1.一种用于测量作物叶片阻力系数的装置，其特征在于，所述装置包括砝码、绳索、运动机构、外部支撑机构、多个滑轮机构和高速摄像仪；

所述运动机构由第一活节螺栓、第二活节螺栓、上连接机构、紧定螺钉、拉力传感器、下连接体、轴连接件、直线轴承和待测作物叶片组成；上连接机构通过拉力传感器与下连接体连接，下连接体通过轴连接件与直线轴承固定，直线轴承紧密地套在导向杆上，上连接机构顶端安装有第一活节螺栓，下连接体底端安装有第二活节螺栓，第一活节螺栓和第二活节螺栓分别用于固定牵引绳和导向绳；

所述多个滑轮机构包括四个单滑轮机构、一个双滑轮机构和一个线轮机构；第一单滑轮机构位于第一活节螺栓正上方，第一单滑轮机构安装在垫块上，垫块固定于横板上，双滑轮机构中的第二滑轮与第一单滑轮机构的滑轮水平对齐，牵引绳一端系于线轮机构的线轮上，另一端依次通过双滑轮机构中的第二滑轮、第一单滑轮机构与第一活节螺栓连接；第四单滑轮机构置于第二活节螺栓正下方，第三单滑轮机构设置在第四单滑轮机构左方，第三单滑轮机构和第四单滑轮机构通过螺栓固定在圆管塞上表面上，第二单滑轮机构置于第三单滑轮机构正上方，通过螺栓与横板固定，双滑轮机构中第一滑轮与第二单滑轮机构中的滑轮水平对齐，导向绳一端与砝码固定，另一端依次通过双滑轮机构中第一滑轮、第二单滑轮机构、第三单滑轮机构和第四单滑轮机构与第二活节螺栓连接；

所述外部支撑机构包括圆管支撑机构和滑轮支撑机构两部分，所述圆管支撑机构由圆管塞、圆管支撑架，三通阀门组成，圆管塞底端放于地面，圆管塞顶端通过螺纹与圆管紧密连接；圆管支撑架四边形端放置于地面，顶端内侧与圆管结合；所述滑轮支撑机构由滑轮固定架和横板组成，滑轮固定架底端与圆管支撑架通过螺栓固定，滑轮固定架顶端通过螺栓与横板连接，横板另一端与带螺纹的导向杆通过螺母固定。

2.如权利要求1所述的一种用于测量作物叶片阻力系数的装置，其特征在于，所述圆管为透明塑料管，圆管外壁刻有长度尺寸数据；所述高速摄像仪位于圆管一侧，高速摄像仪的观察区域在圆管顶部以下1300mm至2300mm之间。

3.如权利要求1所述的一种用于测量作物叶片阻力系数的装置，其特征在于，所述砝码设置在圆管外部，更换砝码质量能够改变待测作物叶片与管内液体的相对速度。

4.如权利要求1所述的一种用于测量作物叶片阻力系数的装置，其特征在于，所述上连接机构由上连接体、下球壳、上球壳和球头圆杆组成，待测作物叶片固定在球头圆杆末端，球头圆杆可在下球壳和上球壳组成的球室内转动，在达到预设角度，拧紧紧定螺钉使待测作物叶片的位置相对固定。

5.如权利要求1所述的一种用于测量作物叶片阻力系数的装置，其特征在于，所述的运动机构的组成部件可变的，拉力传感器，在无砝码、无待测作物叶片状态下，能够测出系统摩擦力，其值为定值，将其视为系统固定参数；待测得系统摩擦力后，将运动机构中的拉力传感器和下连接体移除，将上连接机构与轴连接件固定，第一、第二活节螺栓安装在上连接机构两端，构成新的运动机构，以减轻运动机构因体积和质量对作物叶片运动的影响。

6.如权利要求1所述的一种用于测量作物叶片阻力系数的装置，其特征在于，所述双滑轮机构设有第一滑轮与第二滑轮，第二滑轮安装高于第一滑轮，避免导向绳与牵引绳缠绕，双滑轮支架底部设有长方形孔槽。

