CN111624029B - 一种环保检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保检测装置，包括筒体、盖板、主驱动电机，主驱动电机的输出轴端固定连接有花键轴，花键轴的外侧滑动套接有空心绞龙，筒体的内壁底部固定连接有承托盘体，承托盘体和盖板之间转动设置有丝杠和导向柱，丝杠上螺纹连接有升降板，升降板远离丝杠的一端滑动套接于导向柱的外侧，花键轴的顶部固定设置有主动齿轮，丝杠的顶部固定设置有从动齿轮，空心绞龙的内部底端设置有采样组件，筒体的外壁底部连接有至少三个支脚组件。本发明可实现一个动力输入完成空心绞龙的周向旋转和轴向进给，实现定深取样；可独立完成预设采样点的土壤样本采集工作，提升样本采集的准确性；支脚固定方便快捷、牢固可靠。

Description

一种环保检测装置

技术领域

本发明涉及农业检测设备领域，特别是涉及一种环保检测装置。

背景技术

我国是农药生产和使用大国，长期过量且单纯施用化肥，使得土壤物理性质恶化，污染土地并改变了其原有用途。土壤中过量积累的硝酸盐、磷酸盐随水流入河、湖等水域，又会造成水体富营养化。从而对生态环境造成严重影响，甚至威胁到居民的正常生活与身体健康。土壤检测方法大致包括气相色谱法、ASF土壤检测法、高效液相色谱法和X射线荧光光谱法，上述方法均需要通过土壤取样的方式来进行检测，为了解决实验室检测耗时较长的弊端，便于携带的各类检测装置应运而生，能够在需要进行土壤污染程度检测的现场进行实时检测。

现有技术中一般采用钻管取样，当钻管钻入地下后，土壤在钻管里形成了一个土柱，将整个土柱取出来进行分析，上述取样钻管无法对取样层位和深度不同的样品进行区分，同时在获得土壤之后，土壤的取出存在不便；土壤整体取出时容易出现不同深度层次的土壤混杂在一起，从而导致样本采集不够准确、检测结果误差较大的问题。

同时，土壤的污染程度在地下不同深度的体现是存在差异的，因此在对不同深度土壤进行采样时需多次将取样器具插入并拔出，从而完成对不同深度土壤的采样工作，这样的操作方式不仅加大劳动程度，也会浪费时间，更会造成因土质较硬或取样深度较大而出现难以插入和难以拔出圆管的情况，消耗大量人体能量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环保检测装置，实现一个动力输入完成空心绞龙的周向旋转和轴向进给，实现定深取样，使采样深度可控；独立完成预设采样点的土壤样本采集工作，提升样本采集的准确性；支脚固定方便快捷、牢固可靠。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种环保检测装置，包括筒体、固定连接于筒体顶部的盖板、固定安装于盖板顶面的主驱动电机，所述主驱动电机的输出轴端固定连接有同轴设置于筒体内的花键轴，所述花键轴的外侧滑动套接有空心绞龙；

