專利名稱：便攜式手動多角度觀測架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于地學領域，具體涉及遙感地面觀測技術。
背景技術：
多角度遙感實驗數據的獲取是遙感發(fā)展的關鍵點之一，除了遙感專 用的輻射測量儀器，還需要有多角度觀測裝置，現有的多角度測量裝置 根據其測量方式主要分為兩類
(1) 傳感器圍繞固定中心點進行半球掃描，如美國JPL的PARABOLA, 便攜式地表及大氣各向異性測量裝置(Deering， 1986， Remote Sensing of Environment; Abdou， 2000， Journal of Geophysical Research), 此測 量方式在各個角度所測量目標物的不一致性導致目標地物必須保證均
(2) 保持目標物與傳感器的距離固定，通過移動傳感器對同一目標 物進行半球測量。代表性測量裝置為瑞士蘇黎世大學遙感實驗室的 FIG0S (Sandmeier， 1999， IEEE)。此類裝置采取方位軌，天頂弧及自動
測量方式，能夠在短時間內進行觀測，但是關鍵的主平面觀測卻受觀測 架自身在地面形成的陰影干擾，2m的測量高度也要求目標地物相對矮 小均一。該裝置耗資巨大且體型笨重，嚴重限制了其推廣性。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種便攜式手動多角度觀測架，以解決現有大 多數多角度測量系統(tǒng)所存在的耗資大、便攜性差、測量高度唯一以及儀 器本身在熱點方向形成嚴重陰影干擾等技術問題。
本發(fā)明所述的便攜式手動多角度觀測架，它主要由四個部分組成高度可調且用于支撐與固定觀測系統(tǒng)的三角架、控制測量方位的旋轉基 座、主桿傾斜角度調整裝置、控制測量高度的主桿和用于安裝傳感器探 頭的橫桿；所述三角架固定在旋轉基座下端，旋轉基座由位于下端的轉 盤座和位于上端的支撐下盤，通過推動軸承實現轉動連接，在轉盤座上
設有與支撐下盤相抵的起松開鎖緊作用的調整螺栓；在支撐下盤上安裝 固定有支撐盤，該支撐盤為框架結構，其內通過線輪支架及軸安裝有線 輪，線輪一端設有搖把，在該支撐盤上端安裝固定有軸承架，與線輪同 方向設置的中軸通過球軸承固定在所述軸承架上，所述主桿通過所述中 軸活動固定在軸承架上，有兩個較短的側輔助管的一端分別通過轉軸活 動固定在支撐盤上端，側輔助管的另一端分別固定有輪子且相互呈一定 角度張開，有一根不銹鋼絲繩繞過兩個輪子和線輪后兩端共同固定在主 桿的適當位置上；有一個與主桿垂直位置重疊設置的中輔助管，其頂部 位于主桿固定不銹鋼絲繩處下方且固定有支撐不銹鋼絲繩的導向輪子， 主桿的結構由根據需要調整高度的若干節(jié)管焊件組成，橫桿通過加強 桿將其一端固定于主桿頂部，另一端為用于安裝傳感器探頭的固定板。
如上所述的便攜式手動多角度觀測架，在支撐盤上設置一個角度尺， 與中軸同步轉動的指針位于該角度尺的前方。 本多角度觀測系統(tǒng)具有以下幾個方面的特點
(1) 造價低所有支架、橫桿和主桿等均由不銹鋼管組成；方位與 天頂控制臺合二為一，即在變換方位的旋轉基座上安裝控制觀測天頂角 的普通量角裝置與指示針；人工操作代替電機操控，減輕重量的同時降 低耗費。
(2) 結構精簡，可操作性強整套裝置僅包含十幾根不銹鋼管與一 個簡易操作平臺，通過卡扣或銷子完成安裝，簡單便捷。整體結構簡單， 便于保養(yǎng)維修；(3) 測量高度靈活可變針對不同結構的目標地物，選擇不同的測 量高度。本測量系統(tǒng)除了通過改變主桿數目調節(jié)測量高度外，還可使橫 桿沿主桿上下移動，移動范圍為1節(jié)主桿長度。另外用于支撐的三腳架
高度也可根據具體地物在0 2m范圍內進行調整。此設計使得本觀測系
統(tǒng)適于對大多數地表覆蓋類型進行多角度地面測量。
