农作物抗倒伏测试环境模拟装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种农作物抗倒伏测试环境模拟装置，该农作物抗倒伏测试环境模拟装置包括传感器、管道、位于该管道一端的风机以及位于该管道另一端的空气射流出口；该风机用于将空气从该管道一端吸入以及将空气通过该空气射流出口驱出；该传感器设置于待测作物的茎秆上，用于获取该待测作物茎秆的应力及应变数据。本实用新型可在田间环境下，真实模拟自然风�。⑹凳薄⒆既�、快速、高效地获取农作物在弯折、倒伏过程中与倒伏直接相关的瞬时局部应力、应变等传感数据，为作物品种的定量化、标准化评价提供新的技术装置，从而提高大田农业生产以及作物品种评价的质量和效果。
【专利说明】农作物抗倒伏测试环境模拟装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及农业自动化领域，尤其涉及一种农作物抗倒伏测试环境模拟装置。
【背景技术】
[0002]在我国现代农业生产中，作物倒伏已经成为影响农业高产、稳产的重要因素。以玉米、水稻、小麦为代表的大田作物在我国农业生产中占有很大比重，以玉米为例，每年因倒伏造成的减产达上百万吨。因此，开展主要农作物的抗倒伏定量化、标准化研究十分必要。随着现代信息化、自动化技术手段的发展，特别是传感器、材料力学、计算机以及机械自动化技术在农业领域的深入应用，为传统的农作物性状参数获取、测量与分析带来全新的技术手段和实用工具，通过模拟真实环境构建大田自然风场环境并进行农作物抗倒伏测试分析，为农业生产和品种选育提供实时准确的数据支持，从而提高作物高产、稳产能力，对于推动现代农业的快速发展有着巨大的促进作用。
[0003]然而，大田生产过程中，环境变化不可预知，在大田中开展农作物抗倒伏研究计算和分析具有较大难度。当前针对力学性能的研究主要包括茎杆弯折力、茎杆压碎力、硬皮穿刺力等间接参数的测量与评价。针对田间自然状态下的作物抗倒伏研究，难以构建系统化、定量化、标准化外部环境，不能获取与倒伏直接相关的弯曲、弯折瞬时局部的应力、应变数据，从而影响大田农业生产以及作物品种评价的质量和效果。
实用新型内容
[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种农作物抗倒伏测试环境模拟装置，能够真实模拟自然风�。⑹凳薄⒆既�、快速、高效地获取农作物在弯折、倒伏过程中与倒伏直接相关的瞬时局部应力及应变数据。
[0006]( 二 )技术方案
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案提供了一种农作物抗倒伏测试环境模拟装置，包括传感器、管道、位于所述管道一端的风机以及位于所述管道另一端的空气射流出口 ；
[0008]所述风机用于将空气从所述管道一端吸入以及将空气通过所述空气射流出口驱出；
[0009]所述传感器设置于待测作物的茎杆上，用于获取所述待测作物茎杆的应力及应变数据。
[0010]进一步地，还包括支架，所述管道设置在所述支架上，通过所述支架实现所述管道在垂直水平方向上的移动以及所述空气射流出口朝向的调整。
[0011 ] 进一步地，还包括导轨，所述支架通过滑轮设置在所述导轨上，通过所述导轨实现所述管道在水平方向上的移动。
[0012]进一步地，所述管道内设置有空气整流器和过滤网。
[0013]进一步地，所述风机包括叶轮、驱动器以及控制器，所述控制器通过驱动器控制所述叶轮的转速。
[0014]进一步地，所述驱动器为电机或者柴油机。
[0015]进一步地，还包括数据采集器和计算机，所述传感器通过所述数据采集器连接所述计算机，所述计算机通过所述数据采集器采集所述传感器的应力及应变数据并对所述采集的应力及应变数据进行分析。
[0016]进一步地，所述风机为多个。
[0017](三)有益效果
[0018]本实用新型提供的农作物抗倒伏测试环境模拟装置，可在田间环境下，真实模拟自然风场，并实时、准确、快速、高效地获取农作物在弯折、倒伏过程中与倒伏直接相关的瞬时局部应力、应变等传感数据，为作物品种的定量化、标准化评价提供新的技术装置，从而提高大田农业生产以及作物品种评价的质量和效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型实施方式提供的一种农作物抗倒伏测试环境模拟装置的侧视图；
[0020]图2是本实用新型实施方式提供的一种农作物抗倒伏测试环境模拟装置的俯视图；
[0021]图3是本实用新型实施方式提供的农作物抗倒伏测试环境模拟装置风向调整的示意图；
[0022]图4是本实用新型实施方式提供的一种农作物抗倒伏测试环境模拟装置中风机设置的不意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0024]图1是本实用新型实施方式提供的一种农作物抗倒伏测试环境模拟装置的侧视图，该装置包括传感器、管道2、位于所述管道2—端的风机I以及位于所述管道另一端的空气射流出口 3 ；
[0025]所述风机I用于将空气从所述管道2 —端吸入以及将空气通过所述空气射流出口3驱出；
[0026]所述传感器设置于待测作物4的茎杆上，用于获取所述待测作物茎杆的应力及应变数据。