所述筒体的内壁底部固定连接有承托盘体，所述承托盘体和盖板之间转动设置有分别位于空心绞龙两侧的丝杠和导向柱；

所述丝杠上螺纹连接有转动套接于空心绞龙顶部的升降板，所述升降板远离丝杠的一端滑动套接于导向柱的外侧；

所述花键轴的顶部固定设置有位于空心绞龙上方的主动齿轮，所述丝杠的顶部固定设置有与主动齿轮啮合连接的从动齿轮；

所述空心绞龙的内部底端设置有位于花键轴下方的采样组件；

所述筒体的外壁底部连接有至少三个支脚组件。

进一步的，所述采样组件包括固定连接于空心绞龙内壁上的电机支架、位于电机支架下方的导向托板；

所述电机支架上固定安装有采样驱动电机，所述采样驱动电机的输出轴端固定连接有位于电机支架下方的采样齿轮；

所述导向托板内活动设置有与采样齿轮啮合传动连接的采样梭头。

进一步的，所述采样梭头的一端开设有传动槽口，传动槽口的一侧壁上设置有齿条；

所述采样梭头的另一端为尖锥状并开设有采样槽口，采样槽口内固定连接有多个倾斜设置有采样刮板。

进一步的，所述空心绞龙的侧壁上开设有位于采样梭头外侧的采样通口。

进一步的，所述筒体的侧壁底部转动连接有位于采样组件外侧的开合门。

进一步的，所述承托盘体和盖板之间还固定连接有位于空心绞龙外侧的隔离筒，所述隔离筒的两侧壁上分别开设有垂向设置的条形槽口，所述升降板的两端分别活动位于两个条形槽口内。

进一步的，所述支脚组件包括外支脚块、位于外支脚块内侧并与外支脚块固定连接的内支脚块、固定连接于外支脚块顶部的导向套筒；

所述导向套筒的顶部中心螺纹连接有螺杆，所述螺杆的底端球连接有滑动设置于导向套筒内的升降滑板；

所述升降滑板的底部转动连接有多个滑动嵌于外支脚块和内支脚块之间并均匀分布的活动条爪。

进一步的，所述升降滑板的底面开设有多个辐射分布的条形滑槽，条形滑槽内滑动嵌装有滑块，滑块的底面与活动条爪的顶端铰接。

进一步的，所述外支脚块的内表面和内支脚块的外表面配对地开设有弧形滑槽，所述活动条爪活动位于弧形滑槽内。

进一步的，所述筒体的外壁底部固定连接有支脚安装架，所述支脚组件螺纹连接于支脚安装架的边缘。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过采用空心结构的空心绞龙进行钻土取样，通过设置花键轴及齿轮传动和丝杠传动构成的传动系统，可在一个动力输入下同时实现空心绞龙的周向旋转和轴向进给，使得结构更加紧凑，控制更加方便，操作更加简单；

2.本发明通过在丝杠传动机构和筒体外侧设置相应的行程控制开关，可通过改变筒体外侧控制开关的高度来实现空心绞龙钻土深度的设定，从而实现定深取样，使得采样深度可控，并能实现多层次深度样本的采集，便于土壤环境的全面检测，提升检测结果的准确性和可靠性；

3.本发明通过在空心绞龙的内部设置采样组件，通过采样驱动电机驱动采样梭头的水平往返运动完成预设采样点的土壤样本采集工作，能在采样组件中很好地保存土壤样本并带至地表之上进行收集，可有效避免钻土过程中因不同深度的土壤混杂造成的样本采集不纯净而导致的检测结果误差较大的问题；

4.本发明通过采用斜插式的支脚组件，可使检测装置可靠地固定在采样位置的土壤深处，且固定和解除固定的操作简单快捷，同时各个支脚组件的安装高度可根据需要进行灵活调整，能够适应多种不同地表状况的固定需求。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的剖视结构示意图；

