CN110470627A - 一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了本发明专利涉及一种具有自动检测土壤和自主供电的装置及方法，它包括GPS定位机构、控制驱动机构、取土机构、检测机构、清洗机构和太阳能供电机构；所述的GPS定位机构是利用四个GPS定位装置插在田地的四个角落，获得田地的面积并上传给PC端；所述的控制驱动机构是接收PC端分析田地面积后传送给动作模块的取样路线数据，动作模块控制小车按照路线行走；所述的取土机构是在取样点利用取土器将土取出；所述的检测机构是通过检测装置检测样品土壤，并且通过ph传感器和湿度传感器插入土中检测；所述的清洗机构是利用水箱里的水对传感器进行清洗，利用海绵桶擦干；所述的太阳能供电机构是利用感光装置是太阳能板进行升降，进行吸收阳光存储电力。

Description

一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置及方法
技术领域
本发明公开了一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置及方法，属于土壤检测设备领域。
背景技术
在当前的土壤检测中，通常用便携式土壤水分速测仪、定时定位土壤水分速测仪、便携式土壤墒情测定仪等仪器检测土壤湿度；常用土壤ph计、指针式土壤酸度计、数字式土壤酸度计等仪器检测ph值；常用土壤EC计、土壤养分速测仪、台式近红外土壤养分速测仪、手持式土壤养分速测仪等仪器检测N、P、K等土壤养分、土壤温度、土壤光照程度等要素；现有的测量方法有现场人工使用仪器测量、去土样保存处理，在实验室研究；定点传感器传输土壤信息。现有的精确检测土壤方式操作繁琐复杂、对工作人员专业要求高、经济时间成本较高；现有的粗略检测土壤方式由于检测仪器限制，需要时常对检测仪器进行能量补充，不适合长时间检测。因此目前的土壤检测中检测项目多样，难度较大，工程量较大，耗费较高。因此急需要采用一种包含多种检测项目的综合自动检测土壤并可通过物联网远程监察、控制的装置。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，设计一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置及方法，本发明的特点是通过GPS将土地面积进行定位，根据田地的大小采取对应的方案，进行对应的方案路线取样，通过不同的检测装置进行土壤的检测，然后再进行大数据处理，最后返回给客户端土壤的各项指标，从而达到自动检测土壤的功能；当太阳光强度达到一定程度时，感光传感器将控制太阳能板进行伸出，存储电力，从而达到自主供电的功能。本装置具有运行可靠和操作简单等特点。
为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置，它包括GPS定位机构、控制驱动机构、取土机构、检测机构、清洗机构和太阳能发电机构；所述GPS定位机构是采用四个GPS定位装置将田地的面积进行定位，得出田地的面积；所述控制驱动机构是利用GPS定位机构获得的土地面积信息，采取合适的取样方案，利用动作模块控制小车的行进路径，从而准确达到取样地点；所述取土机构是通过控制驱动机构使小车准确达到取样地点后，利用取土器进行取土；所述检测装置是将取土器取的土利用近红外土壤养分速测仪进行检测分析，同时再通过ph传感器和湿度传感器插入土中进行检测；所述清洗机构是将水箱里的水喷出，将传感器进行清洗，当两个传感器继续上升，则会通过海绵桶，便达到擦干作用；所述太阳能发电机构是利用感光传感器使转动轴转动，将太阳能板抬起，接受阳光存储电力。
所述GPS定位机构包括四个GPS定位装置，四个所述GPS定位装置分别插入到田地的四个角，并进行田地面积的定位，获得的田地的面积信息传送给PC端。
所述控制驱动机构包括第四步进电机和动作模块；所述第四步进电机与小车后轮的连接轴连接，用来控制小车的行走；所述动作模块安装在第四步进电机上面，接收PC端分析土地面积后传送的方案路线，则可以控制第四步进电机，从而使小车按照路线行走。
