一种树径自动测量装置

摘要

一种树径自动测量装置，包括装置固定模块和测量模块；该装置固定模块将测量模块固定于树干需要测量树径周长的位置上；测量模块包括带有弹簧的直线位移传感器；根据带有弹簧的直线位移传感器的位移量测出树干的周长，该树径自动测量装置适合在人工林监测、植物生长量测量及生长规律方面的研究。

权利要求

1.一种树径自动测量装置，包括装置固定模块和测量模块；其特征在于： 所述装置固定模块将测量模块固定于树干需要测量树径周长的位置上； 所述装置固定模块包括传感器抱卡、皮带、皮带卡扣、金属环和金属环固定夹； 所述传感器抱卡包括传感器抱卡主体结构、两个转向滑轮、两个导向滑轮、两个转向滑轮定位轴、两个导向滑轮定位轴、两个转向滑轮定位套筒和两个导向滑轮定位套筒； 所述转向滑轮、导向滑轮分别通过转向滑轮定位轴、导向滑轮定位轴、转向滑轮定位套筒、导向滑轮定位套筒安装固定在传感器抱卡主体结构上； 所述转向滑轮定位轴、导向滑轮定位轴通过转向滑轮定位套筒、导向滑轮定位套筒来固定转向滑轮、导向滑轮，并确定转向滑轮和导向滑轮的轴向位置； 所述测量模块包括带有弹簧的直线位移传感器、测头端滑轮、无弹性细钢丝绳、卡头和测头端滑轮与带有弹簧的直线位移传感器的连接部分； 所述测头端滑轮、转向滑轮和导向滑轮的尺寸相同；

所述测头端滑轮与带有弹簧的直线位移传感器的连接部分使得测头端滑轮正常转动；

通过该测头端滑轮与带有弹簧的直线位移传感器的连接部分将测头端滑轮的位移量传递到带有弹簧的直线位移传感器上； 无弹性细钢丝绳通过转向滑轮、导向滑轮和测头端滑轮后，无弹性细钢丝绳环抱于需要测量树径周长的位置上，通过卡头将无弹性细钢丝绳两端卡紧，确保带有弹簧的直线位移传感器的自由端被压缩到预定的位置； 根据所述带有弹簧的直线位移传感器的位移量测出树干的周长，树干的周长为 其中：r为滑轮的半径；δ为树干中心与导向滑轮连线上导向滑轮中心到树皮的距离；

d＝2r，为滑轮的直径；a为两个转向滑轮中心间距离的一半；Ki＝K-xi，为第i次测量时测头端滑轮中心到两个转向滑轮中心连线的距离；xi为在第i次测量时测头端滑轮被压缩的位移即为直线位移传感器的位移值；K0为初始安装时候测头端滑轮中心到两个转向滑轮中心连线的距离，即为Ki的初始标定值；R0为初始安装时树干的平均半径值；Ri为第i次测量时被测树干的平均半径；C0为初始时候被测树干的周长，即为树干周长的初始标定值；Ci 为第i次测量时刻，被测树干的周长；π为数学常数；arcsin为反正弦函数符号；arccos为反余弦函数符号；i为第i次测量，所有角标i-1代表第i-1次测量。

2.根据权利要求1所述的一种树径自动测量装置，所述两个转向滑轮、两个导向滑轮相对于带有弹簧的直线位移传感器对称设置，所述转向滑轮的轮槽中心平面、测头端滑轮的轮槽中心平面和带有弹簧的直线位移传感器的活动杆的中心轴均在同一平面上，该平面垂直于无弹性细钢丝绳环抱树干的树干截面。

3.根据权利要求2所述的一种树径自动测量装置，所述转向滑轮使无弹性细钢丝绳随着带有弹簧的直线位移传感器的活动杆以及测头端滑轮的运动从垂直于树干截面的方向变换到树干截面方向上。

