CN110554167A - 一种具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备，包括主体和检测杆，所述检测杆的一端设置在主体的底部，所述主体内设有数据处理系统，所述检测杆上设有清洁机构，所述主体的底部设有辅助机构，所述清洁机构包括清洁管、移动环、动力组件、两个导向组件、三个支撑组件和至少两个毛刷，所述辅助机构包括连接环、挤压环和至少三个推动组件，该具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备通过清洁机构实现了清除检测杆上杂质的功能，避免杂质影响检测精度，不仅如此，还通过辅助机构实现了压实土壤的功能，避免土壤过于疏松而影响检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及土壤检测设备领域，特别涉及一种具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备。
背景技术
土壤壤酸度计是用来检测土壤酸碱度的仪器，可以直接插入土壤测量土壤的酸碱度，较传统测量土壤酸碱度的方法有所不同，操作更为简单，直接插入土壤测量更能反应土壤的实际情况。
现有的土壤酸度计在检测过程中，当检测杆上出现杂质时，会影响检测精度，降低了实用性，不仅如此，当土壤样土未完全压实时，同样会影响检测杆对土壤数据的收集，进一步降低了检测精度。
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，提供一种具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备，包括主体和检测杆，所述检测杆的一端设置在主体的底部，所述主体内设有数据处理系统，所述检测杆上设有清洁机构，所述主体的底部设有辅助机构；
所述清洁机构包括清洁管、移动环、动力组件、两个导向组件、三个支撑组件和至少两个毛刷，所述清洁管和移动环均与检测杆同轴设置，所述清洁管的内径大于检测杆的直径，所述检测杆的底端插入清洁管内，所述毛刷设置在清洁管内，所述毛刷位于检测杆的远离主体的一侧，所述毛刷以清洁管的轴线为中心周向均匀安装在清洁管的内壁上，所述移动环的内径大于清洁管的外径，所述清洁管的底端位于移动环的环孔内，所述导向组件以移动环的轴线为中心周向均匀分布在移动环上，所述导向组件驱动移动环向着远离主体方向移动，所述支撑组件以清洁管的轴线为中心周向均匀分布在清洁环的环孔内，所述清洁管的外周通过支撑组件与移动环的内壁连接，所述动力组件设置在移动环的靠近主体的一侧，所述动力组件与清洁管传动连接；
所述辅助机构包括连接环、挤压环和至少三个推动组件，所述连接环和挤压环均与检测杆同轴设置，所述连接环的内径和挤压环的内径均与清洁管的内径相等，所述连接环固定在清洁管的顶端，所述挤压环位于主体和连接环之间，所述推动组件与检测杆的轴线为中心周向均匀设置在挤压环的靠近主体的一侧，所述推动组件驱动挤压环沿着检测杆的轴向往复移动。
作为优选，为了实现移动环的复位效果，所述导向组件包括通孔、第一弹簧和连接杆，所述连接杆与检测杆平行，所述通孔设置在移动环上，所述通孔与连接杆同轴设置，所述通孔的孔径与连接杆的直径相等，所述连接杆穿过通孔，所述连接杆与通孔的内壁滑动连接，所述连接杆的顶端固定在主体上，所述第一弹簧位于移动环和主体之间，所述主体通过第一弹簧与移动环连接。
作为优选，为了实现支撑清洁管转动的效果，所述支撑组件包括连杆和滚珠，所述连杆的轴线与检测杆的轴线垂直且相交，所述连杆的一端固定在清洁管上，所述滚珠固定在连杆的另一端，所述移动环的内壁上设有环形槽，所述滚珠的球心设置在环形槽内，所述滚珠与环形槽匹配且滑动连接，所述滚珠的球径大于环形槽的槽口宽度。
作为优选，为了减小滚珠与环形槽内壁之间的摩擦力，所述环形槽内的内壁上涂有润滑油。
作为优选，为了驱动清洁管转动，所述动力组件包括驱动电机、驱动齿轮和从动齿轮，所述驱动电机固定在移动环上，所述驱动电机与驱动齿轮传动连接，所述从动齿轮安装在清洁管上，所述驱动齿轮与从动齿轮啮合。
