一种树木胸径测量装置的制作方法

1.本发明涉及树木胸径测量技术领域，具体是一种树木胸径测量装置。


背景技术：

2.胸径:又称干径，指乔木主干离地表面胸高处的直径，断面畸形时，测取最大值和最小值的平均值。不同的乔木的胸高有差异，不同的国家对胸径的规定也有差别。我国和大多数国家胸高位置定为地面以上1.3米高处。树木胸径是国家森林调查样地每木检尺的重要测量指标之一，也是进行科学研究的重要参数。准确的测量胸径一直是林业调查人员面临的难题之一。
3.中国发明专利（cn105783694b）公开了树木胸径自动测量仪，特别涉及一种基于无线传感网的树木胸径自动测量仪器，属于树木测量工具技术领域。具有绑带，绑带为电阻带，电阻带一端设有固定结点，电阻带的另一端设有活动结点；固定结点安装在固定结点盒中，在固定结点盒侧面设有第一卡扣；活动结点安装在弹簧压力盒内，在弹簧压力盒侧面设有第二卡扣，所述第一卡扣和第二卡扣处于同一水平面，第一卡扣和第二卡扣之间通过卡带相连；在固定结点和活动结点上分别连接固定结点导线和活动结点导线，固定结点和活动结点的尾端封闭在弹簧压力盒内；固定结点导线与活动结点导线的尾端为卷曲状；在弹簧压力盒内设有测量控制单元。测量读数准确，效率高，安全性好。
4.上述专利技术中，存在问题如下：（1）其主要采用绑带环绕树干一周进行测量，由于绑带在进行样木测量时无法保持一个水平状态，因此极易产生测量误差，所以，急需设计一种简单、精确的树木胸径测量装置。
5.（2）当被测量的树木胸径较大，超过工作人员能够环抱的最大长度时，工作人员难以直接将绑带环绕主干的一圈，需要两人配合才方便操作，十分麻烦，且导致测量效率低下。
6.（3）测量树木胸径时，需要将绑带定位在1.3米高处，传统的方式需要在每次测量前都进行手动定位，麻烦却效率低下。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种树木胸径测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.本发明的技术方案是：一种树木胸径测量装置，包括皮卷尺，皮卷尺内设置有尺带，所述皮卷尺设置有两个，且2个皮卷尺的一侧均连接有支架，所述支架的侧边滑动连接有主架，主架的两侧分别设置有前端对夹杆，前端对夹杆的一端与尺带远离皮卷尺的一端连接，且前端对夹杆的另一端连接有推拉架，所述支架的两侧分别设置有后端对夹杆，尺带滑动穿设于后端对夹杆相靠近的一端之间。
9.优选的，所述皮卷尺的中间固定设置有定位杆，定位杆外转动套设有转环，转环与
定位杆之间连接有发条，尺带卷设于转环外；所述皮卷尺上设置有角度位移传感器，角度位移传感器与转环连接。
10.优选的，所述后端对夹杆设置有两根，且2根后端对夹杆关于支架中心线的两侧对称分布；所述后端对夹杆靠近尺带的一端为“t”字形结构，且后端对夹杆的“t”字形结构的两端分别设置有支撑辊，支撑辊与后端对夹杆转动连接，且尺带通过支撑辊与后端对夹杆连接。
11.优选的，所述主架为“凵”字形结构，且前端对夹杆设置有两个，2个前端对夹杆关于主架的中心线对称设置；所述前端对夹杆包括管筒，管筒的中部与主架的端部铰接，且管筒的一端与推拉架的一端铰接，所述管筒的另一端滑动插设有活动杆，活动杆位于管筒内的一端与管筒内腔的底边之间连接有压缩弹簧，所述活动杆位于管筒外的一端设有“t”字形部，且活动杆的“t”字形部的一端与尺带连接，尺带通过拉环与所述“t”字形部的一端转动连接，并且所述“t”字形部靠近拉环的一端外壁为圆弧形。