图3为所述空心绞龙的立体结构示意图；

图4为所述隔离筒的立体结构示意图；

图5为所述丝杠与关联部件之间的装配结构示意图；

图6为所述升降板与关联部件之间的装配结构示意图；

图7为所述花键轴的立体结构示意图；

图8为图2中A部的放大结构示意图；

图9为所述采样梭头的立体结构示意图；

图10为所述采样梭头与导向板之间的装配结构示意图；

图11为所述支脚组件的立体结构示意图；

图12为所述支脚组件的剖视结构示意图；

图13为所述内支脚块的立体结构示意图；

图14为所述外支脚块的立体结构示意图；

图15为所述活动爪条与升降滑板之间连接关系的结构示意图。

图中：1筒体、2盖板、3采样组件、301电机支架、302导向托板、3021导向板、303采样驱动电机、304采样齿轮、305采样梭头、3051传动槽口、3052齿条、3053采样槽口、3054采样刮板、4花键轴、401限位板、5空心绞龙、501采样通口、502环形卡槽、6承托盘体、601轴承安装座、7丝杠、8支脚组件、801外支脚块、802内支脚块、803导向套筒、804螺杆、805升降滑板、806活动条爪、807滑块、808拨杆、9升降板、10主动齿轮、11从动齿轮、12主驱动电机、13导向柱、14隔离筒、1401条形槽口、15开合门、16支脚安装架、17电机安装座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图2，一种环保检测装置，包括筒体1、固定连接于筒体1顶部的盖板2、固定安装于盖板2顶面的主驱动电机12。筒体1为上下贯通的圆柱壳体，盖板2扣合于筒体1的顶部，盖板2的边缘通过多个螺钉紧固连接在筒体1的侧壁顶部。

盖板2的顶面设置有L型截面的的电机安装座17，电机安装座17的底部水平段通过螺栓紧固在盖板2的顶面。主驱动电机12的电机基座通过螺栓紧固于电机安装座17的垂直段侧面，主驱动电机12的轴端盘面内嵌于盖板2的顶面，并通过螺栓固定连接于盖板2的顶面。

优选的，电机安装座17的垂直段侧板上开设有多个手提槽口，便于检测装置整体的搬移操作。

主驱动电机12的输出轴端固定连接有同轴设置于筒体1内的花键轴4。如图3所示，花键轴4的主体部分为花键结构，花键轴4的顶部设置有光轴，光轴贯穿盖板2并与主驱动电机12的输出轴刚性插接。花键轴4的底端固定连接或一体设置有圆盘状的限位板401。

花键轴4的外侧滑动套接有空心绞龙5。如图2和图4所示，所述空心绞龙5为空心的椎体状结构，其表面一体设置有螺旋叶片。空心绞龙5的顶部内壁设置有与花键轴4匹配套接的内花键，空心绞龙5与花键轴4套接后，可跟随花键轴4同步转动的过程中沿花键轴4的轴向滑动。优选的，空心绞龙5的内孔直径与限位板401的外径相同，使得空心绞龙5套接与花键轴4上后，空心绞龙5的内壁与限位板401的侧壁滑动贴合，通过空心绞龙5增强花键轴4末端的稳定性。

如图2所示，筒体1的内壁底部固定连接有承托盘体6，承托盘体6为环形的盘体结构，其中心处的通孔直径大于空心绞龙5的外部直径，使得空心绞龙5可自由穿过承托盘体6。

承托盘体6和盖板2之间转动设置有分别位于空心绞龙5两侧的丝杠7和导向柱13。如图5所示，承托盘体6的顶面一体设置有位于中心通孔外侧的轴承安装座601。丝杠7和导向柱13的底端分别通过止推轴承转动安装于轴承安装座601内。盖板2的底面一体设置有与轴承安装座601相对应上端轴承安装座，丝杠7和导向柱13的顶端分别通过滚动轴承转动安装于上端轴承安装座内。

丝杠7上螺纹连接有转动套接于空心绞龙5顶部的升降板9。如图2和图6所示，升降板9为三连环结构，其一端部螺纹连接于丝杠7上，升降板9远离丝杠7的一端滑动套接于导向柱13的外侧。空心绞龙5的侧壁顶部开设有环形卡槽502，升降板9的中部圆环可转动地卡套在环形卡槽502内。

花键轴4的顶部的光杆上通过键连接固定设置有位于空心绞龙5上方的主动齿轮10，丝杠7的顶部通过键连接固定设置有与主动齿轮10啮合连接的从动齿轮11。主驱动电机12正向转动时，驱动花键轴4和主动齿轮10同步转动，花键轴4带动空心绞龙5同步转动，主动齿轮10通过与从动齿轮11的啮合传动驱动丝杠7转动，丝杠7通过螺旋配合驱动升降板9向下移动，升降板9对空心绞龙5施加垂直向下的作用力，使得空心绞龙5可在正向转动过程中同步向下移动；反之，主驱动电机12反向转动时，可驱动空心绞龙5反向转动过程中同步向上移动，从而实现空心绞龙5在土壤中的旋入和旋出。

