CN110823287B - 一种土壤检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤检测装置，涉及土壤检测领域，旨在解决土壤检测自动化的问题，其技术方案要点是一种土壤检测装置，包括三角架体，所述三角架体上设有接头组件，所述接头组件上设有纵向气缸，所述纵向气缸下设有固定外壳与转动内壳，所述转动内壳底部设有钻头，所述纵向气缸上设有显示模块，所述显示模块的底部设有信号接收接收器、信号转换装置，所述纵向气缸与固定外壳处设有的位移传感器，所述固定外壳内设有电机，所述转动内壳内设有检测组件，所述检测组件包括检测底台、取样装置、酸性检测探头，达到了在对土壤自动检测的技术效果。

Description

一种土壤检测装置

技术领域

本发明涉及土壤检测的技术领域，尤其是涉及一种土壤检测装置。

背景技术

目前社会的发展越来越快，环境污染的问题日益加重，尤其是在土质污染上较为严重，土质污染一般分为两种，一种是有机污染，一种是无机污染，土壤有机污染主要是有农药、三氯乙醛、多环芳烃、多氯联苯、石油、甲烷等，其中农药是最主要的有机污染物，无机污染主要包括酸碱类、重金属以及放射性元素等。

现有的公开号为CN106950351A的中国专利公布了一种土壤用检测装置，包括检测柜，所述检测柜内底部设有检测箱，所述检测柜内顶部设有碾压装置，所述碾压装置包括网框与压板，所述压板上设有驱动压板移动的升降装置，所述压板底部设有对向网框的压齿，所述网框底部正对检测箱，利用升降装置对网 框内的土壤进行挤压处理，进而被挤压过的土壤将会从的网框上掉落到底部检测箱，检测箱内设有检测土壤的专用溶液，掉落下去的土壤将会与溶液发生反应，达到检测的效果。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述的土壤检测技术是由检测人员将土壤从检测的地区进土壤取样，将取样的土壤带回实验室，然后利用检测设备对土壤进行检测，并对检测样品进行相应的数据记录以及分析，整个检测的过程漫长，并且土壤在取样后，土壤所处的环境发生改变，对土壤检测结果会有很大的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种土壤检测装置，其具有的效果是自动实现对地表以下土壤的检测功能。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种土壤检测装置，包括三角架体，所述三角架体包括支架、接头组件，三个所述支架底部设有脚柱，所述接头组件内设有检测机构，所述检测机构沿纵方向上依次设有：

显示模块，显示模块包括显示屏幕以及显示屏幕一侧的操作按钮，所述显示模块底部设有的信号接收器以及信号转换模块；

纵向气缸，所述纵向气缸的底部设有位移传感器；

检测设备，所述检测设备包括固定外壳与转动内壳，所述固定外壳内用于带动转动内壳转动的电机，所述电机上设有齿轮，所述转动内壳内壁设有与齿轮啮合连接的齿纹，所述转动内壳中设有检测组件，所述检测组件包括取样装置、摄像机，所述取样装置包括检测气缸与取样组件；

所述转动内壳的底部设有钻头，所述钻头包括钻片，所述转动内壳与钻头连接处设有第一气缸。

通过采用上述技术方案，通过土壤检测机构对土壤进行实时检测处理，土壤检测机构上设有的三角架，三角架能够对整个检测机构起到固定作用以及支撑的作用，由于三脚架的结构具有良好的稳定性，并且土壤检测设备在检测的过程中需要十分稳定的状态，否则将会影响到整个检测的结果，由于是检测的对象是土壤，所以三角架的支架常常会插入在土壤之中，各个地区的土壤硬度不同，受天气的影响不同时间断的土壤硬度也会不同，因此在支架的底部增加脚注来增加支架与地面的接触面积，来增加整个支架的稳定性，三角架上设有接头组件，接头组件的作用是用来连接支架，使得支架在不使用的状态下能够将整个装置进行收缩处理，从而方便运输，接头组件中安放有纵向气缸，纵向气缸的作用是对下方的检测外壳件能够下能够升降处理，可以使得装置对不同成次的土壤进行检测处理；

