CN111484930A - 一种用于土壤微生物检测的土壤收集设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于土壤微生物检测的土壤收集设备，包括机座，所述机座上固定设有移动机构、停驻机构以及升降箱，所述升降箱内滑动设有工作箱，本发明设备整体可以自由移动，需要工作时布置简单轻便，将设备通过长条卡块固定后，可实现全自动操作，可控制深度钻取土壤样品，碰到坚硬石质时可避开，以保护设备，取样操作完成后对钻头进行清洗，以避免交叉污染，相比人工提高了土壤中微生物实验结果准确性。

Description

一种用于土壤微生物检测的土壤收集设备

技术领域

本发明涉及样品采集机械设备技术领域，具体为一种用于土壤微生物检测的土壤收集设备。

背景技术

土壤中的微生物种类繁多，要对其中的微生物进行科学研究，首要条件便是取得合适的土壤样品，通常采用人工采集，优点是简单快捷，但土壤深度的不同其中的微生物种类和数量都会有所改变，所以人工采集的缺点是不易准确地收集适宜深度的土壤，并且在多地多次收集过程中，人工采集可能会造成土壤交叉污染，影响对土壤中微生物的实验研究，针对上述弊端，提出了本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于土壤微生物检测的土壤收集设备，克服了上述的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

本发明的一种用于土壤微生物检测的土壤收集设备，包括机座，所述机座上固定设有移动机构以及升降箱，所述升降箱内滑动设有工作箱，所述升降箱上端固定设有盖板，所述升降箱向下开口设有贯通所述机座的升降运动腔，所述升降运动腔中设有收集机构，所述升降箱中设有用于使所述上下运动的升降机构，所述盖板与所述工作箱之间通过对称设置于所述盖板下端的连接弹簧连接，所述工作箱内设有工作腔，所述工作腔上壁转动设有上中心杆，所述工作腔下壁转动设有下中心杆，所述上中心杆与所述下中心杆通过第一双轴电机连接，所述下中心杆上固定设有小带轮，所述工作腔下壁固定设有支撑结构架，所述支撑结构架使所述下中心杆稳定转动，所述上中心杆上固定连接有连接结构架，所述连接结构架左端向下开口设有钻头腔，所述钻头腔内设有钻土机构，所述钻土机构包括设置于所述钻头腔内上侧的第一电动缸，所述钻头腔内设有旋转电机，所述旋转电机与所述第一电动缸通过所述第一电动缸下端的第一电动推杆动力连接，所述旋转电机下端动力连接有钻头，所述钻头腔左壁固定设有位置传感器，所述位置传感器可以控制钻头下降的位移大小，在所述第一电动缸给予所述第一电动推杆一定推力的条件下，当所述钻头在土层中钻进遇到坚硬石质时，所述钻头无法继续钻进，所述位置传感器接收信号，可控制所述第一电动推杆上升以带动所述钻头上升，放弃对此处的土壤收集，从而保护设备，所述连接结构架右侧固定设有取土机构，所述取土机构包括设置于所述连接结构架中的且向下开口的螺纹杆腔，所述螺纹杆腔中转动设有螺纹杆，所述螺纹杆向上延伸至所述工作腔中，所述螺纹杆腔下端固定设有螺母支架，所述螺纹杆上螺纹连接有转动设置于所述螺母支架内的螺母，所述螺母与所述下中心杆上的所述小带轮通过皮带传动连接，所述螺纹杆下端固定设有取土柱筒，所述取土柱筒内设有取土腔，所述取土腔上壁固定设有第二电动缸，所述取土腔内滑动设有推土板，所述推土板与所述第二电动缸通过所述第二电动缸下端的第二电动推杆动力连接，所述推土板可将所述取土腔下端的土壤样品完全推出至所述收集机构中的所述样品容具中，所述工作箱下壁设有圆环腔，所述圆环腔提供所述钻土机构下端和所述取土机构下端旋转运动的空间，所述圆环腔左右对称向下开口设有左伸出腔和右伸出腔，所述左伸出腔和右伸出腔分别可以容纳所述钻土机构和所述取土机构穿过，所述机座内左侧设有停驻腔，所述停驻腔内设有停驻机构。

有益地，所述移动机构包括铰接于所述机座左端的手推杆，所述机座下端矩形表面对称设置有位于四个顶角处的万向轮，推动或拉动所述手推杆，通过所述万向轮带动所述机座运动，可带动整个设备移动。