优选的，承托盘体6和盖板2之间还固定连接有位于空心绞龙5外侧的隔离筒14，可有效降低空心绞龙5上升过程中携带的泥土进入丝杠7工作部位的泥土量，保证丝杠传动的正常运行。如图7所示，隔离筒14的两侧壁上分别开设有垂向设置的条形槽口1401，升降板9的两端分别活动位于两个条形槽口1401内，使得升降板9在升降过程中可自由穿过隔离筒14。

进一步的，在丝杠7和升降板9组成的丝杠传动机构中设置相应的行程控制开关(图中未示出)，用以控制升降板9在丝杠7上的行程极限位置的检测。行程控制开关串接于主驱动电机12的供电线路中，用于升降板9处于丝杠7上两端极限位置时主驱动电机12的自动断电控制。更进一步的，丝杠传动机构中同时设置霍尔接近开关(图中未示出)，霍尔接近开关也串接于主驱动电机12的供电线路中，作为空心绞龙5下移距离的行程控制开关，霍尔接近开关的磁体固定在升降板9的侧面，磁体检测元件活动设置在筒体1的外壁。筒体1的外壁开设有垂向设置的滑槽(图中未示出)，磁体检测元件阻尼嵌装在环槽内，通过上下调整磁体检测元件的位置，可设定升降板9从最高位置到预设下移高度的距离，从而实现空心绞龙5的定深钻土，进而实现土壤的定深采样。

空心绞龙5的内部底端设置有位于花键轴4下方的采样组件3。如图8所示，所述采样组件3包括固定连接于空心绞龙5内壁上的电机支架301、位于电机支架301下方的导向托板302。电机支架301的侧壁与空心绞龙5的内壁贴合连接并通过螺钉紧固连接。电机支架301上固定安装有采样驱动电机303，采样驱动电机303采用步进电动机，可通过控制程序控制步进电动机单次转动的圈数。

采样驱动电机303的输出轴端通过键连接固定连接有位于电机支架301下方的采样齿轮304，导向托板302内活动设置有与采样齿轮304啮合传动连接的采样梭头305。如图9所示，所述采样梭头305为底面平整、一端呈尖锥状的条状结构。采样梭头305的一端开设有传动槽口3051，传动槽口3051的一侧壁上设置有齿条3052。如图10所示，采样齿轮304位于传动槽口3051内，并与齿条3052啮合连接，齿轮304的外圆面与传动槽口3051的另一内壁滑动接触连接。

导向托板302的顶面一体设置有两个相互平行的导向板3021，采样梭头305的两外侧面分别与两个导向板3021的内侧面滑动贴合连接，且采样梭头305的顶面与电机支架301的底面滑动贴合连接。采样驱动电机303驱动采样齿轮304转动时，采样齿轮304通过与齿条3052的啮合传动作用推动采样梭头305沿导向板3021的侧面所限定的方向平移。通过预先设定采样驱动电机303单次启动转动的圈数，可设定采样梭头305单次推进的直线距离。

采样梭头305的尖锥状端开设有采样槽口3053，采样槽口3053内固定连接有多个倾斜设置有采样刮板3054。采样刮板3054的截面为L型，其顶部朝尖锥的指向倾斜，多个采样刮板3054的高度按照采样槽口3053的顶面高度变化匹配设置，即每个采样刮板3054的顶端与对应位置处采样槽口3053的顶面距离均相同。当采样梭头305水平推进并插入土壤中时，采样刮板3054由低到高逐层刮取土壤样本，并进入采样刮板3054之间的容腔内。优选的，每个采样刮板3054的顶端朝着采样槽口3053的一侧设置有翻边，使得采样梭头305水平拉回复位时，翻边可进一步刮取土壤样本，使采样槽口3053内充分填充土壤样本。