显示模块能够对土壤检测的结果进行信息显示，将检测的结直观的显示在显示模块上，便于数据分析实际数据处理；

检测设备内设有固定外壳与转动内壳，固定外壳上与纵向气缸连接处设有位移传感器，位移传感器能够检测出纵向气缸向下位移的距离，从而对整个装置检测的不同层次的土壤进行了距离限定，固定外壳内设有电机将通过电机齿轮驱动整个转动内壳转动，转动内壳的转动与纵向气缸的位移，将整个转动内壳伸入土壤中实现对土壤的检测，转动内壳的底部设有的钻头，钻头由三个钻片组装而成，因此在钻头到达指定的位置之后，钻头内的气缸将会将钻片以开花式的方式打开，转动内壳中设有检测组件，检测组件包括取样装置与摄像机，钻头被打开后，取样装置对打开的钻头下方的土壤进行取样检测，摄像机对取样装置取样的土壤进行排找处理，并将照片传送到上方的显示模块中去。

本发明进一步设置为：所述取样装置下方设有检测平台，所述一侧的检测平台上设有温度传感器，所述另一侧的检测平台上设有湿度传感器与土壤观测平台，所述土壤观测平台正对上方的摄像机。

通过采用上述技术方案，取样装置下方设有检测平台，检测平台的的作用是用来放置取样装置从土壤中取样的土壤样品，将土壤样品放置在检测平台上后，摄像机将会对检测平台上的土壤检测样品进行拍照，并将照片传送到上方的显示屏上去，检测平台的一侧设有温度传感器，由于整个钻头部分已经位移地下，因此需要对当时的土壤温度数据记录，由于温度传感器并不是直接接触土壤，因此温度传感器记录的是整个检测过程中钻头所处于地下的实时温度，减少由于设备本身对土壤检测的带来的影响。

本发明进一步设置为：所述取样装置一侧设有推动检测气缸移动的横向气缸，所述检测气缸上设有供检测气缸移动的滑杆。

通过采用上述技术方案，检测气缸是取样装置的重要组成部件，检测气缸带动取样组件实现上下移动，进而完成取样装置的取待检测土壤的重要器件，取样装置将钻头下方的土壤取样后不能实现直接放置在检测平台上，直接在取样装置上不能够更直接的对图让的情况进行检测观察，因此需要将取样装置想检测平台上移动，所以设有横向气缸对取样结束的取样装置进行移动处理，在取样装置上的取样爪对准检测平台后，再将取样爪松开，取样爪中的待检测土壤将会自然而然的掉落在检测平台上，进而保证摄像机能够正常的拍摄到土壤的实质情况。

本发明进一步设置为：所述取样爪一侧设有酸性检测探头，所述酸性检测探头呈锥状，所述酸性检测探头底部设有海绵体，所述海绵体上设有海绵孔。

通过采用上述技术方案，检测土壤的是否存在污染的最直接方法就是对土壤进行酸性检测，因此取样爪的一侧设有酸性检测探头，酸性检测探头的形状呈锥状，这是因为酸性检测探头会跟随取样爪一块向下与移动，取样爪在向下移动时，酸性检测探头会先一步的扎进土壤中进行酸性检测，采用锥状探头的目的是为了增加探头刺入土壤中的顺利性，保证探头能够进入土壤中，否则由于探头过于粗大，不仅对探头会造成损伤，还会对检测结果在造成很大的误差；酸性检测探头的下方设有海绵体，海绵体内储蓄有一定的水分，酸性检测探头在跟随取样爪向下移动的过程中，会先经过海绵体，海绵体上设有海绵孔，经过海绵体内水分的润湿，对酸性检测探头进行洗刷，放置酸性探头上残留有之前检测过的酸性，进而对整个酸性检测的结果造成影响。

本发明进一步设置为：所述固定外壳内设有蓄电池，所述蓄电池外设有电池插口，所述电池插口一侧设有与电池插口配合嵌套防尘插头皮套。

通过采用上述技术方案，蓄电池为整个电机提供电能支持，电池插口为蓄电池进行充电处理，实现在检测过程中脱离带线检测的过程，也便于远距离检测，防尘插头皮套对整个蓄电池插口进行方程处理。

本发明进一步设置为：所述支架底部设有托架，所述托架包括托环与托杆，所述托架科所支架所收缩处理，所述接头组件上设有连接孔，所述支架上设有在连接孔内的转动轴杆。

通过采用上述技术方案，支架底部的托架能够限制整个支架的张开的最大角度，进而起到固定的作用，并且整个托架能够做收缩处理，从而方便运输。

本发明进一步设置为：所述取样组件包括取样气缸与取样爪，两个所述取样爪向内包裹，所述取样爪一侧设有酸性检测探头。

通过采用上述技术方案，检测气缸在将取样气缸向下位移后，取样爪会接触到底部的土壤，取样气缸将会打开两个取样爪对土壤进行取样，酸性检测探头将跟随取样爪向下移动，并且酸性检测探头会插入到土壤中，完成酸性检测，并将结果反馈到显示屏上。

