CN104863580A - 一种多功能取土器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多功能取土器，属于机械工程技术领域。本发明包括转柄、装土槽管、连接柱、取土口、槽盖打开装置、拧扣、LED显示器、防滑纹、电源、温度传感器、湿度传感器、PH传感器、离子选择性电极；所述转柄和装土槽管之间通过连接柱相连，装土槽管下端设置有取土口，在转柄上设置一个LED显示器；装土槽管的一侧设置有槽盖，槽盖的下端设置有拧扣并通过拧扣与装土槽管相连，槽盖的上端设置有槽盖打开装置。本发明操作简单，在取土过程中省力，转动方便，能够一次性采集不同土层的土样，尽可能地减少取土过程的复杂性；另外，取土器上安装有能够测量部分土壤理化性质，方便科研人员在科研试验时取土等优点。

Description

一种多功能取土器
技术领域
本发明涉及一种多功能取土器，属于机械工程技术领域。
背景技术
目前，试验研究所用的取土器基本为敞口取土器，此种取土器在取土过程中钻取过程中遇到阻力较大，需要很大力气才能钻到所需采取土样的土层，且不能够准确的钻取到预定的土层，若要得到采集的土样，则要将取土器整体提出土层，然后将取到土壤剥落到环刀盒中，以进行下一次土样的采集，即此种敞口取土器在取土过程中不能够达到方便快捷的功能，且取土过程中不能控制准确控制取土深度，所以土壤很容易压实，采集到的土壤不是土壤原状，另外此方法不容易控制土样质量，采集到的土样易于脱落。不仅如此，现阶段要测量土壤的理化性质需要采集土样后进行大型仪器分析，不能够快速简单地测出土壤理化性质。因此很有必要研究出一种能够方便人们快速取土的取土器，以及能够进行简单的土壤理化性质测量的多功能取土器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种多功能取土器，解决传统敞口取土器取土操作困难的问题，以及能够快速简单测出土壤部分理化性质，以及降低了传感器测量的数值与实际土的数值的误差的问题。
本发明技术方案是：一种多功能取土器，包括转柄1、装土槽管2、连接柱3、取土口5、槽盖打开装置6、拧扣7、LED显示器8、防滑纹11、电源12、温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16；所述转柄1和装土槽管2之间通过连接柱3相连，装土槽管2下端设置有取土口5，在转柄1上设置一个LED显示器8；
所述装土槽管2的一侧设置有槽盖10，槽盖10的下端设置有拧扣7并通过拧扣7与装土槽管2相连，槽盖10的上端设置有槽盖打开装置6，槽盖打开装置6包括转动轴17、转动片18，转动轴17的两端均与装土槽管2的管壁相连，转动轴17转动时带动转动片18转动进而打开槽盖10；
所述LED显示器8通过导线与温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16相连接。
所述装土槽管2表面上设有螺纹4，用于在取土过程中通过转动转柄1更加省时省力地将取土器转到土层中，在装土槽管2上设计标上刻度，这样在取土过程中可以准确达到所取土层的深度。
所述转柄1两侧设计两组防滑纹11，防滑纹11用于增加手面与转柄1之间的摩擦力，以防止取土过程中出现打滑现象。
所述LED显示器8上设置开关键9，转柄1底部设置有电源12，电源12用于为LED显示器8、温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16供电。
所述温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16四种传感器的感应电阻设置于取土口5内侧，LED显示器8通过导线依次穿过连接柱3、装土槽管2与位于取土口5内侧处的四种传感器相连接，四种传感器的感应电阻感应到的电阻变化转化为电流信号在LED显示器8上显示。
所述取土口5为平口，温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16四种传感器的感应电阻设置在取土口5处的装土槽管2内管壁上。
所述取土口5为螺旋口，温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16四种传感器的感应电阻设置在取土口5处设置的螺旋片19上。
