植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置制造方法
【专利摘要】一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置，包括三脚支架，三脚支架顶端固设有下板，下板与上板组成的框架结构，下板与上板之间设有至少一根导向柱，中板滑动地位于导向柱上，在中板与下板之间或中板与上板之间设有位移传感器；拉杆下端穿过下板并通过钢丝绳与夹具连接，拉杆上端与丝杆的下端固定连接，丝杆穿过中板与固设在上板的升降螺母形成螺纹配合，丝杆与中板之间采用可转动不可轴向位移的方式连接，丝杆的上端与手轮固定连接；在拉杆与丝杆之间或拉杆与钢丝绳之间还设有应力传感器。本实用新型提通过采用同时设置在不同位置的位移传感器和应力传感器，可以直接方便地读出拉拔植株时的拉力和位移数值。
【专利说明】植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测量装置，特别是一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置。
【背景技术】
[0002]在公路、铁路、水利、电力、采矿等工程实施过程中，经常伴随着大量的开挖，从而破坏了原有的植被覆盖层，导致大量土地裸露，造成一系列生态环境问题。对于这些裸露的边坡，生态护坡技术在这些裸露边坡的防护中具有广阔的应用空间，植物根系具备加筋、辅固作用，能将其周围土壤缚紧，有一定的支撑作用。在边坡生态防护工程中，通常通过对植物进行原位拉拔试验来作为评价植物根系对边坡土体稳定性贡献的指标。
[0003]在植物现场原位拉拔试验中，常常需要测量植物根系的拉拔力，倘若采用弹簧拉力计和皮尺，很难对植株进行固定，也很难精确的读出拉力，且无法在瞬时测量植株在拉拔过程中的位移，这不但使实验数据不准确，同时也给使用者带来很大的操作困难。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置，操作方便，并能同时准确测量拉拔力和位移的装置。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置，包括三脚支架，三脚支架顶端固设有下板，上板与下板组成框架结构，下板与上板之间设有至少一根导向柱，中板滑动地位于导向柱上，在中板与下板之间或中板与上板之间设有位移传感器；
[0006]拉杆下端穿过下板并通过钢丝绳与夹具连接，拉杆上端与丝杆的下端固定连接，丝杆穿过中板与固设在上板的升降螺母形成螺纹配合，丝杆与中板之间采用可转动不可轴向位移的方式连接，丝杆的上端与手轮固定连接；
[0007]在拉杆与丝杆之间或拉杆与钢丝绳之间还设有应力传感器。
[0008]丝杆与中板之间的连接结构为:丝杆下端穿过中板和轴承座，轴承座内设有推力轴承，丝杆的下端面通过平垫圈和内六角螺栓与轴承座固定连接，拉杆连接件与轴承座固定连接，拉杆与拉杆连接件连接。
[0009]所述的导向柱为两根。
[0010]所述的位移传感器为两个，对称的位于拉杆的两侧。
[0011]所述的夹具为弹簧夹或绳套。
[0012]所述的夹具由两个“S”形的部件在中部铰接，钢丝绳与两个“S”形部件的一端同时连接，另一端作为夹口，以使钢丝绳拉紧时，夹口也收紧。
[0013]所述的夹具上设有弹簧以使夹口具有初始的夹紧力。
[0014]所述的位移传感器两端通过传感器支座的结构连接。
[0015]本实用新型提供的一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置，通过采用同时设置在不同位置的位移传感器和应力传感器，可以直接方便地读出拉拔植株时的拉力和位移数值。位移传感器和应力传感器均采用可更换的设计，从而便于更换不同量程的传感器，以适应不同的植株。本实用新型的支架采用类似测绘工程中所使用的三脚架，用带有可调节长度环扣的布带将三脚架的三条腿固定，调节环扣便可方便的调节装置的高度，同时，如固定环扣且保持三条腿的长度一致，则可以保证进行测量时力和位移的方向垂直于装置所在地面；当材料被从地面拔出的瞬间，会产生力的突变，采用钢丝绳连接的方式而不采用将夹具直接连接到应力传感器的方式，可以防止应力传感器受到的力发生突变，起到保护应力传感器的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0017]图1为本实用新型的整体结构主视示意图。
[0018]图2为图1的侧视示意图。
[0019]图3为图1的俯视示意图。
[0020]图4为本实用新型中丝杆与拉杆的连接结构示意图。
[0021]图中:手轮1，升降螺母2，上螺母3，上板4，丝杆5，中板6，传感器支座7，位移传感器8，导向柱9，下板10，下螺母11，拉杆12，三脚支架13，应力传感器14，钢丝绳15，夹具16，轴承座17，推力轴承18，平垫圈19，内六角螺栓20，拉杆连接件21。
【具体实施方式】
[0022]如图广3中，一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置，包括三脚支架13，本例中的三脚支架13，三脚支架13顶端固设有下板10，下板10与上板4组成的框架结构，下板10与上板4之间设有至少一根导向柱9,中板6滑动地位于导向柱9上,在中板6与下板10之间或中板6与上板4之间设有位移传感器8 ；
[0023]拉杆12下端穿过下板10并通过钢丝绳15与夹具16连接，拉杆12上端与丝杆5的下端固定连接，丝杆5穿过中板6与固设在上板4的升降螺母2形成螺纹配合，丝杆5与中板6之间采用可转动不可轴向位移的方式连接，丝杆5的上端与手轮I固定连接；