7.如权利要求1所述的一种用于测量作物叶片阻力系数的装置，其特征在于，所述圆管塞底端设有四根圆柱形支撑柱，支撑柱平放于地面上，圆管塞圆心安装有进出液体三通阀门，圆管塞设有导向杆安装孔。

8.如权利要求1所述的一种用于测量作物叶片阻力系数的装置，其特征在于，所述滑轮固定架底部外侧形状与圆管支撑架顶端相同，是六边形的一角，滑轮固定架底部内侧是与圆管外壁相配合的圆弧状，滑轮固定架上部侧面设有长方形孔槽，与双滑轮机构支撑架底板开设的长方形孔槽对应，作用是使牵引绳和导向绳通过孔槽与相应机构相连。

9.如权利要求1所述的一种用于测量作物叶片阻力系数的装置，其特征在于，打开三通阀门进水口，将透明圆管内灌满液体，关闭阀门；在无砝码和待测作物叶片状态下，运动机构在重力作用下沿导向杆在充满液体的透明圆管内运动；在运动开始时，打开高速摄像仪，记录运动机构的运动过程；筛选高速摄像仪所得图像，获取运动机构达到平衡状态时的参数；根据运动机构平衡状态时的运动方程和自身参数，可计算获得系统摩擦力Ff，其值为定值，记录这一数值，将其定义为测量装置的系统固定参数，在后续测量中该值作为已知参数使用；其计算过程如下：(1)通过高速摄像仪获得作物叶片在平衡状态时的速度ut；

(2)将u＝ut带入阻力计算公式，分别计算出砝码在空气中的阻力Fd1和运动机构在液体中的阻力Fd2；

阻力计算公式为：

式中：Fd是物体所受阻力，Cd是作物叶片阻力系数，ρ是流体的密度，u是作物叶片与流体之间的相对流速，A是作物叶片的横截面积；

(3)通过测量手段分别得出：砝码的重力G1和砝码在空气中的浮力Fb1，运动机构的重力G2和运动机构在液体中的浮力Fb2；

(4)将上述值代入平衡时的受力方程得：G1+G2‑Fb1‑Fb2‑Ff‑Fd1‑Fd2＝0；

则系统摩擦力Ff可由下式计算：

Ff＝G1+G2‑Fb1‑Fb2‑Fd1‑Fd2；

待测得系统摩擦力Ff后，将运动机构中的拉力传感器和下连接体移除，将上连接机构与轴连接件固定，第一活节螺栓、第二活节螺栓安装在上连接机构两端，构成新的运动机构；

将待测作物叶片固定在球头圆杆末端，使球头圆杆在下球壳和上球壳组成的球室内转动，在达到预设角度，拧紧紧定螺钉，记录待测作物叶片的位置参数；选定砝码，将其系于导向绳一端，运动机构将在砝码重力作用下沿导向杆运动，在运动开始时，打开高速摄像仪，记录运动机构的运动过程；筛选高速摄像仪所得图像，获取运动机构达到平衡状态时的参数，根据待测作物叶片平衡状态时的运动方程、自身参数以及上述定义的系统固定参数，可计算获得待测作物叶片在液体中运动所受阻力，将相关参数带到阻力的计算公式中去，便可计算出作物叶片的阻力系数；

其计算过程如下：

(5)通过高速摄像仪获得作物叶片在平衡状态时的速度ut；

(6)将u＝ut带入阻力计算公式，分别计算出砝码在空气中的阻力Fd1和运动机构在液体中的阻力Fd2；

(7)通过测量手段分别得出：砝码的重力G1和砝码在空气中的浮力Fb1，运动机构的重力G2和运动机构在液体中的浮力Fb2、待测作物叶片重力G3和待测作物叶片在液体中的浮力Fb3；

(4)由受力平衡方程可以得出作物叶片所受阻力Fd3为Fd3＝G1+G2+G3‑Fb1‑Fb2‑Fb3‑Ff‑Fd1‑Fd2；

(5)通过图像处理获得作物叶片平衡时的受力面积A3；

作物叶片的阻力系数Cd3的计算公式为：在测量结束后，转动线轮将运动机构牵引到透明圆管顶部，更换砝码质量和转动待测作物叶片位置都将改变测量结果，选择上述操作中的一种或多种操作的组合，重复上述测量步骤，进行新一轮测量。