CN110553873A - 一种使用便捷的自动化土壤取样系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使用便捷的自动化土壤取样系统包括壳体、钻头、取样机构和收集机构，所述取样机构包括升降组件、第一电机和驱动杆，所述升降组件包括第二电机、转杆、滑块、移动条和限位单元，所述收集机构包括气缸、推板、收集盒和敲击组件，所述敲击组件包括驱动单元、铰接棒和支撑杆，该使用便捷的自动化土壤取样系统，通过取样机构将钻头旋转伸入泥土中，取出土壤样本，节省了人力成本，不仅如此，通过收集机构将泥土敲落到收集盒内，便于用户取用土壤样本，提高了实用性。
Description
技术领域
本发明涉及土壤检测设备领域，特别涉及一种使用便捷的自动化土壤取样系统。
背景技术
土壤环境监测是指通过对影响土壤环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势。我们通常所说的土壤监测是指土壤环境监测，其一般包括布点采样、样品制备、分析方法、结果表征、资料统计和质量评价等技术内容。其中，土壤取样器是用于获取土壤样品的常用工具。
现有的土壤取样器结构较为简单，但使用时，需要用户手持旋转并施加向下的力，将土壤取样器的钻头钻入土地，还要控制力度均匀，比较麻烦，不仅如此，在取出土壤样品的过程中，如果土壤过干，在旋转时可能有细土粒塞住取样器，使得出样不顺，需要胶锤敲击才能将泥土取下，降低了实用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种使用便捷的自动化土壤取样系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种使用便捷的自动化土壤取样系统包括壳体、钻头、取样机构和收集机构，所述壳体的下方设有开口，所述钻头设置在开口内，所述取样机构和收集机构均设置在壳体内，所述取样机构与钻头连接，所述壳体的上方设有控制面板，所述控制面板内设有PLC；
所述取样机构包括升降组件、第一电机和驱动杆，所述升降组件设置在壳体内的顶部，所述第一电机设置在升降组件的下方，所述第一电机通过驱动杆与钻头传动连接，所述第一电机与PLC电连接；
所述升降组件包括第二电机、转杆、滑块、移动条和限位单元，所述第二电机固定在壳体内的顶部，所述第二电机与转杆的一端传动连接，所述转杆的另一端与滑块铰接，所述移动条的上方设有凹槽，所述滑块与凹槽滑动连接，所述第一电机固定在移动条的下方，所述限位单元设置在移动条的两端，所述第二电机与PLC电连接；
所述收集机构包括气缸、推板、收集盒和敲击组件，所述收集盒和敲击组件分别位于开口的上方的两侧，所述气缸的缸体固定在壳体内的靠近收集盒的一侧，所述气缸的气杆与推板固定连接，所述收集盒抵靠在推板的远离气缸的一侧，所述气缸与PLC电连接。
作为优选，为了防止滑块脱离凹槽，所述凹槽为燕尾槽。
作为优选，为了限制移动条的移动方向，所述限位单元包括两根限位杆，所述移动条的两端均设有通孔，两根限位杆分别穿过两个通孔，所述限位杆竖向固定在壳体内。
作为优选，为了测量钻头插入泥土的深度，所述移动条的下方设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。
作为优选，为了将钻头上的泥土敲击下来，所述敲击组件包括驱动单元、铰接棒和支撑杆，所述支撑杆竖向固定在壳体内的底部，所述铰接棒与支撑杆铰接，所述驱动单元位于支撑杆的远离开口的一侧。
作为优选，为了驱动铰接棒转动，所述驱动单元包括第三电机、主动杆和从动杆，所述第三电机固定在壳体内的底部，所述第三电机与主动杆的一端传动连接，所述主动杆的另一端通过从动杆与铰接棒的远离开口的一端铰接，所述第三电机与PLC电连接。
作为优选，为了固定壳体，所述壳体的靠近气缸的一侧的设有凹口，所述凹口内的底部设有踏板，所述壳体的上方设有扶手。