有益地，所述收集机构包括设置于所述机座上表面的第二双轴电机，所述第二双轴电机后端动力连接有第一锥齿轮轴，所述机座上固定设有凸台，所述第一锥齿轮轴转动设置于所述凸台前端，所述第一锥齿轮轴上固定设有第一锥齿轮，所述锥齿轮腔下壁转动设有第二锥齿轮轴，所述第一锥齿轮与固定设置于所述第二锥齿轮轴上端的第二锥齿轮啮合，所述升降运动腔左侧设有位于所述机座内的转动腔，所述第二锥齿轮轴向下延伸至所述转动腔中，所述第二锥齿轮轴上固定连接有放置板，所述放置板右侧可拆卸的放置有样品容具，所述样品容具用于容纳所述取土机构取上来的土壤样品，所述转动腔向前开口设有送出孔，所述送出孔可以容纳所述放置板穿过。

有益地，所述升降机构包括设置于所述第二双轴电机前端的带轮轴，所述带轮轴与所述第二双轴电机动力连接，所述带轮轴上固定设有皮带轮，所述工作箱前端外表面竖向固定设有齿条，所述升降运动腔前壁中设有前后贯穿的齿条腔，所述齿条通过所述齿条腔向前延伸至所述升降箱前侧，所述升降箱前端面转动设有圆柱齿轮轴，所述圆柱齿轮轴上固定设有与所述齿条啮合的圆柱齿轮，所述圆柱齿轮轴与所述带轮轴通过皮带轮传动连接，所述齿条可以在所述圆柱齿轮的转动下带动所述工作箱上下升降运动。

有益地，所述停驻机构包括与所述停驻腔滑动连接的长条卡块，所述长条卡块与所述停驻腔上壁通过复位弹簧相连接，所述长条卡块内设有卡键腔，所述卡键腔内滑动连接有卡键，所述卡键与所述卡键腔右壁通过顶压弹簧相连接，所述停驻腔向左开口设有卡键伸出腔，所述卡键可从所述卡键伸出腔伸出使得所述长条卡块固定不动，从而将设备整体停驻于原地工作。

有益地，所述机座上表面右侧设有水箱、水泵以及水管、喷嘴，所述喷嘴可喷水清洗所述钻头。

本发明的有益效果：本发明设备整体可以自由移动，需要工作时布置简单轻便，将设备通过长条卡块固定后，可实现全自动操作，可控制深度钻取土壤样品，碰到坚硬石质时可避开，以保护设备，取样操作完成后对钻头进行清洗，以避免交叉污染，相比人工提高了土壤中微生物实验结果准确性。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明整体结构示意图；

图2是设备工作时示意图；

图3是图1中A-A处结构示意图；

图4是图1中B-B处结构示意图；

图5是图2中升降齿条处俯剖示意图；

图6是图1中停驻机构104处结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-6对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

