一種測量植物根部抗拉伸力強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)實地環(huán)境，選育恰當(dāng)?shù)闹脖活愋?，并將其與侵蝕環(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，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，對植被根系的軸向抗拉伸力學(xué)特性進行測試，特別是測試其軸向抗拉強度，是定量分析計算各類植被根系對土壤的固持作用，為坡面保護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，由于缺乏對植物根系的抗拉伸力學(xué)特性進行測試的專門設(shè)備，人們對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，費時費力；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，不利于真實客觀的反映植物根系軸向抗拉伸的實際情況，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度的裝置。
[0006]為了實現(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下實現(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，當(dāng)移動到某一點時恰好使植物根部斷裂，砝碼停止滑動，記錄此時的刻度，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)的滑動機構(gòu)，所述滑動機構(gòu)包括:形成有滑道的滑軌以及與滑軌滑動連接的第一鏈鉤，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器，其作用使砝碼在滑動過程中能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)滑軌移動到一段行程中時，第一鏈鉤自動鎖定到一個固定的停止位，并在反向加速移動止動時通過阻尼作用減緩撞擊、震動，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，通過麻繩帶動上夾持件上下位移。
[0010]進一步地，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)植物根系的實際力學(xué)狀況。
[0011]再進一步地，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度現(xiàn)場測試實驗，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驗室后由于脫離其生長的土壤時間長，造成根系抗拉強度發(fā)生變化而產(chǎn)生測試偏差的不利后果，并便于實時記錄實驗結(jié)果，因而能較準(zhǔn)確的反映植物根系的實際力學(xué)狀況;而且，由于滑動裝置中安裝了阻尼止動器，可有效防止因為砝碼來回擺動而導(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度測試實驗的可靠性。
[0013]綜上，本發(fā)明針對現(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。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(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移動的砝碼4以及安裝于平衡桿3內(nèi)的滑動機構(gòu)，滑動機構(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器，其作用使砝碼4在滑動過程中能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)滑軌移動到一段行程中時，第一鏈鉤5自動鎖定到一個固定的停止位，并在反向加速移動止動時通過阻尼作用減緩撞擊、震動，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的帶動下實現(xiàn)上下位移。為了帶動上夾持件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帶動上夾持件6上下位移。
[0019]進一步地，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，當(dāng)移動到某一點時恰好使植物根部斷裂，砝碼4停止滑動，記錄此時的刻度，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即可擴展被側(cè)植物根系11的拉伸力范圍。
[0021]綜上，本發(fā)明針對現(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。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實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)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種測量植物根部抗拉伸力強度的裝置，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下實現(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)的滑動機構(gòu)，所述滑動機構(gòu)包括:形成有滑道的滑軌以及與滑軌滑動連接的第一鏈鉤，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度的裝置，其特征在于，所述滑軌上安裝有阻尼止動器。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任一項所述的一種測量植物根部抗拉伸力強度的裝置，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下實現(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度測量不準(zhǔn)確的問題。
【IPC分類】G01N3/14
【公開號】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