專利名稱：植物根系掃描裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是農林業研究與新型智能檢測技術領域，具體是一種植物根系掃描裝置。
背景技術：
在研究土壤—植物—大氣連續系統中溶質遷移與轉換規律及其優化控制的過程中，根系的研究是最為重要的環節之一。長期以來對根系生長情況的觀測研究目前主要方法是將植物根系從土壤中拔出然后洗凈，進行測量。這種方法因為簡單直接，所以得到了廣泛應用，但是對根系的損傷特別大，據統計有30％的根系在清洗的過程中脫落，而且只是對微小植物根系監測比較實用。上述方法在每次測量時都必須將根系拔出，而損傷了植物又給研究帶來很多不便，使得對同株生長全程無法檢測的問題成為現實。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種植物根系掃描裝置。本實用新型可解決現有在檢測根系生長情況時都必須將其根系拔出，而損傷了植物又給研究帶來很多不便的問題，及對同株生長全程無法檢測的問題。它由水平轉動/垂直升降機構1、水平直線移動機構2、彩色CCD攝像頭3、透明殼體4、燈罩5組成；透明殼體4的上端口套接在水平轉動/垂直升降機構1的固定底座1-6的下側外圓面上，水平轉動/垂直升降機構1的垂直滑動齒條1-7的下端連接在燈罩5的上端面上，燈罩5的內側上端面與水平直線移動機構2的固定支架2-1的上端面相連接，水平直線移動機構2的下端直線移動滑塊2-2的下端與彩色CCD攝像頭3的底面連接，并使水平直線移動機構2、彩色CCD攝像頭3置于燈罩5中，燈罩5置于透明殼體4的內部下端中。本實用新型能直接、無接觸地對植物根系進行實時圖像采樣，不傷害植物根系，測量精度高，并具有結構簡單、制造成本低、壽命長、使用方便、易維護的優點。
圖1是本實用新型的整體結構示意圖，圖2是圖1的右視圖，圖3是水平直線移動機構2的放大結構示意圖，圖4是本實用新型在具體應用時的結構示意圖。
具體實施方式
結合圖1、圖2、圖3說明本實施方式，它由水平轉動/垂直升降機構1、水平直線移動機構2、彩色CCD攝像頭3、透明殼體4、燈罩5組成；透明殼體4的上端口套接在水平轉動/垂直升降機構1的固定底座1-6的下側外圓面上，水平轉動/垂直升降機構1的垂直滑動齒條1-7的下端連接在燈罩5的上端面上，燈罩5的內側上端面與水平直線移動機構2的固定支架2-1的上端面相連接，水平直線移動機構2的下端直線移動滑塊2-2的下端與彩色CCD攝像頭3的底面連接，并使水平直線移動機構2、彩色CCD攝像頭3置于燈罩5中，燈罩5置于透明殼體4的內部下端中。彩色CCD攝像頭3選用的型號為YAKO902C。所述水平轉動機構1由水平轉動電機1-5、主動齒輪1-4、從動大齒輪1-3、從動小齒輪1-2、角度傳感器1-1、固定底座1-6、垂直滑動齒條1-7、電動機1-10、齒輪1-9、垂直位移傳感器1-8組成；從動大齒輪1-3下端的軸與固定底座1-6中的軸孔1-6-3轉動連接，水平轉動電機1-5的殼體上端面連接在固定底座1-6右側下端面上，水平轉動電機1-5的轉軸穿過固定底座1-6右側端上的孔1-6-1后通過主動齒輪1-4與從動大齒輪1-3嚙合連接，角度傳感器1-1的殼體上端面連接在固定底座1-6左側下端面上，角度傳感器1-1的轉軸穿過固定底座1-6左側端上的孔1-6-2后通過從動小齒輪1-2與從動大齒輪1-3嚙合連接，從動大齒輪1-3的內孔滑動套接在垂直滑動齒條1-7的外部，電動機1-10的底座、垂直位移傳感器1-8的底座都連接在從動大齒輪1-3的上端面上，齒輪1-9套接在電動機1-10的轉軸上，電動機1-10的轉軸軸端與垂直位移傳感器1-8的轉軸軸端對接，齒輪1-9通過從動大齒輪1-3上端軸上的側孔1-3-1與垂直滑動齒條1-7上的齒1-7-1嚙合連接，垂直滑動齒條1-7的下端連接燈罩5的上端面上。水平轉動電機1-5選用的型號為MADE5W，角度傳感器1-1選用的型號為ZSP3806，電動機1-10選用的型號為MADE5W，垂直位移傳感器1-8選用的型號為CCWR5K。水平直線移動機構2由固定支架2-1、直線移動滑塊2-2、電動機2-3、滑桿2-4組成；電動機2-3的轉軸2-3-1上開有外螺紋，直線移動滑塊2-2上端孔2-2-1的內壁上開有內螺紋，滑桿2-4的兩端分別鑲嵌在固定支架2-1下側兩端上的孔2-1-1、孔2-1-2上，直線移動滑塊2-2中部的孔2-2-2滑動套接在滑桿2-4的中部上，電動機2-3的左側端面連接在固定支架2-1的右側端面上，電動機2-3的轉軸2-3-1穿過固定支架2-1上的孔2-1-3與直線移動滑塊2-2上端孔2-2-1的螺紋轉動連接，燈罩5的內側上端面與固定支架2-1的上端相連接，直線移動滑塊2-2的下側左端面與彩色CCD攝像頭3的底面連接。電動機2-3選用的型號為TECT3213。工作原理將本實用新型的底部插入到植物根系周圍的土壤中(如圖4)，水平轉動電機1-5通過主動齒輪1-4、從動大齒輪1-3、垂直滑動齒條1-7、燈罩5、水平直線移動機構2帶動彩色CCD攝像頭3做圓周運動，同時電動機1-10通過齒輪1-9、垂直滑動齒條1-7、燈罩5、水平直線移動機構2帶動彩色CCD攝像頭3做上下直線運動，及電動機2-3通過直線移動滑塊2-2帶動彩色CCD攝像頭3橫向直線運動，來滿足要拍攝根系的位置、角度等要求，角度傳感器1-1將對彩色CCD攝像頭3的圓周運動進行實施監測，垂直位移傳感器1-8將對彩色CCD攝像頭3的上下直線運動進行實施監測。
