CN110133228A - 一种植物根际土壤收集检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物根际土壤收集检测系统，包括收集箱以及设置于所述收集箱中的收集腔，所述收集腔中设有根固定机构，所述根固定机构包括转动设置于所述收集腔顶壁的空心转轴，所述空心转轴下端固定设有转动齿轮，所述转动齿轮下端面左右对称设有用于将植物根夹紧的夹紧单元，本发明可自动检测根的直径，检测结束后本发明可将根际土壤外围的土壤进行刮除，并在刮除结束后将根际土壤进行收集，使收集到的根际土壤较为纯净，检测结果更为精确，同时本发明收集过程为自动化完成，大大提高了收集以及检测的效率。

Description

一种植物根际土壤收集检测系统

技术领域

本发明涉及一种植物根际土壤收集检测系统，主要涉及机械技术领域。

背景技术

植物根际土壤，是指受植物根系活动影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微域环境，根际一般指离根轴表面数毫米范围之内，是土壤-根系-微生物相互作用的微区域，也是不同植物种类或品种、土壤和环境条件形成的特定的微生态系统；

传统中植物根际土壤收集一般采用抖根法，由于纯根际土壤仅存在于距离植物根系表面几毫米范围内导致此方法不能够保证收集到的土壤都是纯根际土壤，与此同时抖根法还会带入大量的脱落的细根系，从而不利于后期土壤分析的进行，而且传统收集方法效率较低，难以实现自动化，针对上述缺点，本发明进行了改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种植物根际土壤收集检测系统，克服了上述的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

本发明的一种植物根际土壤收集检测系统，包括收集箱以及设置于所述收集箱中的收集腔，所述收集腔中设有根固定机构；

所述根固定机构包括转动设置于所述收集腔顶壁的空心转轴，所述空心转轴下端固定设有转动齿轮，所述转动齿轮下端面左右对称设有用于将植物根夹紧的夹紧单元；

所述收集腔中设有定位机构、刮土机构，所述定位机构包括可左右滑动的安装块，所述安装块中设有向右开口的定位腔，所述定位腔中滑动设有顶压杆，所述顶压杆与所述定位腔左壁之间连接有第一弹簧，所述安装块向右运动使所述顶压杆与所述植物根外表面相抵，用于检测所述植物根直径，所述刮土机构包括左刮板、右刮板，所述顶压杆与所述植物根外表面相抵时，所述左刮板此时处于根际土与非根际土分界处，所述右刮板与所述植物根外表面处于同一平面，所述右刮板此时位于所述植物根后侧，所述左刮板与所述右刮板均可上下运动；

所述收集腔中设有容器机构，所述容器机构包括第一容器与所述第二容器，收集土壤时所述植物根转动，所述左刮板向下运动将根际土外侧土壤刮除，并收集于所述第一容器中，所述右刮板向前运动，所述第二容器与所述第一容器位置互换，所述右刮板与所述植物根外表面相抵，将根际土刮除并收集于所述第二容器中；

所述第二容器中设有检测机构。

进一步的，所述收集腔后壁固定设有支撑板，所述支撑板前端面设有丝杆槽，所述丝杆槽左壁固定设有马达，所述马达右侧动力连接有丝杆，所述丝杆槽中滑动设有与所述丝杆螺纹连接的左螺母，所述安装块与所述左螺母前端面通过支撑杆固定连接，所述定位腔左壁固定设有与所述马达电性连接的传感器，当所述顶压杆与所述传感器相抵时，所述马达停止。

进一步的，所述收集腔后壁固定设有固定板，所述固定板中设有向前开口的导向槽，所述导向槽中滑动设有传动块，所述传动块与所述导向槽顶壁之间连接有复位弹簧，所述传动块中设有可左右滑动的滑动杆，所述左刮板与所述滑动杆右端固定连接，所述左螺母前端面固定设有位于所述支撑杆左侧的左定位杆，所述左定位杆向下延伸且与所述滑动杆滑动连接，所述收集腔顶壁固定设有电机，所述电机下端动力连接有锥齿轮轴，所述锥齿轮轴上固定设有与所述转动齿轮啮合的主动齿轮，所述收集箱中设有位于所述收集腔下侧的齿轮腔，所述锥齿轮轴下端延伸至所述齿轮腔中且固定设有上锥齿轮，所述齿轮腔左壁转动设有线轮轴，所述线轮轴上固定设有与所述上锥齿轮啮合的下锥齿轮，所述线轮轴上固定设有卷线轮，所述卷线轮上绕设有拉线，所述拉线上端延伸至所述导向槽中与所述传动块下端面固定连接。