结合附图 1-6所述的一种用于土壤微生物检测的土壤收集设备，包括机座100，所述机座100上固定设有移动机构101以及升降箱53，所述升降箱53内滑动设有工作箱200，所述升降箱53上端固定设有盖板20，所述升降箱53向下开口设有贯通所述机座100的升降运动腔21，所述升降运动腔21中设有收集机构102，所述升降箱53中设有用于使所述200上下运动的升降机构103，所述盖板20与所述工作箱200之间通过对称设置于所述盖板20下端的连接弹簧22连接，所述工作箱200内设有工作腔24，所述工作腔24上壁转动设有上中心杆23，所述工作腔24下壁转动设有下中心杆62，所述上中心杆23与所述下中心杆62通过第一双轴电机32连接，所述下中心杆62上固定设有小带轮33，所述工作腔24下壁固定设有支撑结构架34，所述支撑结构架34使所述下中心杆62稳定转动，所述上中心杆23上固定连接有连接结构架58，所述连接结构架58左端向下开口设有钻头腔40，所述钻头腔40内设有钻土机构201，所述钻土机构201包括设置于所述钻头腔40内上侧的第一电动缸36，所述钻头腔40内设有旋转电机38，所述旋转电机38与所述第一电动缸36通过所述第一电动缸36下端的第一电动推杆37动力连接，所述旋转电机38下端动力连接有钻头39，所述钻头腔40左壁固定设有位置传感器41，所述位置传感器41可以控制钻头下降的位移大小，在所述第一电动缸36给予所述第一电动推杆37一定推力的条件下，当所述钻头39在土层中钻进遇到坚硬石质时，所述钻头39无法继续钻进，所述位置传感器41接收信号，可控制所述第一电动推杆37上升以带动所述钻头39上升，放弃对此处的土壤收集，从而保护设备，所述连接结构架58右侧固定设有取土机构202，所述取土机构202包括设置于所述连接结构架58中的且向下开口的螺纹杆腔26，所述螺纹杆腔26中转动设有螺纹杆25，所述螺纹杆25向上延伸至所述工作腔24中，所述螺纹杆腔26下端固定设有螺母支架27，所述螺纹杆25上螺纹连接有转动设置于所述螺母支架27内的螺母28，所述螺母28与所述下中心杆62上的所述小带轮33通过皮带传动连接，所述螺纹杆25下端固定设有取土柱筒29，所述取土柱筒29内设有取土腔60，所述取土腔60上壁固定设有第二电动缸30，所述取土腔60内滑动设有推土板59，所述推土板59与所述第二电动缸30通过所述第二电动缸30下端的第二电动推杆31动力连接，所述推土板59可将所述取土腔60下端的土壤样品完全推出至所述收集机构102中的所述样品容具14中，所述工作箱200下壁设有圆环腔61，所述圆环腔61提供所述钻土机构201下端和所述取土机构202下端旋转运动的空间，所述圆环腔61左右对称向下开口设有左伸出腔42和右伸出腔35，所述左伸出腔42和右伸出腔35分别可以容纳所述钻土机构201和所述取土机构202穿过，所述机座100内左侧设有停驻腔64，所述停驻腔64内设有停驻机构104。

有益地，所述移动机构101包括铰接于所述机座100左端的手推杆48，所述机座100下端矩形表面对称设置有位于四个顶角处的万向轮47，推动或拉动所述手推杆48，通过所述万向轮47带动所述机座100运动，可带动整个设备移动。

有益地，所述收集机构102包括设置于所述机座100上表面的第二双轴电机49，所述第二双轴电机49后端动力连接有第一锥齿轮轴18，所述机座100上固定设有凸台17，所述第一锥齿轮轴18转动设置于所述凸台17前端，所述第一锥齿轮轴18上固定设有第一锥齿轮19，所述锥齿轮腔15下壁转动设有第二锥齿轮轴12，所述第一锥齿轮19与固定设置于所述第二锥齿轮轴12上端的第二锥齿轮16啮合，所述升降运动腔21左侧设有位于所述机座100内的转动腔11，所述第二锥齿轮轴12向下延伸至所述转动腔11中，所述第二锥齿轮轴12上固定连接有放置板13，所述放置板13右侧可拆卸的放置有样品容具14，所述样品容具14用于容纳所述取土机构202取上来的土壤样品，所述转动腔11向前开口设有送出孔55，所述送出孔55可以容纳所述放置板13穿过。

有益地，所述升降机构103包括设置于所述第二双轴电机49前端的带轮轴56，所述带轮轴56与所述第二双轴电机49动力连接，所述带轮轴56上固定设有皮带轮50，所述工作箱200前端外表面竖向固定设有齿条52，所述升降运动腔21前壁中设有前后贯穿的齿条腔51，所述齿条52通过所述齿条腔51向前延伸至所述升降箱53前侧，所述升降箱53前端面转动设有圆柱齿轮轴57，所述圆柱齿轮轴57上固定设有与所述齿条52啮合的圆柱齿轮54，所述圆柱齿轮轴57与所述带轮轴56通过皮带轮50传动连接，所述齿条52可以在所述圆柱齿轮54的转动下带动所述工作箱200上下升降运动。

有益地，所述停驻机构104包括与所述停驻腔64滑动连接的长条卡块63，所述长条卡块63与所述停驻腔64上壁通过复位弹簧65相连接，所述长条卡块63内设有卡键腔67，所述卡键腔67内滑动连接有卡键68，所述卡键68与所述卡键腔右壁通过顶压弹簧69相连接，所述停驻腔64向左开口设有卡键伸出腔66，所述卡键67可从所述卡键伸出腔66伸出使得所述长条卡块63固定不动，从而将设备整体停驻于原地工作。

