[发明专利]基于一体化主板的地貌仪主机

说明书

本发明属于水土保持研究装置技术领域，涉及一种基于一体化主板的地貌仪主机，是一种可进行实时三维地貌动态观测的装置。利用U型卡对一字线型激光模组的精确定位，从而发出平行、等距的激光等高面，投射到试验需求的观测地形上。通过U型卡确定了激光模组在主板上的固定位置，既实现了激光模组的发射角度和相邻激光模组间距的便捷调节，又保证了在地貌仪主机被移动的情况下激光模组的位置和角度的较高精度。通过多个分段式机箱的任意拼接，实现了对不同试验范围需求的实时观测。本发明是一种方便且准确地固定激光模组间距和发射角度，且同时满足观测不同范围高度要求的新型地貌仪主机。

技术领域

本发明属于水土保持研究装置技术领域，涉及一种基于一体化主板的地貌仪主机，是一种可进行实时三维地貌动态观测的装置。

背景技术

由于土壤侵蚀现象的复杂性，研究中多寻求可靠的方法对侵蚀地貌进行观测分析以期获得其发生机理。综观国内外土壤侵蚀的观测方法，可以归纳为雨后调查法和雨中动态观测法两种。雨后调查法是通过调查降雨后的地貌特征，反推水土流失量的方法。激光扫描仪等非接触式测量方法技术的介入，使重力侵蚀现场高危地形的监测成为可能。但是，在当次降雨过程中或者前几次降雨后，下落的崩滑体中一部分已被水流冲走，或者从上游输入的部分土壤会沉积在崩落体中，从而造成观测误差。雨中动态观测法是指在土壤侵蚀事件发生过程中，通过连续观测侵蚀发生过程和侵蚀堆积体形态，综合判断土壤侵蚀的类型及其侵蚀量。这种方法能够监测土壤发生的过程，但实施难度很大，相关研究成果很少。本专利的第一发明人及其所在的团队，利用结构光技术，研制了三维地貌的动态观测仪器——地貌仪。该团队自2009年开始研制，至今已研制成功出5代地貌仪样机、获6项授权国家发明专利(ZL201310422836.6；ZL201310422447.3；ZL201010502055.4；ZL201010502051.6；ZL201010144689.7；ZL201010144655.8)，实现了降雨模拟试验中沟坡重力侵蚀过程的定量、动态观测。如张红武教授主持的国家自然科学基金重点项目(5139003)模型试验中溃坝冲刷量的观测以及本专利的第一发明人主持的国家自然科学基金项目(51079016；51179021)相关试验的重力侵蚀观测，均是采用上述地貌仪观测装置和方法实现的。

但是，上述地貌仪仍存在以下缺点：(1)在试验现场的地貌仪主机如果被移动以后，主机中一字线型激光模组的位置、角度可能发生变化，即地貌仪主机发出的等距、平行激光等高面会产生较大误差。因此需要对主机中一字线型激光模组的位置和角度进行校准后，主机才能被重新定位、用于试验观测，而上述地貌仪的校准工作较繁琐、耗时。(2)由于试验的不同观测范围需求决定了地貌仪的高度，但一定的地貌仪高度无法同时满足多个试验观测需求。针对以上问题，本发明将原有的地貌仪主机进行了升级和改造，重新设计了利用U型卡对一字线型激光模组精确定位的基于一体化主板的地貌仪主机，实现了在地貌仪主机被移动的情况下，仍然能保持较高的精度；并且设计了分段式地貌仪主机，以适应试验范围高度的变化，实现对不同试验范围需求的实时观测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种方便且准确固定一字线型激光模组间距和角度，且能够同时满足观测不同范围要求的新型地貌仪主机。

本发明的技术方案：

一种基于一体化主板的地貌仪主机，包括一体化主板2、分段式主机机箱3和低压电源箱1，能够发出平行、等距的激光等高面，投射到试验需求的观测地形上；