CN112611663A - 一种土壤硬度测试机构 - Google Patents

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张永立
杨岭玉
刘宇
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Abstract

本发明涉及一种土壤硬度测试机构，包括固定座、上底板、下底板、至少一根螺杆及至少一根光杆；所述光杆两端与所述上底板、下底板垂直固定连接，所述螺杆两端与所述上底板、下底板垂直转动连接，所述螺杆及光杆上均安装同步带轮，并通过同步带将螺杆及光杆上的同步带轮进行连接，所述光杆上的同步带轮底部固定安装连接块，所述连接块上固定安装铁钎；所述固定座安装在所述上底板的上表面，且所述固定座上安装有驱动电机，所述驱动电机与所述螺杆连接并驱动所述螺杆转动，从而带动所述铁钎在所述上底板、下底板之间移动，使得所述铁钎能穿出所述下底板进入土壤。本发明的机构工作时噪音小，功耗低，可以应用于检测土壤硬度。

Description

一种土壤硬度测试机构
技术领域
本发明属于土壤检测技术领域，尤其涉及一种土壤硬度测试机构。
背景技术
土壤硬度又叫土壤紧实度，在科研工作和生产实践中，土壤硬度作为土壤物理性质的指标之一，在一定程度上可用以表明或确定道路坚实度、作物生长的物理环境条件、机械耕作的适宜时机、造林播种的立地条件、放牧地或草场的恢复能力等。土壤有软硬之分，松软的有水分的土壤适合农作物生长，紧实的土壤可以阻止水分的渗入，降低化肥的利用率，影响植物根系生长，从而导致作物的减产，农作物减产即影响农民的收入，因此土壤的硬度显得非常重要，所以要想给作物生长提供一个良好的生长环境，对土壤硬度进行检测是非常必要的。
因此，基于这些问题，提供一种能测试土壤硬度的土壤硬度测试机构，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能测试土壤硬度的土壤硬度测试机构。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种土壤硬度测试机构，包括固定座、上底板、下底板、至少一根螺杆及至少一根光杆；所述光杆两端与所述上底板、下底板垂直固定连接，所述螺杆两端与所述上底板、下底板垂直转动连接，所述螺杆及光杆上均安装同步带轮，并通过同步带将螺杆及光杆上的同步带轮进行连接，所述光杆上的同步带轮底部固定安装连接块，所述连接块上固定安装铁钎；所述固定座安装在所述上底板的上表面，且所述固定座上安装有驱动电机，所述驱动电机与所述螺杆连接并驱动所述螺杆转动，从而带动所述铁钎在所述上底板、下底板之间移动，使得所述铁钎能穿出所述下底板进入土壤。
进一步的，所述上底板、下底板之间还固定安装连接板，所述连接板的两端均安装限位开关，所述限位开关限位所述同步带。
进一步的，所述铁钎末端安装有压力传感器，所述压力传感器、限位开关、电机均与控制器电路连接。
进一步的，所述螺杆为两根，所述光杆为一根，所述光杆两端与所述上底板、下底板垂直固定连接，所述螺杆一端与所述下底板转动连接，所述螺杆另一端穿过所述上底板，并与所述电机连接。
进一步的，所述电机的输出端通过联轴器连接第一齿轮，所述螺杆上均安装第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，从而使得所述电机转动带动所述螺杆转动。
进一步的，还包括显示屏，所述显示屏安装在所述固定座上，所述显示屏与控制器电路连接。
进一步的，所述下底板底部安装有脚踏板。
进一步的，所述铁钎末端形成锥形结构。
进一步的，所述控制器采用STM32单片机。
本发明的优点和积极效果是：
本发明的机构通过滚珠丝杠的传动方式，将电机的旋转运动转化为同步带轮的轴向直线运动，而通过连接块连接在同步带轮上的铁钎也会做轴向直线运动，使得铁钎进入土壤，且铁钎所受的压力实时通过显示屏进行显示，本机构工作时噪音小，功耗低，可以应用于检测土壤硬度。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1为本发明实施例提供的土壤硬度测试机构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的土壤硬度测试机构的结构主视图；
