CN112459701A - 一种用于林业土壤湿度自动检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于林业土壤湿度自动检测设备，包括至少三个沿竖直方向设置并呈环形均匀分布的钻孔器，每个所述钻孔器上均设置有湿度传感器，至少三个环形分布的所述钻孔器中心处设置有一驱动装置，并且所有的所述钻孔器均通过该驱动装置同步动作。本发明通过环形分布的六个钻孔器同时进行钻孔作业，六个钻孔器内部设置的湿度传感器检测得到的数据取其平均值为该检测点处的土壤湿度值，土壤检测得到的数据更为精确，便于研究人员根据土壤的湿度参数状态进一步施工或农作。

Description

一种用于林业土壤湿度自动检测设备

技术领域

本发明涉及农业土壤检测设备技术领域，尤其涉及一种用于林业土壤湿度自动检测设备。

背景技术

在农业上需要对土壤的温湿度进行检测，根据土壤的参数状态确定进一步施工或农作。目前普遍采用的检测方法有取样检测和实地检测两种，取样检测是将检测地的土壤采样后带回在大型检测设备上检测，这种方法检测结果精确但是需要样本数量足够大，而且需要大型的高精度设备，所需成本相对较大，实地检测方法一般适用于农田，在农田上设置多个检测点，通过多个检测点的分析得出该部分土壤的总体状态。

现有技术中采用检测设备对土壤进行实地检测时，工作人员为了提高检测的准确性，通常利用检测设备对待检测土壤环境进行多点取值，通过对多个地方的数据进行采集并计算分析来得出整片土壤的检测结果，如此检测所得的结果比较接近于土壤的实际湿度环境，但是检测设备多点取检测取值时会存在一定的缺陷，即单次检测得出的数据所能代表的土壤区域极其有限，通过对多次单点测试的数据进行整合运算时会将每个单点检测数据进行叠加，最终使得出的数据与土壤的真实环境数据偏差甚远，基于此，本发明提出一种能够提高测量精度的农业土壤检测设备。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题而提出的一种用于林业土壤湿度自动检测设备，通过环形分布的六个钻孔器同时进行钻孔作业，六个钻孔器内部设置的湿度传感器检测得到的数据取其平均值为该检测点处的土壤湿度值，土壤检测得到的数据更为精确，便于研究人员根据土壤的湿度参数状态进一步施工或农作。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于林业土壤湿度自动检测设备，包括至少三个沿竖直方向设置并呈环形均匀分布的钻孔器，每个所述钻孔器上均设置有湿度传感器，至少三个环形分布的所述钻孔器中心处设置有一驱动装置，并且所有的所述钻孔器均通过该驱动装置同步动作。

优选的，所述驱动装置选用固定在外部呈柱状结构的电机固定座内的驱动电机，所述驱动电机的动力输出端驱动连接有主动齿轮，每个所述钻孔器均通过连接杆与所述电机固定座的外壁相连，并且所述钻孔器顶部通过第一转轴连接有从动齿轮，所述主动齿轮上套接的链条向外延伸依次包覆每个所述从动齿轮实现闭合。

优选的，所述钻孔器包括有传动箱体和钻杆；

所述第一转轴底部向下延伸至所述传动箱体内，并且所述第一转轴与设置在所述传动箱体底部的钻杆套管固定套接，所述钻杆可拆卸式的插接于所述钻杆套管内；所述第一转轴与镶嵌在所述传动箱体顶壁上的轴承套接连接。

优选的，所述钻杆沿其轴向的中心开设有竖向走线槽，所述钻杆靠近其底部的位置沿径向对称的开设有两个水平走线槽，两个所述水平走线槽均与所述竖向走线槽相连通，所述湿度传感器为半球状并设置于所述水平走线槽的末端。

优选的，所述湿度传感器沿所述钻杆凸起的高度不大于所述钻杆的螺纹公称直径。

优选的，所述传动箱体内还设置有用于提高所述钻杆钻速的齿轮传动组件。

优选的，所述齿轮传动组件包括有第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、第四传动齿轮和第五传动齿轮；

所述第一传动齿轮的半直径为所述第二传动齿轮半径的二倍，所述第二传动齿轮、第三传动齿轮、第四传动齿轮和第五传动齿轮的直径相同；

所述第一传动齿轮连接的第二转轴向上延伸与所述第一转轴相连，所述第二传动齿轮与所述第一传动齿轮外啮合，所述第二传动齿轮上的第三转轴向下延伸并在其底部固定套接有第三传动齿轮，所述第四传动齿轮与所述第三传动齿轮外啮合，所述第四传动齿轮的第四转轴向上延伸并与架设在所述传动箱体内的支撑杆转动连接，所述第五传动齿轮与所述第四传动齿轮外啮合，并且所述第五传动齿轮的中心轴与所述传动箱体底部的钻杆套管固定相连。