所述取土口5连接在装土槽管2，装土槽管2采用的管壁较厚，取土口5采用的管壁角薄，这样能保证所取得土壤为原状土；
所述LED显示器8上设置开关键9，在按下开关键9后，土壤的理化性质便会在LED显示器8上显示，在不需要测量土壤理化性质时，关闭开关键9即可；
本发明的工作原理是：
图8所示为温度传感器电路图，其工作原理是：电路中，采用硅二极管VD1和VD2作为温度传感器，A1和VT1等构成恒流源电路，为VD1和VD2提供恒定的电流。A2为放大器，将与温度相应的VD1和VD2的电压变化放大到需要的电平，在A2的输出端接入电压表后连接到LED显示器1。
图9所示为湿度传感器电路图，其工作原理是：该传感器采用+5V电源，配4只共阴极LED数码管。电路中共使用了3片IC：IC1为HM1500/1520型湿度传感器，IC2是由美国微芯片(Microchip)公司生产的带10位ADC的单片机PIC16F874，IC3为7达林顿反相驱动器阵列MC1413。PA1～PA4输出位扫描信号，经过MC1413获得反相后的位驱动信号。RB中的RB0～RB6输出7段码信号，接LED显示器1相应的笔段电极a～g。PIC16F874还具有掉电保护功能，MCLR为掉电复位锁存端。当UDD从+5V降至+4V以下时，芯片就进入复位状态。一旦电源电压又恢复正常，必须经过72ms的延迟时间才脱离复位状态，转入正常运行状态。
图10所示为PH传感器电路，其工作原理是：PH传感器的A端置于待检测土壤或溶液中，因为不同植物所需生长的PH值不同，对土壤条件要求不同，在植物生长过程中，当土壤中PH变化时，电路产生电流，在B端时触发所连接的LED显示器1，便能读出土壤中PH值
本发明的使用过程是：在取土时，将取土口5对准将要取土点的土壤表层，转动转柄1使装土槽管2深入到土层中，转柄1转动的方向要和螺纹4的纹路一致。当装土槽管2进入土层的深度达到所需要的土层深度时，停止转动转柄1。将取土器整体提出，将取土器平放，拨开拧扣7后再，装土槽管2下端解除固定，装土槽管2再通过转动上端的槽盖打开装置6中的转动轴17，转动轴17带动转动片18转动进而打开槽盖10，将装土槽管2中的土壤露出，从而可以将装土槽管2中的土样采集出，同时可以清空其中多余的土壤，以方便下次取土使用，按照装土槽管2上的刻度，还可以选择不同土层土壤样本。
若要测量土壤的理化性质，则在取土器钻入到土层后，打开LED显示器8上的开关键9，则土壤的温度、湿度、PH值、N+浓度、P3+浓度、K+浓度、Ca2+四种离子浓度信息将会显示在LED显示器8上
本发明的有益效果是：
1、此装置设置的槽盖打开装置、拧扣方便打开槽盖，从而便于取土，及装土槽管上设置的刻度，还可以选择不同土层土壤样本；
2、此装置上取土口上设置的螺旋片，便于安装传感器，由于传感器的位置更接近于整个取土器底部采集到的土，那么使得传感器测量到的数据精度更加精准，更接近要测试的土的数据；
3、此取土器操作简单，在取土过程中省力，转动方便，能够一次性采集不同土层的土样，尽可能地减少取土过程的复杂性；另外，取土器上安装有能够测量部分土壤理化性质，方便科研人员在科研试验时取土等优点。
附图说明
图1是本发明结构正视图；
图2是本发明结构俯视图；
图3是本发明转柄底部示意图；
图4是本发明传感器设置在螺旋片上时取土口处细节图；
图5是本发明传感器设置在装土槽管内管壁上时取土口细节图；
图6是本发明上部细节图；
图7是本发明转轴细节图；
图8是本发明温度传感器电路图；
图9是本发明湿度传感器电路图；
图10是本发明PH传感器电路图。
图1-10中各标号：1-转柄，2-装土槽管，3-连接柱，4-螺纹，5-取土口，6-槽盖打开装置，7-拧扣，8-LED显示器，9-开关键，10-槽盖，11-防滑纹，12-电源，13-温度传感器，14-湿度传感器，15-PH传感器，16-离子选择性电极，17-转动轴，18-转动片，19-螺旋片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-10所示，一种多功能取土器，包括转柄1、装土槽管2、连接柱3、取土口5、槽盖打开装置6、拧扣7、LED显示器8、防滑纹11、电源12、温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16；所述转柄1和装土槽管2之间通过连接柱3相连，装土槽管2下端设置有取土口5，在转柄1上设置一个LED显示器8；