进一步的，所述收集腔右壁中设有第一滑槽，所述第一滑槽中滑动设有第一滑块，所述第一滑块左端面设有第二滑槽，所述第二滑槽中设有可左右滑动的第二滑块，所述第二滑块中设有向左开口的第三滑槽，所述第三滑槽中滑动设有安装杆，所述安装杆与所述第三滑槽右壁之间连接有顶压弹簧，所述安装杆左端固定设有传动杆，所述右刮板固定设置于所述传动杆左端，所述丝杆左右两侧螺纹旋向相反，所述丝杆槽中滑动设有与所述丝杆螺纹连接的右螺母，所述右螺母下端面固定设有右定位杆，所述传动杆中设有上下贯穿的第一方形孔，所述右定位杆穿过所述第一方形孔，所述传动块前端固定设有联动杆，所述联动杆中设有前后贯穿的第二方形孔，所述传动杆前端穿过所述第二方形孔。

进一步的，所述齿轮腔底壁转动设有传动轴，所述传动轴与所述线轮轴之间通过第一带轮机构传动连接，所述齿轮腔顶壁转动设有转动轴，所述转动轴与所述传动轴之间通过棘轮机构传动连接，所述转动轴上固定设有扇形齿轮，所述齿轮腔底壁转动设有齿轮轴，所述齿轮轴上固定设有与所述扇形齿轮啮合的传动齿轮，所述齿轮轴上端延伸至所述收集腔中且上端固定设有中间块，所述第一容器与所述第二容器分别固定设置于所述中间块左右端。

进一步的，所述收集腔右壁可滑动的设有顶压板，所述传动杆后端与所述顶压板前端面相抵，所述收集腔中转动设有凸轮轴，所述凸轮轴与所述齿轮轴之间通过第二带轮机构传动连接，所述凸轮轴上固定设有凸轮，所述凸轮与所述顶压板后端面相抵，所述第二滑块与所述第二滑槽前壁之间连接有弹簧。

进一步的，所述夹紧单元包括左右对称设置于所述转动齿轮下端面的固定杆，所述固定杆下端固定设有弹簧箱，左右所述弹簧箱中设有相对开口的弹簧腔，所述弹簧腔中滑动设有连接杆，所述连接杆与所述弹簧腔内壁之间连接有压缩弹簧，左右所述连接杆相互靠近一端固定设有夹紧块，所述植物根放置于左右所述夹紧块之间夹紧。

进一步的，所述收集腔顶壁中滑动设有固定针，所述固定针上端延伸至所述收集箱上侧，当所述植物根较软时，难以进行土壤的刮除，此时可将所述固定针插入至所述植物根中。

本发明的有益效果 ：将带有土壤的植物根放置于本发明中指定位置后，本发明即可自动检测根的直径，检测结束后本发明可将根际土壤外围的土壤进行刮除，并在刮除结束后将根际土壤进行收集，使收集到的根际土壤较为纯净，检测结果更为精确，同时本发明收集过程为自动化完成，大大提高了收集以及检测的效率。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明整体结构示意图；

图2是图1中A-A处结构示意图；

图3是图2中B-B处结构示意图；

图4是图1中C-C处结构示意图；

图5是图1中D处结构示意图；

图6是图5中E-E处结构示意图；

图7是图1中F处结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-7对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

结合附图 1-7所述的一种植物根际土壤收集检测系统，主要包括收集箱10以及设置于所述收集箱10中的收集腔11，所述收集腔11中设有根固定机构95；

所述根固定机构95包括转动设置于所述收集腔11顶壁的空心转轴21，所述空心转轴21下端固定设有转动齿轮23，所述转动齿轮23下端面左右对称设有用于将植物根19夹紧的夹紧单元92；

所述收集腔11中设有定位机构90、刮土机构91，所述定位机构90包括可左右滑动的安装块80，所述安装块80中设有向右开口的定位腔77，所述定位腔77中滑动设有顶压杆78，所述顶压杆78与所述定位腔77左壁之间连接有第一弹簧79，所述安装块80向右运动使所述顶压杆78与所述植物根19外表面相抵，用于检测所述植物根19直径，所述刮土机构91包括左刮板30、右刮板31，所述顶压杆78与所述植物根19外表面相抵时，所述左刮板30此时处于根际土与非根际土分界处，所述右刮板31与所述植物根19外表面处于同一平面，所述右刮板31此时位于所述植物根19后侧，所述左刮板30与所述右刮板31均可上下运动；