(4) 熱點捕捉由于橫桿長度達1.5m，太陽主平面觀測視場內不存 在除橫桿與探頭本身在內的其它儀器陰影，而橫桿與探頭所形成的較小 投影相對于視場來說可忽略不計，故此設計能夠較為精確地捕捉地表方 向性特征中的重要現象一熱點。
(5) 重量輕整體重量不超過20公斤，便于攜帶；手動操作，可在
沒有電源的條件下使用。 圖l是本發(fā)明的主視圖。
圖2是
圖1的沿A-A方向的剖視圖。 圖3是圖1的左視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的結構參見圖1至圖3。它主要由四個部分組成高度可調 且用于支撐與固定觀測系統(tǒng)的三角架、控制測量方位的旋轉基座、主桿
傾斜角度調整裝置、控制測量高度的主桿和用于安裝傳感器探頭的橫桿; 所述三角架參見圖l，它由上支腳23、腳架鎖緊件35、下支腳24及地 腳25組成，三角架固定在旋轉基座下端，旋轉基座是由位于下端的轉盤 座19和位于上端的支撐下盤14配合，通過推動軸承18實現轉動連接組 成，在轉盤座19上設有與支撐下盤14相抵的起松開鎖緊作用的調整螺 栓39;在支撐下盤14上安裝固定有支撐盤1，該支撐盤l為框架結構， 其內通過線輪支架11及軸13安裝有線輪12，線輪12 —端設有搖把42，在該支撐盤1上端安裝固定軸承架2，與線輪12同方向設置的中軸7通 過球軸承41固定在所述軸承架2上，主桿下端通過中軸7活動固定在支 撐盤1上。有兩個較短的側輔助管9的一端分別通過轉軸活動固定在支 撐盤1上端，另一端相互呈一定角度張開，它們的端部分別固定有輪子 10，有一根不銹鋼絲繩44繞過兩個輪子10和線輪12后兩端共同固定在 主桿的適當位置上；有一個與主桿垂直位置重疊設置的中輔助管8，其 頂部位于主桿固定不銹鋼絲繩處下方且固定有支撐不銹鋼絲繩的導向輪 子。主桿為多桿可伸縮結構，包括管焊件4、 5、 6及鎖緊件，共稱主桿。 橫桿30通過加強桿32將其一端固定于主桿頂部，另一端為用于安裝傳 感器探頭的固定板33。在支撐盤上設置一個角度尺21，與中軸7同步 轉動的指針22位于該角度尺21的前方。為盡量避免儀器本身對測量的 影響，觀測架所有表面均涂黑。
手動多角度觀測架各部位組成及調整原理
一.組成
1. 主桿參見圖1、 3主要由管焊件4、 5、 6及橫桿30、加強桿32、 支腳鎖緊件50等組成，可作傾斜運動；
2. 支架包括支撐與固定觀測系統(tǒng)的三角架、控制測量方位的旋轉基 座、主桿傾斜角度調整裝置參見圖1、 2，主要由轉盤座19及上支腳 23、下支腳24、腳架鎖緊件35、地腳25等組成，支架的角度可以調整； 在圖2中，37是轉動螺釘，它是側輔助桿的旋轉軸，工作時，輔助桿圍 繞它打開適當角度，攜帶時，可以將輔助桿收攏，減小空間以便攜帶； 15是主軸鎖緊件，采用包緊的方式鎖緊主軸；38是腿螺釘，是旋轉座與 上支腳的連接件；16是加強柱，輔助加強支撐盤與下支撐盤的連接。
輔助部件參見圖1、 2，主要由中輔助桿8、側輔助桿9、鋼絲繩 44、鉤子27、固定鉤子的拉板26及蝶形螺母28、輪子10、輪螺釘36等組成，輔助主桿運動；
3.其它零部件參見圖2、 3，線輪支撐架上的支撐盤l、傾斜鎖緊 桿34、角度尺21、指針22、儀器板33等。 二.調整
1. 主桿的高度調整根據需要可有以下幾種方式
① 主桿由三根管焊件組成，需要時可將中間管焊件5卸下，把管焊 件6直接與管焊件4連接，可降低高度；
② 橫桿高度調整松開管焊件6上的三通29，橫桿可作上下的微調;
③ 支架高度調整主要是調整支腳23的角度來實現高度的調整；
2. 主桿傾斜角度調整主桿傾斜角度調整是人工轉動搖把組件42
帶動軸13，經軸帶動線輪12轉動；鋼絲繩44纏繞在線輪上，兩端頭固 定在鉤子27上，鉤子與主桿4固定，鉤子高度可以調整，以張緊鋼絲繩;
形成一個鋼絲環(huán)，線輪轉動時鋼絲繩拉動主桿傾斜轉動，主桿可以在土