作为优选，为了提高驱动电机的驱动力，所述驱动电机为伺服电机。
作为优选，为了实现挤压盘的往复移动，所述推动组件包括电磁铁、推杆、限位块、第二弹簧和贯穿孔，所述推杆与检测杆平行，所述贯穿孔设置在主体的底部，所述贯穿孔与推杆同轴设置，所述贯穿孔的孔径与推杆的直径相等，所述推杆穿过贯穿孔，所述推杆与贯穿孔的内壁滑动连接，所述推杆的底端固定在挤压环的靠近主体的一侧，所述限位块固定在推杆的顶端，所述限位块的靠近挤压环的一侧通过第二弹簧与主体内的底部连接，所述电磁铁固定在主体的底部，所述电磁铁与挤压环之间设有间隙，所述挤压环的制作材料为铁。
作为优选，为了便于推杆的安装，所述推杆上设有倒角。
作为优选，为了实现智能化，所述挤压环的靠近主体的一侧设有距离传感器，所述主体内设有PLC，所述主体上设有蜂鸣器，所述蜂鸣器、距离传感器和电磁铁均与PLC电连接。
作为优选，为了延长移动环的使用寿命，所述移动环上设有防腐镀锌层。
本发明的有益效果是，该具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备通过清洁机构实现了清除检测杆上杂质的功能，避免杂质影响检测精度，与现有的清洁机构相比，该清洁机构结构巧妙，可以避免人工进行清洁，提高了便捷性，不仅如此，还通过辅助机构实现了压实土壤的功能，避免土壤过于疏松而影响检测精度，与现有的辅助机构相比，该辅助机构通过PLC进行控制，自动化程度更高。
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是本发明的具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备的结构示意图；
图2是本发明的具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备的剖视图；
图3是本发明的具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备的清洁机构的结构示意图；
图4是本发明的具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备的辅助机构的结构示意图；
图中：1.主体，2.检测杆，3.清洁管，4.移动环，5.毛刷，6.连接环，7.挤压环，8.第一弹簧，9.连接杆，10.连杆，11.滚珠，12.驱动电机，13.驱动齿轮，14.从动齿轮，15.电磁铁，16.推杆，17.限位块，18.第二弹簧，19.距离传感器，20.蜂鸣器。
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1-2所示，一种具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备，包括主体1和检测杆2，所述检测杆2的一端设置在主体1的底部，所述主体1内设有数据处理系统，所述检测杆2上设有清洁机构，所述主体1的底部设有辅助机构；
将检测杆2插入土壤内，通过检测杆2收集土壤数据，并通过数据处理系统计算出土壤酸碱性，这里，设置清洁机构的作用是清除检测杆2上的杂质，避免杂质影响检测的精确度，设置辅助机构的作用是压实所测土壤，进一步提高精确度。
如图3所示，所述清洁机构包括清洁管3、移动环4、动力组件、两个导向组件、三个支撑组件和至少两个毛刷5，所述清洁管3和移动环4均与检测杆2同轴设置，所述清洁管3的内径大于检测杆2的直径，所述检测杆2的底端插入清洁管3内，所述毛刷5设置在清洁管3内，所述毛刷5位于检测杆2的远离主体1的一侧，所述毛刷5以清洁管3的轴线为中心周向均匀安装在清洁管3的内壁上，所述移动环4的内径大于清洁管3的外径，所述清洁管3的底端位于移动环4的环孔内，所述导向组件以移动环4的轴线为中心周向均匀分布在移动环4上，所述导向组件驱动移动环4向着远离主体1方向移动，所述支撑组件以清洁管3的轴线为中心周向均匀分布在清洁环的环孔内，所述清洁管3的外周通过支撑组件与移动环4的内壁连接，所述动力组件设置在移动环4的靠近主体1的一侧，所述动力组件与清洁管3传动连接；