所述收集腔11中设有容器机构，所述容器机构包括第一容器40与所述第二容器41，收集土壤时所述植物根19转动，所述左刮板30向下运动将根际土外侧土壤刮除，并收集于所述第一容器40中，所述右刮板31向前运动，所述第二容器41与所述第一容器40位置互换，所述右刮板31与所述植物根19外表面相抵，将根际土刮除并收集于所述第二容器41中；

所述第二容器41中设有检测机构42。

所述收集腔11后壁固定设有支撑板14，所述支撑板14前端面设有丝杆槽36，所述丝杆槽36左壁固定设有马达13，所述马达13右侧动力连接有丝杆24，所述丝杆槽36中滑动设有与所述丝杆24螺纹连接的左螺母75，所述安装块80与所述左螺母75前端面通过支撑杆74固定连接，所述定位腔77左壁固定设有与所述马达13电性连接的传感器76，当所述顶压杆78与所述传感器76相抵时，所述马达13停止。

所述收集腔11后壁固定设有固定板28，所述固定板28中设有向前开口的导向槽27，所述导向槽27中滑动设有传动块26，所述传动块26与所述导向槽27顶壁之间连接有复位弹簧12，所述传动块26中设有可左右滑动的滑动杆25，所述左刮板30与所述滑动杆25右端固定连接，所述左螺母75前端面固定设有位于所述支撑杆74左侧的左定位杆29，所述左定位杆29向下延伸且与所述滑动杆25滑动连接，所述收集腔11顶壁固定设有电机16，所述电机16下端动力连接有锥齿轮轴57，所述锥齿轮轴57上固定设有与所述转动齿轮23啮合的主动齿轮15，所述收集箱10中设有位于所述收集腔11下侧的齿轮腔81，所述锥齿轮轴57下端延伸至所述齿轮腔81中且固定设有上锥齿轮56，所述齿轮腔81左壁转动设有线轮轴54，所述线轮轴54上固定设有与所述上锥齿轮56啮合的下锥齿轮55，所述线轮轴54上固定设有卷线轮52，所述卷线轮52上绕设有拉线51，所述拉线51上端延伸至所述导向槽27中与所述传动块26下端面固定连接。

所述收集腔11右壁中设有第一滑槽38，所述第一滑槽38中滑动设有第一滑块68，所述第一滑块68左端面设有第二滑槽69，所述第二滑槽69中设有可左右滑动的第二滑块64，所述第二滑块64中设有向左开口的第三滑槽70，所述第三滑槽70中滑动设有安装杆65，所述安装杆65与所述第三滑槽70右壁之间连接有顶压弹簧72，所述安装杆65左端固定设有传动杆66，所述右刮板31固定设置于所述传动杆66左端，所述丝杆24左右两侧螺纹旋向相反，所述丝杆槽36中滑动设有与所述丝杆24螺纹连接的右螺母35，所述右螺母35下端面固定设有右定位杆39，所述传动杆66中设有上下贯穿的第一方形孔60，所述右定位杆39穿过所述第一方形孔60，所述传动块26前端固定设有联动杆58，所述联动杆58中设有前后贯穿的第二方形孔67，所述传动杆66前端穿过所述第二方形孔67。

所述齿轮腔81底壁转动设有传动轴48，所述传动轴48与所述线轮轴54之间通过第一带轮机构53传动连接，所述齿轮腔81顶壁转动设有转动轴50，所述转动轴50与所述传动轴48之间通过棘轮机构49传动连接，所述转动轴50上固定设有扇形齿轮47，所述齿轮腔81底壁转动设有齿轮轴46，所述齿轮轴46上固定设有与所述扇形齿轮47啮合的传动齿轮44，所述齿轮轴46上端延伸至所述收集腔11中且上端固定设有中间块43，所述第一容器40与所述第二容器41分别固定设置于所述中间块43左右端。

所述收集腔11右壁可滑动的设有顶压板37，所述传动杆66后端与所述顶压板37前端面相抵，所述收集腔11中转动设有凸轮轴61，所述凸轮轴61与所述齿轮轴46之间通过第二带轮机构45传动连接，所述凸轮轴61上固定设有凸轮62，所述凸轮62与所述顶压板37后端面相抵，所述第二滑块64与所述第二滑槽69前壁之间连接有弹簧73。

