本发明涉及农业检测设备领域，具体为一种便捷操作的针刺式玉米茎秆倒伏强度快速测定仪。
背景技术：
玉米倒伏是玉米种子遗传因素和外界环境条件综合作用的结果，倒伏的植株无法进行正常的光合作用，甚至导致叶片腐烂。玉米倒伏对产量影响很大，轻度倒伏减产10%～20%，中度倒伏减产30%～40%，严重的倒伏能减产50%以上。因此国内外众多学者致力于玉米种子质量创新研究，选育出高抗倒伏强度的品种。在玉米遗传育种研究中，科学家由亲本作自交系品种，因此如果不对玉米茎秆进行抗倒伏强度进行测定，许多表现一般的品种会被选为下次的亲本，这样培育高抗倒伏强度玉米品种速度较慢，因此在现场的快速玉米茎秆抗倒伏强度测定仪可将抗倒伏强度高的少数优良品种挑选出来作为下次的亲本，大大加速玉米种子质量创新的速度。
现有用于检测玉米茎秆倒伏强度的仪器再进行作物抗倒伏强度测量时，普遍存在只能人工用手进行拉弯操作，甚为费力费时，操作使用不便且不利于进行多次测量等缺陷，急需改进。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种便捷操作的针刺式玉米茎秆倒伏强度快速测定仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种便捷操作的针刺式玉米茎秆倒伏强度快速测定仪，所述快速测定仪包括直接接触玉米茎秆的夹持操作机构、与夹持操作机构相连接的压力测试机构和封装在压力测试机构机构中的控制机构，所述夹持操作机构包括设置在前端的扁平且向下弯折的钩子和后端的两个d型护手，二者之间通过一个上下相扣内导轨和外导轨连接，其中内导轨位于上方，所述钩子的尾端设有若干长度调节安装孔并通过螺栓与内导轨的前端固定连接，两个所述d型护手通过一个“几”字型护手安装架搭设在内导轨的后端，两个所述d型护手对称设置于内导轨的两侧；
所述压力测试机构包括一个“丄”字型壳体、封装在壳体前部的压力测定部件、封装在壳体中部的控制机构以及设置在后部用于给控制机构供电的锂电池组，所述壳体固定设置在外导轨的下方，可随夹持操作机构沿内导轨移动；
所述压力测定部件从上到下依次包括针刺探针、端面为弧面的凹台，拉压力传感器、凹台导轴和套设在凹台导轴上的弹簧，所述拉压力传感器通过拉压力传感器固定螺栓固定在控制机构上，所述凹台弧面上设有开孔，针刺探针的头部从开孔中伸出，所述凹台中间有切口，套在拉压力传感器的外壳上，所述凹台两边向下伸出部分中间有孔，左右对称，凹台导轴穿过弹簧后插入孔内，使凹台能沿着拉压力传感器方向移动，孔深限制了凹台相对于拉压力传感器的位移距离，避免凹台接触到拉压力传感器的受力面，所述壳体的顶端开孔，压力测定部件中的针刺探针伸出开孔，当压力测试机构沿内导轨导至最前端时，针刺探针与钩子勾住的玉米茎秆接触，而凹台宽度超过壳体的开孔大小，避免凹台伸出壳体外面；
优选的，所述控制机构包括主控电路板、液晶显示器、蓝牙电路板以及触摸键盘电路，所述主控电路板实现测量、转换、校准、存储、键盘响应、电池充电管理功能，测量数据及操作菜单显示在液晶显示器上，测量数据通过蓝牙电路板传输，同时用户通过触摸键盘电路对测定仪进行控制。
优选的，所述针刺探针包括探针头部、探针颈部、加强锥面、探针支撑台、旋转工具连接孔和m螺纹，所述探针头部为半球型，是刺破玉米茎秆的受力面；探针颈部是一个圆棒，圆棒末端为加强锥面与探针支撑台连接，加强锥面下方为探针尾部，探针尾部为m螺栓，并通过m螺纹连接到拉压力传感器的螺纹上。
优选的，所述钩子上沿其延伸方向设置有若干条凹槽。
优选的，所述壳体外部安装束缚带，束缚带通过束缚带安装孔固定于壳体上，将测定仪与手掌绑定在一起；手指穿入d型护手，支撑测定仪，使测定仪处于水平状态，便于测试。