所述装土槽管2的一侧设置有槽盖10，槽盖10的下端设置有拧扣7并通过拧扣7与装土槽管2相连，槽盖10的上端设置有槽盖打开装置6，槽盖打开装置6包括转动轴17、转动片18，转动轴17的两端均与装土槽管2的管壁相连，转动轴17转动时带动转动片18转动进而打开槽盖10；
所述LED显示器8通过导线与温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16相连接。
实施例2：如图1-10所示，一种多功能取土器，包括转柄1、装土槽管2、连接柱3、取土口5、槽盖打开装置6、拧扣7、LED显示器8、防滑纹11、电源12、温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16；所述转柄1和装土槽管2之间通过连接柱3相连，装土槽管2下端设置有取土口5，在转柄1上设置一个LED显示器8；
所述装土槽管2的一侧设置有槽盖10，槽盖10的下端设置有拧扣7并通过拧扣7与装土槽管2相连，槽盖10的上端设置有槽盖打开装置6，槽盖打开装置6包括转动轴17、转动片18，转动轴17的两端均与装土槽管2的管壁相连，转动轴17转动时带动转动片18转动进而打开槽盖10；
所述LED显示器8通过导线与温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16相连接。
所述装土槽管2表面上设有螺纹4，用于在取土过程中通过转动转柄1更加省时省力地将取土器转到土层中，在装土槽管2上设计标上刻度。
实施例3：如图1-10所示，一种多功能取土器，包括转柄1、装土槽管2、连接柱3、取土口5、槽盖打开装置6、拧扣7、LED显示器8、防滑纹11、电源12、温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16；所述转柄1和装土槽管2之间通过连接柱3相连，装土槽管2下端设置有取土口5，在转柄1上设置一个LED显示器8；
所述装土槽管2的一侧设置有槽盖10，槽盖10的下端设置有拧扣7并通过拧扣7与装土槽管2相连，槽盖10的上端设置有槽盖打开装置6，槽盖打开装置6包括转动轴17、转动片18，转动轴17的两端均与装土槽管2的管壁相连，转动轴17转动时带动转动片18转动进而打开槽盖10；
所述LED显示器8通过导线与温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16相连接。
所述装土槽管2表面上设有螺纹4，用于在取土过程中通过转动转柄1更加省时省力地将取土器转到土层中，在装土槽管2上设计标上刻度。
所述转柄1两侧设计两组防滑纹11，防滑纹11用于增加手面与转柄1之间的摩擦力，以防止取土过程中出现打滑现象。
实施例4：如图1-10所示，一种多功能取土器，包括转柄1、装土槽管2、连接柱3、取土口5、槽盖打开装置6、拧扣7、LED显示器8、防滑纹11、电源12、温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16；所述转柄1和装土槽管2之间通过连接柱3相连，装土槽管2下端设置有取土口5，在转柄1上设置一个LED显示器8；
所述装土槽管2的一侧设置有槽盖10，槽盖10的下端设置有拧扣7并通过拧扣7与装土槽管2相连，槽盖10的上端设置有槽盖打开装置6，槽盖打开装置6包括转动轴17、转动片18，转动轴17的两端均与装土槽管2的管壁相连，转动轴17转动时带动转动片18转动进而打开槽盖10；
所述LED显示器8通过导线与温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16相连接。
所述装土槽管2表面上设有螺纹4，用于在取土过程中通过转动转柄1更加省时省力地将取土器转到土层中，在装土槽管2上设计标上刻度。
所述转柄1两侧设计两组防滑纹11，防滑纹11用于增加手面与转柄1之间的摩擦力，以防止取土过程中出现打滑现象。
所述LED显示器8上设置开关键9，转柄1底部设置有电源12，电源12用于为LED显示器8、温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16供电。