所述夹紧单元92包括左右对称设置于所述转动齿轮23下端面的固定杆32，所述固定杆32下端固定设有弹簧箱34，左右所述弹簧箱34中设有相对开口的弹簧腔33，所述弹簧腔33中滑动设有连接杆18，所述连接杆18与所述弹簧腔33内壁之间连接有压缩弹簧17，左右所述连接杆18相互靠近一端固定设有夹紧块22，所述植物根19放置于左右所述夹紧块22之间夹紧。

所述收集腔11顶壁中滑动设有固定针20，所述固定针20上端延伸至所述收集箱10上侧，当所述植物根19较软时，难以进行土壤的刮除，此时可将所述固定针20插入至所述植物根19中。

整个装置的机械动作的顺序 ：

1．将左右夹紧块22分开，将植物根19放置于夹紧块22之间，在压缩弹簧17作用下，植物根19被夹紧块22夹紧，将固定针20插入植物根19中进行固定；

2．启动马达13使丝杆24转动，左螺母75向右滑动，右螺母35向左滑动，左螺母75通过支撑杆74带动安装块80向右运动，顶压杆78与植物根19外表面相抵后压缩第一弹簧79，顶压杆78与传感器76相抵时，马达13关闭，电机16启动；

3．电机16通过锥齿轮轴57带动主动齿轮15转动，主动齿轮15带动转动齿轮23转动从而带动植物根19旋转；

4．锥齿轮轴57通过上锥齿轮56、下锥齿轮55带动线轮轴54转动，线轮轴54带动卷线轮52转动，通过拉线51带动传动块26下降，在左刮板30的作用下将植物根19根际土外侧的土壤刮除，并收集与第一容器40中；

5．传动块26通过联动杆58带动传动杆66下降，传动杆66带动右刮板31向下滑动，当传动块26运动至导向槽27中最下端时，电机16启动反转，线轮轴54通过第一带轮机构53带动传动轴48转动，传动轴48通过棘轮机构49带动转动轴50转动，转动轴50带动扇形齿轮47转动，扇形齿轮47与传动齿轮44啮合带动齿轮轴46旋转，齿轮轴46通过中间块43带动第二容器41与第一容器40旋转，使第二容器41位于植物根19下侧；

6．齿轮轴46通过第二带轮机构45带动凸轮轴61旋转使凸轮62转动将顶压板37向前顶压，右刮板31与植物根19外表面相抵，传动块26在复位弹簧12作用下上升，右刮板31将根际土壤刮除并收集于第二容器41中；

7．检测机构42对第二容器41中根际土壤进行检测。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种植物根际土壤收集检测系统，包括收集箱以及设置于所述收集箱中的收集腔，其特征在于：所述收集腔中设有根固定机构；

所述根固定机构包括转动设置于所述收集腔顶壁的空心转轴，所述空心转轴下端固定设有转动齿轮，所述转动齿轮下端面左右对称设有用于将植物根夹紧的夹紧单元；

所述收集腔中设有定位机构、刮土机构，所述定位机构包括可左右滑动的安装块，所述安装块中设有向右开口的定位腔，所述定位腔中滑动设有顶压杆，所述顶压杆与所述定位腔左壁之间连接有第一弹簧，所述安装块向右运动使所述顶压杆与所述植物根外表面相抵，用于检测所述植物根直径，所述刮土机构包括左刮板、右刮板，所述顶压杆与所述植物根外表面相抵时，所述左刮板此时处于根际土与非根际土分界处，所述右刮板与所述植物根外表面处于同一平面，所述右刮板此时位于所述植物根后侧，所述左刮板与所述右刮板均可上下运动；

所述收集腔中设有容器机构，所述容器机构包括第一容器与所述第二容器，收集土壤时所述植物根转动，所述左刮板向下运动将根际土外侧土壤刮除，并收集于所述第一容器中，所述右刮板向前运动，所述第二容器与所述第一容器位置互换，所述右刮板与所述植物根外表面相抵，将根际土刮除并收集于所述第二容器中；

所述第二容器中设有检测机构。

2.根据权利要求 1 所述的一种植物根际土壤收集检测系统，其特征在于：所述收集腔后壁固定设有支撑板，所述支撑板前端面设有丝杆槽，所述丝杆槽左壁固定设有马达，所述马达右侧动力连接有丝杆，所述丝杆槽中滑动设有与所述丝杆螺纹连接的左螺母，所述安装块与所述左螺母前端面通过支撑杆固定连接，所述定位腔左壁固定设有与所述马达电性连接的传感器，当所述顶压杆与所述传感器相抵时，所述马达停止。

