CN111781009B - 一种自动土壤取样机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动土壤取样机器人,主要涉及土壤取样领域。包括取样车体,取样车体上固定有支架,支架上设有取样装置,其特征在于:取样装置包括滑杆、支座、取样外筒、取样内筒,滑杆竖直的滑动连接在支架上,支座固定在滑杆的底部,取样外筒转动连接在支座的底部,取样内筒固定在支座的底部,取样外筒套接在取样内筒的外部,取样内筒上设有多个取样腔、放置腔,取样腔位于放置腔的上方并与其连通,放置腔内可拆卸连接有取样杯,取样外筒与取样腔相同高度的位置设有取样孔,取样外筒的底部设有取样钻头。本发明的有益效果在于:它能够保证土壤取样的准确性,避免不同土壤样品的混合,使取样更加准确、便利。
Description
技术领域
本发明涉及土壤取样领域,具体是一种自动土壤取样机器人。
背景技术
当前常见的土壤取样方式一般是将取样杆插入土壤中,旋转取样杆后土壤自动进入取样杆的取样孔中,这样的取样方式,结构简单,操作便利,但是对于土壤较深层次的取样这样的结构就存在很大的不便,现有技术中也有针对此提出的改进,取样装置的自动化程度更高,能够对不同深度的土壤进行取样,但是这些改进的装置对于要求比较严格的土壤检测而言,其取样杆的取样孔重复使用,不同土壤容易积存在取样孔内进而造成土壤样品混杂,影响了土壤取样的准确性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动土壤取样机器人,它能够保证土壤取样的准确性,避免不同土壤样品的混合,使取样更加准确、便利。
本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:
一种自动土壤取样机器人,包括取样车体,所述取样车体上固定有支架,所述支架上设有取样装置,所述取样装置包括滑杆、支座、取样外筒、取样内筒,所述滑杆竖直的滑动连接在支架上,所述支架上设有驱动滑杆滑动的第一动力装置,所述支座固定在滑杆的底部,所述取样外筒转动连接在支座的底部,所述支座上设有驱动取样外筒转动的第二动力装置,所述取样内筒固定在支座的底部,所述取样外筒套接在取样内筒的外部,所述取样内筒上设有多个取样腔、放置腔,所述取样腔位于放置腔的上方并与其连通,所述放置腔内可拆卸连接有取样杯,所述取样外筒与取样腔相同高度的位置设有取样孔,所述取样外筒的底部设有取样钻头。
进一步的,所述取样腔内设有伸缩杆,所述伸缩杆底部的活动端上设有压实板,所述压实板的直径不大于取样杯横截面的直径,所述压实板上开有漏土孔。
进一步的,所述压实板与取样腔的内侧壁滑动连接,所述取样腔的直径小于放置腔的直径。
进一步的,所述支架上设有滑套,所述滑杆滑动连接在滑套的内部,所述第一动力装置包括第一电机、第一齿轮、齿条,所述第一电机固定在支架上,所述第一齿轮固定在第一电机的输出轴上,所述齿条设置在滑杆上,所述滑套的侧壁上开有条形通孔,所述第一齿轮穿过条形通孔后与齿条啮合。
进一步的,所述支座上水平的设有固定板,所述第二动力装置包括第二电机、第二齿轮、环形齿轮,所述第二电机固定在固定板上,所述第二齿轮固定在第二电机的输出轴上,所述环形齿轮固定在取样外筒的顶部,所述第二齿轮与环形齿轮啮合。
进一步的,所述取样车体上设有机械手,所述机械手的一端设有抓手,所述取样杯上对称的设有抓取槽,所述抓手的大小与抓取槽相适应,所述取样车体上设有取样杯放置架。
进一步的,所述放置槽内的底部设有插槽,所述插槽内设有压缩弹簧,所述取样杯的底部设有插块,所述插块与插槽插接配合,所述插块的底部与压缩弹簧的顶部相接触。
进一步的,所述支架上设有升降杆,所述升降杆上设有清理刷、冲洗器、紫外光发生器,所述取样孔位于升降杆的运动范围内。
进一步的,所述取样车体包括固定台、车架、缓冲架、行走轮,第三驱动装置,所述行走轮转动连接在车架上,所述第三驱动装置驱动行走轮转动,所述缓冲架设置在车架的顶部,所述固定台设置在缓冲架的顶部。
对比现有技术,本发明的有益效果在于:
本发明的取样装置设置了取样内筒、取样外筒,所述取样外筒的底部设置钻头,利用取样外筒的转动将取样内筒、取样外筒插入土壤深处进行取样,取样更加便利,且取样外筒套接在取样内筒的外部,在取样内筒上设置取样腔和放置腔,取样杯放置在放置腔内,随着取样外筒的转动,土壤从取样孔处进入取样腔并掉落在底部的取样杯内,每次取样完毕后更换取样杯,避免了土壤的堆积,在不同土壤取样时不会产生土壤样品混合的情况,保证了取样的准确性。