优选的，所述壳体通过两个固定安装孔与外导轨连接。
优选的，所述钩子上沿其延伸方向设置有若干条凹槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设置合理，功能性强，具有以下优点：
1.采用内导轨和外导轨相配合，实现压力测试机构与玉米茎秆的相对运动，摩擦力小，导向准确，操作省力；
2、玉米茎秆夹持操作机构为对称结构，可右手单手操作，也可左手单手操作，还可以左右手共同操作，以应对不同的茎秆强度，亦可缓解单手操作的疲劳，提高工作效率；
3、钩子上有多个长度调节安装孔，可以改变钩子的安装位置，调整钩子伸出的长度，适应不同直径的茎秆；
4、仅在钩子和凹台握紧茎秆，保证针刺探针与茎秆处于垂直状态，探针垂直接触茎秆，传感器测量与茎秆表面垂直的力
5、凹台导轴末端的m6螺纹，除了保证凹台导轴方向，还能调节凹台导轴伸入凹台的距离，从而调节探针刺入茎秆的深度，以适应不同直径、不同品种的作物。
6、针剌探针尾部有螺纹，可直接安装到传感器的螺纹孔中，针剌探针中间的平台上有孔，供专用工具旋转探针，可在仪器外部直接更换探针，配合不同直径、不同端头表面积、不同端头形状的探针，将刺破作物茎秆表皮的力限制在传感器的量程范围内，可实现一个传感器测量不同的作物表皮强度，凹台端面为圆弧，可握紧不同直径的茎秆，导轴及弹簧能保证非测量过程中探针不漏出凹台端面，传感器不受力，保护传感器；仅在钩子和凹台握紧茎秆，保证探针与茎秆处于垂直状态，探针垂直接触茎秆，传感器测量与茎秆表面垂直的力，导轴末端的螺纹，除了保证导轴方向，还能调节导轴伸入凹台的距离，从而调节探针刺入茎秆的深度，以适应不同直径、不同品种的作物；
7、自动测量包括：测量前自动校正零点，保存实时测试数据，测试数据可经蓝牙模块传输，蓝牙模块由用户打开和关闭，段码式液晶显示器，显示测试数据及操作菜单，触摸式键盘，3个按键，1个菜单键，两个测量键，适应左右手操作。由菜单键和功能键配合实现多种功能，两个锂电池供电，自动切换供电和充电。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明中夹持操作机构安装形态结构示意图；
图3为本发明中夹持操作机构拆解后的结构示意图；
图4为本发明中压力测试机构结构示意图；
图5为本发明中控制机构结构示意图；
图6为本发明中压力测定部件结构示意图；
图7为本发明中针刺探针结构示意图；
图中：1、夹持操作机构，101、钩子，102、内导轨，103、d型护手，104、护手安装架，105、外导轨，106、长度调节安装孔，107、凹槽，2、压力测试机构，201、压力测定部件，202、锂电池组，203、壳体，204、束缚带安装孔，205、固定安装孔，2011、针刺探针，2012、凹台，2013、拉压力传感器，2014、弹簧，2015、凹台导轴，2016、拉压力传感器固定螺栓，20111、探针头部，20112、探针颈部，20113、加强锥面，20114、探针支撑台，20115、旋转工具连接孔，20116、m6螺纹，3、控制机构，301、主控电路板，302、液晶显示器，303、蓝牙电路板，304、触摸键盘电路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅附图，本发明提供一种技术方案：
一种便捷操作的针刺式玉米茎秆倒伏强度快速测定仪，所述快速测定仪包括直接接触玉米茎秆的夹持操作机构、与夹持操作机构相连接的压力测试机构和封装在压力测试机构机构中的控制机构，所述夹持操作机构包括设置在前端的扁平且向下弯折的钩子和后端的两个d型护手，二者之间通过一个上下相扣内导轨和外导轨连接，其中内导轨位于上方，所述钩子的尾端设有若干长度调节安装孔并通过螺栓与内导轨的前端固定连接，两个所述d型护手通过一个“几”字型护手安装架搭设在内导轨的后端，两个所述d型护手对称设置于内导轨的两侧；