12.优选的，所述推拉架为“凵”字形结构，且推拉架的两侧分别滑动套设有筒座，筒座的一侧与主架的一侧固定连接，所述推拉架的两端分别铰接有传动杆，传动杆的一端与管筒的一端铰接；所述推拉架的一侧连接有推拉缸，推拉缸设置于主架上。
13.优选的，所述推拉架的一侧通过接合夹杆连接有推拉缸，且推拉缸的一端设置有连接头，连接头的一侧开设有“t”字形凹槽，所述接合夹杆设置有两根，2根接合夹杆交叉铰接设置于推拉架上，且2根接合夹杆的一端之间连接有弧形弹簧，并且2根接合夹杆的另一端卡接插设于连接头一侧的“t”字形凹槽内。
14.优选的，所述主架的两侧分别设置有导杆，且支架的两侧分别滑动套设于导杆上；所述导杆的一端与主架的一侧固定连接，且导杆的另一端连接有限位支块，限位支块固定设置于主架靠近管筒的一端。
15.优选的，所述主架远离前端对夹杆的一侧设置有把手，且主架靠近把手一侧的顶部中间位置设置有气泡水平仪，并且主架靠近把手的一侧设置有显示屏。
16.优选的，所述主架靠近把手一侧的底部设置有测高杆，测高杆的位置和气泡水平仪的位置相对应；测高杆包括管壳，所述管壳内腔的两侧分别滑动设置有上齿杆和下齿杆，上齿杆和下齿杆之间均啮合连接有齿轮，所述齿轮的中部固定穿设有传动轴，传动轴的两端分别与管壳的两侧转动连接，且传动轴的一端穿出管壳的外壁固定连接有蜗轮，蜗轮的一侧啮合连接有蜗杆，蜗杆的一端连接有电机，电机固定设置于管壳的外壁上；所述上齿杆和下齿杆相靠近一端的相靠近一侧分别设置有垂直弯曲部。
17.优选的，所述上齿杆远离管壳的一端与主架铰接，且上齿杆靠近主架的一端为“l”形，所述上齿杆“l”形的一端的一侧对应设置有定位销，定位销靠近上齿杆的一端的一侧为倾斜面，且定位销滑动穿设于壳座中间的孔槽内，且定位销与壳座之间通过回位弹簧连接，并且壳座的一侧与主架固定连接。
18.本发明通过改进在此提供一种树木胸径测量装置，与现有技术相比，具有如下改
进及优点：其一：本发明中，2个皮卷尺能够对树干的胸径配合测量，在前端对夹杆和后端对夹杆的对夹作用下，2个皮卷尺的尺带能够分别贴合在被测树干的两侧，形成环绕测量的目的，每次测量时只需要从被测树干的一侧操作，由前端对夹杆和后端对夹杆配合使尺带环绕树干，无需人工环绕树干，从而更加方便快捷，提高测量效率；其二：本发明中，通过前端对夹杆和后端对夹杆对2个皮卷尺的尺带进行对夹，而前端对夹杆和后端对夹杆又由主架和支架进行支撑，使得操作者只需调节主架和支架的水平，便能够控制尺带的水平状态，让树木胸径测量更加准确；其三：本发明中，后端对夹杆的“t”字形结构能够对尺带形成更大的支撑面，让后端对夹杆对尺带的支撑更加稳定，而同时支撑辊能够将尺带与后端对夹杆的滑动摩擦转化为滚动摩擦，使得尺带在被支撑的状态下滑动更加流畅平稳；其四：本发明中，推拉架能够通过推拉移动使2根前端对夹杆同时的向相对或者相反的方向转动，当2根前端对夹杆同时的向相对方向转动时，能够形成合抱的动作，带动尺带的一端自动的与被测树木的外壁贴合，使尺带环绕被测树干，且前端对夹杆的活动杆能够在管筒内伸缩，活动杆由压缩弹簧支撑，使得2根前端对夹杆对接时，2根前端对夹杆的活动杆能够在压缩弹簧的弹力支撑下对接更加紧密，减小2根尺带端部之间的间隙，提高测量精度；其五：本发明中，推拉架与推拉缸之间通过接合夹杆和连接头连接，使得推拉架与推拉缸之间是能够方便分开和连接的，操作者只需捏合2根接合夹杆