所述取土机构安装在箱体盖上，它包括第一步进电机、第五步进电机、第一液压装置、第一连接杆、取土器、第一位移传感器、第一连接轴和第二连接轴；所述第一步进电机安装在箱体内，与第一连接轴连接；所述第一连接轴穿插在箱体盖中，一端与第一步进电机连接，另一端与连接杆连接，则第一步进电机使第一连接轴旋转，带动第一连接杆旋转；所述第一液压装置一端穿过连接杆与第二连接轴连接，另一端与取土器连接；所述第一位移传感器安装再取土器的上方，用来控制第一液压装置升降、第一步进电机和第五步进电机的启动；所述第五步进电机与第二连接轴连接，通过带动第二连接轴使第一液压装置旋转，进而使取土器闭合，达到取土的作用。
所述检测机构包括近红外土壤养分速测仪、ph传感器、湿度传感器、第一压力传感器、第一钻头、第二钻头第二液压装置和第三液压装置；所述近红外土壤养分速测仪安装在箱体内的A区，将取土器取的土进行检测分析；所述第二液压装置和第三液压装置安装在箱体外的B区；所述第一钻头与第二液压装置连接，第一钻头两侧安装有第一压力传感器和ph传感器；所述的ph传感器用来检测土壤ph；所述湿度传感器用来检测土壤湿度；所述第二钻头与第三液压装置连接，第二钻头侧边安装有湿度传感器。
所述清洗机构包括水箱、水泵、水阀、水管、吹风器、水管三通接头和海绵桶组成；所述的水箱和水泵通过水管连接，安装在箱体内的C区；所述水管三通接头和水阀安装在水箱与水泵连接的水管上；所述海绵桶有两个都安装在箱体外的B区，中间为空心，四周附有海绵用来擦干传感器；所述水管通过与水管三通接头连接，并穿出了箱体外的B区，将水箱里的水通过水管喷出，进行清洗湿度传感器；所述吹风器位于箱体内A区，用来吹掉检测后的样品土。
所述太阳能发电机构包括第二步进电机、第三步进电机、感光传感器、第三连接轴、第四连接轴和太阳能板；所述第二步进电机和第三连接轴连接并安装在箱体外的D区，通过电机带动转动轴使太阳能板升降；所述第三步进电机和第四连接轴连接并安装在箱体外的E区，通过电机带动转动轴使太阳能板升降；所述太阳能板有两块分别与第三连接轴和第四连接轴连接；所述感光传感器安装在箱体盖上，通过感知阳光的强度，来控制第二步进电机和第三步进电机的启动。
任意一项所述的一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置及方法，其自动检测土壤养分特征在于它包括以下步骤：
Step1：当人工将四支GPS定位装置插在田地的四个角落时，GPS定位机构将获得的田地面积信息传送给PC端，若传送的面积在a~b范围，则采用“S”型取样方案、若传送的面积在c~d范围，则采用棋盘形取样方案、若传送的面积在e~f范围，则采用梅花形取样方案，经过分析后 PC端将合适的方案路线传送给安装在第四步进电机上的动作模块，动作模块再控制第四步进电机，从而控制小车按照路线行走；所述a~b＞c~d＞e~f；
Step2：当小车达到指定的取样地点时，小车停下，位于箱体盖上的取土机构的第一液压装置进行伸出，使取土器进入土中取土，当取土器上方的第一位移传感器测得的离地高度值为零时，第五步进电机带动第二连接轴逆时针转动80度，使液压装置和取土器旋转，让取土器上的取土片旋转，使得取土器封闭，然后第一液压装置进行压缩，当第一位移传感器的值为Q时，位于箱体内的第一步进电机带动第一连接轴顺时针转动90度，使第一连接杆旋转，然后第五步进电机顺时针转动，样品土则下落，通过箱体盖下方的漏斗掉进近红外土壤养分速测仪的样品皿中；所述Q为小车的高度和取土器的高度之和；
Step3：当安装在近红外土壤养分速测仪的样品皿下方的第二压力传感器有数值时，则启动近红外土壤养分速测仪进行土壤养分的检测，经过t3时间后，位于箱体内的A区的吹风器启动，样品皿带着被测得土伸出，经过t4秒后，吹风器关闭，最后样品土被吹掉；
Step4：当第一液压装置伸出的同时，安装在箱体外的B区的第二液压装置和第三液压装置进行伸出，让第一钻头和第二钻头钻进土中，使得安装在第一钻头侧边的ph传感器和安装在第二钻头侧边的湿度传感器插入土中检测，当安装在第一钻头侧边的第一压力传感器感到有压力时，经过t1秒，第二液压装置和第三液压装置停止伸出，将ph传感器和湿度传感器测得的值传送给PC端，经过t2时间后第二液压装置和第三液压装置进行缩入；
