CN107677189A - 一种直杆式几何法测量树木胸径的装置及其使用方法 - Google Patents

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朱清波
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Abstract

本发明涉及一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，包括定位杆，所述定位杆的两侧对称设有两根用于与树木周部相切的带刻度切线杆，所述切线杆的末端均与定位杆的非端部铰接，并在铰接位置设有量角器，所述定位杆的前端固设有钢制尖端。该直杆式几何法测量树木胸径的装置的结构简单。

Description

一种直杆式几何法测量树木胸径的装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种直杆式几何法测量树木胸径的装置及其使用方法，涉及林分调查技术领域。
背景技术
以往的树木胸径测量大部分均采用卷尺方式，每次测量时需拉出卷尺，同时内部弹簧发生形变，用后松开手卷尺自动回收是通过内部的弹簧恢复形变完成，这一过程速度快，可能造成肢体的划伤和读数未及时记录需重新测量，影响测量效率，当然卷尺的收放过程加快了卷尺的损耗。卷尺测量默认假设是树干横截面为圆形，但事实上很多树木的树干横截面不为圆形或是近似圆形，因此，测量结果存在着一定的误差。受到卷尺大小的限制，量程往往偏小（通常测量胸径小于60cm），在测量大径材树木胸径时无法一次性完成大树的测量，需要叠加使用，降低效率增长误差。另外也有用基于北斗模块的测量装置，但目前来看，成本较高，可维护性、防水性与便携性较低，也易受北斗卫星信号强弱影响，不能全天候和对室内苗木进行测量。另外，也存在回字形固定夹具测胸径装置，测量精度高，但装置本身较为复杂，成本较高，不利于携带。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种直杆式几何法测量树木胸径的装置及其使用方法，不仅结构简单，而且便捷高效。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，包括定位杆，所述定位杆的两侧对称设有两根用于与树木周部相切的带刻度切线杆，所述切线杆的末端均与定位杆的非端部铰接，并在铰接位置设有量角器，所述定位杆的前端固设有钢制尖端。
优选的，所述定位杆上设有用于带动两切线杆联动的连杆机构，所述定位杆的中部开设有沿长度方向延伸的槽条，所述连杆机构包括嵌入槽条的插销，所述插销的两侧对称设有两根等长的第一连杆，所述第一连杆的一端均与插销铰接、另一端均铰接在距切线杆末端相同距离处。
优选的，所述第一连杆的非端部均铰接有第二连杆，所述第二连杆的另一端均与两切线杆铰接在同一铰接点处。
优选的，所述钢制尖端的形状为三角形。
优选的，所述定位杆的末端设有手柄，所述定位杆上设有气泡水准仪与指南针。
优选的，所述定位杆上绕设有测量绳，所述测量绳的末端连接有小重锤。
优选的，所述测量绳的长度为1.3m，所述量角器为透明量角器并位于切线杆上方，所述量角器的中间刻度为0°，左边刻度为0°至-90°，右边刻度为0°至90°。
优选的，所述切线杆上的刻度由上标尺与下标尺组成，所述下标尺为厘米尺，所述上标尺按y=0.1x2-10进行刻度，其中刻度（y）为因变量，上标尺刻度（x）为自变量。
优选的，所述切线杆上设有可滑动的游标读数窗。
一种直杆式几何法测量树木胸径的装置的使用方法，按以下步骤进行：
（1）释放带有小重锤的1.3m测量绳，将测量装置置于待测树干1.3m胸径处；
（2）将测量装置正面（有气泡水准仪）朝上垂直对准树干，向远离树干方向展开切线杆至足够与树干相切的大小；
（3）将定位杆的钢制尖端***树干直至整个尖端全部没入树干，调整气泡水准仪的气泡至中央位置，使测量装置保持水平；
（4）向树干方向拉动切线杆，使得切线杆恰好与树干接触，滑动游标读数窗至切线杆与树干接触点，读出窗口内上标尺读数即为该树胸径大小。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该直杆式几何法测量树木胸径的装置的结构简单，便于携带，能够方便、快捷地进行树木胸径的测量，操作简单便捷高效。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的构造示意图。
图2为本发明实施例中切线杆的构造示意图。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~2所示，一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，包括定位杆1，所述定位杆的两侧对称设有两根用于与树木周部相切的带刻度切线杆2，所述切线杆的末端均与定位杆的非端部铰接，并在铰接位置设有量角器3，所述定位杆的前端固设有钢制尖端4，钢制尖端能够快速牢固地将定位杆固定于树干上，切线杆可折叠收纳，节约了体积，便于携带，定位杆主要功能为定位，包括垂直高度、水平方向、空间方位角和树干上固定点的定位，空间方位角通过指南针确定所测的绝对方位角。
在本发明实施例中，所述切线杆为铝合金材质，全长均为50cm。
在本发明实施例中，所述定位杆上设有用于带动两切线杆联动的连杆机构，所述定位杆的中部开设有沿长度方向延伸的槽条5，所述连杆机构包括嵌入槽条的插销6，所述插销的两侧对称设有两根等长的第一连杆7，所述第一连杆的一端均与插销铰接、另一端均铰接在距切线杆末端相同距离处。
在本发明实施例中，所述第一连杆的非端部均铰接有第二连杆8，所述第二连杆的另一端均与两切线杆铰接在同一铰接点处。
在本发明实施例中，所述钢制尖端的形状为三角形。
在本发明实施例中，所述定位杆的末端设有手柄9，所述定位杆上设有气泡水准仪与指南针10，气泡水准仪用于调整测量装置的水平，指南针用于不同方位测量同一株林木胸径，即若有必要可多次测量，提高测量精度。