便能够使推拉架与推拉缸失去联动作用，让操作者能够在推拉缸没电时，手动的操作推拉架进行推拉，使用更加灵活；其六：本发明中，蜗杆能够由电机带动旋转，蜗杆旋转后再带动蜗轮旋转，蜗轮通过传动轴带动齿轮旋转，齿轮旋转时能够推动上齿杆和下齿杆向相对或者相反的方向移动，当上齿杆和下齿杆向相对的方向移动时，则能够缩短长度，便于收纳，而当上齿杆和下齿杆向相反的方向移动时，则能够伸长展开，展开后的支撑高度为1.3米，方便对主架的测量高度进行定位；其七：本发明中，当上齿杆转动为垂直状态时，上齿杆的“l”形端能够卡在定位销与主架之间，使得上齿杆在展开后能够快速自动的保持固定，十分方便。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:图1是本发明的俯视图；图2是本发明的图1中a处放大结构示意图；图3是本发明的图1中b处放大结构示意图；图4是本发明的图1中c处放大结构示意图；图5是本发明的图1中d处放大结构示意图；图6是本发明的皮卷尺内部结构俯视图；图7是本发明的皮卷尺正视图；图8是本发明的前端对夹杆内部结构正视图；
图9是本发明的测高杆正视图；图10是本发明的图1中e处放大结构示意图；图11是本发明的测高杆内部结构正视正视图；图12是本发明的测高杆剖视图；图13是本发明的测高杆折叠状态正视图；图14是本发明的尺带初步夹持树干状态图；图15是本发明的尺带初始状态图。
20.附图标记说明：1、前端对夹杆，110、活动杆，120、管筒，130、压缩弹簧，2、导杆，3、后端对夹杆，31、支撑辊，4、皮卷尺，41、尺带，42、拉环，43、转环，44、发条，45、定位杆，5、主架，6、角度位移传感器，7、支架，8、推拉架，81、传动杆，9、把手，10、筒座，11、显示屏，12、气泡水平仪，13、限位支块，14、推拉缸，141、连接头，15、接合夹杆，151、弧形弹簧，16、测高杆，161、上齿杆，162、下齿杆，163、齿轮，164、电机，165、蜗轮，166、蜗杆，167、传动轴，168、管壳，17、定位销，171、壳座，172、回位弹簧。
具体实施方式
21.下面对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.本发明通过改进在此提供一种树木胸径测量装置，本发明的技术方案是：实施例一：如图1-图15所示，一种树木胸径测量装置，包括皮卷尺4，皮卷尺4内设置有尺带41，皮卷尺4设置有两个，且2个皮卷尺4的一侧均连接有支架7，支架7的侧边滑动连接有主架5，主架5的两侧分别设置有前端对夹杆1，前端对夹杆1的一端与尺带41远离皮卷尺4的一端连接，且前端对夹杆1的另一端连接有推拉架8，支架7的两侧分别设置有后端对夹杆3，尺带41滑动穿设于后端对夹杆3相靠近的一端之间。
23.2个皮卷尺4能够对树干的胸径配合测量，在前端对夹杆1和后端对夹杆3的对夹作用下，2个皮卷尺4的尺带41能够分别贴合在被测树干的两侧，形成环绕测量的目的，每次测量时只需要从被测树干的一侧操作，由前端对夹杆1和后端对夹杆3配合使尺带41环绕树干，无需人工环绕树干，从而更加方便快捷，提高测量效率；通过前端对夹杆1和后端对夹杆3对2个皮卷尺4的尺带41进行对夹，而前端对夹杆1和后端对夹杆3又由主架5和支架7进行支撑，使得操作者只需调节主架5和支架7的水平，便能够控制尺带41的水平状态，让树木胸径测量更加准确。