Step5：当第一压力传感器从有数值到数值为零时，安装在水箱与水泵连接的水管上的水阀自动打开，则水箱里的水利用水泵，通过水管三通接头和水管将水喷出，进行清洗两个传感器，当第一压力传感器有数值后，则代表传感器都进入了海绵桶中，经过t1时间第二液压装置和第三液压装置停止伸缩，此时传感器仍在海绵桶中；
Step6：当第一压力传感器从有数值到数值为零时，安装在箱体盖上的第一步进电机逆时针旋转90度，使得第一连接杆旋转，与此同时安装在第四步进电机上的动作模块继续控制小车进行下一个取样点，进行取土检测；
Step7：重复Step2-Step6步骤，当取样点都取样完成后，PC端通过所测的数据分析得出土壤的基本养分含量、ph和湿度，最后将结果传送给客户端；
所述的一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置及方法，其自主供电功能具特征在于它包括以下步骤：
Step1：当安装在箱体盖上的感光传感器的值>M时，安装在箱体外的D区的第二步进电机带动第三连接轴顺时针转动，安装在箱体外的E区的第三步进电机带动第四连接轴逆时针转动，从而使太阳能板升起，进而储存电力；所述M为可使太阳能存储电的临界值；
Step2：当感光传感器<M值，安装在箱体外的D区的第二步进电机带动第三连接轴逆时针转动，安装在箱体外的E区的第三步进电机带动第四连接轴顺时针转动，从而使太阳能板降落。
本发明有如下有益效果：
1、通过GPS定位机构将土地面积信息传送到PC端，由PC端根据所获的数据输出程序自动控制小车检测路线，实现小车路线自动化，该装置具有自动化强，无人工操作等特点。
2、当小车完成检测，清洗机构可以实现自动对检测设备进行清洗、擦干。该装置就具有便于检测设备的维护与可持续使用，方便多次检测。
3、小车的能量由太阳能板吸收太阳能转化为电力供给的。该装置具有可持续检测、自动供能等特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1本发明的俯视图
图2本发明的整体图
图3本发明的右视图
图4本发明的剖视图
图5本发明的图2中A局部放大图
图6本发明的清洗机构的简图
图中：水泵1、水管三通接头2、水阀3、水箱4、第四步进电机5、动作模块6、第一步进电机7、第一连接轴8、小车后轮的连接轴9、吹风器10、近红外土壤养分速测仪的样品皿11、近红外土壤养分速测仪12、第五步进电机13、第一液压装置14、第一连接杆15、箱体内的C区16、太阳能板17、箱体内的A区18、第三连接轴19、第二步进电机20、第四连接轴21、第三步进电机22、取土器23、第一位移传感器24、感光传感器25、第三液压装置26、水管27、第二钻头28、湿度传感器29、第一压力传感器30、第一钻头31、ph传感器32、箱体外的D区33、箱体外的B区34、箱体外的E区35、箱体盖下方的漏斗38、第二压力传感器39、第二连接轴40。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
如图1-6，一种具有自动检测土壤和自主供电的装置及方法，它包括GPS定位机构、控制驱动机构、取土机构、检测机构、清洗机构和太阳能发电机构；所述的GPS定位机构是利用四个GPS定位装置将田地的面积进行定位，得出田地的面积；所述的控制驱动机构是利用GPS定位机构获得的土地面积信息，采取合适的取样方案，利用动作模块6控制小车的行进路径，从而准确达到取样地点；所述的取土机构是通过控制驱动机构使小车准确达到取样地点后，利用取土器23进行取土；所述的检测装置是将取土器23取的土利用近红外土壤养分速测仪12进行检测分析，同时再通过ph传感器32和湿度传感器29插入土中进行检测；所述的清洗机构是将水箱4里的水喷出，将传感器进行清洗，当两个传感器继续上升，则会通过海绵桶33，便达到了擦干作用；所述的太阳能发电机构是利用感光传感器25使转动轴转动，将太阳能板17抬起，接受阳光存储电力。
进一步，所述的GPS定位机构，它包括四个GPS定位装置组成；四个GPS定位装置分别插在田地的四个角，进行田地面积的定位，获得的田地的面积信息传送给PC端。
