[发明专利]一种基于超声技术的水下孔质结构植物的采挖技术

说明书

本发明涉及非接触式超声探测技术领域，尤其是一种基于超声技术的水下孔质结构植物的采挖技术，包括船体、超声探测成像系统和采挖系统，所述采挖系统包括位于船体内部的水箱和水泵，所述采挖系统还包括位于船体右侧上端的前后移动装置，所述前后移动装置的上端安装有左右移动装置，所述左右移动装置的内部贯穿有上下移动装置，所述上下移动装置和左右移动装置之间安装有旋转装置，所述第四电机的输出端贯穿外壳安装有喷头，所述水泵的出水口连接有与喷头连接的水管。本发明将“盲”挖工况转化为“明”挖工况，改变了劳动者俯身劳作的工作方式，改善了工作环境，降低了工作强度，大大提高了工作效率，同时防止被挖植物受损。

技术领域

本发明涉及非接触式超声探测技术领域，尤其涉及一种基于超声技术的水下孔质结构植物的采挖技术。

背景技术

现有非接触式探测技术是以光、电磁、声等技术为基础，在不接触被测物体表面的情况下可精准的获得目标的空间位置或其他参数。通过对现有该技术的初步对比分析，在水中超声探测相比于其他探测手段有着能量衰减慢、探测精度高、穿透能力强的优点。超声波作为一种可靠的无损检测技术，目前广泛应用于金属探伤、医学检测、地质侦探、木材无损检测和声呐探测等领域。在农业工程领域也有一定应用，如：超声波用于种子发芽和作物增产、超声萃取、超声灭菌等。

超声探测的原理是采用回声定位原理，由换能器(探头)向目标发射一束或多束超声，根据实际情况采用合适的扫描形式(线性、扇形或其他形式)进行扫描，当超声波遇到不同声阻抗的两种组织交界面处时发生超声反射，反射超声信号由换能器接收，经过信号放大和信息处理后显示于屏幕上，形成一幅目标物的二维或多维图像。

研究表明，由于孔质结构植物与泥土的材料特性(弹性模量、剪切模量、泊松比)不同，以及孔质结构植物自身孔洞结构形成的异质结构，导致在材质分界面处(孔质结构植物实体与其内部孔洞的分界面)的声阻抗发生剧烈改变，而脉冲超声信号在声阻抗发生改变的位置处，反射回的波形与连续同种介质处的波形有明显区别，这个特性使超声能分辨出处于多层介质泥水环境中的孔质结构植物并得到其具体位置。

到目前为止，现类似于莲藕、茨实、鸡头梗、慈姑等泥水下孔结构的睡莲科植物的采挖工作方式有：喷头喷射的工作方式，即利用高压水柱冲刷泥土让孔质植物依靠浮力自动浮出水面的原理；或是将植物生长区的水全部抽干再进行人工采挖。以上采挖方式均是在孔质结构植物具体位置不可见的情况下进行盲目采挖，其存在的根本缺点是：采挖效率低下、劳动强大、植物遗漏率高且易损伤，致使孔质结构植物的利用价值大打折扣。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于超声技术的水下孔质结构植物的采挖技术。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：