24.主架5为“凵”字形结构，且前端对夹杆1设置有两个，2个前端对夹杆1关于主架5的中心线对称设置；前端对夹杆1包括管筒120，管筒120的中部与主架5的端部铰接，且管筒120的一端与推拉架8的一端铰接，管筒120的另一端滑动插设有活动杆110，活动杆110位于管筒120内的一端与管筒120内腔的底边之间连接有压缩弹簧130，活动杆110位于管筒120外的一端设有“t”字形部，且活动杆110的“t”字形部的一端与尺带41连接，尺带41通过拉环42与“t”字
形部的一端转动连接，并且“t”字形部靠近拉环42的一端外壁为圆弧形；推拉架8能够通过推拉移动使2根前端对夹杆1同时的向相对或者相反的方向转动，当2根前端对夹杆1同时的向相对方向转动时，能够形成合抱的动作，带动尺带41的一端自动的与被测树木的外壁贴合，使尺带41环绕被测树干，且前端对夹杆1的活动杆110能够在管筒120内伸缩，活动杆110由压缩弹簧130支撑，使得2根前端对夹杆1对接时，2根前端对夹杆1的活动杆110能够在压缩弹簧130的弹力支撑下对接更加紧密，减小2根尺带41端部之间的间隙，提高测量精度。
25.推拉架8为“凵”字形结构，且推拉架8的两侧分别滑动套设有筒座10，筒座10的一侧与主架5的一侧固定连接，推拉架8的两端分别铰接有传动杆81，传动杆81的一端与管筒120的一端铰接；推拉架8的一侧连接有推拉缸14，推拉缸14可以是电缸，推拉缸14设置于主架5上；通过推拉缸14的伸缩对推拉架8进行推拉，能够让推拉架8被自动推拉，更加方便，且推拉架8的“凵”字形结构与主架5的结构相匹配，使得推拉架8受力均匀，推拉活动更加平稳，达到提高精度的目的。
26.推拉架8的一侧通过接合夹杆15连接有推拉缸14，且推拉缸14的一端设置有连接头141，连接头141的一侧开设有“t”字形凹槽，接合夹杆15设置有两根，2根接合夹杆15交叉铰接设置于推拉架8上，且2根接合夹杆15的一端之间连接有弧形弹簧151，并且2根接合夹杆15的另一端卡接插设于连接头141一侧的“t”字形凹槽内；推拉架8与推拉缸14之间通过接合夹杆15和连接头141连接，使得推拉架8与推拉缸14之间是能够方便分开和连接的，操作者只需捏合2根接合夹杆15连接有弧形弹簧151的一端，便可使2根接合夹杆15位于连接头141“t”字形凹槽内的一端在杠杆作用下转动靠近，使得2根接合夹杆15与连接头141的“t”字形凹槽失去卡接作用，而后便可将2根接合夹杆15从连接头141的“t”字形凹槽内抽出，使推拉架8与推拉缸14失去联动作用，让操作者能够在推拉缸14没电时，手动的操作推拉架8进行推拉，使用更加灵活。
27.主架5的两侧分别设置有导杆2，且支架7的两侧分别滑动套设于导杆2上；导杆2的一端与主架5的一侧固定连接，且导杆2的另一端连接有限位支块13，限位支块13固定设置于主架5靠近管筒120的一端；支架7能够沿着导杆2进行滑动，更加稳定，且同时支撑导杆2的限位支块13与管筒120位置对应，能够对管筒120的转动进行限位，让管筒120转动一定角度后便不能够再转，达到定位目的。
28.主架5远离前端对夹杆1的一侧设置有把手9，且主架5靠近把手9一侧的顶部中间位置设置有气泡水平仪12，并且主架5靠近把手9的一侧设置有显示屏11；显示屏11与单片机连接，单片机的型号为c8051f020，单片机获取角度位移传感器6的圈数和角度数据，经过计算后得到尺带41的伸出长度，而后转化为树干胸径数据显示在显示屏11上，具体计算方法是：尺带41伸出皮卷尺4至后端对夹杆3的支撑辊31位置时，尺带41的伸出长度设置为0，以尺带41伸出超过支撑辊31位置的长度为测量长度，2个尺带41的测量长度相加，而后加上2个后端对夹杆3上支撑辊31之间的距离，再加上2个前端对夹杆1与拉环42连接点之间的距离，即等于所测的树干的胸径。