4.根据权利要求2所述的一种树径自动测量装置，所述导向滑轮协助无弹性细钢丝绳通过转向滑轮后水平环抱到树干上，避免无弹性细钢丝绳从转向滑轮的轮槽中脱出。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种树径自动测量装置，所述无弹性细钢丝绳采用的是温度膨胀系数小、柔软的无弹性细钢丝绳。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种树径自动测量装置，当带有弹簧的直线位移传感器达到满量程或者根据实际树种改变测量范围时，可以松开卡头重新调节无弹性细钢丝绳的长度，重新标定参数测量树径的周长。

说明书

一种树径自动测量装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种树径自动测量装置，适合在人工林监测、植物生长量测量及生长规律方面的研究，尤其涉及一种活立木树木直径生长量实时自动测量装置。

背景技术

[0002] 树径是树木生长中的重要因子，在树木调查和树木生长规律研究中占有举足轻重的地位，而树径测量方法的精确度和方便性仍是一难解的课题，目前一些测量方法和装置还处于相对落后的现状，特别是树木生长因子之间的关系和生长机制的研究，现在还没有统一的定论，这和测量的精确程度以及测量方法的操作便捷性有很大关系，因此在不破坏树木的条件下，研制方便安装和测量、操作简单、精度高的树径测量装置具有十分重要的意义和研究的价值。

发明内容

[0003] 本发明提供了一种树径自动测量装置，该装置结构合理、安装方便，测量的可靠性高、精度高，通过该树径生长量的自动测量装置实现实时测量、实时数据采集、通过无线网络节点远程监测装置实时监测树径的实时生长量和生长状态。

[0004] 本发明的目的是：基于林业数字化和植物生长量以及生长机理研究的要求，利用该发明可以达到实时地采集和监测树径的生长量，为人工林树径的监测和调查以及植物生理研究提供可靠的数据，对于树木生长因子之间关系的研究具有推进作用。

[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是：

[0006] 一种树径自动测量装置，包括装置固定模块和测量模块；该装置固定模块将测量模块固定于树干需要测量树径周长的位置上；该装置固定模块包括传感器抱卡、皮带、皮带卡扣、金属环和金属环固定夹；其中传感器抱卡包括传感器抱卡主体结构、两个转向滑轮、两个导向滑轮、两个转向滑轮定位轴、两个导向滑轮定位轴、两个转向滑轮定位套筒和两个导向滑轮定位套筒；转向滑轮、导向滑轮分别通过转向滑轮定位轴、导向滑轮定位轴、转向滑轮定位套筒、导向滑轮定位套筒安装固定在传感器抱卡主体结构上；转向滑轮定位轴、导向滑轮定位轴通过转向滑轮定位套筒、导向滑轮定位套筒来固定转向滑轮、导向滑轮，并确定转向滑轮和导向滑轮的轴向位置；测头端滑轮、转向滑轮和导向滑轮的尺寸相同；测量模块包括带有弹簧的直线位移传感器、测头端滑轮、无弹性细钢丝绳、卡头和测头端滑轮与带有弹簧的直线位移传感器的连接部分；测头端滑轮与带有弹簧的直线位移传感器的连接部分使得测头端滑轮正常转动；通过该测头端滑轮与带有弹簧的直线位移传感器的连接部分将测头端滑轮的位移量传递到带有弹簧的直线位移传感器上；无弹性细钢丝绳通过转向滑轮、导向滑轮和测头端滑轮后，无弹性细钢丝绳环抱于需要测量树径周长的位置上，通过卡头将无弹性细钢丝绳两端卡紧，确保带有弹簧的直线位移传感器的自由端被压缩到预定的位置；

[0007] 根据所述带有弹簧的直线位移传感器的位移量测出树干的周长，树干的周长为[0008]

[0009]

[0010]

[0011]

[0012] 其中：r为滑轮的半径；δ为树干中心与导向滑轮连线上导向滑轮中心到树皮的距离；d＝2r，为滑轮的直径；a为两个转向滑轮中心间距离的一半；Ki＝K-xi，为第i次测量时测头端滑轮中心到两个转向滑轮中心连线的距离；xi为在第i次测量时测头端滑轮被压缩的位移即为直线位移传感器的位移值；K0为初始安装时候测头端滑轮中心到两个个转向滑轮中心连线的距离，即为Ki的初始标定值；R0为初始安装时树干的平均半径值；Ri为第i次测量时被测树干的平均半径；C0为初始时候被测树干的周长，即为树干周长的初始标定值；Ci为第i次测量时刻，被测树干的周长；π为数学常数；arcsin为反正弦函数符号；arccos为反余弦函数符号；i为第i次测量，所有角标i-1代表第i-1次测量。