[0024]在拉杆12与丝杆5之间或拉杆12与钢丝绳15之间还设有应力传感器14。
[0025]使用时，先根据实验需要通过调节环扣来调节布带的长度，以此调节三脚支架13的高度，同时伸长和缩短钢丝绳，使钢丝绳自然伸长，钢丝绳所连接的夹具刚好接触地面；实验时，先通过调整手轮使得位移传感器的活动端的位移为零，用夹具夹住实验植株，钢丝绳处于自然伸长状态，转动手轮1，丝杆5将手轮I的回转运动转化成中板6、拉杆12、钢丝绳15和夹具16的直线运动，应力传感器14的显示器显示钢丝绳连接的拉力数值，位移传感器8的显示器显示中板6牵引位移传感器的活动端而产生的位移数值，使得实验者可以同时读出任一时刻的拉力数值和位移数值；达到实验目的后，可停止转动手轮，同时取下夹具上的植株，本实用新型操作简单，方便易行。
[0026]其中，如图4所示丝杆5与中板6之间的连接结构为:丝杆5下端穿过中板6和轴承座17，轴承座17内设有推力轴承18，丝杆5的下端面通过平垫圈19和内六角螺栓20与轴承座17固定连接，拉杆连接件21与轴承座17固定连接，拉杆12与拉杆连接件21连接。[0027]优选的，如图1中，所述的导向柱9为两根。由此结构，确保中板6的受力均衡，上下移动更为平稳。
[0028]优选的，如图1中，所述的位移传感器8为两个，对称的位于拉杆12的两侧。由此结构，确保位移传感器8的受力均衡，从而测量更为精确。
[0029]可选的，所述的夹具16为弹簧夹或绳套。采用普通的带弹簧的夹子优点在于便于获取。采用端部有挂钩，围绕植株后再挂到钢丝绳上组成绳套的结构，非常便于固定，且当钢丝绳拉紧时，绳套便随之收紧。
[0030]另一可选的方案中，如图1中所示，所述的夹具16由两个“S”形的部件在中部铰接，钢丝绳15与两个“S”形部件的一端同时连接，另一端作为夹口，以使钢丝绳15拉紧时，夹口也收紧。由此结构，可以使夹口的夹紧力与钢丝绳15的拉力成正比。即拉力越大则夹紧力也越大。优化的在夹口设置倒刺或增加摩擦力的橡胶垫等结构，可以避免夹具16脱落。
[0031]优化的方案中，所述的夹具16上设有弹簧以使夹口具有初始的夹紧力。弹簧在图中未示出。由此结构，便于初始的操作。
[0032]所述的位移传感器8两端通过传感器支座7的结构连接。由此结构，便于更换位移传感器8。相应地应力传感器14的连接也采用便于拆卸的结构，例如采用螺栓连接的方式。
【权利要求】
1.一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置，包括三脚支架(13)，其特征是:三脚支架(13)顶端固设有下板(10)，上板(4)与下板(10)组成框架结构，下板(10)与上板(4)之间设有至少一根导向柱(9),中板(6)滑动地位于导向柱(9)上,在中板(6)与下板(10)之间或中板(6)与上板(4)之间设有位移传感器(8)； 拉杆(12)下端穿过下板(10)并通过钢丝绳(15)与夹具(16)连接，拉杆(12)上端与丝杆(5)的下端固定连接，丝杆(5)穿过中板(6)与固设在上板(4)的升降螺母(2)形成螺纹配合，丝杆(5)与中板(6)之间采用可转动不可轴向位移的方式连接，丝杆(5)的上端与手轮(I)固定连接； 在拉杆(12)与丝杆(5)之间或拉杆(12)与钢丝绳(15)之间还设有应力传感器(14)。
2.根据权利要求1所述的一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置，其特征是:丝杆(5)与中板(6)之间的连接结构为:丝杆(5)下端穿过中板(6)和轴承座(17)，轴承座(17)内设有推力轴承(18)，丝杆(5)的下端面通过平垫圈(19)和内六角螺栓(20)与轴承座(17)固定连接，拉杆连接件(21)与轴承座(17)固定连接，拉杆(12)与拉杆连接件(21)连接。
3.根据权利要求1所述的一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置，其特征是:所述的导向柱(9)为两根。
4.根据权利要求3所述的一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置，其特征是:所述的位移传感器(8)为两个，对称的位于拉杆(12)的两侧。
5.根据权利要求1所述的一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置，其特征是:所述的夹具(16)为弹簧夹或绳套。
6.根据权利要求1所述的一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置，其特征是:所述的夹具(16)由两个“S”形的部件在中部铰接，钢丝绳(15)与两个“S”形部件的一端同时连接，另一端作为夹口，以使钢丝绳(15 )拉紧时，夹口也收紧。
7.根据权利要求6所述的一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置，其特征是:所述的夹具(16 )上设有弹簧以使夹口具有初始的夹紧力。
8.根据权利要求1所述的一种植株原位拉拔测量拉拔力和位移的装置，所述的位移传感器(8)两端通过传感器支座(7)的结构连接。
【文档编号】G01L1/00GK203519213SQ201320709628
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】夏振尧, 杨悦舒, 许文年, 丁瑜, 赵冰琴, 肖海, 杨奇, 管世锋, 张琳琳 申请人:三峡大学