如图2和图4所示，空心绞龙5的侧壁上开设有位于采样梭头305外侧的采样通口501。采样通口501的轮廓尺寸不小于采样梭头305的截面轮廓尺寸，使得采样梭头305可自由出入于采样通口501；同时，采样通口305的底部边缘与导向托板302的顶面平齐，使得采样梭头305采集土壤样本后重新进入空心绞龙5内部的过程中，采样槽口3053内的样本不会由采样通口501洒落至空心绞龙5的外部。

为便于后续采样槽口3053内土壤样本的取出，筒体1的侧壁底部转动连接有位于采样组件3外侧的开合门15。打开开合门15后，检测人员可将用于收集土壤样本的器皿送入筒体1的内侧并位于采样通口501的下方，手动启动采样驱动电机303工作，采样驱动电机303将装有土壤样本的采样梭头305推出至采样通口501的外部，则采样槽口3053内的土壤样本则可以自然掉落或手动敲打震落的方式落入器皿中。

如图1和图2所示，筒体1的外壁底部连接有三个支脚组件8。具体的，筒体1的外壁底部通过螺栓固定连接有支脚安装架15，支脚安装架15为环状结构，环状结构的外圆面上一体设置有三个均匀分布的安装座板。安装座板内开设有安装孔，支架组件8固定套接于安装孔内。

如图11和图12所示，所述支脚组件8包括外支脚块801、位于外支脚块801内侧并与外支脚块801固定连接的内支脚块802、固定连接于外支脚块801顶部的导向套筒803。如图14所示，所述外支脚块801为底面设置凸台的圆柱体结构，其内部开设有弧面椎体结构的空腔。如图13所示，所述内支脚块802为与外支脚块801内部空腔相匹配的弧面椎体结构。内支脚块802的表面沿水平径向开设有多组螺纹孔，外支脚块801的侧壁上开设有与螺纹孔相对应的螺栓安装过孔，内支脚块802与外支脚块801通过螺栓连接固定。

导向套筒803套接在外支脚块801的顶面凸台处并通过螺栓与外支脚块801固定连接。优选的，导向套筒803的外壁上开设有螺纹，支脚安装架15的安装孔内开设有内螺纹，导向套筒803螺纹连接于安装孔内，使得每个支脚组件8在筒体1上的安装高度可灵活调节，以适应不同地形表面的支脚架设需要。

导向套筒803的顶部中心开设有螺纹孔并螺纹连接有螺杆804，螺杆804的底端球连接有滑动设置于导向套筒803内的升降滑板805。升降滑板805的侧面与导向套筒803的内壁滑动贴合连接。螺杆804的顶端连接有拨杆808，通过拨杆808驱使螺杆804转动，螺杆804在上升/下降的过程中，带动升降滑板805同步上升/下降。

升降滑板805的底部转动连接有四个滑动嵌于外支脚块801和内支脚块802之间并均匀分布的活动条爪806。内支脚块802与外支脚块801的配合面处配对地开设有半圆截面的弧形滑槽，两个对应的弧形滑槽形成圆形的弧形通道。活动条爪806为圆弧状的金属杆件并活动嵌装于弧形通道内，其曲率半径与弧形通道的曲率半径相同。

如图15所示，升降滑板805的底面开设有四个均匀辐射分布的条形滑槽，条形滑槽内滑动嵌装有滑块807，滑块807的底面与活动条爪806的顶端铰接。当通过螺杆804驱使升降滑板805向下移动时，四个滑块807同时向升降滑板805的中心靠拢，同时四根活动条爪806沿弧形通道向下移动插入土壤内并同时向四周延伸，使得活动条爪806扎根于土壤中，使支脚组件8牢固地固定在采样地点的土壤表面。当通过螺杆804驱使升降滑板805向上移动时，四根活动条爪806沿弧形通道反向移动而与土壤分离，接触对支脚组件8的固定作用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种环保检测装置，包括筒体(1)、固定连接于筒体(1)顶部的盖板(2)、固定安装于盖板(2)顶面的主驱动电机(12)，特征在于：所述主驱动电机(12)的输出轴端固定连接有同轴设置于筒体(1)内的花键轴(4)，所述花键轴(4)的外侧滑动套接有空心绞龙(5)；