[0013] 其中转向滑轮、导向滑轮均为两个，两个转向滑轮、导向滑轮相对于带有弹簧的直线位移传感器对称设置，转向滑轮的轮槽中心平面、测头端滑轮的轮槽中心平面和带有弹簧的直线位移传感器的活动杆的中心轴均在同一平面上，该平面垂直于无弹性细钢丝绳环抱树干的树干截面。

[0014] 其中转向滑轮使无弹性细钢丝绳随着带有弹簧的直线位移传感器上的测头端滑轮的运动从垂直于树干截面的方向变换到树干截面方向上。

[0015] 其中导向滑轮协助无弹性细钢丝绳通过转向滑轮后水平环抱到树干上，避免无弹性细钢丝绳从转向滑轮的轮槽中脱出。

[0016] 其中无弹性细钢丝绳采用的是温度膨胀系数小、柔软的无弹性细钢丝绳。

[0017] 当树径有变化时，由于无弹性细钢丝绳长度通过所述卡头卡紧后为定值，该变化就直接反映到所述带有弹簧的直线位移传感器的输出电量信号值的变化上，通过监测所述带有弹簧的直线位移传感器的输出电量信号值的变化，并将该变化导入到所述树径转换公式中，便可以直观地看到树径周长的平均值。

[0018] 当带有弹簧的直线位移传感器达到满量程或者根据实际树种改变测量范围时，可以松开卡头重新调节无弹性细钢丝绳的长度，重新标定参数，可以重复继续测量。

[0019] 由上可知，该装置结构合理，安装方便、可靠性高，测量的精度高，通过直接测量、数据采集或者通过无线网络节点远程监测树径的实时生长量变化和生长状态。

附图说明

[0020] 附图1：一种树径自动测量装置安装立体图(不带皮带)；

[0021] 附图2：一种树径自动测量装置立体图(不带无弹性细钢丝绳)；

[0022] 附图3：无弹性细钢丝绳安装图；

[0023] 附图4：测量模块结构图；

[0024] 附图5：测头端滑轮与直线位移传感器的连接部分结构

[0025] 附图6：装置固定模块各组成部分图；

[0026] 附图7：传感器抱卡俯视图；

[0027] 附图8：传感器抱卡轴测图；

[0028] 附图9：传感器抱卡主体结构图；

[0029] 附图10：树径转换公式原理示意图a；

[0030] 附图11：树径转换公式原理示意图b；

具体实施方式

[0031] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

[0032] 本发明实施例中提供一种树径自动测量装置，包括装置固定模块和测量模块；其中装置固定模块将测量模块固定于树干上需要测量树径变化量的位置上；装置固定模块包括传感器抱卡、皮带、皮带卡扣、金属环和金属环固定夹；传感器抱卡包括传感器抱卡主体结构、两个转向滑轮、两个导向滑轮、两个转向滑轮定位轴、两个导向滑轮定位轴、两个转向滑轮定位套筒和两个导向滑轮定位套筒；测量模块包括带有弹簧的直线位移传感器、测头端滑轮、无弹性细钢丝绳、卡头和测头端滑轮与带有弹簧的直线位移传感器的连接部分；测头端滑轮与带有弹簧的直线位移传感器的连接部分使得测头端滑轮正常转动；通过该测头端滑轮与带有弹簧的直线位移传感器的连接部分将测头端滑轮的位移量传递到带有弹簧的直线位移传感器上；无弹性细钢丝绳通过转向滑轮、导向滑轮和测头端滑轮后，无弹性细钢丝绳环抱于需要测量树径的位置上，通过卡头将无弹性细钢丝绳两端卡紧，确保带有弹簧的直线位移传感器的自由端被压缩到预定的位置；根据带有弹簧的直线位移传感器的位移量来确定树径的周长。