有益地，所述机座100上表面右侧设有水箱43、水泵44以及水管45、喷嘴46，所述喷嘴46可喷水清洗所述钻头39。

工作步骤为：初始状态下，所述放置板13穿过所述送出孔55，位于所述机座100外侧，其余各部件位置如图所示；

确定好土壤样品采集地点后，推动所述手推杆48，通过所述万向轮47带动设备移动至该地点；

转动所述手推杆48，压动所述长条卡块63，所述长条卡块63下端陷入土中，所述卡键68在顶压弹簧的作用下从所述卡键伸出腔66向外顶出，卡住所述长条卡块63使其固定不动，以固定设备整体，减少工作时设备晃动；

将固定容积的样品容具放置在所述放置板13上；

所述第二双轴电机49启动，所述带轮轴56转动，通过所述皮带轮50、所述圆柱齿轮54、所述齿条52带动所述工作箱200下降直至所述工作箱200下表面接触平坦地面，所述带轮轴56停转；

所述旋转电机38启动，所述钻头39随之旋转，所述第一电动推杆37推动所述旋转电机38和所述钻头39向下缓慢运动，从所述伸出腔42中伸出，从而在土层中钻进；

当所述钻头39到达指定深度或遇到坚硬石质无法继续推进时，所述位置传感器41控制所述第一电动推杆37上升，所述旋转电机38停转；

所述第一双轴电机32启动，首先带动所述上中心杆23转动，通过所述连接结构架58带动所述钻土机构201和所述取土机构202转动，旋转180°，即二者互换位置，所述上中心杆23停转；

所述第一双轴电机32带动所述下中心杆62转动，通过所述小带轮33、所述螺母28、所述螺纹管25带动所述取土柱筒29下降，直至所述取土柱筒29下端接触到所述钻头39钻土最深处位置以下一定距离，确保所述取土腔60下端被土壤充实，所述下中心杆62反转，带动所述取土柱筒29上升至原位置，所述下中心杆62停转；

所述第二双轴电机49启动，所述第一锥齿轮轴18转动，带动所述放置板13及其上的样品容具14穿过所述送出孔55进入所述转动腔11中，使得所述样品容具14正对着所述取土腔60，所述取土机构202内的所述推土板59在所述第二电动推杆31的推动下，将所述取土腔60下端的充实土壤全部推出掉落至所述样品容具14中，所述第二电动推杆复位，所述放置板13也在所述第一锥齿轮轴18的带动下移出所述送出孔55复位；

此时已经得到需要的土壤样品，可从所述样品容具14取出；

若要对不同区域的土壤进行连续采样，必须对所述钻头39进行清洗，避免不同土壤交叉污染，以影响实验结果；

接下来对所述钻头39进行清洗，所述第一双轴电机32启动，所述上中心杆23转动180°，使得所述钻土机构201正对着所述右伸出腔35，所述第一电动推杆37推动所述旋转电机38及所述钻头39下降，所述旋转电机39启动，所述钻头39旋转，所述水箱43里的水通过所述水泵44、所述水管45由所述喷嘴46喷出，转动清洗所述钻头39；

最后，所述第二双轴电机49启动，所述带轮轴56反转，带动所述工作箱200上升复位，挤压所述卡键68，所述长条卡块63上升复位，设备整体可自由移动。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于土壤微生物检测的土壤收集设备，包括机座，其特征在于：所述机座上固定设有移动机构以及升降箱，所述升降箱内滑动设有工作箱，所述升降箱上端固定设有盖板，所述升降箱向下开口设有贯通所述机座的升降运动腔，所述升降运动腔中设有收集机构，所述升降箱中设有用于使所述上下运动的升降机构，所述盖板与所述工作箱之间通过对称设置于所述盖板下端的连接弹簧连接，所述工作箱内设有工作腔，所述工作腔上壁转动设有上中心杆，所述工作腔下壁转动设有下中心杆，所述上中心杆与所述下中心杆通过第一双轴电机连接，所述下中心杆上固定设有小带轮，所述工作腔下壁固定设有支撑结构架，所述支撑结构架使所述下中心杆稳定转动，所述上中心杆上固定连接有连接结构架，所述连接结构架左端向下开口设有钻头腔，所述钻头腔内设有钻土机构，所述钻土机构包括设置于所述钻头腔内上侧的第一电动缸，所述钻头腔内设有旋转电机，所述旋转电机与所述第一电动缸通过所述第一电动缸下端的第一电动推杆动力连接，所述旋转电机下端动力连接有钻头，所述钻头腔左壁固定设有位置传感器，所述位置传感器可以控制钻头下降的位移大小，在所述第一电动缸给予所述第一电动推杆一定推力的条件下，当所述钻头在土层中钻进遇到坚硬石质时，所述钻头无法继续钻进，所述位置传感器接收信号，可控制所述第一电动推杆上升以带动所述钻头上升，放弃对此处的土壤收集，从而保护设备，所述连接结构架右侧固定设有取土机构，所述取土机构包括设置于所述连接结构架中的且向下开口的螺纹杆腔，所述螺纹杆腔中转动设有螺纹杆，所述螺纹杆向上延伸至所述工作腔中，所述螺纹杆腔下端固定设有螺母支架，所述螺纹杆上螺纹连接有转动设置于所述螺母支架内的螺母，所述螺母与所述下中心杆上的所述小带轮通过皮带传动连接，所述螺纹杆下端固定设有取土柱筒，所述取土柱筒内设有取土腔，所述取土腔上壁固定设有第二电动缸，所述取土腔内滑动设有推土板，所述推土板与所述第二电动缸通过所述第二电动缸下端的第二电动推杆动力连接，所述推土板可将所述取土腔下端的土壤样品完全推出至所述收集机构中的所述样品容具中，所述工作箱下壁设有圆环腔，所述圆环腔提供所述钻土机构下端和所述取土机构下端旋转运动的空间，所述圆环腔左右对称向下开口设有左伸出腔和右伸出腔，所述左伸出腔和右伸出腔分别可以容纳所述钻土机构和所述取土机构穿过，所述机座内左侧设有停驻腔，所述停驻腔内设有停驻机构。