所述筒体(1)的内壁底部固定连接有承托盘体(6)，所述承托盘体(6)和盖板(2)之间转动设置有分别位于空心绞龙(5)两侧的丝杠(7)和导向柱(13)；

所述丝杠(7)上螺纹连接有转动套接于空心绞龙(5)顶部的升降板(9)，所述升降板(9)远离丝杠(7)的一端滑动套接于导向柱(13)的外侧；

所述花键轴(4)的顶部固定设置有位于空心绞龙(5)上方的主动齿轮(10)，所述丝杠(7)的顶部固定设置有与主动齿轮(10)啮合连接的从动齿轮(11)；

所述空心绞龙(5)的内部底端设置有位于花键轴(4)下方的采样组件(3)；

所述采样组件(3)包括固定连接于空心绞龙(5)内壁上的电机支架(301)、位于电机支架(301)下方的导向托板(302)；

所述电机支架(301)上固定安装有采样驱动电机(303)，所述采样驱动电机(303)的输出轴端固定连接有位于电机支架(301)下方的采样齿轮(304)；

所述导向托板(302)内活动设置有与采样齿轮(304)啮合传动连接的采样梭头(305)；

所述采样梭头(305)的一端开设有传动槽口(3051)，传动槽口(3051)的一侧壁上设置有齿条(3052)；

所述采样梭头(305)的另一端为尖锥状并开设有采样槽口(3053)，采样槽口(3053)内固定连接有多个倾斜设置有采样刮板(3054)；

所述筒体(1)的外壁底部连接有至少三个支脚组件(8)；

所述支脚组件(8)包括外支脚块(801)、位于外支脚块(801)内侧并与外支脚块(801)固定连接的内支脚块(802)、固定连接于外支脚块(801)顶部的导向套筒(803)；

所述导向套筒(803)的顶部中心螺纹连接有螺杆(804)，所述螺杆(804)的底端球连接有滑动设置于导向套筒(803)内的升降滑板(805)；

所述升降滑板(805)的底部转动连接有多个滑动嵌于外支脚块(801)和内支脚块(802)之间并均匀分布的活动条爪(806)；

所述升降滑板(805)的底面开设有多个辐射分布的条形滑槽，条形滑槽内滑动嵌装有滑块(807)，滑块(807)的底面与活动条爪(806)的顶端铰接；

所述外支脚块(801)的内表面和内支脚块(802)的外表面配对地开设有弧形滑槽，所述活动条爪(806)活动位于弧形滑槽内。

2.根据权利要求1所述的一种环保检测装置，其特征在于：所述空心绞龙(5)的侧壁上开设有位于采样梭头(305)外侧的采样通口(501)。

3.根据权利要求1所述的一种环保检测装置，其特征在于：所述筒体(1)的侧壁底部转动连接有位于采样组件(3)外侧的开合门(15)。

4.根据权利要求1所述的一种环保检测装置，其特征在于：所述承托盘体(6)和盖板(2)之间还固定连接有位于空心绞龙(5)外侧的隔离筒(14)，所述隔离筒(14)的两侧壁上分别开设有垂向设置的条形槽口(1401)，所述升降板(9)的两端分别活动位于两个条形槽口(1401)内。

5.根据权利要求1所述的一种环保检测装置，其特征在于：所述筒体(1)的外壁底部固定连接有支脚安装架(16)，所述支脚组件(8)螺纹连接于支脚安装架(16)的边缘。