[0033] 其中转向滑轮、导向滑轮均为两个，两个转向滑轮、导向滑轮相对于带有弹簧的直线位移传感器对称设置，转向滑轮的轮槽中心平面、测头端滑轮的轮槽中心平面和带有弹簧的直线位移传感器的活动杆的中心轴均在同一平面上，该平面垂直于无弹性细钢丝绳环抱树干的树干截面。

[0034] 转向滑轮使无弹性细钢丝绳随着带有弹簧的直线位移传感器上的测头端滑轮的运动从垂直于树干截面的方向变换到树干截面方向上。

[0035] 导向滑轮协助无弹性细钢丝绳通过转向滑轮后水平环抱到树干上，避免无弹性细钢丝绳从转向滑轮的轮槽中脱出。

[0036] 无弹性细钢丝绳11采用的是基本无弹性，温度膨胀系数小、柔软的细钢丝绳，这样，无弹性细钢丝绳11由于受到温度和张紧力的作用产生的长度形变很小，几乎不影响测量结果。

[0037] 卡头12，用于确定无弹性细钢丝绳11的长度，根据具体应用情况和不同的测量范围，可以将无弹性细钢丝绳11的长度适应性缩放后，两端卡紧，使得无弹性细钢丝绳11为定长，同时能满足测量要求。

[0038] 其中，无弹性细钢丝绳11在实际应用中可采用环抱于树干上需要测量树径周长的位置上。

[0039] 如附图4所示，带有弹簧的直线位移传感器21，将树径变化量转化为电量信号，并根据该电量信号计算得出树径变化量值。带有弹簧的直线位移传感器21为电阻式直线位移传感器，采用分压原理，灵敏度高，反应迅速，体积小，防护性能好，可以长期在野外应用；由于此类传感器是电阻分压式，传感器分辨率可以无限小，具体数值取决于采集端设备的分辨率。电阻式直线位移传感器的具体工作状态是，当输入一个脉冲电压值，电阻式直线位移传感器就能瞬间准确地得到输出值，采集端将数据采集并传输。带有弹簧的直线位移传感器21的外壳上有刻有线槽，该线槽用于安装金属环固定夹35。

[0040] 测头端滑轮22，用于协助无弹性细钢丝绳11将无弹性细钢丝绳11所感知的树径变化量转化为电量信号，并根据该电量信号计算得出树径变化量值。测头端滑轮22通过带有弹簧的直线位移传感器21和测头端滑轮22的连接部分23，安装在带有弹簧的直线位移传感器21的活动杆的自由端，连接部分的结构和测头端滑轮22具体安装方式不限，只要保证测头端滑轮22的轮槽中心平面与带有弹簧的直线位移传感器21的活动杆的中心平面在同一个平面上，且保证测头端滑轮22可以正常地转动即可。

[0041] 当测头端滑轮22受到无弹性细钢丝绳11的压力作用时，便通过压缩带有弹簧的直线位移传感器21的弹簧，使得带有弹簧的直线位移传感器21的自由端伸缩，从而，带有弹簧的直线位移传感器21的输出的电量信号发生变化，根据该电量信号计算得出树径变化量值。

[0042] 装置固定模块包括：传感器抱卡31，皮带32，皮带卡扣33，金属环34，金属环固定夹35；

[0043] 其中，传感器抱卡31，用于固定带有弹簧的直线位移传感器21，并确定无弹性细钢丝绳11与带有弹簧的直线位移传感器21的连接关系；

[0044] 其中，传感器抱卡31包括：传感器抱卡主体结构3101，转向滑轮3102，导向滑轮3103，转向滑轮定位轴3104，导向滑轮定位轴3105，转向滑轮定位套筒3106，导向滑轮定位套筒3107，螺母3108，垫片3109，金属垫片3110，螺钉3111和橡胶垫片3112。

[0045] 传感器抱卡主体结构3101，用于确定传感器抱卡31上面各个部件的安装位置和相对关系如附图9所示。其中，传感器抱卡主体结构3101的中间凹槽部分用于安装带有弹簧的直线位移传感器21；两侧分别有两对关于带有弹簧的直线位移传感器21对称的导向滑轮定位轴孔和转向滑轮定位轴孔。

