取地形或复杂物体的几何图形和影像数据，并由后处理软件处理以满足不同的应用需要。但三维激光微地貌扫描仪由于需要提供连续的立体三维地形，设计、运转过程复杂，但操作繁琐，成本高昂，经济实用性不高，另其体积庞大，不便搬运使用。 综上，在与水土流失过程关系密切的侵蚀沟监测领域，尚无一套可以推广应用的精确高效的监测技术和设备。随着水土保持研究和管理部门对监测数据要求的不断提高，自动化地面监测趋势的发展，加之日益成为工作重点的开发建设项目水土保持监测的实践需求，无论从理论还是实践工作角度，都迫切需要开发一种精确快捷、实用廉价、搬运方便的侵蚀沟测量仪器。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种侵蚀沟测量仪，该测量仪器应能克服上述
技术介绍
的不足，具有测量精度高、测量效率高、可自动测量无线发送数据的特点，并且搬运方便、成本较低，以满足现场对土壤侵蚀现状进行监测的需要。 本专利技术提供了以下技术方案 便携式侵蚀沟测量仪，包括一控制电路和电池；其特征在于该测量仪还包括设置在侵蚀沟地面上的机架、定位在机架上且可沿机架运动的小车、安装在小车上垂直对地面土壤的高度进行测量并将测得的数据通过无线传输的方式发送给终端设备的激光测距仪。 所述机架包括一水平悬空布置的横梁以及支撑横梁两端的支脚；横梁是薄壁金属材料制成的矩形体，其底端中央开制有贯通整个长度方向的长槽；支脚的下部竖直插入地面，而支脚顶端则固定所述的横梁。 所述的小车包括用于悬挂小车轮架的承重结构、与机架作用产生驱动力使小车运动的动力机构。 所述的横梁上制有作为导轨使用的两个托边；所述的承重结构包括由托边支撑的位于横梁内腔的若干对滚轮，两托边之间隔开一定距离形成所述的长槽；每对滚轮的两个滚轮均通过轴承安装在轮架的两侧且分别搁置在左侧和右侧的托边上；另配置有若干对顶轮，每对顶轮的两个轮子均可转动地定位在一悬架上且两个轮子分别位于左右托边的下边；另有至少两个调节螺钉由下而上依次竖直穿越过悬架上的滑孔、长槽后与轮架进行螺纹连接，穿套在调节螺钉上的弹簧对所述悬架以及调节螺钉分别施加向上和向下的压力，以使滚轮和顶轮夹紧所述的托边。 所述的动力机构包括由直流电机及直流电机输出轴上的驱动齿轮、设置在横梁上的与前述齿轮啮合的齿条；该齿条直接制作在横梁的侧面，并伸展至整个横梁。所述的小车上还设置一离合器；该离合器中直流电机位于横梁的制有齿条的一侧，直流电机支撑架两侧的滑孔可滑动地穿套在两根从悬架上水平伸出且垂直于横梁的滑杆上，每根滑杆上分别设置一对支撑架施加往齿条方向压力的弹簧；与支撑架相对应的横梁另一侧，有一可转动地铰接在小车悬架上的拨杆，一可滑动地定位在悬架上且横向水平穿越过所述横梁的顶杆，顶杆的前端触碰着所述的支撑架，顶杆的后端则伸展至悬架外部，以待所述的拨杆转动时对其顶压，从而抵压支撑架使驱动齿轮脱开与齿条的啮合。 所述的两个托边分别从横梁两侧面的底端向中间延伸若干距离。 本专利技术使用时只需安置在需要测量的现场，并在地面上插入支脚后将横梁架平，用多向水平仪调好水平，即可启动小车运行；该测量仪就能在外界无线控制信号引导下自动测量、自动将所测数据发送到接收设备。 采用本专利技术，除在测量现场安置架设和测量小车归起始位需要由操作人员手工操作外，其余包括恒速运动、停车、数据检测、数据发送等操作步骤都能按照预先设定的程序自动进行，在测量过程完全消除了人为因素的影响，不但明显提高了测量精度，保证了测量数据的准确和完整，而且显著降低了测量人员的工作强度和工作量，大幅度提高了环境监测工作效率，为水土保持工作提供了第一手资料。此外，该测量仪的结构设计简洁实用，又能分拆成几部分进行搬运，十分有利于在侵蚀沟区域作业，还降低了制造成本。附图说明 图1是本专利技术的主视结构图。 图2是本专利技术中的支脚的主视结构图。 图3是图1中的小车与横梁配合结构的俯视结构示意图。 图4是图1的左视方向的小车的结构示意图。 图5是图4中的小车去掉车罩和测距仪固定架之后的结构示意图。 图6是图3中的小车去掉车罩和测距仪固定架之后的结构示意图。 图7是图5中离合器的工作状态示意图。 图8是离合器拨杆与顶杆的配合结构示意图。 图9是控制电路方框图。 图10是控制电路原理图。具体实施例方式具体设计完成的便携式侵蚀沟测量仪，包括一控制电路和电池，还包括设置在侵蚀沟地面上的机架1、定位在机架上且可沿机架运动的小车2、安装在小车上本文档来自技高网...

【技术保护点】
便携式侵蚀沟测量仪，包括一控制电路和电池；其特征在于该测量仪还包括设置在侵蚀沟地面上的机架（１）、定位在机架上且可沿机架运动的小车（２）、安装在小车轮架上垂直对地面土壤的高度进行测量并将测得的数据通过无线传输的方式发送给终端设备的激光测距仪（４０）。

【技术特征摘要】
便携式侵蚀沟测量仪，包括一控制电路和电池；其特征在于该测量仪还包括设置在侵蚀沟地面上的机架(1)、定位在机架上且可沿机架运动的小车(2)、安装在小车轮架上垂直对地面土壤的高度进行测量并将测得的数据通过无线传输的方式发送给终端设备的激光测距仪(40)。2. 根据权利要求l所述的便携式侵蚀沟测量仪，其特征在于所述机架(1)包括一水平悬空布置的横梁(1-1)以及支撑横梁两端的支脚(3);横梁(1-1)是薄壁金属材料制成的矩形体，其底端中央开制有贯通整个长度方向的长槽；支脚(3)的下部竖直插入地面，而支脚顶端则固定所述的横梁(1-1)。3. 根据权利要求1或2所述的便携式侵蚀沟测量仪，其特征在于所述的小车包括用于悬挂小车轮架(19)的承重结构、与机架作用产生驱动力使小车运动的动力机构。4. 根据权利要求3所述的便携式侵蚀沟测量仪，其特征在于所述的横梁上制有作为导轨使用的两个托边(1-11)，所述的承重结构包括由托边支撑的位于横梁内腔的若干对滚轮(17);两托边之间隔开一定距离形成所述的长槽；每对滚轮(17)的两个滚轮均通过轴承安装在轮架的两侧且分别搁置在左侧和右侧的托边上；另配置有若干对顶轮(15)，每对顶轮的两个轮子均可转动地定位在一悬架(16)上且两个轮子分别位于左侧托边和右侧托边的下边...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶碎高，邵明，聂国辉，张锦娟，叶永棋，王帅，杨轩，
申请(专利权)人：浙江省水利河口研究院，浙江广川工程咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]