[发明专利]一种实时监测及修正作物倾角的装置及其抗作物倒伏的方法

权利要求书

1.一种实时监测及修正作物倾角的装置，其特征在于，包括：

倾角传感器(4)，通过弹力橡胶圈(10)固定在作物茎杆(11)上，用于测量作物茎杆(11)的角度变化并将角度变化转化为电流信号；

数据传输模块(5)，与所述倾角传感器(4)电性连接，用于接收所述倾角传感器(4)的电流信号；

数据处理与评估模块(6)，与所述数据传输模块(5)电性连接，用于接收所述电流信号并经过运算将结果数据传送至数据传输模块(5)，所述数据传输模块(5)将运算后的结果数据转化为脉冲电流信号传输至倾角修复模块(9)；

倾角修复模块(9)，其包括伺服电机(9-1)、与所述伺服电机(9-1)的输出轴缠绕连接的尼龙线(9-4)，所述尼龙线(9-4)与所述弹力橡胶圈(10)连接，所述伺服电机(9-1)与所述数据传输模块(5)电性连接，用于将脉冲电流信号转化为力的大小和方向以带动尼龙线(9-4)来修正作物茎杆(11)的倾角；

所述数据处理与评估模块(6)由上位机(6-1)和上位机软件(6-2)组成，所述上位机(6-1)为手机、便携式笔记本电脑、平板电脑、可编程硬件中的一种，所述上位机软件(6-2)还用于处理数据、实时显示数据、极值报警、电源低压报警、历史数据查询记录、角度变化曲线绘制、作物抗倒评估、数据备注导出、倾角校正、倾角确认；所述装置运行时，在上位机(6-1)上按下“自动记录”按钮，此时开始记录和保存作物茎杆(11)的倾角变化，并在上位机软件(6-2)上自动绘制和显示角度变化曲线；每株作物的周围设置4个伺服电机(9-1)，并呈十字交叉对称排列，分别与4个伺服电机的输出轴缠绕的4根尼龙线（9-4）都与所述弹力橡胶圈(10)连接。

2.根据权利要求1所述的实时监测及修正作物倾角的装置，其特征在于，作物旁设有深插在土壤中的固定立杆(7)，所述固定立杆(7)的顶部设有太阳能发电板(2)；所述固定立杆(7)上安装有防水密闭盒子(8-3)，所述防水密闭盒子(8-3)内设有与所述太阳能发电板(2)连接的可充电锂电池(1)和所述数据传输模块(5)，所述可充电锂电池(1)和太阳能发电板(2)用于给整个装置进行供电。

3.根据权利要求2所述的实时监测及修正作物倾角的装置，其特征在于，所述伺服电机(9-1)通过导线(8)与所述可充电锂电池(1)和数据传输模块(5)连接。

4.一种基于权利要求2或至3中所述的实时监测及修正作物倾角的装置的抗作物倒伏的方法，其特征在于，其步骤为：

S1，把固定立杆(7)深插在土壤中，在固定立杆(7)的顶部设置太阳能发电板(2)，在固定立杆(7)上安装防水密闭盒子(8-3)，在其内部安装可充电锂电池(1)和数据传输模块(5)；

S2，把倾角传感器(4)用弹力橡胶圈(10)固定在作物茎杆(11)上，倾角传感器(4)通过导线与防水密闭盒子(8-3)内部的可充电锂电池(1)、数据传输模块(5)电性连接；

S3，在数据处理与评估模块(6)的上位机软件(6-2)上，按下“开机/关机”按钮，打开电源开关通电，检查上位机(6-1)和上位机软件(6-2)，上位机软件(6-2)显示角度变化，说明实时监测及修正作物倾角的装置已经正常工作，开始记录作物茎杆(11)的倾角变化；

S4，通过上位机软件(6-2)发出角度复位程序指令，也即按下“基准校正”按钮，则此时倾角传感器(4)的测量值表示作物茎杆(11)此刻的三维空间角度基准状态，按下“基准确认”按钮，默认此刻为作物茎杆(11)的倾角的基准，在上位机(6-1)上按下“自动记录”按钮，此时开始记录和保存作物茎杆(11)的倾角变化，并在上位机软件(6-2)上自动绘制和显示角度变化曲线；

S5，通过上位机软件(6-2)发出倾角校正程序指令，也即按下“倾角校正”按钮，此时伺服电机(9-1)自动归位，也即转速、转向、扭矩统一，使作物茎杆(11)保持与水平面呈90度直角，按下“倾角确认”按钮，默认此刻为作物茎杆(11)倾角的修正基准。

5.根据权利要求4所述的抗作物倒伏的方法，其特征在于，在步骤S4中，根据不同要求、不同作物，通过操作上位机软件(6-2)，记录1h、2h、12h、24h、5d、10d、20d、30d、365d、500d任意时间段作物茎杆(11)的倾角变化，同时在上位机软件(6-2)中对数据进行数据处理、实时显示数据、极值报警、电源低压报警、历史数据查询记录、角度变化曲线绘制、作物抗倒评估、数据备注导出、信号识别、自动记录、基准校正、基准确认、端口设置、极值设置、开源编程、倾角校正、倾角确认。