作为优选，为了便于壳体移动，所述壳体的下方设有若干滚轮。
作为优选，为了实现收集盒与推板的连接和断开，所述推板的制作材料为铁，所述收集盒的靠近推板的一侧设有磁石。
作为优选，为了便于取出收集盒，所述壳体的与气缸垂直的一侧设有取样口，所述取样口内设有盖板，所述盖板与取样口的上方的内壁铰接。
本发明的有益效果是，该使用便捷的自动化土壤取样系统，通过取样机构将钻头旋转伸入泥土中，取出土壤样本，与现有的取样机构相比，该取样机构自动化程度更高，节省了人力成本，不仅如此，通过收集机构将泥土敲落到收集盒内，便于用户取用土壤样本，与现有的收集机构相比，该收集机构设计巧妙，提高了实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的使用便捷的自动化土壤取样系统的结构示意图；
图2是本发明的使用便捷的自动化土壤取样系统的取样机构的结构示意图；
图3是本发明的使用便捷的自动化土壤取样系统的收集机构的结构示意图；
图4是本发明的使用便捷的自动化土壤取样系统的敲击组件的结构示意图；；
图中：1.壳体，2.控制面板，3.钻头，4.第一电机，5.驱动杆，6.第二电机，7.转杆，8.滑块，9.移动条，10.限位杆，11.气缸，12.推板，13.收集盒，14.距离传感器，15.第三电机，16.主动杆，17.从动杆，18.铰接棒，19.支撑杆，20.踏板，21.扶手，22.盖板，23.磁石，24.滚轮。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种使用便捷的自动化土壤取样系统包括壳体1、钻头3、取样机构和收集机构，所述壳体1的下方设有开口，所述钻头3设置在开口内，所述取样机构和收集机构均设置在壳体1内，所述取样机构与钻头3连接，所述壳体1的上方设有控制面板2，所述控制面板2内设有PLC；
PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。
实际上，所述钻头3为筒形钻头3，钻头3的与土壤接触的一端的尺寸小于钻头3的另一端的尺寸，保证钻头3取土时已经进入圆筒内的土壤不会因土钻的移动而散落。
用户将该土壤取样系统带到指定地点，在控制面板2上操作，取样机构控制钻头3钻进土里，钻头3出来时会带出土壤样本，然后收集机构辅助钻头3进行出样，并对土壤样本进行储存。
如图2所示，所述取样机构包括升降组件、第一电机4和驱动杆5，所述升降组件设置在壳体1内的顶部，所述第一电机4设置在升降组件的下方，所述第一电机4通过驱动杆5与钻头3传动连接，所述第一电机4与PLC电连接；
所述升降组件包括第二电机6、转杆7、滑块8、移动条9和限位单元，所述第二电机6固定在壳体1内的顶部，所述第二电机6与转杆7的一端传动连接，所述转杆7的另一端与滑块8铰接，所述移动条9的上方设有凹槽，所述滑块8与凹槽滑动连接，所述第一电机4固定在移动条9的下方，所述限位单元设置在移动条9的两端，所述第二电机6与PLC电连接；
PLC控制第二电机6驱动转杆7转动，带动滑块8在凹槽内滑动，使移动条9向下移动，同时PLC控制第一电机4通过驱动杆5带动钻头3旋转，钻头3钻进泥土里以后，PLC控制第二电机6反向转动，带动钻头3钻出，该取样机构代替人工实现了驱动钻头3旋转和向下移动的动作，省时省力，而升降组件的结构简单，不会在壳体1内占据较大的空间。
如图3所示，所述收集机构包括气缸11、推板12、收集盒13和敲击组件，所述收集盒13和敲击组件分别位于开口的上方的两侧，所述气缸11的缸体固定在壳体1内的靠近收集盒13的一侧，所述气缸11的气杆与推板12固定连接，所述收集盒13抵靠在推板12的远离气缸11的一侧，所述气缸11与PLC电连接。