所述压力测试机构包括一个“丄”字型壳体、封装在壳体前部的压力测定部件、封装在壳体中部的控制机构以及设置在后部用于给控制机构供电的锂电池组，所述壳体固定设置在外导轨的下方，可随夹持操作机构沿内导轨移动；
所述压力测定部件从上到下依次包括针刺探针、端面为弧面的凹台，拉压力传感器、凹台导轴和套设在凹台导轴上的弹簧，所述拉压力传感器通过拉压力传感器固定螺栓固定在控制机构上，所述凹台弧面上设有开孔，针刺探针的头部从开孔中伸出，所述凹台中间有切口，套在拉压力传感器的外壳上，所述凹台两边向下伸出部分中间有孔，左右对称，凹台导轴穿过弹簧后插入孔内，使凹台能沿着拉压力传感器方向移动，孔深限制了凹台相对于拉压力传感器的位移距离，避免凹台接触到拉压力传感器的受力面，所述壳体的顶端开孔，压力测定部件中的针刺探针伸出开孔，当压力测试机构沿内导轨导至最前端时，针刺探针与钩子勾住的玉米茎秆接触，而凹台宽度超过壳体的开孔大小，避免凹台伸出壳体外面；
进一步的，所述控制机构包括主控电路板、液晶显示器、蓝牙电路板以及触摸键盘电路，所述主控电路板实现测量、转换、校准、存储、键盘响应、电池充电管理功能，测量数据及操作菜单显示在液晶显示器上，测量数据通过蓝牙电路板传输，同时用户通过触摸键盘电路对测定仪进行控制。
进一步的，所述针刺探针包括探针头部、探针颈部、加强锥面、探针支撑台、旋转工具连接孔和m螺纹，所述探针头部为半球型，是刺破玉米茎秆的受力面；探针颈部是一个圆棒，圆棒末端为加强锥面与探针支撑台连接，加强锥面下方为探针尾部，探针尾部为m螺栓，并通过m螺纹连接到拉压力传感器的螺纹上。
进一步的，所述钩子上沿其延伸方向设置有若干条凹槽。
进一步的，所述壳体外部安装束缚带，束缚带通过束缚带安装孔固定于壳体上，将测定仪与手掌绑定在一起；手指穿入d型护手，支撑测定仪，使测定仪处于水平状态，便于测试。
进一步的，所述壳体通过两个固定安装孔与外导轨连接。
进一步的，所述钩子上沿其延伸方向设置有若干条凹槽。
工作原理：
一种针刺式玉米茎秆倒伏强度快速测定仪由玉米茎秆夹持和操作机构、压力测量单元和可充电锂电池供电的测量电路单元组成。玉米茎秆夹持和操作机构的前端是一个扁平的不锈钢钩子，用于夹持住玉米茎秆，后端两个d型护手，用于便捷操作；压力测量单元封装成t型结构，内嵌入压力传感器、数字显示器和操作按键。压力测量单元可随玉米茎秆夹持和操作机构沿导轨移动。右手握住d型护手，使测定仪前端的扁平不锈钢钩子夹住玉米茎秆，拇指触摸“测量”键，仪器自动校准后处于待测试状态。手掌均匀用力，压力测量单元沿导轨与玉米茎秆夹持机构相对运行，刺破茎秆外皮，液晶显示器显示移动过程中压力的变化，测量结束时将最大值稳定显示在显示器上。同样的，左手操作步骤与右手相同。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
1.一种便捷操作的针刺式玉米茎秆倒伏强度快速测定仪，其特征在于，所述快速测定仪包括直接接触玉米茎秆的夹持操作机构（1）、与夹持操作机构（1）相连接的压力测定机构（2）和封装在压力测定机构（2）中的控制机构（3），所述夹持操作机构（1）包括设置在前端的扁平且向下弯折的钩子（101）和后端的两个d型护手（103），二者之间通过一个上下相扣内导轨（102）和外导轨（105）连接，其中内导轨（102）位于上方，所述钩子（101）的尾端设有若干长度调节安装孔（106）并通过螺栓与内导轨（102）的前端固定连接，两个所述d型护手（103）通过一个“几”字型护手安装架（104）搭设在内导轨（102）的后端，两个所述d型护手（103）对称设置于内导轨（102）的两侧；