3.根据权利要求 2 所述的一种植物根际土壤收集检测系统，其特征在于：所述收集腔后壁固定设有固定板，所述固定板中设有向前开口的导向槽，所述导向槽中滑动设有传动块，所述传动块与所述导向槽顶壁之间连接有复位弹簧，所述传动块中设有可左右滑动的滑动杆，所述左刮板与所述滑动杆右端固定连接，所述左螺母前端面固定设有位于所述支撑杆左侧的左定位杆，所述左定位杆向下延伸且与所述滑动杆滑动连接，所述收集腔顶壁固定设有电机，所述电机下端动力连接有锥齿轮轴，所述锥齿轮轴上固定设有与所述转动齿轮啮合的主动齿轮，所述收集箱中设有位于所述收集腔下侧的齿轮腔，所述锥齿轮轴下端延伸至所述齿轮腔中且固定设有上锥齿轮，所述齿轮腔左壁转动设有线轮轴，所述线轮轴上固定设有与所述上锥齿轮啮合的下锥齿轮，所述线轮轴上固定设有卷线轮，所述卷线轮上绕设有拉线，所述拉线上端延伸至所述导向槽中与所述传动块下端面固定连接。

4.根据权利要求 3 所述的一种植物根际土壤收集检测系统，其特征在于：所述收集腔右壁中设有第一滑槽，所述第一滑槽中滑动设有第一滑块，所述第一滑块左端面设有第二滑槽，所述第二滑槽中设有可左右滑动的第二滑块，所述第二滑块中设有向左开口的第三滑槽，所述第三滑槽中滑动设有安装杆，所述安装杆与所述第三滑槽右壁之间连接有顶压弹簧，所述安装杆左端固定设有传动杆，所述右刮板固定设置于所述传动杆左端，所述丝杆左右两侧螺纹旋向相反，所述丝杆槽中滑动设有与所述丝杆螺纹连接的右螺母，所述右螺母下端面固定设有右定位杆，所述传动杆中设有上下贯穿的第一方形孔，所述右定位杆穿过所述第一方形孔，所述传动块前端固定设有联动杆，所述联动杆中设有前后贯穿的第二方形孔，所述传动杆前端穿过所述第二方形孔。

5.根据权利要求 2或3 所述的一种植物根际土壤收集检测系统，其特征在于：所述齿轮腔底壁转动设有传动轴，所述传动轴与所述线轮轴之间通过第一带轮机构传动连接，所述齿轮腔顶壁转动设有转动轴，所述转动轴与所述传动轴之间通过棘轮机构传动连接，所述转动轴上固定设有扇形齿轮，所述齿轮腔底壁转动设有齿轮轴，所述齿轮轴上固定设有与所述扇形齿轮啮合的传动齿轮，所述齿轮轴上端延伸至所述收集腔中且上端固定设有中间块，所述第一容器与所述第二容器分别固定设置于所述中间块左右端。

6.根据权利要求 5 所述的一种植物根际土壤收集检测系统，其特征在于：所述收集腔右壁可滑动的设有顶压板，所述传动杆后端与所述顶压板前端面相抵，所述收集腔中转动设有凸轮轴，所述凸轮轴与所述齿轮轴之间通过第二带轮机构传动连接，所述凸轮轴上固定设有凸轮，所述凸轮与所述顶压板后端面相抵，所述第二滑块与所述第二滑槽前壁之间连接有弹簧。

7.根据权利要求 1 所述的一种植物根际土壤收集检测系统，其特征在于：所述夹紧单元包括左右对称设置于所述转动齿轮下端面的固定杆，所述固定杆下端固定设有弹簧箱，左右所述弹簧箱中设有相对开口的弹簧腔，所述弹簧腔中滑动设有连接杆，所述连接杆与所述弹簧腔内壁之间连接有压缩弹簧，左右所述连接杆相互靠近一端固定设有夹紧块，所述植物根放置于左右所述夹紧块之间夹紧。

8.根据权利要求 1 所述的一种植物根际土壤收集检测系统，其特征在于：所述收集腔顶壁中滑动设有固定针，所述固定针上端延伸至所述收集箱上侧，当所述植物根较软时，难以进行土壤的刮除，此时可将所述固定针插入至所述植物根中。