将移动环4土壤抵靠，将检测杆2穿过毛刷5并插入土壤期间，通过动力组件使清洁管3在支撑组件的支撑作用下实现转动，从而使毛刷5清洁检测杆2上的杂质，并使移动环4与主体1之间的距离减小，检测完毕后，检测杆2从土壤中拉出，此时，通过导向组件使移动环4复位，并再次通过动力组件驱动清洁管3转动，使毛刷5清洁检测杆2。
如图4所示，所述辅助机构包括连接环6、挤压环7和至少三个推动组件，所述连接环6和挤压环7均与检测杆2同轴设置，所述连接环6的内径和挤压环7的内径均与清洁管3的内径相等，所述连接环6固定在清洁管3的顶端，所述挤压环7位于主体1和连接环6之间，所述推动组件与检测杆2的轴线为中心周向均匀设置在挤压环7的靠近主体1的一侧，所述推动组件驱动挤压环7沿着检测杆2的轴向往复移动。
当检测杆2插入土壤内时，使移动环4与主体1之间的距离减小，当连接环6与挤压环7实现抵靠时，检测人员停止检测杆2插入动作，并通过推动组件使挤压环7沿着检测杆2的轴向往复移动，从而使挤压环7实现了敲击连接环6的效果，挤压环7的敲击效果带动移动环4对土壤实现压实。
作为优选，为了实现移动环4的复位效果，所述导向组件包括通孔、第一弹簧8和连接杆9，所述连接杆9与检测杆2平行，所述通孔设置在移动环4上，所述通孔与连接杆9同轴设置，所述通孔的孔径与连接杆9的直径相等，所述连接杆9穿过通孔，所述连接杆9与通孔的内壁滑动连接，所述连接杆9的顶端固定在主体1上，所述第一弹簧8位于移动环4和主体1之间，所述主体1通过第一弹簧8与移动环4连接。
检测杆2插入土壤期间，使移动环4与土壤抵靠，期间，主体1的向着土壤方向的移动带动移动杆插入土壤中，并使第一弹簧8压缩，当主体1带动检测杆2移出土壤时，通过第一弹簧8的弹性作用带动移动环4实现复位，并且，通过将检测杆2和两个连接杆9同时插入土壤中，可以提高检测杆2在土壤中移动的稳定性。
作为优选，为了实现支撑清洁管3转动的效果，所述支撑组件包括连杆10和滚珠11，所述连杆10的轴线与检测杆2的轴线垂直且相交，所述连杆10的一端固定在清洁管3上，所述滚珠11固定在连杆10的另一端，所述移动环4的内壁上设有环形槽，所述滚珠11的球心设置在环形槽内，所述滚珠11与环形槽匹配且滑动连接，所述滚珠11的球径大于环形槽的槽口宽度。
清洁管3的转动通过连杆10带动滚珠11与环形槽的内壁上转动，这里，将滚珠11和连杆10的数量设为三个，是根据三角形稳定的原理，起到了支撑清洁管3转动的效果。
作为优选，为了减小滚珠11与环形槽内壁之间的摩擦力，所述环形槽内的内壁上涂有润滑油。
润滑油的作用是减小滚珠11与环形槽内壁之间的摩擦力，提高滚珠11在环形槽内移动的流畅性。
作为优选，为了驱动清洁管3转动，所述动力组件包括驱动电机12、驱动齿轮13和从动齿轮14，所述驱动电机12固定在移动环4上，所述驱动电机12与驱动齿轮13传动连接，所述从动齿轮14安装在清洁管3上，所述驱动齿轮13与从动齿轮14啮合。
驱动电机12运行，使驱动齿轮13带动从动齿轮14转动，从动齿轮14的转动带动清洁管3转动，实现了驱动清洁管3转动的功能，
作为优选，为了提高驱动电机12的驱动力，所述驱动电机12为伺服电机。
伺服电机具有过载能力强的特点，从而可以提高驱动电机12的驱动力。
作为优选，为了实现挤压盘的往复移动，所述推动组件包括电磁铁15、推杆16、限位块17、第二弹簧18和贯穿孔，所述推杆16与检测杆2平行，所述贯穿孔设置在主体1的底部，所述贯穿孔与推杆16同轴设置，所述贯穿孔的孔径与推杆16的直径相等，所述推杆16穿过贯穿孔，所述推杆16与贯穿孔的内壁滑动连接，所述推杆16的底端固定在挤压环7的靠近主体1的一侧，所述限位块17固定在推杆16的顶端，所述限位块17的靠近挤压环7的一侧通过第二弹簧18与主体1内的底部连接，所述电磁铁15固定在主体1的底部，所述电磁铁15与挤压环7之间设有间隙，所述挤压环7的制作材料为铁。
