一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置，屬于環(huán)境研究技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在自然界中，尤其是高原、山地等地區(qū)，由于特殊的地貌、氣候等自然因素的原因，土壤侵蝕、地表水土流失、滑坡、泥石流等坡面不穩(wěn)定因素導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象較為嚴(yán)重。這里的坡面不穩(wěn)定現(xiàn)象包括:地表層不穩(wěn)定、淺層不穩(wěn)定和深層不穩(wěn)定，前兩者多見于地表以下lm范圍之內(nèi)，發(fā)生最為普遍。
[0003]大量的調(diào)查研究表明:大面積保存尚好的天然和人工植被，對(duì)表層、淺層坡面不穩(wěn)定因素具有重要的抑制和消弱作用。因此，根據(jù)實(shí)地環(huán)境，選育恰當(dāng)?shù)闹脖活愋停⑵渑c侵蝕環(huán)境改善和調(diào)控相結(jié)合，是穩(wěn)定坡面最有效的途徑之一。龐大的植被根系對(duì)土壤固持很關(guān)鍵，在有植被生長的斜坡上，如果淺層土地發(fā)生滑坡，除了植被垂直根系的強(qiáng)大抗剪作用抵抗土地滑坡外，水平根系的軸向抗拉伸作用也非常重要，此外，在土地滑坡時(shí)，垂直抗剪的根系通常也被從土壤中拔出拉斷，而很少被剪斷，因此，對(duì)植被根系的軸向抗拉伸力學(xué)特性進(jìn)行測試，特別是測試其軸向抗拉強(qiáng)度，是定量分析計(jì)算各類植被根系對(duì)土壤的固持作用，為坡面保護(hù)和水土保持選擇適當(dāng)?shù)闹脖活愋偷闹匾A(chǔ)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，由于缺乏對(duì)植物根系的抗拉伸力學(xué)特性進(jìn)行測試的專門設(shè)備，人們對(duì)植物根系的抗拉伸力學(xué)特性的測試大多采用簡單的工具如手鉗。一方面，測試過程需多人操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；另一方面，在加力過程中缺乏可靠的加力裝置，靠人手直接施加的拉力是有限的，不穩(wěn)定的，難以保證拉力沿著根系軸向緩慢均勻加載，還可能產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力，不利于真實(shí)客觀的反映植物根系軸向抗拉伸的實(shí)際情況，不能保證測試結(jié)果的穩(wěn)定性，也不能滿足大量根系測試的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種快速、可靠地測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置，包括:天平、測力單元和夾持單元，所述天平包括:基座、豎直設(shè)置的安裝桿、中部與安裝桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接的帶有刻度的平衡桿;所述測力單元和夾持單元分設(shè)于平衡桿兩端，所述測力單元包括能夠沿平衡桿滑動(dòng)的砝碼，所述夾持單元包括:與基座固定連接的下夾持件和能夠在平衡桿的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)上下位移的上夾持件，待測量的植物根部豎直地夾設(shè)于上夾持件與下夾持件之間。測量過程中，將一定重量砝碼沿著平衡桿緩慢移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到某一點(diǎn)時(shí)恰好使植物根部斷裂，砝碼停止滑動(dòng)，記錄此時(shí)的刻度，利用力矩原理即可測得此植物根部所能承受的最大拉伸力。
[0007]優(yōu)選地，前述測力單元還包括:安裝于平衡桿內(nèi)的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:形成有滑道的滑軌以及與滑軌滑動(dòng)連接的第一鏈鉤，所述砝碼懸掛于第一鏈鉤下方。
[0008]更優(yōu)選地，前述滑軌上安裝有阻尼止動(dòng)器，其作用使砝碼在滑動(dòng)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)滑軌移動(dòng)到一段行程中時(shí)，第一鏈鉤自動(dòng)鎖定到一個(gè)固定的停止位，并在反向加速移動(dòng)止動(dòng)時(shí)通過阻尼作用減緩撞擊、震動(dòng)，并鎖在固定的位置，提高檢測結(jié)果的可靠性。
[0009]再優(yōu)選地，前述平衡桿遠(yuǎn)離砝碼的另一端固定連接有第二鏈鉤，所述第二鏈鉤上系有麻繩，所述麻繩與上夾持件的頂部相連接，通過麻繩帶動(dòng)上夾持件上下位移。