權利要求1.植物根系掃描裝置，其特征在于它由水平轉動/垂直升降機構(1)、水平直線移動機構(2)、彩色CCD攝像頭(3)、透明殼體(4)、燈罩(5)組成；透明殼體(4)的上端口套接在水平轉動/垂直升降機構(1)的固定底座(1-6)的下側外圓面上，水平轉動/垂直升降機構(1)的垂直滑動齒條(1-7)的下端連接在燈罩(5)的上端面上，燈罩(5)的內側上端面與水平直線移動機構(2)的固定支架(2-1)的上端面相連接，水平直線移動機構(2)的下端直線移動滑塊(2-2)的下端與彩色CCD攝像頭(3)的底面連接，并使水平直線移動機構(2)、彩色CCD攝像頭(3)置于燈罩(5)中，燈罩(5)置于透明殼體(4)的內部下端中。
2.根據權利要求1所述的植物根系掃描裝置，其特征在于水平轉動機構(1)由水平轉動電機(1-5)、主動齒輪(1-4)、從動大齒輪(1-3)、從動小齒輪(1-2)、角度傳感器(1-1)、固定底座(1-6)、垂直滑動齒條(1-7)、電動機(1-10)、齒輪(1-9)、垂直位移傳感器(1-8)組成；從動大齒輪(1-3)下端的軸與固定底座(1-6)中的軸孔(1-6-3)轉動連接，水平轉動電機(1-5)的殼體上端面連接在固定底座(1-6)右側下端面上，水平轉動電機(1-5)的轉軸穿過固定底座(1-6)右側端上的孔(1-6-1)后通過主動齒輪(1-4)與從動大齒輪(1-3)嚙合連接，角度傳感器(1-1)的殼體上端面連接在固定底座(1-6)左側下端面上，角度傳感器(1-1)的轉軸穿過固定底座(1-6)左側端上的孔(1-6-2)后通過從動小齒輪(1-2)與從動大齒輪(1-3)嚙合連接，從動大齒輪(1-3)的內孔滑動套接在垂直滑動齒條(1-7)的外部，電動機(1-10)的底座、垂直位移傳感器(1-8)的底座都連接在從動大齒輪(1-3)的上端面上，齒輪(1-9)套接在電動機(1-10)的轉軸上，電動機(1-10)的轉軸軸端與垂直位移傳感器(1-8)的轉軸軸端對接，齒輪(1-9)通過從動大齒輪(1-3)上端軸上的側孔(1-3-1)與垂直滑動齒條(1-7)上的齒(1-7-1)嚙合連接，垂直滑動齒條(1-7)的下端連接燈罩(5)的上端面上。
3.根據權利要求1所述的植物根系掃描裝置，其特征在于水平直線移動機構(2)由固定支架(2-1)、直線移動滑塊(2-2)、電動機(2-3)、滑桿(2-4)組成；電動機(2-3)的轉軸(2-3-1)上開有外螺紋，直線移動滑塊(2-2)上端孔(2-2-1)的內壁上開有內螺紋，滑桿(2-4)的兩端分別鑲嵌在固定支架(2-1)下側兩端上的孔(2-1-1)、孔(2-1-2)上，直線移動滑塊(2-2)中部的孔(2-2-2)滑動套接在滑桿(2-4)的中部上，電動機(2-3)的左側端面連接在固定支架(2-1)的右側端面上，電動機(2-3)的轉軸(2-3-1)穿過固定支架(2-1)上的孔(2-1-3)與直線移動滑塊(2-2)上端孔(2-2-1)的螺紋轉動連接，燈罩(5)的內側上端面與固定支架(2-1)的上端相連接，直線移動滑塊(2-2)的下側左端面與彩色CCD攝像頭(3)的底面連接。
專利摘要植物根系掃描裝置，它涉及的是農林業研究與新型智能檢測技術領域。它可解決現有在檢測根系生長情況時都必須將其根系拔出，而損傷了植物又給研究帶來很多不便的問題，及對同株生長全程無法檢測的問題。透明殼體4的上端口套接在水平轉動/垂直升降機構1的固定底座1－6的下側外圓面上，1的垂直滑動齒條1－7的下端連接在燈罩5的上端面上，5的內側上端面與水平直線移動機構2的固定支架2－1的上端面相連接，2的下端直線移動滑塊2－2的下端與彩色CCD攝像頭3的底面連接。本實用新型能直接、無接觸地對植物根系進行圖像采樣，不傷害植物根系，測量精度高，并具有結構簡單、使用方便、易維護的優點。
文檔編號G01B21/00GK2781327SQ200520020770
公開日2006年5月17日 申請日期2005年5月8日 優先權日2005年5月8日
發明者劉九慶, 謝永華, 潘啟明, 蔣云飛, 張瑜, 劉永良, 鄒麗輝 申請人:劉九慶, 謝永華, 潘啟明, 蔣云飛, 張瑜, 劉永良, 鄒麗輝