当检测杆2插入土壤时，使连接环6与挤压环7抵靠并推动挤压环7向着靠近主体1方向移动一段距离，此时，通过电磁铁15通电，使铁质的挤压环7与电磁铁15之间产生相互吸引的作用力，从而使挤压箱向着靠近主体1方向移动，并使挤压环7带动推杆16向着远离连接环6方向移动，使第二弹簧18拉伸，当电磁铁15断电后，在第二弹簧18的弹性作用下使推杆16带动挤压环7复位，从而使挤压环7对连接环6实现撞击，如此往复，使连接环6受到间歇性撞击，连接环6的撞击产生的作用力传递至移动环4，使移动环4对土壤实现了压实的效果。
作为优选，为了便于推杆16的安装，所述推杆16上设有倒角。
倒角的作用是减小推杆16穿过贯穿孔时的口径，起到了便于推杆16安装的效果。
作为优选，为了实现智能化，所述挤压环7的靠近主体1的一侧设有距离传感器19，所述主体1内设有PLC，所述主体1上设有蜂鸣器20，所述蜂鸣器20、距离传感器19和电磁铁15均与PLC电连接。
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，当连接环6推动挤压环7向着靠近主体1方向移动时，使距离传感器19检测的与主体1之间的距离值发生变化，从而使距离传感器19给PLC发出信号，PLC控制电磁铁15间隙性通电设定时间，并控制蜂鸣器20发出警报声，提醒检测人员停止检测杆2插入动作，实现了智能化。
作为优选，为了延长移动环4的使用寿命，所述移动环4上设有防腐镀锌层。
防腐镀锌层的作用是提升移动环4的防锈能力，延长移动环4的使用寿命。
该设备通过将检测杆2插入土壤内，通过检测杆2收集土壤数据，并通过数据处理系统计算出土壤酸碱性，并且，检测杆2插入土壤和移出土壤期间，通过驱动清洁管3转动，使毛刷5清除检测杆2上的杂质，避免杂质影响检测杆2对土壤信息的接收，提高了检测精度，同时，当检测杆2插入土壤内时，通过挤压环7往复撞击连接环6，使连接环6受到的作用力传递至移动环4上，并使移动环4实现了压实土壤的效果，避免土壤过于疏松而影响检测精度。
与现有技术相比，该具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备通过清洁机构实现了清除检测杆2上杂质的功能，避免杂质影响检测精度，与现有的清洁机构相比，该清洁机构结构巧妙，可以避免人工进行清洁，提高了便捷性，不仅如此，还通过辅助机构实现了压实土壤的功能，避免土壤过于疏松而影响检测精度，与现有的辅助机构相比，该辅助机构通过PLC进行控制，自动化程度更高。
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)
1.一种具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备，包括主体(1)和检测杆(2)，所述检测杆(2)的一端设置在主体(1)的底部，所述主体(1)内设有数据处理系统，其特征在于，所述检测杆(2)上设有清洁机构，所述主体(1)的底部设有辅助机构；
所述清洁机构包括清洁管(3)、移动环(4)、动力组件、两个导向组件、三个支撑组件和至少两个毛刷(5)，所述清洁管(3)和移动环(4)均与检测杆(2)同轴设置，所述清洁管(3)的内径大于检测杆(2)的直径，所述检测杆(2)的底端插入清洁管(3)内，所述毛刷(5)设置在清洁管(3)内，所述毛刷(5)位于检测杆(2)的远离主体(1)的一侧，所述毛刷(5)以清洁管(3)的轴线为中心周向均匀安装在清洁管(3)的内壁上，所述移动环(4)的内径大于清洁管(3)的外径，所述清洁管(3)的底端位于移动环(4)的环孔内，所述导向组件以移动环(4)的轴线为中心周向均匀分布在移动环(4)上，所述导向组件驱动移动环(4)向着远离主体(1)方向移动，所述支撑组件以清洁管(3)的轴线为中心周向均匀分布在清洁环的环孔内，所述清洁管(3)的外周通过支撑组件与移动环(4)的内壁连接，所述动力组件设置在移动环(4)的靠近主体(1)的一侧，所述动力组件与清洁管(3)传动连接；
所述辅助机构包括连接环(6)、挤压环(7)和至少三个推动组件，所述连接环(6)和挤压环(7)均与检测杆(2)同轴设置，所述连接环(6)的内径和挤压环(7)的内径均与清洁管(3)的内径相等，所述连接环(6)固定在清洁管(3)的顶端，所述挤压环(7)位于主体(1)和连接环(6)之间，所述推动组件与检测杆(2)的轴线为中心周向均匀设置在挤压环(7)的靠近主体(1)的一侧，所述推动组件驱动挤压环(7)沿着检测杆(2)的轴向往复移动。
