CN110596348A - 一种具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统，包括检测装置，所述检测装置包括主体、显示屏、探头和至少两个控制按键，还包括检测机构和节能机构，所述检测机构包括支撑板、报警器、接触开关、移动板、支撑套管、两个滑杆、两个滑动套管和两个弹簧，所述节能机构包括支撑轴、转动套管、驱动轮、摆动块、传动带、发电机、从动轮和定向组件，所述定向组件包括定向组件包括棘轮、棘爪和扭转弹簧，该具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统中，通过检测机构可以检测土壤的硬度，降低了探头发生损坏的几率，通过节能机构发出的电能可以对土壤湿度计进行供电，延长了土壤湿度计的使用时间。
Description
技术领域
本发明涉及土壤检测设备领域，特别涉及一种具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统。
背景技术
土壤温湿度计是将土壤含水量测量与温度测量结合为一体的产品，可人工读数也可直接挂接系统进行数据自动采集。通常将测得的土壤含水量和温度数据，与其它变形数据(如沉降量/位移量等)一起进行综合性评估分析。主要应用于滑坡、路基、农业、基坑、库区、实验室等应用领域。
现有技术的土壤湿度计在使用的过程中，需要将金属探头插入土壤内部，如果土壤过于坚硬，将会造成金属探头损坏，不仅如此，现有技术的土壤湿度计由于体积的限制，导致土壤湿度计的电池容量较小，使土壤湿度计无法在户外长时间使用，降低了土壤湿度计的实用性。
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，提供一种具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统，包括检测装置，所述检测装置包括主体、显示屏、探头和至少两个控制按键，所述主体的形状为圆柱形，还包括检测机构和节能机构，所述检测机构和节能机构均设置在主体的内部，所述探头的一端与检测机构连接；
所述检测机构包括支撑板、报警器、接触开关、移动板、支撑套管、两个滑杆、两个滑动套管和两个弹簧，所述支撑套管和探头均与主体同轴设置，所述支撑套管设置在主体的一端上，所述探头穿过支撑套管，所述探头与支撑套管滑动连接，所述支撑板和移动板均与主体的轴线垂直，所述支撑板固定的主体的内部的中部，所述移动板设置在支撑板的靠近探头的一侧，所述探头的一端与移动板的中部固定连接，所述滑杆与探头平行，两个滑杆分别设置在探头的两侧，所述滑杆的一端与支撑板固定连接，所述滑杆的另一端与主体的内壁固定连接，两个滑杆分别穿过两个滑动套管，所述滑动套管与滑杆滑动连接，所述移动板的两端分别与两个滑动套管固定连接，两个弹簧分别套设在两个滑杆上，所述支撑板通过弹簧与滑动套管固定连接，所述弹簧处于压缩状态，所述接触开关和报警器均固定在支撑板的靠近移动板的一侧；
所述节能机构包括支撑轴、转动套管、驱动轮、摆动块、传动带、发电机、从动轮和定向组件，所述支撑轴与主体的轴线垂直，所述支撑轴的两端均与主体的内壁固定连接，所述支撑轴与转动套管同轴设置，所述支撑轴穿过转动套管，所述驱动轮均安装在转动套管上，所述摆动块设置在转动套管的一侧，所述发电机与主体的一侧的内壁固定连接，所述发电机与从动轮传动连接，所述驱动轮通过传动带与从动轮传动连接，所述定向组件设置在主体的内壁上，所述定向组件与转动套管连接。
作为优选，为了提高土壤湿度计的自动化程度，所述主体的内部设有PLC，所述显示屏、报警器、探头和各控制按键均与PLC电连接。
作为优选，为了控制发电机的转动方向，所述定向组件包括定向组件包括棘轮、棘爪和扭转弹簧，所述棘轮安装在转动套管上，所述棘爪的一端与主体的内壁铰接，所述棘爪的另一端与棘轮的外周抵靠，所述扭转弹簧设置在棘爪与主体的铰接处，所述棘爪通过扭转弹簧与主体固定连接。
作为优选，为了提高传动带的稳定性，所述驱动轮和从动轮外周上均设有环形槽，所述传动带设置在环形槽的内部。
作为优选，为了提高转动套管转动的顺畅度，所述转动套管的内壁上均匀分布有至少两个滚珠，所述转动套管通过滚珠与支撑轴滚动连接。
作为优选，为了降低传动带发生打滑的几率，所述主体的内壁上安装有支撑轮，所述支撑轮的外周与传动带抵靠，所述支撑轮与传动带滚动连接。
作为优选，为了降低土壤湿度计的故障率，所述接触开关的数量为两个，两个接触开关均设置在支撑板的靠近移动板的一侧，两个接触开关均与PLC电连接。
作为优选，为了延长土壤湿度计的续航时间，所述主体上设有太阳能板。
作为优选，为了提高滑动套管移动的顺畅度，所述滑杆上涂有润滑脂。
作为优选，为了提高支撑套管的密封性能，所述支撑套管的远离移动板的一端设有密封圈，所述支撑套管通过密封圈与探头密封连接。