70°范圍內調整；
3. 主桿旋轉調整支撐下盤14以及其上的零部件均與旋轉軸17連 接為一體，用軸承與支架轉盤座19連接，松開鎖緊39轉動支撐下盤， 實現主桿的旋轉360。調整。
本發(fā)明的測量原理本裝置可對地表方向性特征進行全方位，全天
頂測量，角度采樣分辨率可視具體情況設定。對于類似壟狀作物，為縮
短測量時間，可選擇四個典型平面進行測量，它們分別是太陽主平面， 垂直太陽主平面；順壟平面；垂直壟平面。每個平面測量前后均對較為 理想的漫射參考板進行垂直觀測。 測量步驟如下-
①觀測架安裝所有組成部分通過卡扣與螺絲進行連接，支撐架與 主桿數目視地物復雜程度而定；② 探頭固定儀器探頭安裝至橫桿一端的固定板上，并用膠帶將光 纖或電纜粘于觀測架上，以避免其對觀測的影響；
③ 觀測架、參考板、測量人員及相應設備就位在不破壞選定觀測 視場的前提下，將觀測架移至目標地物中；根據觀測架高度與位置確定 參考板的架設點，參考板由可升降的對中桿與自制的托盤支撐；
④ 參考板測量利用旋轉基座將探頭調整至參考板正上方，對參考 板進行垂直觀測；
⑤ 目標平面多角度測量根據羅盤定向及陰影輔助方法，尋找目標 平面；繼而對目標平面進行-70° 70°天頂的觀測，角度步長可自由選 取(如5°或10° );
⑥ 重復步驟④ ⑤直到完成所有目標平面的觀測；
⑦ 拆卸觀測架，完成測量。
權利要求
1、一種便攜式手動多角度觀測架，其特征在于它主要由四個部分組成高度可調且用于支撐與固定觀測系統(tǒng)的三角架、控制測量方位的旋轉基座、主桿傾斜角度調整裝置、控制測量高度的主桿和用于安裝傳感器探頭的橫桿；所述三角架固定在旋轉基座下端，旋轉基座由位于下端的轉盤座和位于上端的支撐下盤，通過推動軸承實現轉動連接，在轉盤座上設有與支撐下盤相抵的起松開鎖緊作用的調整螺栓；在支撐下盤上安裝固定有支撐盤，該支撐盤為框架結構，其內通過線輪支架及軸安裝有線輪，線輪一端設有搖把，在該支撐盤上端安裝固定有軸承架，與線輪同方向設置的中軸通過球軸承固定在所述軸承架上，所述主桿通過所述中軸活動固定在軸承架上，有兩個較短的側輔助管的一端分別通過轉軸活動固定在支撐盤上端，側輔助管的另一端分別固定有輪子且相互呈一定角度張開，有一根不銹鋼絲繩繞過兩個輪子和線輪后兩端共同固定在主桿的適當位置上；有一個與主桿垂直位置重疊設置的中輔助管，其頂部位于主桿固定不銹鋼絲繩處下方且固定有支撐不銹鋼絲繩的導向輪子，主桿的結構由根據需要調整高度的若干節(jié)管焊件組成，橫桿通過加強桿將其一端固定于主桿頂部，另一端為用于安裝傳感器探頭的固定板。
2、 如權利要求1所述的一種便攜式手動多角度觀測架，其特征在于: 在支撐盤上設置一個角度尺，與中軸同步轉動的指針位于該角度尺的前 方。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式手動多角度觀測架，它主要由四個部分組成三角架、旋轉基座、傾斜角度調整裝置、主桿和橫桿；所述三角架固定在旋轉基座下端，旋轉基座上端安裝固定有線輪，線輪一端設有搖把，在旋轉基座上端安裝中軸，主桿底部與中軸固定，有兩個較短的側輔助管的一端分別固定在旋轉基座上端，另一端相互呈一定角度張開，它們的端部分別固定有輪子，有一根不銹鋼絲繩繞過兩個輪子和線輪后兩端共同固定在主桿的適當位置上；橫桿一端固定于主桿頂部，另一端為安裝傳感器探頭的固定板。本發(fā)明可以解決現有大多數多角度測量系統(tǒng)所存在的耗資大、便攜性差、測量高度唯一以及儀器本身在熱點方向形成嚴重陰影干擾等技術問題。
文檔編號G01V8/00GK101477213SQ20091007792
公開日2009年7月8日 申請日期2009年2月4日 優(yōu)先權日2009年2月4日
發(fā)明者任華忠, 劉亞琪, 張吳明, 凌 朱, 王顥星, 閻廣建, 玲 陳 申請人:北京師范大學