专利名称：植物根系扫描装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是农林业研究与新型智能检测技术领域，具体是一种植物根系扫描装置。
背景技术：
在研究土壤—植物—大气连续系统中溶质迁移与转换规律及其优化控制的过程中，根系的研究是最为重要的环节之一。长期以来对根系生长情况的观测研究目前主要方法是将植物根系从土壤中拔出然后洗净，进行测量。这种方法因为简单直接，所以得到了广泛应用，但是对根系的损伤特别大，据统计有30％的根系在清洗的过程中脱落，而且只是对微小植物根系监测比较实用。上述方法在每次测量时都必须将根系拔出，而损伤了植物又给研究带来很多不便，使得对同株生长全程无法检测的问题成为现实。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种植物根系扫描装置。本实用新型可解决现有在检测根系生长情况时都必须将其根系拔出，而损伤了植物又给研究带来很多不便的问题，及对同株生长全程无法检测的问题。它由水平转动/垂直升降机构1、水平直线移动机构2、彩色CCD摄像头3、透明壳体4、灯罩5组成；透明壳体4的上端口套接在水平转动/垂直升降机构1的固定底座1-6的下侧外圆面上，水平转动/垂直升降机构1的垂直滑动齿条1-7的下端连接在灯罩5的上端面上，灯罩5的内侧上端面与水平直线移动机构2的固定支架2-1的上端面相连接，水平直线移动机构2的下端直线移动滑块2-2的下端与彩色CCD摄像头3的底面连接，并使水平直线移动机构2、彩色CCD摄像头3置于灯罩5中，灯罩5置于透明壳体4的内部下端中。本实用新型能直接、无接触地对植物根系进行实时图像采样，不伤害植物根系，测量精度高，并具有结构简单、制造成本低、寿命长、使用方便、易维护的优点。
图1是本实用新型的整体结构示意图，图2是图1的右视图，图3是水平直线移动机构2的放大结构示意图，图4是本实用新型在具体应用时的结构示意图。
具体实施方式
结合图1、图2、图3说明本实施方式，它由水平转动/垂直升降机构1、水平直线移动机构2、彩色CCD摄像头3、透明壳体4、灯罩5组成；透明壳体4的上端口套接在水平转动/垂直升降机构1的固定底座1-6的下侧外圆面上，水平转动/垂直升降机构1的垂直滑动齿条1-7的下端连接在灯罩5的上端面上，灯罩5的内侧上端面与水平直线移动机构2的固定支架2-1的上端面相连接，水平直线移动机构2的下端直线移动滑块2-2的下端与彩色CCD摄像头3的底面连接，并使水平直线移动机构2、彩色CCD摄像头3置于灯罩5中，灯罩5置于透明壳体4的内部下端中。彩色CCD摄像头3选用的型号为YAKO902C。所述水平转动机构1由水平转动电机1-5、主动齿轮1-4、从动大齿轮1-3、从动小齿轮1-2、角度传感器1-1、固定底座1-6、垂直滑动齿条1-7、电动机1-10、齿轮1-9、垂直位移传感器1-8组成；从动大齿轮1-3下端的轴与固定底座1-6中的轴孔1-6-3转动连接，水平转动电机1-5的壳体上端面连接在固定底座1-6右侧下端面上，水平转动电机1-5的转轴穿过固定底座1-6右侧端上的孔1-6-1后通过主动齿轮1-4与从动大齿轮1-3啮合连接，角度传感器1-1的壳体上端面连接在固定底座1-6左侧下端面上，角度传感器1-1的转轴穿过固定底座1-6左侧端上的孔1-6-2后通过从动小齿轮1-2与从动大齿轮1-3啮合连接，从动大齿轮1-3的内孔滑动套接在垂直滑动齿条1-7的外部，电动机1-10的底座、垂直位移传感器1-8的底座都连接在从动大齿轮1-3的上端面上，齿轮1-9套接在电动机1-10的转轴上，电动机1-10的转轴轴端与垂直位移传感器1-8的转轴轴端对接，齿轮1-9通过从动大齿轮1-3上端轴上的侧孔1-3-1与垂直滑动齿条1-7上的齿1-7-1啮合连接，垂直滑动齿条1-7的下端连接灯罩5的上端面上。水平转动电机1-5选用的型号为MADE5W，角度传感器1-1选用的型号为ZSP3806，电动机1-10选用的型号为MADE5W，垂直位移传感器1-8选用的型号为CCWR5K。水平直线移动机构2由固定支架2-1、直线移动滑块2-2、电动机2-3、滑杆2-4组成；电动机2-3的转轴2-3-1上开有外螺纹，直线移动滑块2-2上端孔2-2-1的内壁上开有内螺纹，滑杆2-4的两端分别镶嵌在固定支架2-1下侧两端上的孔2-1-1、孔2-1-2上，直线移动滑块2-2中部的孔2-2-2滑动套接在滑杆2-4的中部上，电动机2-3的左侧端面连接在固定支架2-1的右侧端面上，电动机2-3的转轴2-3-1穿过固定支架2-1上的孔2-1-3与直线移动滑块2-2上端孔2-2-1的螺纹转动连接，灯罩5的内侧上端面与固定支架2-1的上端相连接，直线移动滑块2-2的下侧左端面与彩色CCD摄像头3的底面连接。电动机2-3选用的型号为TECT3213。工作原理将本实用新型的底部插入到植物根系周围的土壤中(如图4)，水平转动电机1-5通过主动齿轮1-4、从动大齿轮1-3、垂直滑动齿条1-7、灯罩5、水平直线移动机构2带动彩色CCD摄像头3做圆周运动，同时电动机1-10通过齿轮1-9、垂直滑动齿条1-7、灯罩5、水平直线移动机构2带动彩色CCD摄像头3做上下直线运动，及电动机2-3通过直线移动滑块2-2带动彩色CCD摄像头3横向直线运动，来满足要拍摄根系的位置、角度等要求，角度传感器1-1将对彩色CCD摄像头3的圆周运动进行实施监测，垂直位移传感器1-8将对彩色CCD摄像头3的上下直线运动进行实施监测。
