[发明专利]一种便携式作物茎秆强度测量装置及方法

说明书

一种便携式作物茎秆强度测量装置及方法，该装置包括：夹持装置，用来夹住被测作物茎秆；信号采集模块，包括压力传感器、两个倾角传感器以及AD转换模块，其中第一倾角传感器用来测量在垂直于茎秆推力作用下作物茎秆偏离竖直方向的夹角，第二倾角传感器用来测量在水平推力作用下作物茎秆相对于竖直方向的夹角；AD转换模块将采集的压力与两个角度值转化成电信号发送；单片机处理模块，用于处理接收到的电信号还原成相应的测量值；液晶显示模块，实时显示压力值与两个角度值；以及电源模块，给整个测量装置进行供电。利用本发明的装置及方法进行作物茎秆强度的测定可以选择两种不同施力方式，满足育种人员以及收获机械研究人员的需求。

技术领域

本发明属于农业机械领域，具体涉及一种测量作物茎秆强度的装置及其使用方法。

背景技术

倒伏是由于外界因素引发的茎秆从直立状态到永久错位的现象，是作物生产中普遍存在的问题。据统计，全球玉米因倒伏造成的损失十分巨大，而我国每年因倒伏造成的玉米产量损失近100万吨，玉米倒伏不仅影响产量，而且不适应现代化农业机械的收割。

影响玉米倒伏的主要因素是茎秆强度。通过对玉米茎秆强度的实验研究来培育出高抗倒伏的作物已成为迫切需求，目前国内外专家针对作物抗倒伏特性，研制出多种测定作物抗倒伏强度的仪器，如：日本生产的DIK-7400秆强测定仪，使用机械弹簧测力计，通过夹持装置夹住茎秆特定部位并向其施加一定推力，测定其弯曲到一定角度时所承受的力，该装置测量误差较大，且每次的测量数据都不能自动保存，需要人工记录；目前实验室应用较多的万能试验机可对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲、剥离、剪切等多项性能试验，不过该仪器体积庞大，所需实验环境要求较高，并且需将茎秆截断，无法进行田间实验；专利号为201010237712.7的发明专利“手持式作物抗倒伏强度测量装置”公开了一种测量装置，通过压力传感器和角度传感器测定施加在茎秆上的力和在对应推力下茎秆的倾斜角度，不过使用该装置进行测量时必须保持夹持单元与被测茎秆垂直。目前现有公开的仪器和方法都只能测量在垂直于作物茎秆的推力作用下茎秆的倾斜角度，该种测量方式适用于育种人员对作物抗倒性的研究，却无法测量玉米收获机械研究人员对玉米茎秆施加水平推力作用下茎秆的倒伏角度。

因此从作物茎秆力学特性的实际情况出发，设计出一款适应不同农业需求的便携式测量玉米茎秆强度的设备成为了主要任务。本发明的出现具有广阔而深远的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够简便地测量作物茎秆强度的装置，该装置能够采用两种不同施力方式推动作物茎秆，实时显示被测作物茎秆在倾斜过程中力与角度等数据。

根据本发明的第一方面，提供一种便携式作物茎秆强度测量装置，包括：

夹持装置，用来夹住被测作物茎秆；

信号采集模块，包括压力传感器、两个倾角传感器以及AD转换模块，其中第一倾角传感器设置在测量装置的壳体内，用来测量在垂直于茎秆推力作用下作物茎秆偏离竖直方向的夹角；第二倾角传感器设置在测量装置的壳体外，用来固定在作物茎秆表面，测量在水平推力作用下作物茎秆相对于竖直方向的夹角；AD转换模块将采集的压力与两个角度值转化成电信号发送；

单片机处理模块，用于处理接收到的电信号还原成相应的测量值；

液晶显示模块，实时显示压力值与两个角度值；以及

电源模块，给整个测量装置进行供电。

优选情况下，本发明的测量装置还包括数据处理模块，对测量值进行后期处理。数据处理模块可以是单独的处理软件，也可以是包括硬件和软件的结合体。