本发明进一步设置为：所述钻头外表面上设有对应的螺纹齿，所述转动内壳上设有与螺纹对应连接的螺纹条。

通过采用上述技术方案，钻头外壳的螺纹齿能够增加钻头在向泥土中钻孔时的钻孔能力，增加钻孔速度。

本发明进一步设置为：所述一侧检测平台上还设有湿度传感器。

通过采用上述技术方案，通过在一侧的检测平台上增加湿度传感器，对土壤所处的检测环境进行数据检测，从各个方位考虑土壤检测过程中的因素。

本发明进一步设置为：所述第一气缸上设有推杆，所述推杆上设有在钻头内壁上的圆环，所述钻片与转动内壳连接处设有连接组件，所述连接组件内设有扭簧。

通过采用上述技术方案，通过在第一气缸上设有的推杆，推杆推动圆环向下移动，由于钻头由三片钻片组成，通过连接组件中设有的扭簧，在第一气缸没有推动的时候将整个钻头向钻头内包紧。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、通过采用三脚架的设置，对整个设备检测过程中的稳定性提高，且能够适应不同土质；

2、通过对钻头的组装设置，将钻头打开，能够直接对地底的土壤径向检测。

附图说明

图1是本发明实施例示的整体结构示意图；

图2是本发明实施例示出的检测设备结构示意图；

图3是本发明实施例示出的爆炸结构示意图；

图4是本发明实施例示出的断面结构示意图；

图5是本发明实施例示出的转动内壳的内部局部示意图；

图6是图5中A处放大图；

图7是本发明实施例示出的转动内壳结构示意图

图8是本发明实施例示出检测机构的局部结构示意图；

图9是图8中B处放大图。

图中，1、三角架体；11、支架；12、脚柱；13、接头组件；14、检测机构；15、显示模块；16、显示屏幕；17、操作按钮；19、纵向气缸；2、位移传感器；22、固定外壳；23、转动内壳；24、电机；25、齿轮；26、齿纹；27、检测组件；29、取样装置；3、摄像机；36、第一气缸；4、检测平台；42、温度传感器；58、连接孔；59、转动轴杆；81、推杆；82、圆环；83、钻片；84、扭簧；85、取样爪；100、钻头；101、信号接收器；102、信号转换模块；103、检测设备；104、检测气缸；105、取样组件；107、土壤观测平台；108、横向气缸；109、滑杆；110、酸性检测探头；111、海绵体；112、海绵孔；113、蓄电池；114、电池插口；115、防尘插头皮套；116、托架；118、托杆；119、取样气缸；120、螺纹齿；121、连接组件；122、托环；123、螺纹条；124、湿度传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：

参照图1，为本发明公开的一种土壤检测装置，包括三角架体1、检测机构14，检测机构14包括显示模块15、纵向气缸19以及检测设备103，三角架体1包括支架11以及连接三个支架11的接头组件13，三角架体1底部设有脚柱12。用脚柱12来增加支架11与地面的接触面积，进而达到稳定支架11的目的。三个支架11上设有托架116，托架116的作用是用来限定三个支架11张开的最大角度，从而保证整个土壤检测装置放置在地面上的稳定性。接头组件13上设有连接孔58，支架11上设有在连接孔58内的转动轴杆59，从而使得三个支架11以连接孔58为中心转动，三个支架11由于连接托架116，托架116包括托环122与托杆118，托架116上的三个拖杆118分别于三个支架11转动连接，三个支架11向内收缩时，拖杆118向顶部收缩，进而实现了以托架116为中心的收缩处理，在不使用检测机构14时，将整个检测机构14收缩，不仅方便堆放，还方便远距离传送。

参考图1和图2，接头组件13上设有显示模块15，显示模块15是用来显示设备的检测结果，显示模块15上设有显示屏幕16与操作按钮17，通过操作按钮17用来切换显示屏幕16上不同的检测结果。显示模块15的下方设有纵向气缸19，整个检测设备103最终需要向地表以下渗入检测，因此纵向气缸19提供向下的移动的动力。纵向气缸19的下方设有检测机构14，检测机构14包括转动内壳23与固定外壳22，转动内壳23以固定外壳22为转动中心旋转。

