利用轻气球精确测量树高仪器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用轻气球精确测量树高仪器，适用于森林调查(实验)过程中，精确测量树木的高度。
【背景技术】
[0002]在森林调查(实验)以及森林经营过程中，树木高度是一个重要的测量因子，最经典的测高仪为布鲁莱测高器，近些年又出现了一些激光测高器，微波测高器，为树高测量提供了有利的补充。无论是布鲁莱测高器还是激光、微波测高器，都是基于直角三角形原理进行的树木测量。但是由于森林内特殊的地形及林分特征，在林内很难找到合适的位置来进行树高的测量。如何提高树木高度的测量精度仍然是林业工作者需要解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明涉及一种利用轻气球精确测量树高仪器，包括:轻气球，承载架，测量软尺，手摇柄，水平泡，控制面板，滑尺，测量杆，摄像装置，平衡系统，电机，电源，激光发射器。承载架固定在轻气球底部，测量软尺上端联接在承载架底部，下端位于测量杆内部，从测量杆上端伸出；手摇柄，水平泡，控制面板均位于测量杆上部的侧面，分列于不同的方位；滑尺位于测量杆上；摄像装置，平衡系统，电机，电源，激光发射器均位于承载架内；摄像装置固定在电机上，电机固定在平衡系统上部中心位置，电源位于平衡系统底部，激光发射器位于平衡系统底部侧面。
[0004]轻气球用于将承载架与测量软尺拉升到空中，承载架升到空中后，通过摄像装置确定树尖的位置，测量软尺下部与测量杆相交位置的数值即为测量杆顶部到树尖的高度，在测量杆上滑动滑尺使其与树根水平，滑尺在测量杆上的数值即为树根到测量杆顶部的高度，将两处高度值相加即为树木的高度。其中，摄像装置前端镜头处有一“十字丝”用于确定树尖位置；摄像装置水平放置在电机上，可以通过电机的转动寻找到待测树木的树尖；电机垂直固定在平衡系统的顶部中心位置；平衡系统保证摄像装置一直处于水平状态；电源位于平衡系统的底部，可以增加平衡系统的稳定性；激光发射器位于平衡系统底部侧面，用于保证测量软尺与测量杆处于垂直状态，不会发生大的倾斜；测量软尺上印有标尺，且软尺由高强度无弹性材料制成，起到距离测量和轻气球牵引作用；手摇柄用于控制测量软尺的回收与放出，来调节摄像装置与树尖水平；水平泡用于保证测量杆处于垂直状态；控制面板有操作按钮和显示屏，用于控制电机的旋转，摄像装置的调制，激光发射器的开关，摄像装置图像的传输、显示；滑尺可以在测量杆上上下滑动，滑尺前端有一激光发射装置与测量杆垂直，调节滑尺时可以根据激光束确定滑尺与树根水平，提高测量精度；为便于手摇柄、控制面板的操作，水平泡的观察，以及滑尺的有效滑动距离，测量杆的高度为1.6米。
[0005]利用轻气球精确测量树高仪器可用于树林内各种种类树木的高度测量，但是由于是用轻气球作为载体，所以测量时为了保证测量精确度，应选择无风天气，这也该发明的不足之处。
【附图说明】
[0006]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0007]图1是本发明结构图。
[0008]图2是承载架内部结构图。
[0009]图中:1轻气球，2承载架，3测量软尺，4手摇柄，5水平泡，6控制面板，7滑尺，8测量杆，9摄像装置，10平衡系统，11电机，12电源，13激光发射器。。
【具体实施方式】
[0010]如图1，图2所示，利用轻气球精确测量树高仪器，由轻气球(1)，承载架(2)，测量软尺(3)，手摇柄(4)，水平泡(5)，控制面板(6)，滑尺(7)，测量杆(8)，摄像装置(9)，平衡系统(10)，电机(11)，电源(12)，激光发射器(13)构成。
[0011]使用该利用轻气球精确测量树高仪器进行树木高度测量时，首先将仪器安装好，像轻气球(1)内充入适量的气体，使轻气球(1)的浮力可以将承载架(2)拉起，并将测量软尺(3)拉直；然后，找到林内空隙摇动手摇柄(4)将轻气球(1)放入空中；其次，调节水平泡
(5)，使测量杆垂直，滑动滑尺(7)，使其与树根水平，记录滑尺(7)在测量杆(8)上的数值；再次，通过控制面板(6)调节和手摇柄(4)调节，使摄像装置(9)与被测树的树尖水平(共线)，激光发射器(13)光束照射在测量杆(8)附近，读取测量软尺(3)的距离数值；最后，将滑尺(7)测量的数值与测量软尺(3)的数值相加，即为所测树木的高度。测量其他树木只需重复上述过程即可。
[0012]在林内测量时，并不需要每次都将轻气球(1)拉回，通过控制面板(6)调节电机
(11)，转动滑尺(7)可以在同一地点测量多棵树的树高；移动位置时只要有连通的林隙仍可以不回收轻气球(1)。测量时应先应用滑尺(7)进行测量，然后再用测量软件(3)进行测量，这样可以给轻气球(1)及承载架(2)内的设备稳定的时间，提高效率。
【主权项】
1.利用轻气球精确测量树高仪器，由轻气球(1)，承载架(2)，测量软尺(3)，手摇柄(4)，水平泡(5)，控制面板(6)，滑尺(7)，测量杆(8)，摄像装置(9)，平衡系统(10)，电机(11)，电源(12 )，激光发射器(13 )构成；其特征是:承载架(2 )固定在轻气球(1)底部，测量软尺(3)上端联接在承载架(2)底部，下端位于测量杆(8)内部，从测量杆(8)上端伸出，手摇柄(4)，水平泡(5)，控制面板(6)均位于测量杆(8)上部的侧面，分列于不同的方位，滑尺(7)位于测量杆(8)上，摄像装置(9)，平衡系统(10)，电机(11)，电源(12)，激光发射器(13)均位于承载架内(2)，摄像装置(9)固定在电机(11)上，电机(11)固定在平衡系统(10)上部中心位置，电源(12)位于平衡系统底部，激光发射器(13)位于平衡系统(10)底部侧面。2.根据权利要求1所述的利用轻气球精确测量树高仪器，其特征是:摄像装置(9)前端镜头处有一 “十字丝”。3.根据权利要求1所述的利用轻气球精确测量树高仪器，其特征是:摄像装置(9)水平放置在电机(11)上，电机(11)垂直固定在平衡系统(10)的顶部中心位置。4.根据权利要求1所述的利用轻气球精确测量树高仪器，其特征是:手摇柄(4)用于控制测量软尺的回收与放出。5.根据权利要求1所述的利用轻气球精确测量树高仪器，其特征是:滑尺(7)可以在测量杆(8)上上下滑动，滑尺(7)前端有一激光发射装置与测量杆(8)垂直。
【专利摘要】本发明涉及利用轻气球精确测量树高仪器，适用于森林调查（实验）过程中，精确测量树木的高度。包括：轻气球，承载架，测量软尺，手摇柄，水平泡，控制面板，滑尺，测量杆，摄像装置，平衡系统等部分。利用轻气球漂浮原理将测量设备拉升到空中，可以准确的确定树尖的位置，精确测量树木高度，但也存在一定不足，需要在无风天气使用，否则无法保证精度。
【IPC分类】G01B11/06
【公开号】CN105403164
【申请号】CN201510899616
【发明人】李国伟, 范春楠, 刘庆忠
【申请人】北华大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月9日