附图说明
附图1是本发明的立体结构示意图。
附图2是本发明的前视图。
附图3是本发明的左视图。
附图4是本发明的附图3中A方向的剖视图。
附图5是本发明的附图3中B方向的剖视图。
附图6是本发明的附图3中C方向的剖视图。
附图7是本发明的附图4中D方向的剖视图。
附图中所示标号:
1、取样车体;2、支架;3、滑杆;4、支座;5、取样外筒;6、取样内筒;7、取样腔;8、放置腔;9、取样杯;10、取样孔;11、取样钻头;12、伸缩杆;13、压实板;14、漏土孔;15、滑套;16、第一电机;17、第一齿轮;18、齿条;19、条形通孔;20、固定板;21、第二电机;22、第二齿轮;23、环形齿轮;24、机械手;25、抓手;26、抓取槽;27、取样杯放置架;28、插槽;29、压缩弹簧;30、插块;31、升降杆;32、清理刷;33、冲洗器;34、紫外光发生器;35、固定台;36、车架;37、缓冲架;38、行走轮。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
本发明所述是一种自动土壤取样机器人,主体结构包括取样车体1,所述取样车体1用于起到支撑和固定作用,所述取样车体1上通过焊接或者螺栓固定有支架2,所述支架2上设有取样装置,所述取样装置包括滑杆3、支座4、取样外筒5、取样内筒6,所述滑杆3竖直的滑动连接在支架2上,所述滑杆3能够沿着竖直方向在支架2上滑动,所述支架2上设有驱动滑杆3滑动的第一动力装置,所述第一动力装置可以使用任意能够驱动滑杆3滑动的装置均可,所述支座4焊接或者螺栓固定在滑杆3的底部,所述取样外筒5通过轴承转动连接在支座4的底部,所述支座4上设有驱动取样外筒5转动的第二动力装置,所述第二动力装置使用任意能够驱动取样外筒5转动的装置均可,所述取样内筒6固定在支座4的底部,所述取样外筒5套接在取样内筒6的外部,所述取样外筒5能够相对于取样内筒6套接转动,所述取样内筒6上设有多个取样腔7、放置腔8,所述取样腔7、放置腔8均为多个,所述取样腔7位于放置腔8的上方并与其连通,所述放置腔8内可拆卸连接有取样杯9,具体的可以使用活动插接的方式,所述取样外筒5与取样腔7相同高度的位置设有取样孔10,随着取样外筒5的转动,土壤从所述取样外筒5的取样孔10进入取样腔7内,然后在自身重力的作用下掉落到放置腔8内的取样杯9中,每次取样都更换新的取样杯9,这样能够避免不同取样时土壤的混合,保证了土壤取样的准确,且能够通过滑杆3的上下滑动实现对不同深度土壤的取样,对土壤深处取样的效果很好,在取样外筒5与放置腔8相同高度的位置上开设取放孔,在取放孔处转动连接盖板,便于取样杯9从取放孔内进入放置腔8,所述取样外筒5的底部设有取样钻头11,随着取样外筒5的转动,能够带动取样钻头11转动,从而能够更容易的深入土壤的深处,提高取样的效率。
优选的,所述取样腔7内设有伸缩杆12,具体的伸缩杆12可以采用电推杆,具体型号不限,不作为发明点在此不做赘述,所述伸缩杆12底部的活动端上设有压实板13,所述压实板13能够在伸缩杆12的带动下在取样腔7和放置腔8内上下运动,所述压实板13的直径不大于取样杯9横截面的直径,在取样杯9放入后压实板13可以运动到取样杯9的内部,所述压实板13上开有漏土孔14,取样时压实板13可以运动或保持在取样腔7的顶部,保持在取样腔7的顶部不动时即可在取样完毕后进行一次性的压实操作,或者当取样时压实板13上下运动多次压实,从取样腔7掉入的土壤可以经过漏土孔14掉入取样杯9的内部,然后利用压实板13的上下运动将土壤压实,保证取样后土壤在取样杯9内的稳定,取样完毕可以继续控制伸缩杆12上下运动,将其上沾染的土壤抖掉,避免对下次取样产生影响。
优选的,所述压实板13与取样腔7的内侧壁滑动连接,通过压实板13的上下运动,能够将取样腔7的侧壁上积存的土壤也都刮取下来,避免土壤在取样腔7的侧壁上积存,进一步的降低不同土壤取样时土壤样品之间的相互影响,所述取样腔7的直径小于放置腔8的直径,这样的设置能够保证取样腔7的整体都位于放置腔8的范围内,能够避免土壤样品在取样腔7内聚集,降低土壤样品残留,提高取样的准确性。