[0010]進(jìn)一步地，前述夾持單元還包括:連接于基座上的導(dǎo)軌，所述下夾持件設(shè)置于導(dǎo)軌之間并與基座固定連接，所述上夾持件能夠沿導(dǎo)軌上下位移，這樣能夠較為準(zhǔn)確地反應(yīng)植物根系的實(shí)際力學(xué)狀況。
[0011]再進(jìn)一步地，前述上夾持件和下夾持件均包括:兩塊夾持面相向設(shè)置的U型夾持塊和夾緊螺栓。
[0012]本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明中采用機(jī)械裝置取代了人工簡單工具手工施力來測試植物根部抗拉伸力強(qiáng)度，本裝置結(jié)構(gòu)簡單且可拆分組裝，方便攜帶到野外開展植物根系抗拉強(qiáng)度現(xiàn)場測試實(shí)驗(yàn)，保證了測試樣本的豐富和測試的完整性，避免了將植物根系采集回實(shí)驗(yàn)室后由于脫離其生長的土壤時(shí)間長，造成根系抗拉強(qiáng)度發(fā)生變化而產(chǎn)生測試偏差的不利后果，并便于實(shí)時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因而能較準(zhǔn)確的反映植物根系的實(shí)際力學(xué)狀況;而且，由于滑動(dòng)裝置中安裝了阻尼止動(dòng)器，可有效防止因?yàn)轫来a來回?cái)[動(dòng)而導(dǎo)致其刻度變化而產(chǎn)生的誤差，為測試植物根系抗拉伸強(qiáng)度的較準(zhǔn)確數(shù)值提供了保證，提高了植物根系抗拉伸強(qiáng)度測試實(shí)驗(yàn)的可靠性。
[0013]綜上，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置，操作簡單，解決了傳統(tǒng)測量裝置誤差較大、人為影響因素較多、加力裝置不可靠等問題;而且，本發(fā)明測量幅度大，結(jié)構(gòu)簡單，測量方便，有效解決了植物根系抗拉強(qiáng)度測量不準(zhǔn)確的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中夾持單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中附圖標(biāo)記的含義:1、基座，2、安裝桿，3、平衡桿，4、砝碼，5、第一鏈鉤，6、上夾持件，7、下夾持件，8、第二鏈鉤，9、夾緊螺栓，10、導(dǎo)軌，11、植物根系，12、麻繩。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體的介紹。
[0017]參見圖1，本發(fā)明的測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置在測試過程中要保持水平，具體包括:天平、測力單元和夾持單元。其中，天平包括:基座1、豎直設(shè)置的安裝桿2、中部與安裝桿2轉(zhuǎn)動(dòng)連接的帶有刻度的平衡桿3。測力單元和夾持單元分設(shè)于平衡桿3的兩端。如圖1所示，測力單元包括:能夠沿平衡桿3移動(dòng)的砝碼4以及安裝于平衡桿3內(nèi)的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中的天平或鎊秤的原理大體相似，主要包括:形成有滑道的滑軌以及與滑軌滑動(dòng)連接的第一鏈鉤5，砝碼4懸掛于第一鏈鉤5下方。需要說明的是，滑軌上安裝有阻尼止動(dòng)器，其作用使砝碼4在滑動(dòng)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)滑軌移動(dòng)到一段行程中時(shí)，第一鏈鉤5自動(dòng)鎖定到一個(gè)固定的停止位，并在反向加速移動(dòng)止動(dòng)時(shí)通過阻尼作用減緩撞擊、震動(dòng)，并鎖在固定的位置，提高檢測結(jié)果的可靠性。
[0018]如圖2所示，夾持單元包括上夾持件6和下夾持件7，上夾持件6和下夾持件7均包括:兩塊夾持面相向設(shè)置的U型夾持塊和夾緊螺栓9，待測量的植物根系11豎直地夾設(shè)于上夾持件6與下夾持件7之間。其中，下夾持件7與基座1固定連接，上夾持座能夠在平衡桿3的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)上下位移。為了帶動(dòng)上夾持件6位移，如圖1所示，平衡桿3遠(yuǎn)離砝碼4的另一端固定連接有第二鏈鉤8，第二鏈鉤8上系有麻繩12，麻繩12與上夾持件6的頂部相連接，通過麻繩12帶動(dòng)上夾持件6上下位移。
