CN111289724A - 一种土壤检测探头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土壤检测探头，包括罩壳、探头、定位机构、上抬机构、深度调节机构及抽拉杆；所述定位机构包括设于罩壳内的第一齿轮、设于所述第一齿轮与所述罩壳之间的第一固定杆、与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮、设于所述第二齿轮与所述罩壳之间的第二固定杆、设于所述罩壳上的多个门槽、与所述门槽相适配的定位门、设于所述定位门两侧的排气腔及设于所述排气腔上的导气管；所述导气管与所述排气腔连通；本发明通过设置定位机构，使得土壤检测探头在插入土壤后能够进行位置固定，从而实现检测点在检测过程中不发生移位，测量结果更准确，同时也能避免探头露出土壤外，确保检测不发生中断。
Description
技术领域
本发明属于土壤检测设备零件技术领域，尤其是涉及一种土壤检测探头。
背景技术
目前的土壤检测方式有两种，一种是将土壤取回实验室，在实验室进行烘干、消解、过滤等步骤后得出检测结果，这种方式存在操作复杂、设备投资过高、耗时长、不能现场检测等问题。随之衍生出另一种土壤检测方式，即通过土壤检测仪来对土壤进行检测，实现对土壤有关情况的实时检测。
探头作为土壤检测仪中的重要部件之一，作用十分重要，探头是检测仪与土壤接触的连接点，是检测仪的信息来源。但是目前市面上的土壤检测仪的探头，只是插入土壤内，不能够将探头进行定位。在对野外的土壤长时间的定点连续监测过程中，探头极容易发生松动，导致定点位置发生偏移，造成测量数据不准确，甚至探头可能从土壤中脱离出来，导致监测中断。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种插入土壤后能够自动进行位置固定的土壤检测探头。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种土壤检测探头，包括罩壳、设于所述罩壳内的探头、设于所述探头上方的多组定位机构、设于所述定位机构上方的多组上抬机构、设于所述上抬机构上方的深度调节机构及设于所述罩壳轴心上的抽拉杆；所述定位机构包括设于罩壳内的第一齿轮、设于所述第一齿轮与所述罩壳之间的第一固定杆、与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮、设于所述第二齿轮与所述罩壳之间的第二固定杆、设于所述罩壳上的多个门槽、与所述门槽相适配的定位门、设于所述定位门两个侧面上的排气腔及设于所述排气腔上的导气管；所述导气管与所述排气腔连通。
通过上抬机构将抽拉杆上移，抽拉杆带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮转动，第二齿轮带动定位门移动，定位门部分移出至罩壳外，实现土壤检测探头在插入土壤后的位置固定，从而实现检测点在检测过程中不发生移位，测量结果更准确，同时也能避免探头露出土壤外，确保检测不发生中断；当抽拉杆下压时，带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮转动，第二齿轮带动定位门移动，定位门全部收入罩壳内，同时，下压的抽拉杆带动探头内部进行气体压缩，压缩后的气体从导气管进入排气腔内，排气腔内的气体经过门槽，将定位门上附着的泥土排出至罩壳外，避免定位门收入罩壳内时把泥土带入罩壳内，导致罩壳内的齿轮等零部件被泥土卡死，从而保证土壤检测探头的正常运作。
所述探头包括钻头、设于所述钻头轴心上的竖直腔体、设于所述竖直腔体下方的传感器保护罩、设于所述传感器保护罩内部的传感器、设于所述竖直腔体内的活塞、设于所述竖直腔体上方的限位板、设于所述限位板内部的通孔、设于所述钻头内部的多个第一导气槽、设于所述第一导气槽内部的单向阀a、设于所述钻头内部的多个第二导气槽及设于所述第二导气槽内部的单向阀b；所述抽拉杆穿设于所述通孔内，且该抽拉杆与活塞固连；所述第一导气槽一端与竖直腔体连通，另一端与所述导气管连通；所述第二导气槽一端与竖直腔体连通，另一端与罩壳内部连通；所述单向阀a只允许气体从所述竖直腔体流向所述导气管，单向阀b只允许气体从所述竖直腔体流向所述罩壳内部。