参考图2和图3，转动内壳23的底部设有钻头100，钻头100的外表面上设有螺纹齿120，因此整个钻头100具有钻土能力，再加上上方的纵向气缸19将整个检测机构14向土壤中推送，进而将整个钻头100向土壤中旋转深入。显示模块15的底部设有信号接收器101与信号转换模块102，信号接收器101优选为型号为GV-YK04的型号接收器，信号转换模块102优选为型号为WJ108的信号转换器，信号接收器101与信号转换模块102能够将接受的电信号通过信号转换模块102转换为数字信号在显示屏幕16上显示。便于观察人员直从显示模块15上直接读取所需要的数据。固定外壳22的顶部设有位移传感器2，位移传感器2能够检测出整个纵向气缸19向下位移的距离，便于在检测过程中能够实现对不同层次的土壤进行检测。

参考图3和图4，固定外壳22内设有电机24，电机24上设有齿轮25，固定外壳22内设有与齿轮25啮合的齿纹26，在电机24转动时，齿轮25将会带动转动内壳23在固定外壳22内转动，转动内壳23的转动将会带动底部的钻头100转动，钻头100上的螺纹齿120将会对土壤向地表内钻孔，在到达指定的位置后电机24将会停转。电机24一侧设有蓄电池113，蓄电池113外的转动内壳23上设有电池插口114，电池插口114上设有防尘插头皮套115，由于整个检测装置长时间暴露在灰尘较多的环境中，因此在电池插口114上设有防尘插头皮套115，防尘插头皮套115不仅仅是为了防止灰尘进入，也能够起到防水的作用。

参考图5和图6，由于钻头100由三个钻片83构成，钻片83与转动内壳23连接处设有连接组件121，连接组件121内设扭簧84，保证钻头100的尾部向钻头100的中心部分靠拢，保证钻头100的底部中心部分不会被打开。转动内壳23的内壁上设有固定在转动内壳23内壁上的第一气缸36，第一气缸36上设有推杆81，推杆81与钻头100连接处设有圆环82，圆环82紧贴在转动内壳23的内壁上，在钻头100部分到达土壤内指定位置后，第一气缸36将会带动圆环82（参考图9）向下移动，圆环82在第一气缸36的推动下向下移动，钻头 100将会从底部中心轴处打开。

参考图5和图6，转动内壳23内设有检测平台4，检测平台4上设有上温度传感器42，底部的钻头100被打开后，温度传感器42会对转动内壳23中的温度进行检测，由于温度传感器42不是直接贴近土壤检测，因此需要通过较长时间的检测，才能够贴近土壤中的实际温度，转动内壳23的内还设有检测组件27，检测组件27包括取样装置29与摄像机3，取样装置29的作用是钻头100上的钻片83打开后，取样装置29对底部的土壤进行样本取样，摄像机3对所取样的样本进行拍照处理，并且将所拍摄的图片送至上方的显示模块15。取样装置29包括检测气缸104与取样组件105，检测气缸104带动取样组件105进行伸缩处理。取样组件105包括取样气缸119与取样爪85，检测气缸104将取样组件105移动到底部土壤后，取样爪85在取样气缸的带动下进行抓土处理，然后检测气缸104将会将整个取样组件105收缩回原位。

参考图5和图7，检测气缸104的一侧设有横向气缸108，横向气缸108的作用是在检测气缸104将取样组件105收缩回原位后，将推动整个检测组件27向检测平台4上移动，检测组件27的顶部设有供整个检测组件27移动的滑杆109，检测组件27在移动到检测平台4上后，取样爪85将会松开两个取样爪85，将取样爪85中的样本掉落至下方的土壤观测平台107，由于摄像机3正对整个土壤观测平台107，所以摄像机3将会对土壤观测平台107上的土壤样本进行拍照。

参考图5，取样爪85一侧设有酸性检测探头110，酸性检测探头110优选为型号为土壤酸性检测计ks-06。检测气缸104在将检测取样组件105向下位移的过程中，酸性检测探头110将跟随取样组件105向下位移。酸性检测探头110呈锥状，酸性检测探头110在向下移动的过程中，会先一步的将酸性检测探头110插入土壤中，锥状的检测探头的目的是为了能够更顺利的将探头插入土壤中，酸性检测探头110的主要目的是为了检测土壤中的酸性成分是否超标。

参考图8和图9，酸性检测抬头的下方设有海绵体111，海绵体111上设有多个海绵孔112，海绵体111内还与含有一定的水分，因此酸性检测探头110在向下一定的过程中，酸性检测探头110将先穿过海绵体111上的海绵孔112，由于海绵体111内含有水分， 因此海绵体111会对酸性检测探头110的表面进行清洗，防止酸性检测探头110上残留有杂质，进而对之后的土壤酸性检测造成影响。检测平台4远离温度传感器42的一侧设有湿度传感器124，湿度传感器124的作用是对转动内壳23的湿度进行检测。