进一步，所述的控制驱动机构，它包括第四步进电机5和动作模块6；所述的第四步进电机5与小车后轮的连接轴9连接，用来控制小车的行走；所述的动作模块6安装在第四步进电机5上面，接收PC端分析土地面积后传送的方案路线，则可以控制第四步进电机5，从而使小车按照路线行走。
进一步，所述的取土机构安装在箱体盖上，它包括第一步进电机7、第五步进电机13、第一液压装置14、第一连接杆15、取土器23、第一位移传感器24、第一连接轴8和第二连接轴40；所述的第一步进电机7安装在箱体内，与第一连接轴8连接；所述的第一连接轴8穿插在箱体盖中，一端与第一步进电机7连接，一端与连接杆连接，则第一步进电机7使第一连接轴8旋转，带动第一连接杆15旋转；所述的第一液压装置14一端穿过连接杆与第二连接轴40连接，一端与取土器23连接；所述的第一位移传感器24安装再取土器23的上方，用来控制第一液压装置14升降、第一步进电机7和第五步进电机13的启动；所述的第五步进电机13与第二连接轴40连接，通过带动第二连接轴40使第一液压装置14旋转，进而使取土器23闭合，达到取土的作用。
进一步，所述的检测机构，它包括近红外土壤养分速测仪12、ph传感器32、湿度传感器29、第一压力传感器30、第一钻头31、第二钻头28第二液压装置34和第三液压装置26；所述的近红外土壤养分速测仪12安装在箱体内的A区18，将取土器23取的土进行监测分析；所述的第二液压装置34和第三液压装置26安装在箱体外的B区36；所述的第一钻头31与第二液压装置34连接，第一钻头31两侧安装有第一压力传感器30和ph传感器32；所述的ph传感器32用来检测土壤ph；所述的湿度传感器29用来检测土壤湿度；所述的第二钻头28与第三液压装置26连接，第二钻头28侧边安装有湿度传感器29。
进一步，所述的清洗机构，它包括水箱4、水泵1、水阀3、水管27、吹风器10、水管三通接头2和海绵桶33组成；所述的水箱4和水泵1通过水管27连接，安装在箱体内的C区16；所述的水管三通接头2和水阀3安装在水箱4与水泵1连接的水管27上；所述的海绵桶33有两个都安装在箱体外的B区36，中间为空心，四周附有海绵用来擦干传感器；所述的水管27通过与水管三通接头2连接，并穿出了箱体外的B区36，将水箱4里的水通过水管27喷出，进行清洗湿度传感器29；所述的吹风器10位于箱体内的A区18，用来吹掉检测后的样品土。
进一步，所述的太阳能发电机构，它包括第二步进电机20、第三步进电机22、感光传感器25、第三连接轴19、第四连接轴21和太阳能板17；所述的第二步进电机20和第三连接轴19连接并安装在箱体外的D区35，通过电机带动转动轴使太阳能板17升降；所述的第三步进电机22和第四连接轴21连接并安装在箱体外的E区37，通过电机带动转动轴使太阳能板17升降；所述的太阳能板17有两块分别与第三连接轴19和第四连接轴21连接；所述的感光传感器25安装在箱体盖上，通过感知阳光的强度，来控制第二步进电机20和第三步进电机22的启动。
实施例2：
所述的一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置及方法，其自动检测土壤养分特征在于它包括以下步骤：
Step1：当人工将四支GPS定位装置插在田地的四个角落时，GPS定位机构将获得的田地面积信息传送给PC端，若传送的面积在a~b范围（土地面积较大），则采用“S”型取样方案、若传送的面积在c~d范围（土地面积中等），则采用棋盘形取样方案、若传送的面积在e~f范围（土地面积较小），则采用梅花形取样方案，经过分析后 PC端将合适的方案路线传送给安装在第四步进电机5上的动作模块6，动作模块6再控制第四步进电机5，从而控制小车按照路线行走。
Step2：当小车达到指定的取样地点时，小车停下，位于箱体盖上的取土机构的第一液压装置14进行伸出，使取土器23进入土中取土，当取土器23上方的第一位移传感器24测得的离地高度值为零时，第五步进电机13带动第二连接轴40逆时针转动80度，使液压装置和取土器23旋转，让取土器23上的取土片旋转，使得取土器23封闭，然后第一液压装置14进行压缩，当第一位移传感器24的值为Q（小车的高度+取土器23的高度）时，位于箱体内的第一步进电机7带动第一连接轴8顺时针转动90度，使第一连接杆15旋转，然后第五步进电机13顺时针转动，样品土则下落，通过箱体盖下方的漏斗38掉进近红外土壤养分速测仪12的样品皿11中。