29.主架5靠近把手9一侧的底部设置有测高杆16，测高杆16的位置和气泡水平仪12的位置相对应；测高杆16与气泡水平仪12纵向对位，通过观察气泡水平仪12的气泡是否处于中心状态判断测高杆16是否为垂直状态；
测高杆16包括管壳168，管壳168内腔的两侧分别滑动设置有上齿杆161和下齿杆162，上齿杆161和下齿杆162之间均啮合连接有齿轮163，齿轮163的中部固定穿设有传动轴167，传动轴167的两端分别与管壳168的两侧转动连接，且传动轴167的一端穿出管壳168的外壁固定连接有蜗轮165，蜗轮165的一侧啮合连接有蜗杆166，蜗杆166的一端连接有电机164，电机164固定设置于管壳168的外壁上；蜗杆166能够由电机164带动旋转，蜗杆166旋转后再带动蜗轮165旋转，蜗轮165通过传动轴167带动齿轮163旋转，齿轮163旋转时能够推动上齿杆161和下齿杆162向相对或者相反的方向移动，当上齿杆161和下齿杆162向相对的方向移动时，则能够缩短长度，便于收纳，而当上齿杆161和下齿杆162向相反的方向移动时，则能够伸长展开，展开后的支撑高度为1.3米，方便对主架5的测量高度进行定位；上齿杆161和下齿杆162相靠近一端的相靠近一侧分别设置有垂直弯曲部；该结构能够防止上齿杆161和下齿杆162过度伸长，起到限位作用。
30.上齿杆161远离管壳168的一端与主架5铰接，且上齿杆161靠近主架5的一端为“l”形，上齿杆161“l”形的一端的一侧对应设置有定位销17，定位销17靠近上齿杆161的一端的一侧为倾斜面，且定位销17滑动穿设于壳座171中间的孔槽内，且定位销17与壳座171之间通过回位弹簧172连接，并且壳座171的一侧与主架5固定连接；当上齿杆161转动为垂直状态时，上齿杆161的“l”形端能够卡在定位销17与主架5之间，使得上齿杆161在展开后能够快速自动的保持固定，十分方便。
31.实施例二：如图1-图15所示，一种树木胸径测量装置，包括皮卷尺4，皮卷尺4内设置有尺带41，皮卷尺4设置有两个，且2个皮卷尺4的一侧均连接有支架7，支架7的侧边滑动连接有主架5，主架5的两侧分别设置有前端对夹杆1，前端对夹杆1的一端与尺带41远离皮卷尺4的一端连接，且前端对夹杆1的另一端连接有推拉架8，支架7的两侧分别设置有后端对夹杆3，尺带41滑动穿设于后端对夹杆3相靠近的一端之间。
32.2个皮卷尺4能够对树干的胸径配合测量，在前端对夹杆1和后端对夹杆3的对夹作用下，2个皮卷尺4的尺带41能够分别贴合在被测树干的两侧，形成环绕测量的目的，每次测量时只需要从被测树干的一侧操作，由前端对夹杆1和后端对夹杆3配合使尺带41环绕树干，无需人工环绕树干，从而更加方便快捷，提高测量效率；通过前端对夹杆1和后端对夹杆3对2个皮卷尺4的尺带41进行对夹，而前端对夹杆1和后端对夹杆3又由主架5和支架7进行支撑，使得操作者只需调节主架5和支架7的水平，便能够控制尺带41的水平状态，让树木胸径测量更加准确。