本发明的有益效果是，该具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统中，通过检测机构可以检测土壤的硬度，降低了探头发生损坏的几率，与现有检测机构相比，该检测机构结构简单，减少了该机构故障点的数量，降低了该机构的故障率，不仅如此，通过节能机构发出的电能可以对土壤湿度计进行供电，延长了土壤湿度计的使用时间，与现有节能机构相比，该节能机构通过支撑轮的支撑作用，使传动带处于紧绷状态，降低了传动带发生打滑的几率。
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是本发明的具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统的结构示意图；
图2是本发明的具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统的剖视图；
图3是本发明的具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统的检测机构的结构示意图；
图4是本发明的具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统的节能机构的结构示意图；
图中：1.主体，2.显示屏，3.控制按键，4.探头，5.报警器，6.接触开关，7.从动轮，8.发电机，9.摆动块，10.支撑板，11.滑杆，12.弹簧，13.滑动套管，14.移动板，15.支撑套管，16.传动带，17.转动套管，18.支撑轴，19.滚珠，20.驱动轮，21.棘轮，22.棘爪，23.扭转弹簧，24.支撑轮。
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1-2所示，一种具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统，包括检测装置，所述检测装置包括主体1、显示屏2、探头4和至少两个控制按键3，所述主体1的形状为圆柱形，还包括检测机构和节能机构，所述检测机构和节能机构均设置在主体1的内部，所述探头4的一端与检测机构连接；
通过检测机构可以检测土壤的硬度，降低了探头4发生损坏的几率，通过节能机构发出的电能可以对土壤湿度计进行供电，延长了土壤湿度计的使用时间；
如图3所示，所述检测机构包括支撑板10、报警器5、接触开关6、移动板14、支撑套管15、两个滑杆11、两个滑动套管13和两个弹簧12，所述支撑套管15和探头4均与主体1同轴设置，所述支撑套管15设置在主体1的一端上，所述探头4穿过支撑套管15，所述探头4与支撑套管15滑动连接，所述支撑板10和移动板14均与主体1的轴线垂直，所述支撑板10固定的主体1的内部的中部，所述移动板14设置在支撑板10的靠近探头4的一侧，所述探头4的一端与移动板14的中部固定连接，所述滑杆11与探头4平行，两个滑杆11分别设置在探头4的两侧，所述滑杆11的一端与支撑板10固定连接，所述滑杆11的另一端与主体1的内壁固定连接，两个滑杆11分别穿过两个滑动套管13，所述滑动套管13与滑杆11滑动连接，所述移动板14的两端分别与两个滑动套管13固定连接，两个弹簧12分别套设在两个滑杆11上，所述支撑板10通过弹簧12与滑动套管13固定连接，所述弹簧12处于压缩状态，所述接触开关6和报警器5均固定在支撑板10的靠近移动板14的一侧；
通过支撑套管15的支撑作用，提高了探头4的稳定性，在支撑板10的支撑作用下，提高了滑杆11的稳定性，则在滑动套管13的连接作用下，通过移动板14进一步提高了探头4的稳定性，当操作人员将探头4插入土壤的过程中，随着土壤硬度的增大，土壤对探头4产生的阻力增大，当土壤的硬度大于一定值的时候，土壤对探头4的阻力大于弹簧12对探头4的推力，则通过土壤推动探头4沿着支撑套管15向主体1内部移动，在移动板14的传动作用下，通过探头4驱动滑动套管13沿着滑杆11箱靠近支撑板10的方向移动，则通过滑动套管13使弹簧12压缩，使移动板14触发接触开关6，接触开关6将信号发送给PLC，则通过PLC控制报警器5发出报警信号，则实现了对土壤硬度的检测，降低了探头4发生损坏的几率；
如图4所示，所述节能机构包括支撑轴18、转动套管17、驱动轮20、摆动块9、传动带16、发电机8、从动轮7和定向组件，所述支撑轴18与主体1的轴线垂直，所述支撑轴18的两端均与主体1的内壁固定连接，所述支撑轴18与转动套管17同轴设置，所述支撑轴18穿过转动套管17，所述驱动轮20均安装在转动套管17上，所述摆动块9设置在转动套管17的一侧，所述发电机8与主体1的一侧的内壁固定连接，所述发电机8与从动轮7传动连接，所述驱动轮20通过传动带16与从动轮7传动连接，所述定向组件设置在主体1的内壁上，所述定向组件与转动套管17连接；
