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申请/专利权人：兰州大学

摘要：本发明公开了一种冰川迹地上活树取木芯用的生长锥及其实现方法。本发明采用在生长锥主体的底端分别设置可更换握柄固定握柄，构成F型握柄，手握钻孔时更加稳定，其体积更加小型化；在可更换握柄中设置太阳能电池，利用太阳能发电作为能源，避免了在远离电源无法进行电动树轮钻使用的缺陷，确保了在野外或者无电源情况下，进行树木钻孔打眼之需，为冰川研究提供更多数据支撑；生长锥主机体内安装钻头识别装置和钻头控制器，在钻头控制器内预存有各个级钻头对应所需的电机主轴的参数，通过不同光接收器的光学感应，钻头控制器探测钻头级别，并在达到设定的圈数后，控制电机停止工作，自动停止树芯采样，智能识别合理速率进行树芯采样工作。

主权项：1.一种冰川迹地上活树取木芯用的生长锥，其特征在于，所述冰川迹地上活树取木芯用的生长锥包括：生长锥主体、可更换握柄、固定握柄、按钮、太阳能电池、电机、钻头控制器、水平仪、三档开关和钻头识别装置；其中，生长锥主体的内部具有空间；生长锥主体底部的后端设置有与生长锥主体连接为一体的固定握柄，固定握柄的内部具有空间，且与生长锥主体的内部空间连接为一体，共同构成容纳腔；在容纳腔内设置有电机和钻头控制器；在生长锥主体或固定握柄的表面设置三档开关，三档开关电学连接至位于容纳腔内的电机，通过三挡开关控制电机顺时针前进、逆时针后退或暂停，从而控制钻头运动进退或停止状态；电机连接至钻头控制器；在生长锥主体底部的前端设置有主体压扣卡扣，主体压扣卡扣电学连接至电机、钻头控制器和钻头识别装置，在生长锥主体的表面设置有按钮，主体压扣卡扣机械连接设置在生长锥主体表面的按钮；可更换握柄的顶端设置有电池压扣卡扣，可更换握柄的顶端抵入生长锥主体底部的前端，电池压扣卡扣与主体压扣卡扣牢固扣合，将可更换握柄安装在生长锥主体上，通过按压按钮将电池压扣卡扣与主体压扣卡扣释放，将可更换握柄顶端弹出；可更换握柄内具有空间，太阳能电池放置在可更换握柄内，电池压扣卡扣电学连接至太阳能电池，通过电池压扣卡扣与主体压扣卡扣扣合，太阳能电池电学连接至电机、钻头控制器和钻头识别装置；在生长锥主体的表面顶端设置有水平仪；生长锥主体的前端设置有钻头卡口，钻头卡口连通生长锥主体内的容纳腔，钻头卡口的中心轴位于电机主轴上；生长锥主体的前端且位于钻头卡口的末端设置有钻头识别装置；钻头识别装置连接至钻头控制器；钻头的末端伸入至钻头卡口内的钻头识别装置，钻头的末端通过齿轮连接至电机主轴，电机运作通过齿轮的咬合驱动钻头的前进、后推或暂停；钻头识别装置包括S级光源和光接收器，第一级至第S级光源和光接收器沿着中心轴向方向顺次排列；第i级光源与第i级光接收器相对放置，且二者之间的连线垂直于中心轴，i＝1,…,S；第i级光源与第i级光接收器之间有距离，且距离中心轴等距；从第一级至第S级，光源与相应的光接收器之间的距离依次递减；与S级光源和光接收器相对应，具有S级直径依次递减的钻头，第i级光源与第i级光接收器之间的距离与第i级钻头的直径一致；第一级至第S级光源和光接收器分别连接至钻头控制器；在不连接钻头时，第i级光源沿垂直于中心轴的方向发出光，由位于对面的第i级光接收器接收；当第i级钻头的末端经过钻头卡口内的钻头识别装置通过齿轮连接至电机主轴，第i级钻头的末端卡在第i级光源与光接收器之间，从而阻挡第一至第i级光源发出的光被相应的光接收器接收，第一至第i级光接收器均不能接收到光信号，没有输出信号至钻头控制器，而第i+1级至第S级光接收器能够接收到光信号，有输出信号至钻头控制器，钻头控制器自动识别此钻头为第i级钻头；在钻头控制器内预存有各个级钻头对应所需的电机主轴的转速和高速运转的时间，钻头控制器将第i级钻头对应所需的电机主轴的转速转换为相应的电压和电流，驱动电机工作，带动第i级钻头按照相应的转速运转；根据生长锥向树芯钻的孔的长度，求得限制的旋转圈数，进而计算得到每个采样所需的时间；钻头控制器探测同一根钻头一次使用的达到设定的采样所需的时间即达到限制的旋转圈数后，控制电机停止工作，自动停止树芯采样，避免电机过热造成安全隐患。

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