实施例5：如图1-10所示，一种多功能取土器，包括转柄1、装土槽管2、连接柱3、取土口5、槽盖打开装置6、拧扣7、LED显示器8、防滑纹11、电源12、温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16；所述转柄1和装土槽管2之间通过连接柱3相连，装土槽管2下端设置有取土口5，在转柄1上设置一个LED显示器8；
所述装土槽管2的一侧设置有槽盖10，槽盖10的下端设置有拧扣7并通过拧扣7与装土槽管2相连，槽盖10的上端设置有槽盖打开装置6，槽盖打开装置6包括转动轴17、转动片18，转动轴17的两端均与装土槽管2的管壁相连，转动轴17转动时带动转动片18转动进而打开槽盖10；
所述LED显示器8通过导线与温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16相连接。
所述装土槽管2表面上设有螺纹4，用于在取土过程中通过转动转柄1更加省时省力地将取土器转到土层中，在装土槽管2上设计标上刻度。
所述转柄1两侧设计两组防滑纹11，防滑纹11用于增加手面与转柄1之间的摩擦力，以防止取土过程中出现打滑现象。
所述LED显示器8上设置开关键9，转柄1底部设置有电源12，电源12用于为LED显示器8、温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16供电。
所述温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16四种传感器的感应电阻设置于取土口5内侧，LED显示器8通过导线依次穿过连接柱3、装土槽管2与位于取土口5内侧处的四种传感器相连接，四种传感器的感应电阻感应到的电阻变化转化为电流信号在LED显示器8上显示。
实施例6：如图1-10所示，一种多功能取土器，包括转柄1、装土槽管2、连接柱3、取土口5、槽盖打开装置6、拧扣7、LED显示器8、防滑纹11、电源12、温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16；所述转柄1和装土槽管2之间通过连接柱3相连，装土槽管2下端设置有取土口5，在转柄1上设置一个LED显示器8；
所述装土槽管2的一侧设置有槽盖10，槽盖10的下端设置有拧扣7并通过拧扣7与装土槽管2相连，槽盖10的上端设置有槽盖打开装置6，槽盖打开装置6包括转动轴17、转动片18，转动轴17的两端均与装土槽管2的管壁相连，转动轴17转动时带动转动片18转动进而打开槽盖10；
所述LED显示器8通过导线与温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16相连接。
所述装土槽管2表面上设有螺纹4，用于在取土过程中通过转动转柄1更加省时省力地将取土器转到土层中，在装土槽管2上设计标上刻度。
所述转柄1两侧设计两组防滑纹11，防滑纹11用于增加手面与转柄1之间的摩擦力，以防止取土过程中出现打滑现象。
所述LED显示器8上设置开关键9，转柄1底部设置有电源12，电源12用于为LED显示器8、温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16供电。
所述温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16四种传感器的感应电阻设置于取土口5内侧，LED显示器8通过导线依次穿过连接柱3、装土槽管2与位于取土口5内侧处的四种传感器相连接，四种传感器的感应电阻感应到的电阻变化转化为电流信号在LED显示器8上显示。
所述取土口5为平口，温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16四种传感器的感应电阻设置在取土口5处的装土槽管2内管壁上。
实施例7：如图1-10所示，一种多功能取土器，包括转柄1、装土槽管2、连接柱3、取土口5、槽盖打开装置6、拧扣7、LED显示器8、防滑纹11、电源12、温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16；所述转柄1和装土槽管2之间通过连接柱3相连，装土槽管2下端设置有取土口5，在转柄1上设置一个LED显示器8；