当钻头3移动到开口的上方后，PLC控制气缸11的气杆带动推板12向靠近开口的方向移动，使收集盒13被推送到钻头3的下方，然后PLC控制敲击组件敲击钻头3，土壤样本随着钻头3振动，样本落入到收集盒13内，从而实现收集样本的功能。
作为优选，为了防止滑块8脱离凹槽，所述凹槽为燕尾槽。
凹槽为燕尾槽，限制了滑块8移动的方向，防止滑块8脱离凹槽而使移动块失控下落。
作为优选，为了限制移动条9的移动方向，所述限位单元包括两根限位杆10，所述移动条9的两端均设有通孔，两根限位杆10分别穿过两个通孔，所述限位杆10竖向固定在壳体1内。
限位杆10穿过两个通孔，使移动条9只能在竖直方向上移动，从而限制了移动条9的移动方向。
作为优选，为了测量钻头3插入泥土的深度，所述移动条9的下方设有距离传感器14，所述距离传感器14与PLC电连接。
距离传感器14检测移动条9到壳体1内的底部的距离，并发送信号给PLC，PLC收到信号后，根据钻头3移动前后的距离差，计算得出钻头3插入泥土的深度，便于用户对钻头3插入土地的深度进行调整。
如图4所示，所述敲击组件包括驱动单元、铰接棒18和支撑杆19，所述支撑杆19竖向固定在壳体1内的底部，所述铰接棒18与支撑杆19铰接，所述驱动单元位于支撑杆19的远离开口的一侧。
作为优选，为了驱动铰接棒18转动，所述驱动单元包括第三电机15、主动杆16和从动杆17，所述第三电机15固定在壳体1内的底部，所述第三电机15与主动杆16的一端传动连接，所述主动杆16的另一端通过从动杆17与铰接棒18的远离开口的一端铰接，所述第三电机15与PLC电连接。
PLC控制第三电机15驱动主动杆16转动，通过从动杆17带动铰接棒18转动，铰接棒18对钻头3进行敲击，从而将土壤样本敲落到收集盒13内。
作为优选，为了固定壳体1，所述壳体1的靠近气缸11的一侧的设有凹口，所述凹口内的底部设有踏板20，所述壳体1的上方设有扶手21。
用户在钻头3移动时，将一只脚踩住踏板20，并用手扶住扶手21，从而固定住壳体1，减少壳体1的振动，现有的土壤取样器虽然也可以依靠用户手动控制减少晃动，但由于用户需要承受土壤取样器本身的重力，比较费力。
作为优选，为了便于壳体1移动，所述壳体1的下方设有若干滚轮24。
用户使用完该土壤取样系统后，可直接推动壳体1，使滚轮24滚动，减小壳体1与地面之间的摩擦力。
作为优选，为了实现收集盒13与推板12的连接和断开，所述推板12的制作材料为铁，所述收集盒13的靠近推板12的一侧设有磁石23。
作为优选，为了便于取出收集盒13，所述壳体1的与气缸11垂直的一侧设有取样口，所述取样口内设有盖板22，所述盖板22与取样口的上方的内壁铰接。
收集样本时，磁石23与推板12相互吸引，而使收集盒13与推板12固定在一起，收集完毕后，用户打开盖板22，从取样口将收集盒13拿出到壳体1外，便于取用土壤样本进行检测。
用户将该土壤取样系统带到指定地点，在控制面板2上操作，取样机构控制钻头3钻进土里，钻头3出来时会带出土壤样本，然后收集机构辅助钻头3进行出样，并对土壤样本进行储存。
PLC控制第二电机6驱动转杆7转动，带动滑块8在凹槽内滑动，使移动条9向下移动，同时PLC控制第一电机4通过驱动杆5带动钻头3旋转，钻头3钻进泥土里以后，PLC控制第二电机6反向转动，带动钻头3移动到开口的上方，然后PLC控制气缸11的气杆带动推板12向靠近开口的方向移动，使收集盒13被推送到钻头3的下方，PLC再控制第三电机15驱动主动杆16转动，通过从动杆17带动铰接棒18转动，铰接棒18对钻头3进行敲击，从而将土壤样本敲落到收集盒13内，用户需要取用样本时，只需再翻开盖板22，将收集盒13取出，就能取出土壤样本进行检测。