[0019]進(jìn)一步地，夾持單元還包括:連接于基座1上的導(dǎo)軌10，下夾持件7設(shè)置于導(dǎo)軌10之間并與基座1固定連接，上夾持件6能夠沿導(dǎo)軌10上下位移，這樣一來，上夾持件6在位移過程中的方向僅為豎直方向，能夠較為準(zhǔn)確地反應(yīng)植物根系11的實(shí)際力學(xué)狀況。
[0020]測量過程中，將一定重量砝碼4沿著平衡桿3緩慢移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到某一點(diǎn)時(shí)恰好使植物根部斷裂，砝碼4停止滑動(dòng)，記錄此時(shí)的刻度，利用力矩原理即可測得此植物根部所能承受的最大拉伸力。更換不同重量的砝碼4即可擴(kuò)展被側(cè)植物根系11的拉伸力范圍。
[0021]綜上，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種測量植物根系抗拉伸力強(qiáng)度的裝置，操作簡單，解決了傳統(tǒng)測量裝置誤差較大、人為影響因素較多、加力裝置不可靠等問題;而且，本發(fā)明測量幅度大，結(jié)構(gòu)簡單，測量方便，有效解決了植物根系11抗拉強(qiáng)度測量不準(zhǔn)確的問題。
[0022]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置，其特征在于，包括:天平、測力單元和夾持單元，所述天平包括:基座、豎直設(shè)置的安裝桿、中部與安裝桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接的帶有刻度的平衡桿;所述測力單元和夾持單元分設(shè)于平衡桿兩端，所述測力單元包括能夠沿平衡桿滑動(dòng)的砝碼，所述夾持單元包括:與基座固定連接的下夾持件和能夠在平衡桿的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)上下位移的上夾持件，待測量的植物根部豎直地夾設(shè)于上夾持件與下夾持件之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置，其特征在于，所述測力單元還包括:安裝于平衡桿內(nèi)的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:形成有滑道的滑軌以及與滑軌滑動(dòng)連接的第一鏈鉤，所述砝碼懸掛于第一鏈鉤下方。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置，其特征在于，所述滑軌上安裝有阻尼止動(dòng)器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置，其特征在于，所述平衡桿遠(yuǎn)離砝碼的另一端固定連接有第二鏈鉤，所述第二鏈鉤上系有麻繩。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置，其特征在于，所述麻繩與上夾持件的頂部相連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置，其特征在于，所述夾持單元還包括:連接于基座上的導(dǎo)軌，所述下夾持件設(shè)置于導(dǎo)軌之間并與基座固定連接，所述上夾持件能夠沿導(dǎo)軌上下位移。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置，其特征在于，所述上夾持件和下夾持件均包括:兩塊夾持面相向設(shè)置的U型夾持塊和夾緊螺栓。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置，包括：天平、測力單元和夾持單元，天平包括：基座、安裝桿、中部與安裝桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接的帶有刻度的平衡桿；測力單元和夾持單元分設(shè)于平衡桿兩端，測力單元包括能夠沿平衡桿滑動(dòng)的砝碼，夾持單元包括：與基座固定連接的下夾持件和能夠在平衡桿的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)上下位移的上夾持件，待測量的植物根部豎直地夾設(shè)于上夾持件與下夾持件之間。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種測量植物根部抗拉伸力強(qiáng)度的裝置，操作簡單，解決了傳統(tǒng)測量裝置誤差較大、人為影響因素較多、加力裝置不可靠等問題；而且，測量幅度大，結(jié)構(gòu)簡單，測量方便，有效解決了植物根系抗拉強(qiáng)度測量不準(zhǔn)確的問題。
【IPC分類】G01N3/14
【公開號(hào)】CN105445112
【申請?zhí)枴緾N201510863116
【發(fā)明人】祝建中, 方圓圓, 徐穎, 胡潔, 程倫旭
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月1日