所述装土槽管2的一侧设置有槽盖10，槽盖10的下端设置有拧扣7并通过拧扣7与装土槽管2相连，槽盖10的上端设置有槽盖打开装置6，槽盖打开装置6包括转动轴17、转动片18，转动轴17的两端均与装土槽管2的管壁相连，转动轴17转动时带动转动片18转动进而打开槽盖10；
所述LED显示器8通过导线与温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16相连接。
所述装土槽管2表面上设有螺纹4，用于在取土过程中通过转动转柄1更加省时省力地将取土器转到土层中，在装土槽管2上设计标上刻度。
所述转柄1两侧设计两组防滑纹11，防滑纹11用于增加手面与转柄1之间的摩擦力，以防止取土过程中出现打滑现象。
所述LED显示器8上设置开关键9，转柄1底部设置有电源12，电源12用于为LED显示器8、温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16供电。
所述温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16四种传感器的感应电阻设置于取土口5内侧，LED显示器8通过导线依次穿过连接柱3、装土槽管2与位于取土口5内侧处的四种传感器相连接，四种传感器的感应电阻感应到的电阻变化转化为电流信号在LED显示器8上显示。
所述取土口5为螺旋口，温度传感器13、湿度传感器14、PH传感器15、离子选择性电极16四种传感器的感应电阻设置在取土口5处设置的螺旋片19上。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种多功能取土器，其特征在于：包括转柄（1）、装土槽管（2）、连接柱（3）、取土口（5）、槽盖打开装置（6）、拧扣（7）、LED显示器（8）、防滑纹（11）、电源（12）、温度传感器（13）、湿度传感器（14）、PH传感器（15）、离子选择性电极（16）；所述转柄（1）和装土槽管（2）之间通过连接柱（3）相连，装土槽管（2）下端设置有取土口（5），在转柄（1）上设置一个LED显示器（8）；
所述装土槽管（2）的一侧设置有槽盖（10），槽盖（10）的下端设置有拧扣（7）并通过拧扣（7）与装土槽管（2）相连，槽盖（10）的上端设置有槽盖打开装置（6），槽盖打开装置（6）包括转动轴（17）、转动片（18），转动轴（17）的两端均与装土槽管（2）的管壁相连，转动轴（17）转动时带动转动片（18）转动进而打开槽盖（10）；
所述LED显示器（8）通过导线与温度传感器（13）、湿度传感器（14）、PH传感器（15）、离子选择性电极（16）相连接。
2.根据权利要求1所述的多功能取土器，其特征在于：所述装土槽管（2）表面上设有螺纹（4），用于在取土过程中通过转动转柄（1）更加省时省力地将取土器转到土层中，在装土槽管（2）上设计标上刻度。
3.根据权利要求1所述的多功能取土器，其特征在于：所述转柄（1）两侧设计两组防滑纹（11），防滑纹（11）用于增加手面与转柄（1）之间的摩擦力，以防止取土过程中出现打滑现象。
4.根据权利要求1所述的多功能取土器，其特征在于：所述LED显示器（8）上设置开关键（9），转柄（1）底部设置有电源（12），电源（12）用于为LED显示器（8）、温度传感器（13）、湿度传感器（14）、PH传感器（15）、离子选择性电极（16）供电。
5.根据权利要求1所述的多功能取土器，其特征在于：所述温度传感器（13）、湿度传感器（14）、PH传感器（15）、离子选择性电极（16）四种传感器的感应电阻设置于取土口（5）内侧，LED显示器（8）通过导线依次穿过连接柱（3）、装土槽管（2）与位于取土口（5）内侧处的四种传感器相连接，四种传感器的感应电阻感应到的电阻变化转化为电流信号在LED显示器（8）上显示。
6.根据权利要求5所述的多功能取土器，其特征在于：所述取土口（5）为平口，温度传感器（13）、湿度传感器（14）、PH传感器（15）、离子选择性电极（16）四种传感器的感应电阻设置在取土口（5）处的装土槽管（2）内管壁上。
7.根据权利要求5所述的多功能取土器，其特征在于：所述取土口（5）为螺旋口，温度传感器（13）、湿度传感器（14）、PH传感器（15）、离子选择性电极（16）四种传感器的感应电阻设置在取土口（5）处设置的螺旋片（19）上。
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