专利名称：土壤剖面观测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种观测装置，尤其是一种土壤剖面观测装置，用于观测土壤剖面中水分的下渗情况及植物根系的分布生长情况。
背景技术：
目前，在研究土壤剖面中水分下渗情况及植物根系分布生长情况领域，缺乏简单直观的观测装置。通常土壤中水分通过各种仪器来测定，如中子仪、TDR仪、土壤水分传感器等，这些仪器价格较高，操作复杂，并受到探头埋深的制约，同时也很难表示出水分运移的动态情况。当不需要定量研究土壤中水分含量，只要求观测土壤中水分的下渗情况时，上述仪器设备显然不适用。对土壤中植物根系分布生长情况的研究，目前采用的观测方法主要有田间直接取样法、直接观察法、间接观测法，这些方法要么破坏根系、要么观测复杂，在实际使用中都存在一定的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术中的不足，提供一种能够直观简单地观测土壤剖面中水分下渗情况及植物根系分布生长情况的土壤剖面观测装置。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种土壤剖面观测装置，包括玻璃罩、底盘、水平旋转机构和升降机构，玻璃罩的下侧壁上设有孔，玻璃罩罩在所述底盘上、并通过密封胶与所述底盘固定连接；所述水平旋转机构由主动齿轮、从动齿轮和第一微型电机组成，所述从动齿轮的转轴与位于底盘上的轴套相连接；所述第一微型电机与底盘固定连接，第一微型电机的输出端接主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮相啮合；所述升降机构由第二微型电机、导向立轴、丝杠、摄像头、照明灯和用于固定摄像头的支架组成，所述第二微型电机和导向立轴分别与从动齿轮固定连接，第二微型电机的输出端与丝杠连接； 在所述导向立轴的上下两端分别固定有上轴套和下轴套，所述丝杠的上下两端分别穿入上轴套和下轴套的轴套孔中；所述支架与丝杠螺纹配合，并在支架上设有与导向立轴相适配的通孔；所述摄像头与支架固定连接，所述照明灯固定在摄像头上。所述玻璃罩为空心柱状的透明玻璃罩，其侧壁上标有刻度。玻璃罩的体积规格根据需要观测土壤的土体厚度及植物根系的分布情况进行设计，该玻璃罩具有一定的抗压度。所述第一微型电机、第二微型电机和照明灯的电源线以及摄像头的数据线均通过孔与外界的电源、计算机系统连接，对孔进行密封。本发明的有益效果如下
(1)通过将观测装置设计成空心柱状的透明玻璃罩，对土壤中水分下渗情况进行观测， 操作简单、直观，可实现对土壤中水分运移情况的观测记录。(2)对土壤中植物根系分布生长情况进行观测记录，可以实现不破坏植物根系，操作简单直观。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1是本发明的结构示意其中，1、玻璃罩，2、底盘，3、从动齿轮，4、主动齿轮，5、第一微型电机，6、转轴，7、第二微型电机，8、导向立轴，9、丝杠，10、摄像头，11、照明灯，12、上轴套，13、下轴套，14、支架，15、 孔。
具体实施例方式如图1所示，本发明所述的土壤剖面观测装置，包括玻璃罩1、底盘2、水平旋转机构和升降机构，玻璃罩1的下侧壁上设有孔15，玻璃罩1罩在所述底盘2上、并通过密封胶与所述底盘2固定连接；所述水平旋转机构由主动齿轮4、从动齿轮3和第一微型电机5组成，所述从动齿轮3的转轴6与位于底盘2上的轴套相连接；所述第一微型电机5与底盘2 固定连接，第一微型电机5的输出端接主动齿轮4，所述主动齿轮4与从动齿轮3相啮合；所述升降机构由第二微型电机7、导向立轴8、丝杠9、摄像头10、照明灯11和用于固定摄像头 10的支架14组成，所述第二微型电机7和导向立轴8分别与从动齿轮3固定连接，第二微型电机7的输出端与丝杠9连接；在所述导向立轴8的上下两端分别固定有上轴套12和下轴套13，所述丝杠9的上下两端分别穿入上轴套12和下轴套13的轴套孔中；所述支架14 与丝杠9螺纹配合，并在支架14上设有与导向立轴8相适配的通孔；所述摄像头10与支架 14固定连接，所述照明灯11固定在摄像头10上。