优选的,所述支架2上设有滑套15,所述滑套15位中空的套管装结构,通过焊接或者螺栓竖直的固定在支架2的一侧,所述滑杆3滑动连接在滑套15的内部,所述第一动力装置包括第一电机16、第一齿轮17、齿条18,所述第一电机16通过螺栓固定在支架2上,所述第一齿轮17焊接固定在第一电机16的输出轴上,所述齿条18焊接固定在滑杆3上,所述滑套15的侧壁上开有条形通孔19,所述第一齿轮17穿过条形通孔19后与齿条18啮合,通过第一电机16的转动,带动第一齿轮17转动,从而使齿条18级滑杆3上下滑动,结构简单,对滑杆3滑动的距离更容易控制。
优选的,所述支座4上水平的焊接固定有固定板20,所述第二动力装置包括第二电机21、第二齿轮22、环形齿轮23,所述第二电机21竖直的通过螺栓固定在固定板20上,所述第二齿轮22焊接固定在第二电机21的输出轴上,所述取样外筒5位中空的壳体结构,环形齿轮23为中空的齿轮结构,所述环形齿轮23通过焊接固定在取样外筒5的顶部,所述第二齿轮22与环形齿轮23啮合,利用第二电机21的转动带动第二齿轮22转动,从带动环形齿轮23及取样外筒5转动,结构简单,取样外筒5的转动更加稳定。
优选的,所述取样车体1上设有机械手24,所述机械手24使用现有技术中任意的机械手均可,所述机械手24的一端设有抓手25,所述抓手25包括两个能够转动的抓取杆,通过两个抓取杆的靠近或者远离实现抓取功能,所述取样杯9上对称的设有抓取槽26,所述抓取槽26优选的延伸至取样杯9的外侧壁的一周,这样可以在取样杯9的任意位置对其进行抓取,所述抓手25的大小与抓取槽26相适应,所述取样车体1上设有取样杯放置架27,可以将多个取样杯9放置在取样杯放置架27,便于样品的存放和取样杯9的使用,使用时利用机械手24上的抓手25抓取取样杯放置架27上的取样杯9将其放置到放置腔8内,取样完毕再将其从放置腔8内取出放置到取样杯放置架27上,全程利用机械手24自动实现取样,,取样效率更高,同时避免了人员与取样杯9的过多的直接接触,降低了取样过程人为因素对样品的影响。
优选的,所述放置腔8内的底部设有插槽28,优选的所述插槽28由放置腔8的底部向下凹陷形成,所述放置腔8的底部还设有水平的安装槽,其与插槽28连通,安装槽延伸至取样内筒6的外侧壁上,所述插槽28内设有压缩弹簧29,所述压缩弹簧29的底部通过螺钉固定在插槽28的底部,所述取样杯9的底部一体成型的设有插块30,插块30的底部设有斜角,所述插块30与插槽28插接配合,所述插块30的底部与压缩弹簧29的顶部相接触,使用时先将取样杯9放入放置腔8内,此过程中插块由安装槽进入插槽28内,使其底部的斜角与压缩弹簧29的接触过程中对压缩弹簧29进行压缩,利用压缩弹簧29的弹力使取样杯9固定牢固,提高了取样过程中取样杯9的牢固性。
优选的,所述支架2上设有升降杆31,所述升降杆31可以使用气缸、电推杆等任意具备升降功能的装置,所述升降杆31上设有清理刷32、冲洗器33、紫外光发生器34,所述清理刷32优选的与升降杆31转动连接,利用电机进行驱动,US噢书冲洗器33内盛有水,通过喷水对装置进行清洗,所述紫外灯发生器34位任意具备能够产生紫外光的装置均可,所述取样孔10位于升降杆31的运动范围内,这样的设置能够使取样完成后清理刷32、冲洗器33、紫外光发生器34均能够对取样孔10及取样腔7进行清理,进一步的降低取样腔7内土壤和微生物的残留,进一步提高取样数据的准确。
优选的,所述取样车体1包括固定台35、车架36、缓冲架37、行走轮38,第三驱动装置,所述行走轮38转动连接在车架36上,所述第三驱动装置驱动行走轮38转动,具体的可以使用电机驱动,行走轮38的中心与电机的输出轴固定连接带动其转动,所述缓冲架37设置在车架36的顶部,优选的缓冲架37使用剪式结构,所述固定台35设置在缓冲架37的顶部,能够降低移动过程中固定台35受到的震动,取样杯9可以防止在固定台35上,便于取样杯9放置时的稳定。
工作原理:本发明的装置通过设置了取样内筒6、取样外筒5,所述取样外筒5的底部设置取样钻头11,利用取样外筒5的转动带动取样钻头11转动,将取样内筒6、取样外筒5均插入土壤深处进行取样,取样更加便利,且取样外筒5套接在取样内筒6的外部,在取样内筒6上设置取样腔7和放置腔8,取样杯9放置在放置腔8内,随着取样外筒5的转动,土壤从取样孔10处进入取样腔7并掉落在底部的取样杯9内,每次取样完毕后更换取样杯9,避免了土壤的堆积,在不同土壤取样时不会产生土壤样品混合的情况,保证了取样的准确性,利用滑杆3的上下移动,可以带动取样外筒5和取样内筒6深入到土壤的不同深度进行取样,使取样变得更加便捷。