33.皮卷尺4的中间固定设置有定位杆45，定位杆45外转动套设有转环43，转环43与定位杆45之间连接有发条44，尺带41卷设于转环43外；发条44能够为转环43提供旋转的弹力，让转环43具有自动收卷尺带41的弹性作用力；皮卷尺4上设置有角度位移传感器6，角度位移传感器6可采用的型号可以是sp2801、sp2821和sp2841，角度位移传感器6与转环43连接；角度位移传感器6的作用是记录皮卷尺4上转环43的旋转圈数和角度，尺带41每拉伸一段长度转环43所旋转的圈数和角度都是相对的，通过计算转环43所旋转的圈数和角度便可以计算尺带41所伸出的长度，进而能够测量被测样木的胸径。
34.后端对夹杆3设置有两根，且2根后端对夹杆3关于支架7中心线的两侧对称分布；
后端对夹杆3靠近尺带41的一端为“t”字形结构，且后端对夹杆3的“t”字形结构的两端分别设置有支撑辊31，支撑辊31与后端对夹杆3转动连接，且尺带41通过支撑辊31与后端对夹杆3连接，此处尺带41的宽度大于支撑辊31的长度，使得尺带41不会完全被支撑辊31遮挡，操作者液能够肉眼查看尺带41的拉伸长度；后端对夹杆3的“t”字形结构能够对尺带41形成更大的支撑面，让后端对夹杆3对尺带41的支撑更加稳定，而同时支撑辊31能够将尺带41与后端对夹杆3的滑动摩擦转化为滚动摩擦，使得尺带41在被支撑的状态下滑动更加流畅平稳。
35.本实施例二与实施例一的区别仅在于皮卷尺4能够在收卷或展开时通过角度位移传感器6自动的测算旋转圈数，且通过支撑辊31使得后端对夹杆3能够对尺带41的支撑更加平稳流畅。
36.工作原理：初始状态下，尺带41在主架5上呈“v”字形分布，如图15中所示，操作者手持把手9，使主架5前端的尺带41初步夹在待测树干的两侧，如图14中所示，并使测高杆16转动展开至与主架呈90
°
垂直，使测高杆16底部的下齿杆162顶在地面，通过观察气泡水平仪12的气泡是否处于中心状态判断测高杆16是否为垂直状态；然后再启动推拉缸14收缩，拉动推拉架8向主架5的前端移动，使得前端对夹杆1的一端被向前推动而旋转，让2根前端对夹杆1设置有活动杆110的一端同步向相对的方向旋转，2根前端对夹杆1同时的向相对方向转动时，能够形成合抱的动作，带动尺带41的一端顶在被测树木的外壁上，然后操作者再手动将支架7向树干方向推动，使得支架7前侧的前端对夹杆1相靠近的一端也顶在被测树木的外壁上，从而使得2根尺带41环绕于被测树干上；尺带41伸出皮卷尺4时，能够拉动转环43旋转，角度位移传感器6能够记录转环43的旋转圈数和角度，尺带41每拉伸一段长度转环43所旋转的圈数和角度都是相对的，通过计算转环43所旋转的圈数和角度便可以计算尺带41所伸出的长度，进而能够测量被测样木的胸径，以尺带41伸出皮卷尺4至后端对夹杆3的支撑辊31位置为起点，则尺带41伸出超过支撑辊31位置的长度为测量长度，2个尺带41的测量长度相加，而后加上2个后端对夹杆3上支撑辊31之间的距离，再加上2个前端对夹杆1与拉环42连接点之间的距离，即等于所测的树干的胸径，每次测量时只需要从被测树干的一侧操作，由前端对夹杆1和后端对夹杆3配合使尺带41环绕树干，无需人工环绕树干，从而更加方便快捷，提高测量效率通过前端对夹杆1和后端对夹杆3对2个皮卷尺4的尺带41进行对夹，而前端对夹杆1和后端对夹杆3又由主架5和支架7进行支撑，使得操作者只需调节主架5和支架7的水平，便能够控制尺带41的水平状态，让树木胸径测量更加准确。
37.上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。