在操作人员使用土壤湿度计的时候，土壤湿度计发生转动，则在摆动块9的重力和惯性的作用下，通过摆动块9驱动转动套管17绕着支撑轴18转动，则通过转动套管17驱动驱动轮20转动，在传动带16的传动作用下，通过驱动轮20驱动从动轮7转动，则通过从动轮7驱动发电机8运行，之后将发电机8产生的电能供给土壤湿度计使用，延长了土壤湿度计的续航时间，同时通过定向组件可以控制转动套管17的转动方向，则实现了对发电机8转动方向的限制，提高了发电机8的发电效率。
作为优选，为了提高土壤湿度计的自动化程度，所述主体1的内部设有PLC，所述显示屏2、报警器5、探头4和各控制按键3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，操作人员通过控制按键发送控制信号给PLC，则通过PLC控制土壤湿度计运行，同时通过显示屏可以显示土壤湿度计的工作状态，则提高了土壤湿度计的自动化程度。
如图4所示，所述定向组件包括定向组件包括棘轮21、棘爪22和扭转弹簧23，所述棘轮21安装在转动套管17上，所述棘爪22的一端与主体1的内壁铰接，所述棘爪22的另一端与棘轮21的外周抵靠，所述扭转弹簧23设置在棘爪22与主体1的铰接处，所述棘爪22通过扭转弹簧23与主体1固定连接；
通过扭转弹簧23使棘爪22的一端抵靠在棘轮21的外周上，则通过棘爪22对棘轮21的限位作用，使棘轮21只能单向转动，则实现了对转动套管17转动方向的限定。
作为优选，为了提高传动带16的稳定性，所述驱动轮20和从动轮7外周上均设有环形槽，所述传动带16设置在环形槽的内部；
通过环形槽对传动带16的限位作用，降低了传动带16从驱动轮20和从动轮7上脱落的几率，提高了传动带16的稳定性。
作为优选，为了提高转动套管17转动的顺畅度，所述转动套管17的内壁上均匀分布有至少两个滚珠19，所述转动套管17通过滚珠19与支撑轴18滚动连接；
通过滚珠19减小了转动套管17与支撑轴18之间的摩擦力，提高了转动套管17转动的顺畅度。
作为优选，为了降低传动带16发生打滑的几率，所述主体1的内壁上安装有支撑轮24，所述支撑轮24的外周与传动带16抵靠，所述支撑轮24与传动带16滚动连接；
通过支撑轮24的支撑作用，使传动带16处于紧绷状态，增大了传动带16与驱动轮20和从动轮7之间的压力，增大了传动带16与驱动轮20和从动轮7之间的摩擦力，降低了传动带16发生打滑的几率。
作为优选，为了降低土壤湿度计的故障率，所述接触开关6的数量为两个，两个接触开关6均设置在支撑板10的靠近移动板14的一侧，两个接触开关6均与PLC电连接；
通过两个接触开关6之间相互冗余设置，使其中一个接触开关6发生故障的时候，另一个接触开关6可以支持土壤湿度计正常使用，降低了土壤湿度计的故障率。
作为优选，为了延长土壤湿度计的续航时间，所述主体1上设有太阳能板；
通过太阳能板将太阳能转换成电能，之后将电能供给土壤湿度计使用，延长了土壤湿度计的续航时间。
作为优选，为了提高滑动套管13移动的顺畅度，所述滑杆11上涂有润滑脂；
通过润滑脂减小了滑动套管13与滑杆11之间的摩擦力，则提高了滑动套管13移动的顺畅度。
作为优选，为了提高支撑套管15的密封性能，所述支撑套管15的远离移动板14的一端设有密封圈，所述支撑套管15通过密封圈与探头4密封连接；
通过密封圈减小了支撑套管15与探头4之间的间隙，降低了灰尘通过支撑套管15进入主体1内部的几率，提高了支撑套管15的密封性能。
当操作人员将探头4插入土壤的过程中，随着土壤硬度的增大，土壤对探头4产生的阻力增大，当土壤的硬度大于一定值的时候，土壤对探头4的阻力大于弹簧12对探头4的推力，使移动板14触发接触开关6，接触开关6将信号发送给PLC，则通过PLC控制报警器5发出报警信号，则实现了对土壤硬度的检测，降低了探头4发生损坏的几率，在摆动块9的重力和惯性的作用下，通过摆动块9驱动转动套管17绕着支撑轴18转动，则通过转动套管17驱动发电机8运行，之后将发电机8产生的电能供给土壤湿度计使用，延长了土壤湿度计的续航时间。
与现有技术相比，该具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统中，通过检测机构可以检测土壤的硬度，降低了探头4发生损坏的几率，与现有检测机构相比，该检测机构结构简单，减少了该机构故障点的数量，降低了该机构的故障率，不仅如此，通过节能机构发出的电能可以对土壤湿度计进行供电，延长了土壤湿度计的使用时间，与现有节能机构相比，该节能机构通过支撑轮24的支撑作用，使传动带16处于紧绷状态，降低了传动带16发生打滑的几率。
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)
1.一种具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统，包括检测装置，所述检测装置包括主体(1)、显示屏(2)、探头(4)和至少两个控制按键(3)，所述主体(1)的形状为圆柱形，其特征在于，还包括检测机构和节能机构，所述检测机构和节能机构均设置在主体(1)的内部，所述探头(4)的一端与检测机构连接；