优选的，还包括有底座和顶座，所述底座和顶座之间通过导向柱相连接，所述电机固定座套接于所述导向柱上并与之滑动配合连接；所述底座的内设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的伸缩杆末端与所述电机固定座底部固定连接；所述底座底部连接有锥刺。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的土壤检测设备对土壤进行单次检测时，通过环形分布的六个钻孔器同时进行钻孔作业，并且六个钻孔器可通过一个电机采用齿轮链条传动结构实现同时作业，六个钻孔器内部设置的湿度传感器检测得到的数据取其平均值为该检测点处的土壤湿度值，通过同样的方式对土壤中其它各个点进行检测作业，经过上述的检测方法可以严格的控制误差，使土壤检测得到的数据更为精确，便于研究人员根据土壤的湿度参数状态进一步施工或农作。

(2)本发明中在钻孔器内部设置有由多个齿轮相配合的齿轮传动组件，通过改变不同齿轮的直径大小来提高钻杆的钻速，相当于在不改变驱动电机的参数设置情况下，机械式的提高钻杆旋转的动力，可有效的缩短钻杆钻孔时间，从而提升土壤检测效率。

(3)本发明中的湿度传感器隐藏式安装在钻杆的螺纹部内，避免钻孔时湿度传感器与土壤摩擦接触，减小其受损概率，从而延长了湿度传感器的使用期限。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于林业土壤湿度自动检测设备的结构示意图；

图2为本发明提出的一种用于林业土壤湿度自动检测设备去掉从动齿轮箱和链条防护管的结构示意图；

图3为本发明提出的一种用于林业土壤湿度自动检测设备中传动箱体的结构示意图；

图4为本发明提出的一种用于林业土壤湿度自动检测设备中传动箱体的剖面结构示意图；

图5为本发明提出的一种用于林业土壤湿度自动检测设备中图4中A处的局部放大示意图。

图中：1、底座；2、锥刺；3、电动伸缩杆；4、电机固定座；5、驱动电机；6、主动齿轮；7、顶座；8、导向柱；9、连接杆；10、钻孔器；101、传动箱体；102、第一转轴；103、钻杆套管；104、钻杆；1041、竖向走线槽；1042、水平走线槽；11、从动齿轮箱；12、链条防护管；13、从动齿轮；14、链条；15、湿度传感器；16、轴承；17、第二转轴；18、第一传动齿轮；19、第二传动齿轮；20、第三转轴；21、第三传动齿轮；22、第四传动齿轮；23、第四转轴；24、支撑杆；25、第五传动齿轮。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释发明型，而不能理解为对发明型的限制。

在发明型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在发明型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在发明型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明型中的具体含义。

本发明提出一种用于林业土壤湿度自动检测设备，包括六个沿竖直方向设置并呈环形均匀分布的钻孔器10，每个钻孔器10上均设置有湿度传感器15，六个环形分布的钻孔器10中心处设置有一驱动装置，并且所有的钻孔器10均通过该驱动装置同步动作，本发明中通过一个驱动装置能够驱动所有的钻孔器10对土壤进行钻孔作业，每个钻孔器10内的湿度传感器15均对检测点的土壤进行湿度检测，然后将所有湿度传感器15检测得到的数据取其平均值得到该检测点的土壤湿度值，通过多处取值取平均值的方式可提高每个检测点的检测精度，从而为检测整片土壤的湿度数据提供良好的基础。

具体的，如图1-2所示，本实施例中的驱动装置选用固定在外部呈柱状结构的电机固定座4内的驱动电机5，驱动电机5的动力输出端驱动连接有主动齿轮6，每个钻孔器10均通过连接杆9与电机固定座4的外壁相连，并且钻孔器10顶部通过第一转轴102连接有从动齿轮13，主动齿轮6上套接的链条14向外延伸依次包覆每个从动齿轮13实现闭合，驱动电机5驱动主动齿轮6带动链条14旋转，而链条14由于与每个从动齿轮13均相啮合，因而带动每个钻孔器10均保持同步转动，另外，本实施例中在从动齿轮13外部罩设有从动齿轮箱11，相邻两个从动齿轮13之间的链条14外部均设置有链条防护管12，避免设备的转动部分裸露在外，消除了人员作业时的安全隐患。