2.根据权利要求1所述的一种用于土壤微生物检测的土壤收集设备，其特征在于：所述移动机构包括铰接于所述机座左端的手推杆，所述机座下端矩形表面对称设置有位于四个顶角处的万向轮，推动或拉动所述手推杆，通过所述万向轮带动所述机座运动，可带动整个设备移动。

3.根据权利要求1所述的一种用于土壤微生物检测的土壤收集设备，其特征在于：所述收集机构包括设置于所述机座上表面的第二双轴电机，所述第二双轴电机后端动力连接有第一锥齿轮轴，所述机座上固定设有凸台，所述第一锥齿轮轴转动设置于所述凸台前端，所述第一锥齿轮轴上固定设有第一锥齿轮，所述锥齿轮腔下壁转动设有第二锥齿轮轴，所述第一锥齿轮与固定设置于所述第二锥齿轮轴上端的第二锥齿轮啮合，所述升降运动腔左侧设有位于所述机座内的转动腔，所述第二锥齿轮轴向下延伸至所述转动腔中，所述第二锥齿轮轴上固定连接有放置板，所述放置板右侧可拆卸的放置有样品容具，所述样品容具用于容纳所述取土机构取上来的土壤样品，所述转动腔向前开口设有送出孔，所述送出孔可以容纳所述放置板穿过。

4.根据权利要求1所述的一种用于土壤微生物检测的土壤收集设备，其特征在于：所述升降机构包括设置于所述第二双轴电机前端的带轮轴，所述带轮轴与所述第二双轴电机动力连接，所述带轮轴上固定设有皮带轮，所述工作箱前端外表面竖向固定设有齿条，所述升降运动腔前壁中设有前后贯穿的齿条腔，所述齿条通过所述齿条腔向前延伸至所述升降箱前侧，所述升降箱前端面转动设有圆柱齿轮轴，所述圆柱齿轮轴上固定设有与所述齿条啮合的圆柱齿轮，所述圆柱齿轮轴与所述带轮轴通过皮带轮传动连接，所述齿条可以在所述圆柱齿轮的转动下带动所述工作箱上下升降运动。

5.根据权利要求1所述的一种用于土壤微生物检测的土壤收集设备，其特征在于：所述停驻机构包括与所述停驻腔滑动连接的长条卡块，所述长条卡块与所述停驻腔上壁通过复位弹簧相连接，所述长条卡块内设有卡键腔，所述卡键腔内滑动连接有卡键，所述卡键与所述卡键腔右壁通过顶压弹簧相连接，所述停驻腔向左开口设有卡键伸出腔，所述卡键可从所述卡键伸出腔伸出使得所述长条卡块固定不动，从而将设备整体停驻于原地工作。

6.根据权利要求1所述的一种用于土壤微生物检测的土壤收集设备，其特征在于：所述机座上表面右侧设有水箱、水泵以及水管、喷嘴，所述喷嘴可喷水清洗所述钻头。

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