所述玻璃罩1为空心柱状的透明玻璃罩，其侧壁上标有刻度。玻璃罩1的体积规格根据需要观测土壤的土体厚度及植物根系的分布情况进行设计，玻璃罩1具有一定的抗压度。所述第一微型电机5、第二微型电机7和照明灯11的电源线通过孔与外界的电源相连接，所述摄像头10的数据线通过孔15与外界的计算机系统相连接。实际使用时，首先，在被观测土壤中嵌入本发明的土壤剖面观测装置。嵌入时需紧密，防止装置对水分的引流作用，或者水分在下渗时在玻璃罩上产生气体影响观测。同时把导线及数据线连接到外界的相应电源及电脑上。然后，开始进行观测，打开照明灯，控制第一微型电机5的开关，使摄像头10随着支架14上下移动，同时还可控制第二微型电机7的开关，使从动齿轮3在主动齿轮4的带动下进行旋转，进而控制摄像头10进行旋转，照明灯11为摄像头10提供光源。随土壤中水分的下渗情况进行动态观测。如果长期观测土壤中水分的运移规律或者植物根系的生长分布情况，需要在植物生长前期将本装置嵌入土壤中进行观测。摄像头10的录像功能能够对土壤剖面中水分下渗情况以及土壤中植物根系的分布生长情况进行直观的记录。综上所述，本发明所述的土壤剖面观测装置操作简单、直观，可实现对土壤剖面的水分下渗情况及土壤中植物根系的分布生长情况进行长期的观测记录。
权利要求
1.一种土壤剖面观测装置，其特征在于包括玻璃罩(1)、底盘(2)、水平旋转机构和升降机构，玻璃罩(1)的下侧壁上设有孔(15 )，玻璃罩(1)罩在所述底盘(2 )上、并通过密封胶与所述底盘(2)固定连接；所述水平旋转机构由主动齿轮(4)、从动齿轮(3)和第一微型电机(5)组成，所述从动齿轮(3)的转轴(6)与位于底盘(2)上的轴套相连接；所述第一微型电机(5)与底盘(2)固定连接，第一微型电机(5)的输出端接主动齿轮(4)，所述主动齿轮 (4)与从动齿轮(3)相啮合；所述升降机构由第二微型电机(7)、导向立轴(8)、丝杠(9)、摄像头(10)、照明灯(11)和用于固定摄像头(10)的支架(14)组成，所述第二微型电机(7)和导向立轴(8)分别与从动齿轮(3)固定连接，第二微型电机(7)的输出端与丝杠(9)连接； 在所述导向立轴(8)的上下两端分别固定有上轴套(12)和下轴套(13)，所述丝杠(9)的上下两端分别穿入上轴套(12)和下轴套(13)的轴套孔中；所述支架(14)与丝杠(9)螺纹配合，并在支架(14)上设有与导向立轴(8)相适配的通孔；所述摄像头(10)与支架(14)固定连接，所述照明灯(11)固定在摄像头(10 )上。
2.根据权利要求1所述的土壤剖面观测装置，其特征在于所述玻璃罩(1)为空心柱状的透明玻璃罩，其侧壁上标有刻度。
全文摘要
本发明公开了一种土壤剖面观测装置，包括玻璃罩、底盘、水平旋转机构和升降机构，玻璃罩的下侧壁上设有孔，玻璃罩罩在所述底盘上、并通过密封胶与所述底盘固定连接；所述水平旋转机构由主动齿轮、从动齿轮和第一微型电机组成；所述升降机构由第二微型电机、导向立轴、丝杠、摄像头、照明灯和用于固定摄像头的支架组成，所述第二微型电机和导向立轴分别与从动齿轮固定连接，第二微型电机的输出端与丝杠连接；所述支架与丝杠螺纹配合，并在支架上设有与导向立轴相适配的通孔；所述摄像头与支架固定连接，所述照明灯固定在摄像头上。本发明操作简单、直观，可实现对土壤剖面的水分下渗情况及土壤中植物根系的分布生长情况进行长期的观测记录。
文档编号G01N21/84GK102279187SQ20111018171
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者周大迈, 张爱军, 张瑞芳, 王红 申请人:河北农业大学