当上抬机构带动抽拉杆上移时，抽拉杆带动活塞上移，竖直腔体内的气压减小，罩壳内部的气体压入竖直腔体内，使竖直腔体内的气压恢复；当抽拉杆被向下压时，抽拉杆带动活塞下移，竖直腔体内的气压增大，竖直腔体内的气体通过第一导气槽进入到导气管，为排气腔提供气体源动力，绿色节能。
所述定位门包括门板、与所述门板固连的齿条板、活动连接于所述门板上的第一开合盖、设于所述门板与第一开合盖之间的多个弹簧a、活动连接于所述门板上的第二开合盖及设于所述门板与第二开合盖之间的多个弹簧b；所述齿条板与所述第二齿轮相啮合。
当齿条板受到第二齿轮的作用力将门板推出罩壳外时，处于压缩状态的弹簧a恢复形状，将第一开合盖打开，处于压缩状态的弹簧b恢复形状，将第二开合盖打开，从而使得定位门与土壤的接触面增大，摩擦力也相应增大，加强定位机构的固定效果；当齿条板受到第二齿轮的作用力将门板收进罩壳内时，第一开合盖、第二开合盖受到门槽内壁和排气腔外壁的阻挡，向门板靠拢，使得门板与第一开合盖之间的弹簧a、门板与第二开合盖之间的弹簧b收缩，从而整个定位门重新位于罩壳内，减少土壤检测探头与土壤的接触面积，从而减少土壤检测探头与土壤的摩擦力，便于将土壤检测探头拔出。
所述上抬机构包括设于罩壳上的方槽、设于所述罩壳内壁上且与所述方槽形状相适配的滑动腔室、设于所述滑动腔室内的滑动板、与滑动腔室固连的滑道、设于所述滑道内的滑块、设于所述滑块上方的滑动齿条、设于所述滑动板与所述滑块之间的连接件、与所述滑动齿条相啮合的第三齿轮、设于所述第三齿轮与所述罩壳之间的第三固定杆、与所述第三齿轮相啮合的第四齿轮、设于所述第四齿轮与所述罩壳之间的第四固定杆、与所述第四齿轮相啮合的第五齿轮及设于所述第五齿轮与所述罩壳之间的第五固定杆。
当土壤检测探头的上抬机构慢慢陷入泥土中时，泥土进入方槽，方槽内的泥土不断增多，挤压滑动板，滑动板在方槽内移动，推动滑块在滑道内移动，从而导致滑块上方的滑动齿条发生移动，滑动齿条带动第三齿轮转动，第三齿轮带动第四齿轮转动，第四齿轮带动第五齿轮转动，第五齿轮带动抽拉杆上抬，上抬的抽拉杆带动定位机构将定位门推出，实现对土壤检测探头的位置固定；通过设置上抬机构，在将土壤检测探头插入泥土后，能够自动地进行位置固定，避免抽入泥土后人为忘记固定的情况，提高整个零件的自动化程度。
所述深度调节机构包括具有多个弧形凹槽的卡位柱和具有缺口的卡位环；所述卡位环套设于所述卡位柱外。
通过将卡位环设置成具有缺口，便于将卡位环卡进卡位柱或从卡位柱上取出；在使用时，根据实际的土壤测量深度来选择卡位柱的不同位置的弧形凹槽，将卡位环卡入该弧形凹槽中，再让土壤检测探头深入泥土中，直到卡位环抵到土壤上表面，从而实现对土壤检测探头上端的固定，与土壤检测探头下端的定位机构相配合，整体实现对土壤检测探头的两端固定，固定效果好。
所述抽拉杆包括杆体和设于杆体上的多根抽拉齿条；所述抽拉齿条沿杆体周向方向等间距分布，该抽拉齿条与所述第一齿轮、第五齿轮相啮合。
通过将抽拉齿条设置成与所述第一齿轮、第五齿轮相啮合，当第五齿轮转动时，抽拉齿条发生移动，抽拉齿条再带动第一齿轮转动；当抽拉齿条移动时，抽拉齿条可以同时带动第五齿轮和第一齿轮进行转动；通过齿条与齿轮的配合，减少动力源，操作起来省时省力。
综上所述，本发明具有以下优点：通过设置定位机构，使得土壤检测探头在插入土壤后能够进行位置固定，从而实现检测点在检测过程中不发生移位，测量结果更准确，同时也能避免探头露出土壤外，确保检测不发生中断。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的俯视图。
图3为图2沿A-A剖开的剖面图。
图4为图3的局部放大图。
图5为本发明的侧视图。