2.如权利要求1所述的具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备，其特征在于，所述导向组件包括通孔、第一弹簧(8)和连接杆(9)，所述连接杆(9)与检测杆(2)平行，所述通孔设置在移动环(4)上，所述通孔与连接杆(9)同轴设置，所述通孔的孔径与连接杆(9)的直径相等，所述连接杆(9)穿过通孔，所述连接杆(9)与通孔的内壁滑动连接，所述连接杆(9)的顶端固定在主体(1)上，所述第一弹簧(8)位于移动环(4)和主体(1)之间，所述主体(1)通过第一弹簧(8)与移动环(4)连接。
3.如权利要求1所述的具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备，其特征在于，所述支撑组件包括连杆(10)和滚珠(11)，所述连杆(10)的轴线与检测杆(2)的轴线垂直且相交，所述连杆(10)的一端固定在清洁管(3)上，所述滚珠(11)固定在连杆(10)的另一端，所述移动环(4)的内壁上设有环形槽，所述滚珠(11)的球心设置在环形槽内，所述滚珠(11)与环形槽匹配且滑动连接，所述滚珠(11)的球径大于环形槽的槽口宽度。
4.如权利要求3所述的具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备，其特征在于，所述环形槽内的内壁上涂有润滑油。
5.如权利要求1所述的具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备，其特征在于，所述动力组件包括驱动电机(12)、驱动齿轮(13)和从动齿轮(14)，所述驱动电机(12)固定在移动环(4)上，所述驱动电机(12)与驱动齿轮(13)传动连接，所述从动齿轮(14)安装在清洁管(3)上，所述驱动齿轮(13)与从动齿轮(14)啮合。
6.如权利要求5所述的具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备，其特征在于，所述驱动电机(12)为伺服电机。
7.如权利要求1所述的具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备，其特征在于，所述推动组件包括电磁铁(15)、推杆(16)、限位块(17)、第二弹簧(18)和贯穿孔，所述推杆(16)与检测杆(2)平行，所述贯穿孔设置在主体(1)的底部，所述贯穿孔与推杆(16)同轴设置，所述贯穿孔的孔径与推杆(16)的直径相等，所述推杆(16)穿过贯穿孔，所述推杆(16)与贯穿孔的内壁滑动连接，所述推杆(16)的底端固定在挤压环(7)的靠近主体(1)的一侧，所述限位块(17)固定在推杆(16)的顶端，所述限位块(17)的靠近挤压环(7)的一侧通过第二弹簧(18)与主体(1)内的底部连接，所述电磁铁(15)固定在主体(1)的底部，所述电磁铁(15)与挤压环(7)之间设有间隙，所述挤压环(7)的制作材料为铁。
8.如权利要求7所述的具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备，其特征在于，所述推杆(16)上设有倒角。
9.如权利要求7所述的具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备，其特征在于，所述挤压环(7)的靠近主体(1)的一侧设有距离传感器(19)，所述主体(1)内设有PLC，所述主体(1)上设有蜂鸣器(20)，所述蜂鸣器(20)、距离传感器(19)和电磁铁(15)均与PLC电连接。
10.如权利要求1所述的具有压实功能的高精度土壤酸碱度检测设备，其特征在于，所述移动环(4)上设有防腐镀锌层。
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