在本发明实施例中，所述定位杆上绕设有测量绳11，所述测量绳的末端连接有小重锤。
在本发明实施例中，所述测量绳的长度为1.3m，测绳可以精确地将定位杆置于1.3m处进行测量，也便于不同植株之间的同高度比较，使测量更为精确，所述量角器为透明量角器并位于切线杆上方，所述量角器的中间刻度为0°，左边刻度为0°至-90°，右边刻度为0°至90°，用于快速打开切线杆并调整切线杆与定位杆之间的等分夹角。
在本发明实施例中，所述切线杆上的刻度由上标尺12与下标尺13组成，上标尺靠近树干一侧，所述下标尺为厘米尺，厘米尺起点从距离切线杆铰接点位置沿杆中轴方向到达10cm的位置为标记“10”，所述上标尺按y=0.1x2-10进行刻度，其中刻度（y）为因变量，（y）值即所测树木胸径，上标尺刻度（x）为自变量，上标尺起点从距离切线杆铰接点位置沿杆中轴方向到达10cm的位置为标记“0”，该装置的测量范围为胸径为0-1.5m的乔木和灌木，结构简单科学、成本低廉，利于量产，下标尺为正常厘米尺，可以当直尺使用；上标尺通过三角几何计算后的不均匀刻度结合游标读数窗快速读取胸径值。
在本发明实施例中，切线杆与定位杆的铰接点到定位杆前端（不包括钢制尖端）的距离为10cm，是三角几何测量的标准边长。
在本发明实施例中，所述切线杆上设有可滑动的游标读数窗14，可以定位切线杆切点并精确读取所测植株胸径。
在本发明实施例中，本发明利用了树干自身特性（即虽然不一定满足整个树干截面为圆形，但局部满足弧形条件），能够测量各种弧形曲线戴面的树干直径，采用经典三角几何原理，杆式结构简单、成本低、可维护性高可全天候使用，同时具有量程范围大（0-1.5m，可以满足大部分林木调查需要，目前常见的围径尺量程小于0.5m），且测大径材时一个可以独立完成，无须多人合抱协作，省时省力，另外，该装置可对同一截面进行多次测量，提高测量精度，适用范围大，防水性能好，维护性佳，不受林内卫星信号弱等影响。
一种直杆式几何法测量树木胸径的装置的使用方法，按以下步骤进行：
（1）释放带有小重锤的1.3m测量绳，将测量装置置于待测树干1.3m胸径处；
（2）将测量装置正面（有气泡水准仪）朝上垂直对准树干15，向远离树干方向展开切线杆至足够与树干相切的大小；
（3）将定位杆的钢制尖端***树干直至整个尖端全部没入树干，调整气泡水准仪的气泡至中央位置，使测量装置保持水平；
（4）向树干方向拉动切线杆，使得切线杆恰好与树干接触，滑动游标读数窗至切线杆与树干接触点，读出窗口内上标尺读数即为该树胸径大小。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的直杆式几何法测量树木胸径的装置及其使用方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：包括定位杆，所述定位杆的两侧对称设有两根用于与树木周部相切的带刻度切线杆，所述切线杆的末端均与定位杆的非端部铰接，并在铰接位置设有量角器，所述定位杆的前端固设有钢制尖端。
2.根据权利要求1所述的直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述定位杆上设有用于带动两切线杆联动的连杆机构，所述定位杆的中部开设有沿长度方向延伸的槽条，所述连杆机构包括嵌入槽条的插销，所述插销的两侧对称设有两根等长的第一连杆，所述第一连杆的一端均与插销铰接、另一端均铰接在距切线杆末端相同距离处。
3.根据权利要求2所述的直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述第一连杆的非端部均铰接有第二连杆，所述第二连杆的另一端均与两切线杆铰接在同一铰接点处。
4.根据权利要求1所述的直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述钢制尖端的形状为三角形。
5.根据权利要求1所述的直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述定位杆的末端设有手柄，所述定位杆上设有气泡水准仪与指南针。
6.根据权利要求1所述的直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述定位杆上绕设有测量绳，所述测量绳的末端连接有小重锤。
7.根据权利要求6所述的直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述测量绳的长度为1.3m，所述量角器为透明量角器并位于切线杆上方，所述量角器的中间刻度为0°，左边刻度为0°至-90°，右边刻度为0°至90°。
8.根据权利要求1所述的直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述切线杆上的刻度由上标尺与下标尺组成，所述下标尺为厘米尺，所述上标尺按y=0.1x2-10进行刻度，其中刻度（y）为因变量，上标尺刻度（x）为自变量。
9.根据权利要求1所述的直杆式几何法测量树木胸径的装置，其特征在于：所述切线杆上设有可滑动的游标读数窗。
10.一种直杆式几何法测量树木胸径的装置的使用方法，其特征在于，采用如权利要求1-9所述的任一种直杆式几何法测量树木胸径的装置，并按以下步骤进行：
（1）释放带有小重锤的1.3m测量绳，将测量装置置于待测树干1.3m胸径处；
（2）将测量装置正面（有气泡水准仪）朝上垂直对准树干，向远离树干方向展开切线杆至足够与树干相切的大小；
（3）将定位杆的钢制尖端***树干直至整个尖端全部没入树干，调整气泡水准仪的气泡至中央位置，使测量装置保持水平；
（4）向树干方向拉动切线杆，使得切线杆恰好与树干接触，滑动游标读数窗至切线杆与树干接触点，读出窗口内上标尺读数即为该树胸径大小。
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