图6为图5沿B-B剖开的剖面立体图。
图7为图6中A处的截断图。
图8为图7中C处的放大图。
图9为图6中B处的放大图。
图10为本发明中罩壳的结构示意图。
图11为图10中D处的放大图。
图12为图10中E处的放大图。
具体实施方式
为了使技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图1-12所示，一种土壤检测探头，包括罩壳1、探头2、定位机构3、上抬机构4、深度调节机构5及抽拉杆6；所述探头2、定位机构3、上抬机构4及抽拉杆6设于所述罩壳1内；所述定位机构3设于所述探头2上方，设置成3组，该定位机构3沿罩壳1周向方向等间距分布；所述上抬机构4设于所述定位机构3上方，设置成3组，该上抬机构3沿罩壳1周向方向等间距分布；所述深度调节机构5设于所述上抬机构4上方；所述抽拉杆6设于所述罩壳1轴心上。
所述定位机构3包括第一齿轮31、第一固定杆32、第二齿轮33、第二固定杆34、门槽35、定位门36、排气腔37及导气管38；所述第一齿轮31设于罩壳1内；所述第一固定杆32一端固连在所述罩壳1的内壁上，另一端与所述第一齿轮31轴连；所述第二齿轮33与所述第一齿轮31相啮合；所述第二固定杆34一端固连在所述罩壳1的内壁上，另一端与所述第二齿轮33轴连；所述门槽35开设在所述罩壳1上，该槽门设置成3个，沿罩壳1周向方向等间距分布；所述定位门36形状与所述门槽35相适配，使得定位门36刚好能够在槽门内移动；所述定位门36包括门板361、齿条板362、第一开合盖363、弹簧a364、第二开合盖363及弹簧b366；所述齿条板362与所述门板361固连，且该齿条板362与所述第二齿轮33相啮合；所述第一开合盖363靠近罩壳1轴心的一侧铰接在所述门板361上，使得第一开合盖363能够进行翻动；所述弹簧a364设置成5个，等间距分布在所述门板361上；每个弹簧a364一端固连在所述门板361上，另一端固连在所述第一开合盖363上；所述第二开合盖365靠近罩壳1轴心的一侧铰接在所述门板361上，使得第二开合盖365能够进行翻动；所述弹簧b366设置成5个，等间距分布在所述门板361上；每个弹簧b366一端固连在所述门板361上，另一端固连在所述第二开合盖365上；所述排气腔37设于所述定位门36的两个侧面上；所述导气管38设于所述排气腔37上，该导气管38与所述排气腔37连通。
所述探头2包括钻头201、竖直腔体202、传感器保护罩203、传感器204、活塞205、限位板206、通孔207、第一导气槽208、单向阀a209、第二导气槽210及单向阀b211；所述竖直腔体202设于所述钻头201轴心上；所述传感器保护罩203设于所述竖直腔体202下方；所述传感器204设于所述传感器保护罩203内部，该传感器为市面上能买到的普通土壤检测传感器；所述活塞205设于所述竖直腔体202内且与所述抽拉杆6固连，该活塞205大小与所述竖直腔体202相适配，使活塞刚好能够在竖直腔体内移动；所述活塞为市面上能买到的普通活塞；所述限位板206设于所述竖直腔体202上方，大小与所述竖直腔体相适配，能够对竖直腔体上端开口进行密封；所述通孔207设于所述限位板206内部，该通孔207大小与所述抽拉杆6相适配，使得所述抽拉杆6能够穿设于所述通孔207内；所述第一导气槽208设于所述钻头201内部，该第一导气槽208一端与竖直腔体202连通，另一端与所述导气管38连通；所述单向阀a209设于所述第一导气槽208内，该单向阀a209只允许气体从所述竖直腔体202流向所述导气管38；所述单向阀a为市面上能买到的普通气体单向阀；所述第二导气槽210设于所述钻头201内部，该二导气槽210一端与竖直腔体202连通，另一端与罩壳1内部连通；所述单向阀b211设于所述第二导气槽210内，该单向阀b211只允许气体从所述竖直腔体202流向所述罩壳1内部；所述单向阀b为市面上能买到的普通气体单向阀。
