[發明專利]一種旋轉式生物量測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201611129432.8
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106706846B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 趙春江;張亞坤;潘大宇;王成;羅斌;周亞男;高權;陳泉
• 申請（專利權）人: 北京農業智能裝備技術研究中心
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 湯財寶

1.一種旋轉式生物量測量裝置的測量方法，其特征在于，所述旋轉式生物量測量裝置包括：

支撐架、旋轉臂和控制機構，所述支撐架的下端固定在地面上，所述旋轉臂設置在所述支撐架的上方，所述控制機構設置在所述支撐架內部且驅動所述旋轉臂作上下及旋轉運動，所述旋轉臂上設有用于測量其離地高度的測距模塊；

所述控制機構包括絲桿、電機、伺服電機、扭矩傳感器和微控制器，所述伺服電機驅動所述旋轉臂旋轉，所述扭矩傳感器與所述旋轉臂連接，所述伺服電機設置在所述絲桿上端，所述電機驅動所述絲桿轉動，并帶動所述絲桿上的所述伺服電機和旋轉臂上下運動；所述扭矩傳感器固定于所述伺服電機的上端，所述扭矩傳感器上端與旋轉臂相連，用于獲取作物的回彈特性數據，并將獲得的數據發送至微控制器，以無線方式發送至遠程控制器；

所述旋轉式生物量測量裝置的測量方法包括：

步驟1，將所述旋轉式生物量測量裝置放入田間；

步驟2，通過遠程控制器發送控制指令，以設置測量高度與電機轉速；

步驟3，通過所述扭矩傳感器獲取旋轉臂作用于作物時的扭力參數信息；

步驟4，根據建立的扭力與作物生物量的數學模型，通過獲取的扭力參數來測得作物的生物量信息，并通過所述遠程控制器顯示。

2.根據權利要求1所述的一種旋轉式生物量測量裝置的測量方法，其特征在于，所述微控制器包括無線收發模塊，所述微控制器發送控制信號以控制所述電機和伺服電機的轉速，并接收遠程控制器發送的所述旋轉臂轉速和高度的參數信息；所述扭矩傳感器的測量數據通過所述微控制器的無線收發模塊發送至遠程控制器。

3.根據權利要求1所述的一種旋轉式生物量測量裝置的測量方法，其特征在于，所述伺服電機控制所述旋轉臂勻速轉動。

4.根據權利要求1所述的一種旋轉式生物量測量裝置的測量方法，其特征在于，所述測距模塊包括激光測距傳感器，并固定在所述旋轉臂的下側。

5.根據權利要求1所述的一種旋轉式生物量測量裝置的測量方法，其特征在于，所述支撐架內部設有電池模塊，所述電池模塊包括太陽能供電電池。

6.根據權利要求5所述的一種旋轉式生物量測量裝置的測量方法，其特征在于，所述旋轉臂設有多個，且均水平地設置在所述扭矩傳感器的上端；所述支撐架的底端設有插入地面內的支撐腳。

7.根據權利要求1所述的一種旋轉式生物量測量裝置的測量方法，其特征在于，所述步驟4進一步包括：

步驟41，選擇多種作物樣品，包括不同地塊、不同品種和不同生育期的多種作物樣品；

步驟42，將所述生物量測量裝置放入田間監測點，設置測量高度與電機轉速，通過扭矩傳感器獲取旋轉臂作用于作物莖稈時的扭力參數信息；

步驟43，測量完成后，貼地面割下測量區域內的作物樣本，采用稱重裝置對作物鮮重進行準確測量，獲得該樣本的生物量值；

步驟44，根據獲取的扭力參數與作物鮮重數據，基于線性回歸分析方法建立扭力參數與作物生物量的數學模型；

步驟45，對作物品種、測量高度、生育期和土壤緊實度進行融合分析，對所述數學模型進行校正；

步驟46，將校正后的所述數學模型儲存至微控制器。