进一步的，如图3所示，本实施例中的钻孔器10包括有传动箱体101和钻杆104；其中第一转轴102底部向下延伸至传动箱体101内，并且第一转轴102与设置在传动箱体101底部的钻杆套管103固定套接，而钻杆套管103则通过轴承16转动套接在传动箱101底部的箱体壁上，从动齿轮13转动时带动其第一转轴102进行旋转，钻杆套管103由于与第一转轴102固定相连因此与之同步转动，而钻杆104则可拆卸式的插接于钻杆套管103内，钻杆104头部呈六棱柱结构插接在钻杆套管103内与钻杆套管103同步转动，最终实现对钻杆104的钻孔作业；第一转轴102穿过传动箱体101顶壁时与镶嵌在其顶壁上的轴承16套接连接。

如图4所示，本实施例中的钻杆104沿其轴向的中心开设有竖向走线槽1041，钻杆104靠近其底部的位置沿径向对称的开设有两个水平走线槽1042，两个水平走线槽1042均与竖向走线槽1041相连通，湿度传感器15为半球状并设置于水平走线槽1042的末端，湿度传感器15的信号接收端设置在钻杆104的头部(附图中未示意出)，信号接收端引出的信号线沿竖向走线槽1041向下走线并穿过水平走线槽1042后与连两个湿度传感器15相连。

本实施例中将湿度传感器15沿钻杆104凸起的高度设置不大于钻杆104的螺纹公称直径，当钻杆104在进行钻孔作业时，钻杆104的螺纹部与土壤相接触，而湿度传感器15隐藏在螺纹部内，避免钻孔时湿度传感器15与土壤摩擦接触，从而保障了湿度传感器15的使用寿命。

作为优选的实施例，传动箱体101内还设置有用于提高钻杆104钻速的齿轮传动组件。具体的，该齿轮传动组件包括有第一传动齿轮18、第二传动齿轮19、第三传动齿轮21、第四传动齿轮22和第五传动齿轮25；其中第一传动齿轮18的直径为第二传动齿轮19半径的二倍，而第二传动齿轮19、第三传动齿轮21、第四传动齿轮22和第五传动齿轮25的直径相同；

第一传动齿轮18连接的第二转轴17向上延伸与第一转轴102相连，第二传动齿轮19与第一传动齿轮18外啮合，由于第一传动齿轮18的直径为第二传动齿轮19半径的二倍，而两者的模数相同，因此第二传动齿轮19的齿数缩小一半，其钻速则相对于第一传动齿轮18能够提高一倍，第二传动齿轮19上的第三转轴20向下延伸并在其底部固定套接有第三传动齿轮21，第四传动齿轮22与第三传动齿轮21外啮合，第四传动齿轮22的第四转轴23向上延伸并与架设在传动箱体101内的支撑杆24转动连接，第五传动齿轮25与第四传动齿轮22外啮合，并且第五传动齿轮25的中心轴与传动箱体101底部的钻杆套管103固定相连，由于第三传动齿轮21、第四传动齿轮22和第五传动齿轮25的直径相同，并且模数相同，因此三者啮合传动时始终保持同速转动，而钻杆104进过上述齿轮的啮合传动钻速提高，相当于在不改变驱动电机5的参数设置情况下，机械式的提高钻杆104的动力，可有效的缩短钻杆104钻孔时间，从而提升土壤检测效率。

本发明中的土壤自动检测设备还包括有底座1和顶座7，底座1和顶座7之间一体成型连接有四根导向柱8，电机固定座4套接于导向柱8上并与之滑动配合连接，钻孔时，通过调节电机固定座4沿导向柱8上下调节来装填钻杆104。底座1的内设置有电动伸缩杆3，电动伸缩杆3的伸缩杆末端与电机固定座4底部固定连接，底座1底部连接有锥刺2，锥刺2便于将通过导向柱8连接的底座1和顶座7插入至土壤中进行支撑固定，待钻杆104装填至钻杆套管103内，启动电动伸缩杆3带动电机固定座4沿导向柱8向下移动，钻杆104在钻孔的同时向土壤中移动实现钻孔作业。