所述上抬机构4包括方槽401、滑动腔室402、滑动板403、滑道404、滑块405、滑动齿条406、连接件407、第三齿轮408、第三固定杆409、第四齿轮410、第四固定杆411、第五齿轮412及第五固定杆413；所述方槽401方槽401设于罩壳1上；所述滑动腔室402设于所述罩壳1内壁上，该滑动腔室402与所述方槽401形状相适配；所述滑动板403设于所述滑动腔室402内，该滑动板403形状与所述滑动腔室402相适配，使得滑动板403刚好能够在滑动腔室402内移动；所述滑道404与滑动腔室402固连；所述滑块405设于所述滑道404内；所述滑动齿条406固连在所述滑块405上壁；所述连接件407设置成圆柱形，该连接件407一端固定在所述滑动板403上，另一端固定在所述滑块405上；所述第三齿轮408与所述滑动齿条406相啮合；所述第三固定杆409一端固定在所述罩壳1内壁上，另一端与所述第三齿轮408轴连；所述第四齿轮410与所述第三齿轮408相啮合；所述第四固定杆411一端固定在所述罩壳1内壁上，；另一端与所述第四齿轮410轴连；所述第五齿轮412与所述第四齿轮410相啮合；所述第五固定杆413一端固定在所述罩壳1内壁上，另一端与所述第五齿轮412轴连。
所述深度调节机构5包括卡位柱51卡位环52；所述卡位柱51具有多个弧形凹槽，具体地，设置成20个，每个弧形凹槽宽度为2mm，各个弧形凹槽之间的间距为10mm；所述卡位环52套设于所述卡位柱51外，该卡位环选用塑料材质，使其具有一定的弹性；所述卡位环52上有一缺口，使得卡位环能够卡进卡位柱或从卡位柱上取出。
所述抽拉杆6包括杆体61和抽拉齿条62；所述抽拉齿条62设置成3根，该抽拉齿条62沿杆体61周向方向等间距分布，该抽拉齿条62与所述第一齿轮31、第五齿轮412相啮合。
具体工作过程如下：首先，根据实际的土壤测量深度来选择卡位柱的不同位置的弧形凹槽，将卡位环卡入该弧形凹槽中，再让土壤检测探头深入泥土中，直到卡位环抵到土壤上表面；当土壤检测探头的上抬机构慢慢陷入泥土中时，泥土进入方槽，方槽内的泥土不断增多，挤压滑动板，滑动板在方槽内移动，推动滑块在滑道内移动，滑块带动滑块上方的滑动齿条发生移动，滑动齿条带动第三齿轮转动，第三齿轮带动第四齿轮转动，第四齿轮带动第五齿轮转动，第五齿轮带动抽拉杆上抬；上抬的抽拉杆带动齿条板移动，齿条板带动门板移动，门板被推出罩壳外，处于压缩状态的弹簧a恢复形状，将第一开合盖打开，处于压缩状态的弹簧b恢复形状，将第二开合盖打开；在抽拉杆上抬的整个过程中，抽拉杆带动活塞上移，竖直腔体内的气压减小，罩壳内部的气体压入竖直腔体内，使竖直腔体内的气压恢复；通过以上步骤，实现土壤检测探头的插入和固定，当需要拔出土壤检测探头时，先将抽拉杆下压，当抽拉杆下压时，带动第五齿轮转动，第五齿轮带动第四齿轮转动，第四齿轮带动第三齿轮转动，第三齿轮带动滑块齿条移动，滑块齿条带动滑块移动，滑块推动滑动板在方槽内移动，将方槽内的泥土排出；同时，抽拉杆下压还会带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮转动，第二齿轮带动定位门移动，定位门全部收入罩壳内；当齿条板受到第二齿轮的作用力将门板收进罩壳内时，第一开合盖、第二开合盖受到门槽内壁和排气腔外壁的阻挡，向门板靠拢，使得门板与第一开合盖之间的弹簧a、门板与第二开合盖之间的弹簧b收缩，从而整个定位门重新位于罩壳内；同时，同时，抽拉杆下压还会带动活塞下移，竖直腔体内的气压增大，竖直腔体内的气体通过第一导气槽进入到导气管，再从导气管进入排气腔内，排气腔内的气体穿过排气腔与门槽之间的缝隙，将定位门上附着的泥土排出至罩壳外；在对抽拉杆进行下压后，再将土壤检测探头拔出即可。