权利要求1.植物根系扫描装置，其特征在于它由水平转动/垂直升降机构(1)、水平直线移动机构(2)、彩色CCD摄像头(3)、透明壳体(4)、灯罩(5)组成；透明壳体(4)的上端口套接在水平转动/垂直升降机构(1)的固定底座(1-6)的下侧外圆面上，水平转动/垂直升降机构(1)的垂直滑动齿条(1-7)的下端连接在灯罩(5)的上端面上，灯罩(5)的内侧上端面与水平直线移动机构(2)的固定支架(2-1)的上端面相连接，水平直线移动机构(2)的下端直线移动滑块(2-2)的下端与彩色CCD摄像头(3)的底面连接，并使水平直线移动机构(2)、彩色CCD摄像头(3)置于灯罩(5)中，灯罩(5)置于透明壳体(4)的内部下端中。
2.根据权利要求1所述的植物根系扫描装置，其特征在于水平转动机构(1)由水平转动电机(1-5)、主动齿轮(1-4)、从动大齿轮(1-3)、从动小齿轮(1-2)、角度传感器(1-1)、固定底座(1-6)、垂直滑动齿条(1-7)、电动机(1-10)、齿轮(1-9)、垂直位移传感器(1-8)组成；从动大齿轮(1-3)下端的轴与固定底座(1-6)中的轴孔(1-6-3)转动连接，水平转动电机(1-5)的壳体上端面连接在固定底座(1-6)右侧下端面上，水平转动电机(1-5)的转轴穿过固定底座(1-6)右侧端上的孔(1-6-1)后通过主动齿轮(1-4)与从动大齿轮(1-3)啮合连接，角度传感器(1-1)的壳体上端面连接在固定底座(1-6)左侧下端面上，角度传感器(1-1)的转轴穿过固定底座(1-6)左侧端上的孔(1-6-2)后通过从动小齿轮(1-2)与从动大齿轮(1-3)啮合连接，从动大齿轮(1-3)的内孔滑动套接在垂直滑动齿条(1-7)的外部，电动机(1-10)的底座、垂直位移传感器(1-8)的底座都连接在从动大齿轮(1-3)的上端面上，齿轮(1-9)套接在电动机(1-10)的转轴上，电动机(1-10)的转轴轴端与垂直位移传感器(1-8)的转轴轴端对接，齿轮(1-9)通过从动大齿轮(1-3)上端轴上的侧孔(1-3-1)与垂直滑动齿条(1-7)上的齿(1-7-1)啮合连接，垂直滑动齿条(1-7)的下端连接灯罩(5)的上端面上。
3.根据权利要求1所述的植物根系扫描装置，其特征在于水平直线移动机构(2)由固定支架(2-1)、直线移动滑块(2-2)、电动机(2-3)、滑杆(2-4)组成；电动机(2-3)的转轴(2-3-1)上开有外螺纹，直线移动滑块(2-2)上端孔(2-2-1)的内壁上开有内螺纹，滑杆(2-4)的两端分别镶嵌在固定支架(2-1)下侧两端上的孔(2-1-1)、孔(2-1-2)上，直线移动滑块(2-2)中部的孔(2-2-2)滑动套接在滑杆(2-4)的中部上，电动机(2-3)的左侧端面连接在固定支架(2-1)的右侧端面上，电动机(2-3)的转轴(2-3-1)穿过固定支架(2-1)上的孔(2-1-3)与直线移动滑块(2-2)上端孔(2-2-1)的螺纹转动连接，灯罩(5)的内侧上端面与固定支架(2-1)的上端相连接，直线移动滑块(2-2)的下侧左端面与彩色CCD摄像头(3)的底面连接。
专利摘要植物根系扫描装置，它涉及的是农林业研究与新型智能检测技术领域。它可解决现有在检测根系生长情况时都必须将其根系拔出，而损伤了植物又给研究带来很多不便的问题，及对同株生长全程无法检测的问题。透明壳体4的上端口套接在水平转动/垂直升降机构1的固定底座1－6的下侧外圆面上，1的垂直滑动齿条1－7的下端连接在灯罩5的上端面上，5的内侧上端面与水平直线移动机构2的固定支架2－1的上端面相连接，2的下端直线移动滑块2－2的下端与彩色CCD摄像头3的底面连接。本实用新型能直接、无接触地对植物根系进行图像采样，不伤害植物根系，测量精度高，并具有结构简单、使用方便、易维护的优点。
文档编号G01B21/00GK2781327SQ200520020770
公开日2006年5月17日 申请日期2005年5月8日 优先权日2005年5月8日
发明者刘九庆, 谢永华, 潘启明, 蒋云飞, 张瑜, 刘永良, 邹丽辉 申请人:刘九庆, 谢永华, 潘启明, 蒋云飞, 张瑜, 刘永良, 邹丽辉