本发明提出一种用于林业土壤湿度自动检测设备，其工作原理为：利用底座1底部的锥刺2将该土壤检测设备插入至土壤中，启动电动伸缩杆3驱动电机固定座4向上移动至合适的位置，将钻杆104的头部装填至钻杆套管103中，然后利用电动伸缩杆3驱动电机固定座4行下移动直至钻杆104底部与土壤表面相抵，启动驱动电机5驱动主动齿轮6转动，呈环形分布的六个钻孔器10在从动齿轮13与链条14的啮合作用下开始旋转作业，其中钻孔器10上的钻杆104在齿轮传动组件的作用下以提升一倍的钻速保持高速的旋转进行钻孔，钻杆104钻孔的同时，电动伸缩杆3继续带动电机固定座4向下移动，直至钻杆104钻至土壤中深度符合检测要求，钻杆104内部的湿度传感器15与土壤相接触采集土壤的湿度信息，并通过信号线将采集到的信息传递给信号接收端，待所有的湿度传感器15检测土壤数据完毕后，计算取其平均值即为该点处的土壤湿度值，最后利用该检测设备采用同样的方法步骤对整片土地进行多点测试，经分析计算得出整个土壤中的湿度信息即可。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于林业土壤湿度自动检测设备，其特征在于，包括至少三个沿竖直方向设置并呈环形均匀分布的钻孔器(10)，每个所述钻孔器(10)上均设置有湿度传感器(15)，至少三个环形分布的所述钻孔器(10)中心处设置有一驱动装置，并且所有的所述钻孔器(10)均通过该驱动装置同步动作。

2.根据权利要求1所述的一种用于林业土壤湿度自动检测设备，其特征在于，所述驱动装置选用固定在外部呈柱状结构的电机固定座(4)内的驱动电机(5)，所述驱动电机(5)的动力输出端驱动连接有主动齿轮(6)，每个所述钻孔器(10)均通过连接杆(9)与所述电机固定座(4)的外壁相连，并且所述钻孔器(10)顶部通过第一转轴(102)连接有从动齿轮(13)，所述主动齿轮(6)上套接的链条(14)向外延伸依次包覆每个所述从动齿轮(13)实现闭合。

3.根据权利要求2所述的一种用于林业土壤湿度自动检测设备，其特征在于，所述钻孔器(10)包括有传动箱体(101)和钻杆(104)；

所述第一转轴(102)底部向下延伸至所述传动箱体(101)内，并且所述第一转轴(102)与设置在所述传动箱体(101)底部的钻杆套管(103)固定套接，所述钻杆(104)可拆卸式的插接于所述钻杆套管(103)内；所述第一转轴(102)与镶嵌在所述传动箱体(101)顶壁上的轴承(16)套接连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于林业土壤湿度自动检测设备，其特征在于，所述钻杆(104)沿其轴向的中心开设有竖向走线槽(1041)，所述钻杆(104)靠近其底部的位置沿径向对称的开设有两个水平走线槽(1042)，两个所述水平走线槽(1042)均与所述竖向走线槽(1041)相连通，所述湿度传感器(15)为半球状并设置于所述水平走线槽(1042)的末端。

5.根据权利要求4所述的一种用于林业土壤湿度自动检测设备，其特征在于，所述湿度传感器(15)沿所述钻杆(104)凸起的高度不大于所述钻杆(104)的螺纹公称直径。

6.根据权利要求3所述的一种用于林业土壤湿度自动检测设备，其特征在于，所述传动箱体(101)内还设置有用于提高所述钻杆(104)钻速的齿轮传动组件。

7.根据权利要求6所述的一种用于林业土壤湿度自动检测设备，其特征在于，所述齿轮传动组件包括有第一传动齿轮(18)、第二传动齿轮(19)、第三传动齿轮(21)、第四传动齿轮(22)和第五传动齿轮(25)；

所述第一传动齿轮(18)的半直径为所述第二传动齿轮(19)半径的二倍，所述第二传动齿轮(19)、第三传动齿轮(21)、第四传动齿轮(22)和第五传动齿轮(25)的直径相同；

所述第一传动齿轮(18)连接的第二转轴(17)向上延伸与所述第一转轴(102)相连，所述第二传动齿轮(19)与所述第一传动齿轮(18)外啮合，所述第二传动齿轮(19)上的第三转轴(20)向下延伸并在其底部固定套接有第三传动齿轮(21)，所述第四传动齿轮(22)与所述第三传动齿轮(21)外啮合，所述第四传动齿轮(22)的第四转轴(23)向上延伸并与架设在所述传动箱体(101)内的支撑杆(24)转动连接，所述第五传动齿轮(25)与所述第四传动齿轮(22)外啮合，并且所述第五传动齿轮(25)的中心轴与所述传动箱体(101)底部的钻杆套管(103)固定相连。

8.根据权利要求2所述的一种用于林业土壤湿度自动检测设备，其特征在于，还包括有底座(1)和顶座(7)，所述底座(1)和顶座(7)之间通过导向柱(8)相连接，所述电机固定座(4)套接于所述导向柱(8)上并与之滑动配合连接；所述底座(1)的内设置有电动伸缩杆(3)，所述电动伸缩杆(3)的伸缩杆末端与所述电机固定座(4)底部固定连接；所述底座(1)底部连接有锥刺(2)。

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