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种土壤检测探头，其特征在于：所述土壤检测探头包括罩壳（1）、设于所述罩壳（1）内的探头（2）、设于所述探头（2）上方的多组定位机构（3）、设于所述定位机构（3）上方的多组上抬机构（4）、设于所述上抬机构（4）上方的深度调节机构（5）及设于所述罩壳（1）轴心上的抽拉杆（6）；所述定位机构（3）包括设于罩壳（1）内的第一齿轮（31）、设于所述第一齿轮（31）与所述罩壳（1）之间的第一固定杆（32）、与所述第一齿轮（31）相啮合的第二齿轮（33）、设于所述第二齿轮（33）与所述罩壳（1）之间的第二固定杆（34）、设于所述罩壳（1）上的多个门槽（35）、与所述门槽（35）相适配的定位门（36）、设于所述定位门（36）两个侧面上的排气腔（37）及设于所述排气腔（37）上的导气管（38）；所述导气管（38）与所述排气腔（37）连通。
2.根据权利要求1所述的土壤检测探头，其特征在于：所述探头（2）包括钻头（201）、设于所述钻头（201）轴心上的竖直腔体（202）、设于所述竖直腔体（202）下方的传感器保护罩（203）、设于所述传感器保护罩（203）内部的传感器（204）、设于所述竖直腔体（202）内的活塞（205）、设于所述竖直腔体（202）上方的限位板（206）、设于所述限位板（206）中部的通孔（207）、设于所述钻头（201）内部的多个第一导气槽（208）、设于所述第一导气槽（208）内部的单向阀a（209）、设于所述钻头（201）内部的多个第二导气槽（210）及设于所述第二导气槽（210）内部的单向阀b（211）；所述抽拉杆（6）穿设于所述通孔（207）内，且该抽拉杆（6）与活塞（205）固连；所述第一导气槽（208）一端与竖直腔体（202）连通，另一端与所述导气管（38）连通；所述第二导气槽（210）一端与竖直腔体（202）连通，另一端与罩壳（1）内部连通；所述单向阀a（209）只允许气体从所述竖直腔体（202）流向所述导气管（38），单向阀b（211）只允许气体从所述竖直腔体（202）流向所述罩壳（1）内部。
3.根据权利要求1所述的土壤检测探头，其特征在于：所述定位门（36）包括门板（361）、与所述门板（361）固连的齿条板（362）、活动连接于所述门板（361）上的第一开合盖（363）、设于所述门板（361）与第一开合盖（363）之间的多个弹簧a（364）、活动连接于所述门板（361）上的第二开合盖（363）及设于所述门板（361）与第二开合盖（365）之间的多个弹簧b（366）；所述齿条板（362）与所述第二齿轮（33）相啮合。
4.根据权利要求1所述的土壤检测探头，其特征在于：所述上抬机构（4）包括设于罩壳（1）上的方槽（401）、设于所述罩壳（1）内壁上且与所述方槽（401）形状相适配的滑动腔室（402）、设于所述滑动腔室（402）内的滑动板（403）、与滑动腔室（402）固连的滑道（404）、设于所述滑道（404）内的滑块（405）、设于所述滑块（405）上方的滑动齿条（406）、设于所述滑动板（403）与所述滑块（405）之间的连接件（407）、与所述滑动齿条（406）相啮合的第三齿轮（408）、设于所述第三齿轮（408）与所述罩壳（1）之间的第三固定杆（409）、与所述第三齿轮（408）相啮合的第四齿轮（410）、设于所述第四齿轮（410）与所述罩壳（1）之间的第四固定杆（411）、与所述第四齿轮（410）相啮合的第五齿轮（412）及设于所述第五齿轮（412）与所述罩壳（1）之间的第五固定杆（413）。
5.根据权利要求1所述的土壤检测探头，其特征在于：所述深度调节机构（5）包括具有多个弧形凹槽的卡位柱（51）和具有缺口的卡位环（52）；所述卡位环（52）套设于所述卡位柱（51）外。
6.根据权利要求1所述的土壤检测探头，其特征在于：所述抽拉杆（6）包括杆体（61）和设于杆体上的多根抽拉齿条（62）；所述抽拉齿条（62）沿杆体（61）周向方向等间距分布，该抽拉齿条（62）与所述第一齿轮（31）、第五齿轮（412）相啮合。
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