Step3：当安装在近红外土壤养分速测仪12的样品皿11下方的第二压力传感器39有数值时，则启动近红外土壤养分速测仪12进行土壤养分的检测，经过t3时间后，位于箱体内的A区18的吹风器10启动，样品皿带着被测得土伸出，经过t4秒后，吹风器10关闭，最后样品土被吹掉。
Step4：当第一液压装置14伸出的同时，安装在箱体外的B区36的第二液压装置34和第三液压装置26进行伸出，让第一钻头31和第二钻头28钻进土中，使得安装在第一钻头31侧边的ph传感器32和安装在第二钻头侧边的湿度传感器29插入土中检测，当安装在第一钻头31侧边的第一压力传感器30感到有压力时，经过t1秒，第二液压装置34和第三液压装置26停止伸出，将ph传感器32和湿度传感器29测得的值传送给PC端，经过t2时间后第二液压装置34和第三液压装置26进行缩入。
Step5：当第一压力传感器39从有数值到数值为零时，安装在水箱4与水泵1连接的水管27上的水阀3自动打开，则水箱4里的水利用水泵1，通过水管三通接头2和水管27将水喷出，进行清洗湿度传感器29，当第一压力传感器39有数值后，则代表传感器都进入了海绵桶33中，经过t1时间第二液压装置34和第三液压装置26停止伸缩，此时传感器仍在海绵桶33中。
Step6：当第一压力传感器39从有数值到数值为零时，安装在箱体盖上的第一步进电机7逆时针旋转90度，使得第一连接杆15旋转，与此同时安装在第四步进电机5上的动作模块6继续控制小车进行下一个取样点，进行取土检测。
Step7：重复Step2-Step6步骤，当取样点都取样完成后，PC端通过所测的数据分析得出土壤的基本养分含量、ph和湿度，最后将结果传送给客户端。
实施例3
所述的一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置及方法，其自主供电功能具有以下步骤：
Step1：当安装在箱体盖上的感光传感器25的值>M（可使太阳能存储电的临界值）时，安装在箱体外的D区35的第二步进电机20带动第三连接轴19顺时针转动，安装在箱体外的E区37的第三步进电机22带动第四连接轴21逆时针转动，从而使太阳能板17升起，进而储存电力。
Step2：当感光传感器25<M值，安装在箱体外的D区35的第二步进电机20带动第三连接轴19逆时针转动，安装在箱体外的E区37的第三步进电机22带动第四连接轴21顺时针转动，从而使太阳能板17降落。

Claims (9)

1.一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置，其特征在于：它包括GPS定位机构、控制驱动机构、取土机构、检测机构、清洗机构和太阳能发电机构；所述GPS定位机构是采用四个GPS定位装置将田地的面积进行定位，得出田地的面积；所述控制驱动机构是利用GPS定位机构获得的土地面积信息，采取合适的取样方案，利用动作模块（6）控制小车的行进路径，从而准确达到取样地点；所述取土机构是通过控制驱动机构使小车准确达到取样地点后，利用取土器（23）进行取土；所述检测装置是将取土器（23）取的土利用近红外土壤养分速测仪（12）进行检测分析，同时再通过ph传感器（32）和湿度传感器（29）插入土中进行检测；所述清洗机构是将水箱（4）里的水喷出，将传感器进行清洗，当两个传感器继续上升，则会通过海绵桶（33），便达到擦干作用；所述太阳能发电机构是利用感光传感器（25）使转动轴转动，将太阳能板（17）抬起，接受阳光存储电力。
2.根据权利要求1所述的一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置，其特征在于：所述GPS定位机构包括四个GPS定位装置，四个所述GPS定位装置分别插入到田地的四个角，并进行田地面积的定位，获得的田地的面积信息传送给PC端。