[0027]本实用新型中，通过风机、管道和空气射流出口可实现稳定均匀气流的模拟，将该装置安装在田间实验小区侧面，其中风机实现气流的速度的控制，管道的作用在于使气流稳定、流速均一化，并产生一定的压力，在空气射流出口处形成一定区域的稳定风�。乖诔隹谛纬傻钠饔胱匀环缇哂欣嗨剖粜裕叛〉兀箍稍诠艿�2内安装空气整流器与过滤网。其中，空气射流出口的规格根据待测作物大小确定，以玉米为例，单株玉米约2-2.5m高，横向Im宽，通常需要2m*lm的出口截面积；小麦水稻等植株Im高左右，需要约2m*lm的出口截面积，管道长度与截面积相关，2m*lm的出口截面积为例，其长度至少需要4m。
[0028]图2是上述农作物抗倒伏测试环境模拟装置的俯视图，优选地，该农作物抗倒伏测试环境模拟装置还包括支架6，所述管道2设置在所述支架6上，通过所述支架6实现所述管道2在垂直水平方向上的移动以及所述空气射流出口朝向的调整。
[0029]优选地，该农作物抗倒伏测试环境模拟装置还包括导轨5，所述支架6通过滑轮设置在所述导轨5上，通过所述导轨5实现所述管道2在水平方向上的移动。其中，支架6分前后两组，可实现独立的升降，从而实现管道的垂直方向移动，以及上下方向的角度的调整；支架下方通过滑轮安装在水平的轨道上，轨道方向与管道的方向垂直，通过滑轮轨道实现水平方向的移动，以适应不同小区作物的数据采集需要。具体地，可根据模拟倒伏风向的不同，调整装置的安装位置，装置在水平面内的转动角度可通过调整支架的水平相对位置和导轨距离实现，如图3所示，以实现模拟风场的方向的调整。
[0030]其中，所述风机包括叶轮、驱动器以及控制器，所述控制器通过驱动器控制所述叶轮的转速。不同作物要求的实验风速不同，以玉米为例，发生倒伏条件风速要达到25m/s，小麦水稻倒伏风速需要达到15m/s。风机的功率与截面积、风速相关，以2m*lm的空气射流出口截面积，25m/s风速为例，需要约55kw的驱动器。风机中的驱动器可以为电机或柴油机，满足大田野外环境的条件。优选地，根据截面形状不同，设置多个风机并调整风机在截面内的布局，参见图4，如长方形截面，可使用2台风机I并列布局。
[0031]其中，上述农作物抗倒伏测试环境模拟装置还包括数据采集器和计算机，所述传感器通过所述数据采集器连接所述计算机，所述计算机通过所述数据采集器采集所述传感器的应力及应变数据并对所述采集的应力及应变数据进行分析。具体地，在作物抗倒伏测试前，可在待测作物茎杆上均匀布设应力、应变传感器，传感器通过数据采集器连接到控制计算机，计算机记录作物倒伏测试过程中连续的的应力及应变数据。
[0032]本实用新型实施方式提供的农作物抗倒伏测试环境模拟装置，可针对不同作物、不同品种、不同密度进行田间测定，并将分析结果作为农作物抗倒伏性评价的量化指标，为品种鉴定和品种选育提供量化参考，并形成田间环境下作物抗倒伏性测定的标准流程，从而达到提升现代农业生产效率和质量的目的。具体地，首先，在田间环境下，在种植的目标作物侧面，利用风机和管道模拟田间状态下的自然风，在目标作物器官茎杆重要位置上粘贴传感器；开启风机后，可通过数据采集器记录作物茎杆的不同部位在模拟自然环境下的应力及应变数据，而后可将风速逐渐加大，直至发生弯折、倒伏，从而得到作物茎杆在倒伏、弯折过程中的应力及应变数据，基于该数据进行计算分析，以实现作物主要器官的抗弯折、倒伏材料力学属性的计算分析，从而为大田农业生产、作物品种评价提供定量化、标准化依据。
[0033]本实用新型实施方式提供的一种农作物抗倒伏测试环境模拟装置，可在田间环境下，真实模拟自然风�。⑹凳�、准确、快速、高效地获取农作物在弯折、倒伏过程中与倒伏直接相关的瞬时局部应力、应变等传感数据，为作物品种的定量化、标准化评价提供新的技术装置，从而提高大田农业生产以及作物品种评价的质量和效果。
[0034]以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种农作物抗倒伏测试环境模拟装置，其特征在于，包括传感器、管道、位于所述管道一端的风机以及位于所述管道另一端的空气射流出口； 所述风机用于将空气从所述管道一端吸入以及将空气通过所述空气射流出口驱出； 所述传感器设置于待测作物的茎杆上，用于获取所述待测作物茎杆的应力及应变数据。
2.根据权利要求1所述的农作物抗倒伏测试环境模拟装置，其特征在于，还包括支架，所述管道设置在所述支架上，通过所述支架实现所述管道在垂直水平方向上的移动以及所述空气射流出口朝向的调整。
3.根据权利要求2所述的农作物抗倒伏测试环境模拟装置，其特征在于，还包括导轨，所述支架通过滑轮设置在所述导轨上，通过所述导轨实现所述管道在水平方向上的移动。
4.根据权利要求1所述的农作物抗倒伏测试环境模拟装置，其特征在于，所述管道内设置有空气整流器和过滤网。
5.根据权利要求1所述的农作物抗倒伏测试环境模拟装置，其特征在于，所述风机包括叶轮、驱动器以及控制器，所述控制器通过驱动器控制所述叶轮的转速。
6.根据权利要求5所述的农作物抗倒伏测试环境模拟装置，其特征在于，所述驱动器为电机或者柴油机。
7.根据权利要求1所述的农作物抗倒伏测试环境模拟装置，其特征在于，还包括数据采集器和计算机，所述传感器通过所述数据采集器连接所述计算机，所述计算机通过所述数据采集器采集所述传感器的应力及应变数据并对所述采集的应力及应变数据进行分析。
8.根据权利要求1至7任一所述的农作物抗倒伏测试环境模拟装置，其特征在于，所述风机为多个。
【文档编号】G01N3/00GK204027912SQ201420438427
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】肖伯祥, 郭新宇, 杜建军, 王传宇, 温维亮 申请人:北京农业信息技术研究中心
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