Claims (9)
1.一种自动土壤取样机器人,包括取样车体(1),所述取样车体(1)上固定有支架(2),所述支架(2)上设有取样装置,其特征在于:所述取样装置包括滑杆(3)、支座(4)、取样外筒(5)、取样内筒(6),所述滑杆(3)竖直的滑动连接在支架(2)上,所述支架(2)上设有驱动滑杆(3)滑动的第一动力装置,所述支座(4)固定在滑杆(3)的底部,所述取样外筒(5)转动连接在支座(4)的底部,所述支座(4)上设有驱动取样外筒(5)转动的第二动力装置,所述取样内筒(6)固定在支座(4)的底部,所述取样外筒(5)套接在取样内筒(6)的外部,所述取样内筒(6)上设有多个取样腔(7)、放置腔(8),所述取样腔(7)位于放置腔(8)的上方并与其连通,所述放置腔(8)内可拆卸连接有取样杯(9),所述取样外筒(5)与取样腔(7)相同高度的位置设有取样孔(10),所述取样外筒(5)的底部设有取样钻头(11)。
2.根据权利要求1所述一种自动土壤取样机器人,其特征在于:所述取样腔(7)内设有伸缩杆(12),所述伸缩杆(12)底部的活动端上设有压实板(13),所述压实板(13)的直径不大于取样杯(9)横截面的直径,所述压实板(13)上开有漏土孔(14)。
3.根据权利要求2所述一种自动土壤取样机器人,其特征在于:所述压实板(13)与取样腔(7)的内侧壁滑动连接,所述取样腔(7)的直径小于放置腔(8)的直径。
4.根据权利要求1所述一种自动土壤取样机器人,其特征在于:所述支架(2)上设有滑套(15),所述滑杆(3)滑动连接在滑套(15)的内部,所述第一动力装置包括第一电机(16)、第一齿轮(17)、齿条(18),所述第一电机(16)固定在支架(2)上,所述第一齿轮(17)固定在第一电机(16)的输出轴上,所述齿条(18)设置在滑杆(3)上,所述滑套(15)的侧壁上开有条形通孔(19),所述第一齿轮(17)穿过条形通孔(19)后与齿条(18)啮合。
5.根据权利要求1所述一种自动土壤取样机器人,其特征在于:所述支座(4)上水平的设有固定板(20),所述第二动力装置包括第二电机(21)、第二齿轮(22)、环形齿轮(23),所述第二电机(21)固定在固定板(20)上,所述第二齿轮(22)固定在第二电机(21)的输出轴上,所述环形齿轮(23)固定在取样外筒(5)的顶部,所述第二齿轮(22)与环形齿轮(23)啮合。
6.根据权利要求1所述一种自动土壤取样机器人,其特征在于:所述取样车体(1)上设有机械手(24),所述机械手(24)的一端设有抓手(25),所述取样杯(9)上对称的设有抓取槽(26),所述抓手(25)的大小与抓取槽(26)相适应,所述取样车体(1)上设有取样杯放置架(27)。
7.根据权利要求1所述一种自动土壤取样机器人,其特征在于:所述放置腔(8)内的底部设有插槽(28),所述插槽(28)内设有压缩弹簧(29),所述取样杯(9)的底部设有插块(30),所述插块(30)与插槽(28)插接配合,所述插块(30)的底部与压缩弹簧(29)的顶部相接触。
8.根据权利要求1所述一种自动土壤取样机器人,其特征在于:所述支架(2)上设有升降杆(31),所述升降杆(31)上设有清理刷(32)、冲洗器(33)、紫外光发生器(34),所述取样孔(10)位于升降杆(31)的运动范围内。
9.根据权利要求1所述一种自动土壤取样机器人,其特征在于:所述取样车体(1)包括固定台(35)、车架(36)、缓冲架(37)、行走轮(38),第三驱动装置,所述行走轮(38)转动连接在车架(36)上,所述第三驱动装置驱动行走轮(38)转动,所述缓冲架(37)设置在车架(36)的顶部,所述固定台(35)设置在缓冲架(37)的顶部。
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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 | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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