3.根据权利要求1所述的一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置，其特征在于：所述控制驱动机构包括第四步进电机（5）和动作模块（6）；所述第四步进电机（5）与小车后轮的连接轴（9）连接，用来控制小车的行走；所述动作模块（6）安装在第四步进电机（5）上面，接收PC端分析土地面积后传送的方案路线，则可以控制第四步进电机（5），从而使小车按照路线行走。
4.根据权利要求1所述的一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置，其特征在于：所述取土机构安装在箱体盖上，它包括第一步进电机（7）、第五步进电机（13）、第一液压装置（14）、第一连接杆（15）、取土器（23）、第一位移传感器（24）、第一连接轴（8）和第二连接轴（40）；所述第一步进电机（7）安装在箱体内，与第一连接轴（8）连接；所述第一连接轴（8）穿插在箱体盖中，一端与第一步进电机（7）连接，另一端与连接杆连接，则第一步进电机（7）使第一连接轴（8）旋转，带动第一连接杆（15）旋转；所述第一液压装置（14）一端穿过连接杆与第二连接轴（40）连接，另一端与取土器（23）连接；所述第一位移传感器（24）安装再取土器（23）的上方，用来控制第一液压装置（14）升降、第一步进电机（7）和第五步进电机（13）的启动；所述第五步进电机（13）与第二连接轴（40）连接，通过带动第二连接轴（40）使第一液压装置（14）旋转，进而使取土器（23）闭合，达到取土的作用。
5.根据权利要求1所述的一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置，其特征在于：所述检测机构包括近红外土壤养分速测仪（12）、ph传感器（32）、湿度传感器（29）、第一压力传感器（30）、第一钻头（31）、第二钻头（28）第二液压装置（34）和第三液压装置（26）；所述近红外土壤养分速测仪（12）安装在箱体内的A区（18），将取土器（23）取的土进行检测分析；所述第二液压装置（34）和第三液压装置（26）安装在箱体外的B区（36）；所述第一钻头（31）与第二液压装置（34）连接，第一钻头（31）两侧安装有第一压力传感器（30）和ph传感器（32）；所述的ph传感器（32）用来检测土壤ph；所述湿度传感器（29）用来检测土壤湿度；所述第二钻头（28）与第三液压装置（26）连接，第二钻头（28）侧边安装有湿度传感器（29）。
6.根据权利要求1所述的一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置，其特征在于：所述清洗机构包括水箱（4）、水泵（1）、水阀（3）、水管（27）、吹风器（10）、水管三通接头（2）和海绵桶（33）组成；所述的水箱（4）和水泵（1）通过水管（27）连接，安装在箱体内的C区（16）；所述水管三通接头（2）和水阀（3）安装在水箱（4）与水泵（1）连接的水管（27）上；所述海绵桶（33）有两个都安装在箱体外的B区（36），中间为空心，四周附有海绵用来擦干传感器；所述水管（27）通过与水管三通接头（2）连接，并穿出了箱体外的B区（36），将水箱（4）里的水通过水管（27）喷出，进行清洗湿度传感器（29）；所述吹风器（10）位于箱体内A区，用来吹掉检测后的样品土。
7.根据权利要求1所述的一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置，其特征在于：所述太阳能发电机构包括第二步进电机（20）、第三步进电机（22）、感光传感器（25）、第三连接轴（19）、第四连接轴（21）和太阳能板（17）；所述第二步进电机（20）和第三连接轴（19）连接并安装在箱体外的D区（35），通过电机带动转动轴使太阳能板（17）升降；所述第三步进电机（22）和第四连接轴（21）连接并安装在箱体外的E区（37），通过电机带动转动轴使太阳能板（17）升降；所述太阳能板（17）有两块分别与第三连接轴（19）和第四连接轴（21）连接；所述感光传感器（25）安装在箱体盖上，通过感知阳光的强度，来控制第二步进电机（20）和第三步进电机（22）的启动。
8.权利要求1-7任意一项所述的一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置及方法，其自动检测土壤养分特征在于它包括以下步骤：