[0046] 转向滑轮3102，用于将无弹性细钢丝绳11随着带有弹簧的直线位移传感器21上的测头端滑轮22的运动从垂直于径向转到径向上来。

[0047] 导向滑轮3103，用于协助无弹性细钢丝绳11通过转向滑轮3102后环抱到树干上、需要测量树径变化量的位置上来，避免了无弹性细钢丝绳11从转向滑轮3102是轮槽中脱出。

[0048] 转向滑轮3102、导向滑轮3103分别通过转向滑轮定位轴3104、导向滑轮定位轴3105、转向滑轮定位套筒3106、导向滑轮定位套筒3107、以及螺母3108和垫片3109安装固定在传感器抱卡主体结构3101上。

[0049] 转向滑轮定位轴3104、导向滑轮定位轴3105用于通过转向滑轮定位套筒3106、导向滑轮定位套筒3107、螺母3108和垫片3109，来固定转向滑轮3102、导向滑轮3103，并确定转向滑轮3102和导向滑轮3103的轴向位置。其中一对关于带有弹簧的直线位移传感器21对称的转向滑轮3102轮槽中心平面、测头端滑轮22轮槽中心平面和带有弹簧的直线位移传感器21的活动杆的中心轴在同一平面上，该平面垂直于树干上与无弹性细钢丝绳11环抱处的树干的截面，见附图11，这就确定了转向滑轮定位轴3104在传感器抱卡主体结构
3101上的具体位置。转向滑轮定位轴3104、导向滑轮定位轴3105相互垂直，且转向滑轮定位轴3104和导向滑轮定位轴3105之间的间距大于转向滑轮3102和导向滑轮3103各自半径之和，保证转向滑轮3102和导向滑轮3103运动互不干涉即可(如附图7、附图8所示)，具体根据实际情况确定；带有弹簧的直线位移传感器21同侧的转向滑轮3102的滑轮槽与导向滑轮3103滑轮槽在同一高度上；转向滑轮3102的轮槽中心平面和导向滑轮3103的轮槽中心平面的交线为导向滑轮3103的轮槽的切线(如附图11、10所示)。

[0050] 安装时，无弹性细钢丝绳11经过测头端滑轮22，一对关于带有弹簧的直线位移传感器21对称的转向滑轮3102、关于带有弹簧的直线位移传感器21对称的导向滑轮3103，环抱于树干需要测量树径变化量的位置上，并用卡头12将无弹性细钢丝绳11的两端卡紧，此时无弹性细钢丝绳11为定长，当带有弹簧的直线位移传感器21达到满量程时或者需要调整时，拧松卡头12，调整无弹性细钢丝绳11长度使得带有弹簧的直线位移传感器21达到所需要的量程，再用卡头12将无弹性细钢丝绳11的两端卡紧、固定。

[0051] 金属垫片3110、螺钉3111，用于将带有弹簧的直线位移传感器21安装在传感器抱卡主体结构3101的中间部分；安装方式为过盈配合，通过将螺钉3111安装在传感器抱卡主体部分3101的螺钉孔上，如附图8所示。

[0052] 橡胶垫片3112，用于增加一种树径自动测量装置与树干之间的最大静摩擦力。安装在金属垫片3110与螺钉3111之间。

[0053] 即将带有弹簧的直线位移传感器21安装在传感器抱卡主体结构3101的中间凹槽部分后，依次安装金属垫片3110、橡胶垫片3112后，将螺钉3111安装到传感器抱卡主体结构3101上的螺钉孔内，固定带有弹簧的直线位移传感器21，同时增加了一种树径自动测量装置与树干之间的最大静摩擦力，使得一种树径自动测量装置与树干之间的安装更加牢靠。

[0054] 皮带32，用于将整个树径自动测量装置固定于树干上需要测量树径变化量的位置上；并通过皮带卡扣33的扣合来实现上述固定。

[0055] 皮带卡扣33，用来协助皮带32将整个树径自动测量装置固定于树干上需要测量树径变化量的位置上。

[0056] 金属环34，通过金属环固定夹35连接皮带32和测量模块，将皮带32套在金属环34上，皮带32的自由端安装皮带卡扣33。4根皮带32对应4个金属环34，同时对应两对皮带卡扣33。