所述压力测试机构（2）包括一个“丄”字型壳体（203）、封装在壳体（203）前部的压力测定部件（201）、封装在壳体（203）中部的控制机构（3）以及设置在后部用于给控制机构（3）供电的锂电池组（202），所述壳体（203）固定设置在外导轨（105）的下方，可随夹持操作机构（1）沿内导轨（102）移动；
所述压力测定部件（201）从上到下依次包括针刺探针（2011）、端面为弧面的凹台（2012），压力传感器（2013）、凹台导轴（2015）和套设在凹台导轴（2015）上的弹簧（2014），所述压力传感器（2013）通过压力传感器固定螺栓（2016）固定在控制机构（3）上，所述凹台（2012）弧面上设有开孔，针刺探针（2011）的头部从开孔中伸出，所述凹台（2012）中间有切口，套在压力传感器（2013）的外壳上，所述凹台（2012）两边向下伸出部分中间有孔，左右对称，凹台导轴（2015）穿过弹簧（2014）后插入孔内，使凹台（2012）能沿着压力传感器（2013）方向移动，孔深限制了凹台（2012）相对于压力传感器（2013）的位移距离，避免凹台（2012）接触到压力传感器（2013）的受力面，所述壳体（203）的顶端开孔，压力测定部件（201）中的针刺探针（2011）伸出开孔，当压力测试机构（2）沿内导轨（102）导至最前端时，针刺探针（2011）与钩子（101）勾住的玉米茎秆接触，而凹台（2012）宽度超过壳体（203）的开孔大小，避免凹台（2012）伸出壳体（203）外面；
所述控制机构（3）包括主控电路板（301）、液晶显示器（302）、蓝牙电路板（303）以及触摸键盘电路（304），所述主控电路板（301）实现测量、转换、校准、存储、键盘响应和电池充电管理功能，测量数据及操作菜单显示在液晶显示器（302）上，测量数据通过蓝牙电路板（303）传输，同时用户通过触摸键盘电路（304）对测定仪进行控制。
2.如权利要求1所述的一种便捷操作的针刺式玉米茎秆倒伏强度快速测定仪，其特征在于，所述针刺探针（2011）包括探针头部（20111）、探针颈部（20112）、加强锥面（20113）、探针支撑台（20114）、旋转工具连接孔（20115）和m6螺纹（20116），所述探针头部（20111）为半球型，是刺破玉米茎秆的受力面；探针颈部（20112）是一个圆棒，圆棒末端为加强锥面（20113）与探针支撑台（20114）连接，加强锥面（20113）下方为探针尾部，探针尾部为m6螺栓，并通过m6螺纹（20116）连接到压力传感器（2013）的螺纹上。
3.如权利要求1所述的一种便捷操作的针刺式玉米茎秆倒伏强度快速测定仪，其特征在于，所述钩子（101）上沿其延伸方向设置有若干条凹槽（107）。
4.如权利要求1所述的一种便捷操作的针刺式玉米茎秆倒伏强度快速测定仪，其特征在于，所述壳体（203）外部安装束缚带，束缚带通过束缚带安装孔（204）固定于壳体（203）上，将测定仪与手掌绑定在一起；手指穿入d型护手（103），支撑测定仪，使测定仪处于水平状态，便于测试。
5.如权利要求1所述的一种便捷操作的针刺式玉米茎秆倒伏强度快速测定仪，其特征在于，所述壳体（203）通过两个固定安装孔（205）与外导轨（105）连接。
6.如权利要求1所述的一种便捷操作的针刺式玉米茎秆倒伏强度快速测定仪，其特征在于，所述钩子（101）上沿其延伸方向设置有若干条凹槽（107）。
技术总结