所述检测机构包括支撑板(10)、报警器(5)、接触开关(6)、移动板(14)、支撑套管(15)、两个滑杆(11)、两个滑动套管(13)和两个弹簧(12)，所述支撑套管(15)和探头(4)均与主体(1)同轴设置，所述支撑套管(15)设置在主体(1)的一端上，所述探头(4)穿过支撑套管(15)，所述探头(4)与支撑套管(15)滑动连接，所述支撑板(10)和移动板(14)均与主体(1)的轴线垂直，所述支撑板(10)固定的主体(1)的内部的中部，所述移动板(14)设置在支撑板(10)的靠近探头(4)的一侧，所述探头(4)的一端与移动板(14)的中部固定连接，所述滑杆(11)与探头(4)平行，两个滑杆(11)分别设置在探头(4)的两侧，所述滑杆(11)的一端与支撑板(10)固定连接，所述滑杆(11)的另一端与主体(1)的内壁固定连接，两个滑杆(11)分别穿过两个滑动套管(13)，所述滑动套管(13)与滑杆(11)滑动连接，所述移动板(14)的两端分别与两个滑动套管(13)固定连接，两个弹簧(12)分别套设在两个滑杆(11)上，所述支撑板(10)通过弹簧(12)与滑动套管(13)固定连接，所述弹簧(12)处于压缩状态，所述接触开关(6)和报警器(5)均固定在支撑板(10)的靠近移动板(14)的一侧；
所述节能机构包括支撑轴(18)、转动套管(17)、驱动轮(20)、摆动块(9)、传动带(16)、发电机(8)、从动轮(7)和定向组件，所述支撑轴(18)与主体(1)的轴线垂直，所述支撑轴(18)的两端均与主体(1)的内壁固定连接，所述支撑轴(18)与转动套管(17)同轴设置，所述支撑轴(18)穿过转动套管(17)，所述驱动轮(20)均安装在转动套管(17)上，所述摆动块(9)设置在转动套管(17)的一侧，所述发电机(8)与主体(1)的一侧的内壁固定连接，所述发电机(8)与从动轮(7)传动连接，所述驱动轮(20)通过传动带(16)与从动轮(7)传动连接，所述定向组件设置在主体(1)的内壁上，所述定向组件与转动套管(17)连接。
2.如权利要求1所述的具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统，其特征在于，所述主体(1)的内部设有PLC，所述显示屏(2)、报警器(5)、探头(4)和各控制按键(3)均与PLC电连接。
3.如权利要求1所述的具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统，其特征在于，所述定向组件包括定向组件包括棘轮(21)、棘爪(22)和扭转弹簧(23)，所述棘轮(21)安装在转动套管(17)上，所述棘爪(22)的一端与主体(1)的内壁铰接，所述棘爪(22)的另一端与棘轮(21)的外周抵靠，所述扭转弹簧(23)设置在棘爪(22)与主体(1)的铰接处，所述棘爪(22)通过扭转弹簧(23)与主体(1)固定连接。
4.如权利要求1所述的具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统，其特征在于，所述驱动轮(20)和从动轮(7)外周上均设有环形槽，所述传动带(16)设置在环形槽的内部。
5.如权利要求1所述的具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统，其特征在于，所述转动套管(17)的内壁上均匀分布有至少两个滚珠(19)，所述转动套管(17)通过滚珠(19)与支撑轴(18)滚动连接。
6.如权利要求1所述的具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统，其特征在于，所述主体(1)的内壁上安装有支撑轮(24)，所述支撑轮(24)的外周与传动带(16)抵靠，所述支撑轮(24)与传动带(16)滚动连接。
7.如权利要求1所述的具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统，其特征在于，所述接触开关(6)的数量为两个，两个接触开关(6)均设置在支撑板(10)的靠近移动板(14)的一侧，两个接触开关(6)均与PLC电连接。
8.如权利要求1所述的具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统，其特征在于，所述主体(1)上设有太阳能板。
9.如权利要求1所述的具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统，其特征在于，所述滑杆(11)上涂有润滑脂。
10.如权利要求1所述的具有土壤硬度检测功能的节能型土壤湿度检测系统，其特征在于，所述支撑套管(15)的远离移动板(14)的一端设有密封圈，所述支撑套管(15)通过密封圈与探头(4)密封连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20191220 |