与现有技术相比，该使用便捷的自动化土壤取样系统，通过取样机构将钻头3旋转伸入泥土中，取出土壤样本，与现有的取样机构相比，该取样机构自动化程度更高，节省了人力成本，不仅如此，通过收集机构将泥土敲落到收集盒13内，便于用户取用土壤样本，与现有的收集机构相比，该收集机构设计巧妙，提高了实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种使用便捷的自动化土壤取样系统，其特征在于，包括壳体(1)、钻头(3)、取样机构和收集机构，所述壳体(1)的下方设有开口，所述钻头(3)设置在开口内，所述取样机构和收集机构均设置在壳体(1)内，所述取样机构与钻头(3)连接，所述壳体(1)的上方设有控制面板(2)，所述控制面板(2)内设有PLC；
所述取样机构包括升降组件、第一电机(4)和驱动杆(5)，所述升降组件设置在壳体(1)内的顶部，所述第一电机(4)设置在升降组件的下方，所述第一电机(4)通过驱动杆(5)与钻头(3)传动连接，所述第一电机(4)与PLC电连接；
所述升降组件包括第二电机(6)、转杆(7)、滑块(8)、移动条(9)和限位单元，所述第二电机(6)固定在壳体(1)内的顶部，所述第二电机(6)与转杆(7)的一端传动连接，所述转杆(7)的另一端与滑块(8)铰接，所述移动条(9)的上方设有凹槽，所述滑块(8)与凹槽滑动连接，所述第一电机(4)固定在移动条(9)的下方，所述限位单元设置在移动条(9)的两端，所述第二电机(6)与PLC电连接；
所述收集机构包括气缸(11)、推板(12)、收集盒(13)和敲击组件，所述收集盒(13)和敲击组件分别位于开口的上方的两侧，所述气缸(11)的缸体固定在壳体(1)内的靠近收集盒(13)的一侧，所述气缸(11)的气杆与推板(12)固定连接，所述收集盒(13)抵靠在推板(12)的远离气缸(11)的一侧，所述气缸(11)与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的使用便捷的自动化土壤取样系统，其特征在于，所述凹槽为燕尾槽。
3.如权利要求1所述的使用便捷的自动化土壤取样系统，其特征在于，所述限位单元包括两根限位杆(10)，所述移动条(9)的两端均设有通孔，两根限位杆(10)分别穿过两个通孔，所述限位杆(10)竖向固定在壳体(1)内。
4.如权利要求1所述的使用便捷的自动化土壤取样系统，其特征在于，所述移动条(9)的下方设有距离传感器(14)，所述距离传感器(14)与PLC电连接。
5.如权利要求1所述的使用便捷的自动化土壤取样系统，其特征在于，所述敲击组件包括驱动单元、铰接棒(18)和支撑杆(19)，所述支撑杆(19)竖向固定在壳体(1)内的底部，所述铰接棒(18)与支撑杆(19)铰接，所述驱动单元位于支撑杆(19)的远离开口的一侧。
6.如权利要求5所述的使用便捷的自动化土壤取样系统，其特征在于，所述驱动单元包括第三电机(15)、主动杆(16)和从动杆(17)，所述第三电机(15)固定在壳体(1)内的底部，所述第三电机(15)与主动杆(16)的一端传动连接，所述主动杆(16)的另一端通过从动杆(17)与铰接棒(18)的远离开口的一端铰接，所述第三电机(15)与PLC电连接。
7.如权利要求1所述的使用便捷的自动化土壤取样系统，其特征在于，所述壳体(1)的靠近气缸(11)的一侧的设有凹口，所述凹口内的底部设有踏板(20)，所述壳体(1)的上方设有扶手(21)。
8.如权利要求1所述的使用便捷的自动化土壤取样系统，其特征在于，所述壳体(1)的下方设有若干滚轮(24)。
9.如权利要求1所述的使用便捷的自动化土壤取样系统，其特征在于，所述推板(12)的制作材料为铁，所述收集盒(13)的靠近推板(12)的一侧设有磁石(23)。
10.如权利要求1所述的使用便捷的自动化土壤取样系统，其特征在于，所述壳体(1)的与气缸(11)垂直的一侧设有取样口，所述取样口内设有盖板(22)，所述盖板(22)与取样口的上方的内壁铰接。
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