[0057] 金属环固定夹35，用于固定金属环34，并直接连接金属环34与测量模块中的带有弹簧的直线位移传感器21；具体通过在带有弹簧的直线位移传感器21的外壳上刻有线槽，将金属环固定夹35安装在带有弹簧的直线位移传感器21的外壳上的线槽内，并通过螺栓将金属环固定夹35固定在带有弹簧的直线位移传感器21上，金属环固定夹35的具体位置保证不妨碍或者干扰无弹性细钢丝绳11即可(即保证无弹性细钢丝绳11在测头端滑轮22与转向滑轮3102之间的部分为直线)。一个金属环固定夹35对应2个金属环34，同时对应2根皮带32和一对皮带卡扣33，具体如附图6所示。

[0058] 2个金属环固定夹上各自安装2个金属环，4根皮带分别套在4个金属环的边上，该边为安装在金属环固定夹中的边的对边；并将金属环上面安装的皮带的自由端安装一对皮带卡扣。通过皮带32以及皮带卡扣33将上述安装好一种树径自动测量装置部分安装到树干上需要测量树径变化量的相应位置上。

[0059] 一种树径自动测量装置的工作过程：

[0060] 如附图1、2所示，将一种树径自动测量装置安装到树干上需要测量树径变化量的位置上。当树径生长变化时，由于无弹性细钢丝绳11为定长，故树径的变化量通过无弹性细钢丝绳11与测头端滑轮22反映到带有弹簧的直线位移传感器21的电信号输出上来，通过对带有弹簧的直线位移传感器21的输出的电信号的采集，并根据该电量信号计算得出树径变化量值，得出树径的周长是：

[0061]

[0062]

[0063]

[0064]

[0065] 其中：r为滑轮的半径(该公式适用于测头端滑轮22、转向滑轮3102和导向滑轮3103的尺寸相同)，δ为树干中心与导向滑轮3103连线上导向滑轮3103中心到树皮的距离；d＝2r，为滑轮的直径；a为两个转向滑轮3102中心间距离的一半(如附图10、11)；Ki＝K-xi，为第i次测量时刻，测头端滑轮22中心到两个个转向滑轮3102中心连线的距离；
xi为在第i次测量时刻，测头端滑轮22被压缩的位移即为直线位移传感器21的位移值；K0为初始安装时候测头端滑轮22中心到两个个转向滑轮3102中心连线的距离，即为Ki的初始标定值；R0为初始安装时候树干的平均半径值；Ri为第i次测量时刻，被测树干的平均半径；C0为初始时候被测树干的周长，即为树干周长的初始标定值；Ci为第i次测量时刻，被测树干的周长；π为数学常数；arcsin为反正弦函数符号；arccos为反余弦函数符号；所有角标i为第i次测量，所有角标i-1代表第i-1次测量。

[0066] 配合一种树径自动测量装置得出树径周长，其中无弹性细钢丝绳11的长度为定值由附图11和附图11可知，绳长L为：

[0067] 令

[0068] 其 中 ，

[0069]

[0070] d＝2r； (4)

[0071] E′F＝d； (5)

[0072] 又由附图11可知：

[0073]

[0074]

[0075] 由于在一次过程中绳长L＝Count(常数)，故Li-1＝Li＝L(i表示第i次测量) (8)

[0076] 又 因 为： 将 这 段 劣 弧 这 段 树 干 的“弧 长” 按照 理 想 的 圆 周 弧 长 处 理，及 圆 周 近 似 处 理，则，树 径 周 长[0077] 则：

[0078]

[0079]

[0080] 因此树径的周长为：

[0081]

[0082]

[0083]

[0084]