本实施例的实施原理为：将三角架体1上的三个支架11以托环122为中心打开，将整个检测机构14竖直放置在地面上，在固定好整个检测装置后，在显示屏幕16上设定好纵向气缸19向下位移的距离，然后按下操作按钮17。转动内壳23将会以托环122为中心转动，并且纵向气缸19将整个检测设备103向地下输送，由于底部钻头100上设有螺纹齿120，因此在纵向气缸19与电机24的带动下，整个检测设备103的钻头100部分将会进入到土壤中，钻头100在到达纵向气缸19所设定的位置后将会停止转动，转动外壳内的第一气缸36将会推动下方的圆环82将钻头100打开。检测气缸104将会驱动整个取样组件105向钻头100下方移动，酸性检测探头110在跟随向下位移的过程中，会先穿过海绵体111，经过海绵体111的清洗再插入土壤中进行酸性检测。在酸性检测探头110检测完毕后，取样爪85在取样气缸119的驱动下将会抓取一部分土壤。然后检测气缸104将会将取样组件105收缩回原位，横向气缸108将会推动整个检测气缸104向检测平台4方向移动，在取样爪85移动到检测平台4上后松开取样爪85，取样爪85中的待检测土壤将会掉落在检测平台4上，摄像机3将会对待检测土壤进行拍摄，并将所拍摄到的数据传送到上方的显示屏幕16中去。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种土壤检测装置，其特征在于：包括三角架体(1)，所述三角架体(1)包括支架(11)、接头组件(13)，三个所述支架(11)底部设有脚柱(12)，所述接头组件(13)内设有检测机构(14)，所述检测机构(14)沿纵方向上依次设有：

显示模块(15)，显示模块(15)包括显示屏幕(16)以及显示屏幕(16)一侧的操作按钮(17)，所述显示模块(15)底部设有的信号接收器(101)以及信号转换模块(102)；

纵向气缸(19)，所述纵向气缸(19)的底部设有位移传感器(2)；

检测设备(103)，所述检测设备(103)包括固定外壳(22)与转动内壳(23)，所述固定外壳(22)内用于带动转动内壳(23)转动的电机(24)，所述电机(24)上设有齿轮(25)，所述转动内壳(23)内壁设有与齿轮(25)啮合连接的齿纹(26)，所述转动内壳(23)中设有检测组件(27)，所述检测组件(27)包括取样装置(29)、摄像机(3)，所述取样装置(29)包括检测气缸(104)与取样组件(105)；

所述转动内壳(23)的底部设有钻头(100)，所述钻头(100)包括钻片(83)，所述转动内壳(23)与钻头(100)连接处设有第一气缸(36)；

所述取样组件(105)包括取样气缸(119)与取样爪(85)，两个所述取样爪(85)向内包裹，所述取样爪(85)一侧设有酸性检测探头(110)，所述酸性检测探头(110)呈锥状，所述酸性检测探头(110)底部设有海绵体(111)，所述海绵体(111)上设有海绵孔(112)；

所述取样装置(29)一侧设有推动检测气缸(104)移动的横向气缸(108)，所述检测气缸(104)上设有供检测气缸(104)移动的滑杆(109)；

所述第一气缸(36)上设有推杆(81)，所述推杆(81)上设有在钻头(100)内壁上的圆环(82)，所述钻片(83)与转动内壳(23)连接处设有连接组件(121)，所述连接组件(121)内设有扭簧(84)。

2.根据权利要求1所述的一种土壤检测装置，其特征在于：所述取样装置(29)下方设有检测平台(4)，一侧的所述检测平台(4)上设有温度传感器(42)，另一侧的所述检测平台(4)上设有湿度传感器(124)与土壤观测平台(107)，所述土壤观测平台(107)正对上方的摄像机(3)。

3.根据权利要求1所述的一种土壤检测装置，其特征在于：所述固定外壳(22)内设有蓄电池(113)，所述蓄电池(113)外设有电池插口(114)，所述电池插口(114)一侧设有与电池插口(114)配合嵌套防尘插头皮套(115)。

4.根据权利要求1所述的一种土壤检测装置，其特征在于：所述支架(11)底部设有托架(116)，所述托架(116)包括托环(122)与托杆(118)，所述托架(116)用于带动支架(11)进行收缩，所述接头组件(13)上设有连接孔(58)，所述支架(11)上设有在连接孔(58)内的转动轴杆(59)。

5.根据权利要求1所述的一种土壤检测装置，其特征在于：所述钻头(100)外表面上设有对应的螺纹齿(120)，所述转动内壳(23)上设有与螺纹齿(120)对应连接的螺纹条(123)。

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