Step1：当人工将四支GPS定位装置插在田地的四个角落时，GPS定位机构将获得的田地面积信息传送给PC端，若传送的面积在a~b范围，则采用“S”型取样方案、若传送的面积在c~d范围，则采用棋盘形取样方案、若传送的面积在e~f范围，则采用梅花形取样方案，经过分析后 PC端将合适的方案路线传送给安装在第四步进电机（5）上的动作模块（6），动作模块（6）再控制第四步进电机（5），从而控制小车按照路线行走；所述a~b＞c~d＞e~f；
Step2：当小车达到指定的取样地点时，小车停下，位于箱体盖上的取土机构的第一液压装置（14）进行伸出，使取土器（23）进入土中取土，当取土器（23）上方的第一位移传感器（24）测得的离地高度值为零时，第五步进电机（13）带动第二连接轴（40）逆时针转动80度，使液压装置和取土器（23）旋转，让取土器（23）上的取土片旋转，使得取土器（23）封闭，然后第一液压装置（14）进行压缩，当第一位移传感器（24）的值为Q时，位于箱体内的第一步进电机（7）带动第一连接轴（8）顺时针转动90度，使第一连接杆（15）旋转，然后第五步进电机（13）顺时针转动，样品土则下落，通过箱体盖下方的漏斗（38）掉进近红外土壤养分速测仪（12）的样品皿（11）中；所述Q为小车的高度和取土器（23）的高度之和；
Step3：当安装在近红外土壤养分速测仪（12）的样品皿（11）下方的第二压力传感器（39）有数值时，则启动近红外土壤养分速测仪（12）进行土壤养分的检测，经过t3时间后，位于箱体内的A区（18）的吹风器（10）启动，样品皿带着被测得土伸出，经过t4秒后，吹风器（10）关闭，最后样品土被吹掉；
Step4：当第一液压装置（14）伸出的同时，安装在箱体外的B区（36）的第二液压装置（34）和第三液压装置（26）进行伸出，让第一钻头（31）和第二钻头（28）钻进土中，使得安装在第一钻头（31）侧边的ph传感器（32）和安装在第二钻头侧边的湿度传感器（29）插入土中检测，当安装在第一钻头（31）侧边的第一压力传感器（30）感到有压力时，经过t1秒，第二液压装置（34）和第三液压装置（26）停止伸出，将ph传感器（32）和湿度传感器（29）测得的值传送给PC端，经过t2时间后第二液压装置（34）和第三液压装置（26）进行缩入；
Step5：当第一压力传感器（39）从有数值到数值为零时，安装在水箱（4）与水泵（1）连接的水管（27）上的水阀（3）自动打开，则水箱（4）里的水利用水泵（1），通过水管三通接头（2）和水管（27）将水喷出，进行清洗两个传感器，当第一压力传感器（39）有数值后，则代表传感器都进入了海绵桶（33）中，经过t1时间第二液压装置（34）和第三液压装置（26）停止伸缩，此时传感器仍在海绵桶（33）中；
Step6：当第一压力传感器（39）从有数值到数值为零时，安装在箱体盖上的第一步进电机（7）逆时针旋转90度，使得第一连接杆（15）旋转，与此同时安装在第四步进电机（5）上的动作模块（6）继续控制小车进行下一个取样点，进行取土检测；
Step7：重复Step2-Step6步骤，当取样点都取样完成后，PC端通过所测的数据分析得出土壤的基本养分含量、ph和湿度，最后将结果传送给客户端。
9.权利要求1-7任意一项所述的一种具有自动检测土壤养分和自主供电的装置及方法，其自主供电功能具特征在于它包括以下步骤：
Step1：当安装在箱体盖上的感光传感器（25）的值>M时，安装在箱体外的D区（35）的第二步进电机（20）带动第三连接轴（19）顺时针转动，安装在箱体外的E区（37）的第三步进电机（22）带动第四连接轴（21）逆时针转动，从而使太阳能板（17）升起，进而储存电力；所述M为可使太阳能存储电的临界值；
Step2：当感光传感器（25）<M值，安装在箱体外的D区（35）的第二步进电机（20）带动第三连接轴（19）逆时针转动，安装在箱体外的E区（37）的第三步进电机（22）带动第四连接轴（21）顺时针转动，从而使太阳能板（17）降落。
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