[0085] 当树径有变化时，由于无弹性细钢丝绳11长度通过所述卡头12卡紧后为定值，该变化就直接反映到所述带有弹簧的直线位移传感器21的输出电量信号值的变化上，通过监测所述带有弹簧的直线位移传感器21的输出电量信号值的变化，并将该变化导入到所述树径转换公式中，便可以直观地看到树径的平均值。当带有弹簧的直线位移传感器21达到满量或者根据实际树种改变测量范围时，可以松开卡头12重新调节无弹性细钢丝绳11长度，重新标定参数，可以重复继续测量。

[0086] 其中所述一种树径自动测量装置安装时，应将所述带有弹簧的直线位移传感器21的测头端朝下安装，减少外界落物等对传感器测量的干扰。

[0087] 综上所述，本发明中的装置结构合理，安装方便、可靠性高，测量的精度高，通过直接测量、数据采集或者通过无线网络节点远程监测树径的实时生长量变化和生长状态；

[0088] 安装方法为：

[0089] 将测头端滑轮22通过带有弹簧的直线位移传感器21和测头端滑轮22的连接部分23，安装在带有弹簧的直线位移传感器21的活动杆的自由端；转向滑轮3102、导向滑轮31分别通过转向滑轮定位轴3104、导向滑轮定位轴3105、转向滑轮定位套筒3106、导向滑轮定位套筒3107、以及螺母3108和垫片3109安装固定在传感器抱卡主体结构3101上；带有弹簧的直线位移传感器21安装到传感器抱卡主体结构3101的中间部分，依次安装金属垫片3110、橡胶垫片3112后通过安装螺钉3111，将带有弹簧的直线位移传感器21通过过盈配合安装到传感器抱卡主体结构3101上；将金属环34安装在金属环固定夹35里面如附图2、4所示；将金属环固定夹35安装在带有弹簧的直线位移传感器21的外壳上的线槽内，并通过螺栓将金属环固定夹35固定在带有弹簧的直线位移传感器21上；将4根皮带32套在4个安装在2个金属环固定夹35中的、4个金属环34的与安装在金属环固定夹35中的边的对边上，并将每一个金属环固定夹35上的2个金属环34上面安装的皮带32的自由端安装一对皮带卡扣33。通过皮带32以及皮带卡扣33将上述安装好一种树径自动测量装置部分安装到树干上、需要测量树径变化量的相应位置上；将无弹性细钢丝绳11经过测量模块中的测头端滑轮22，一对关于带有弹簧的直线位移传感器21对称的转向滑轮3102、关于带有弹簧的直线位移传感器21对称的导向滑轮3103，然后环抱于树干需要测量树径周长的位置上，并用卡头12将无弹性细钢丝绳11的两端卡紧，确保带有弹簧的直线位移传感器
21的活动杆的自由端被压缩一部分(至少为满量程的1/10，具体数值根据实际情况而定)。
安装无弹性细钢丝绳11后，调整金属环固定夹35的固定位置，保证无弹性细钢丝绳11在测头端滑轮22与转向滑轮3102之间的部分为直线，即金属环固定夹35的固定不妨碍无弹性细钢丝绳11活动。

[0090] 当树径生长变化时，由于无弹性细钢丝绳11为定长，故树径的变化量通过无弹性细钢丝绳11与测头端滑轮22反映到带有弹簧的直线位移传感器21的电信号输出上来，通过对带有弹簧的直线位移传感器21的输出的电信号的采集，并根据该电量信号计算得出树径变化量值，具体计算通过树径转换公式来实现。

[0091] 技术效果

[0092] 本发明通过将带有弹簧的直线位移传感器和机械结构相结合，通过一根相对定长的无弹性的细钢丝绳两对滑轮将树干周长的变化(水平方向)转化成带有弹簧的直线位移传感器测量的位移，并通过传感器输出的电量信号表现出来。该装置的测量自动完成，不需要人工进行测量，减少了测量的误差和工作量，达到了安装方便、测量可靠、测量精度高的树径测量的要求。该测量方法可以有效提高树径测量的自动化程度、树径测量的精度、大大降低工人的劳动强度，从而大幅度提高试验的效率；树径转换公式设计紧紧贴合安装和测量方式而定，可以真实地得到树径的平均值(根据周长＝π*树径)。该测量方法可以通过与无线网络相结合，实现远程数据的采集和监测。

[0093] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。