图3为本发明实施例提供的土壤硬度测试机构的结构侧视图；
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面就结合图1-3来具体说明本发明。
如图1-3所示，本实施例提供的一种土壤硬度测试机构，包括固定座6、上底板4、下底板17、至少一根螺杆及至少一根光杆；所述光杆两端与所述上底板、下底板垂直固定连接，所述螺杆两端与所述上底板、下底板垂直转动连接，所述螺杆及光杆上均安装同步带轮13，并通过同步带12将螺杆及光杆上的同步带轮进行连接，所述光杆上的同步带轮底部固定安装连接块7，所述连接块7上固定安装铁钎14；所述固定座6安装在所述上底板的上表面，且所述固定座上安装有驱动电机1，所述驱动电机与所述螺杆连接并驱动所述螺杆转动，从而带动所述铁钎在所述上底板、下底板之间移动，使得所述铁钎能穿出所述下底板进入土壤。
所述上底板、下底板之间还固定安装连接板9，所述连接板9的两端均安装限位开关，具体的，如图1所示，连接板9的两端分别安装第一限位开关11、第二限位开关16，其中限位开关可选择现有的限位开关，第一限位开关11、第二限位开关16与同步带配合作用，当同步带触碰到第一限位开关11、第二限位开关16，电机停止转动。
所述铁钎末端安装有压力传感器，所述压力传感器及第一限位开关11、第二限位开关16、电机1均与控制器电路连接。
在本实施例中，所述螺杆10为两根，所述光杆15为一根，所述光杆两端与所述上底板、下底板垂直固定连接，所述螺杆一端与所述下底板转动连接，所述螺杆另一端穿过所述上底板，并与所述电机1连接；具体的，所述电机的输出端通过联轴器2连接第一齿轮3，所述螺杆10上均安装第二齿轮(图中未标出)，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，从而使得所述电机转动带动所述螺杆转动。
此外，在本实施例中，还可以考虑：还包括显示屏8，所述显示屏8安装在所述固定座6上，所述显示屏与控制器电路连接。
为了便于向土壤中插入铁钎，可以考虑：所述下底板底部安装有脚踏板19，脚踏板可以是长方形的板状结构，并且，所述铁钎末端可以形成锥形结构，减小进入土壤的阻力。
在本实施例中，所述控制器采用STM32单片机，STM32单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统；压力传感器及第一限位开关11、第二限位开关16将信号传输给控制器，控制器控制电机1的停转，STM32单片机检测到压力传感器的压力值，并将其实时显示于显示屏，便于观察，提高了土壤硬度测试机构的自动化程度；
作为举例，在本实施例中，当本机构运行时，电机的转动通过联轴器带动第一齿轮转动，从而使得螺杆将电机的旋转运动转化为同步带轮的轴向直线运动，而通过连接块连接在同步带轮上的铁钎也会做轴向直线运动，固在上底板4、下底板17之间的光杆，与螺杆平行共同导向铁钎运动；随着电机的转动，螺杆驱使同步带轮向下运动，使得连接在连接块上的铁钎进入土壤，压力传感器会实时测量铁钎探头所受的土壤阻力，STM32单片机实时检测压力传感器在铁钎探头进入土壤时所受的压力，并将压力值传到显示屏进行显示；为防止铁钎超出运动的范围，即螺杆长度，在连接板9两端安装了限位开关，当同步带轮触碰到限位开关时，电机停止运作。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种土壤硬度测试机构，其特征在于：包括固定座、上底板、下底板、至少一根螺杆及至少一根光杆；所述光杆两端与所述上底板、下底板垂直固定连接，所述螺杆两端与所述上底板、下底板垂直转动连接，所述螺杆及光杆上均安装同步带轮，并通过同步带将螺杆及光杆上的同步带轮进行连接，所述光杆上的同步带轮底部固定安装连接块，所述连接块上固定安装铁钎；所述固定座安装在所述上底板的上表面，且所述固定座上安装有驱动电机，所述驱动电机与所述螺杆连接并驱动所述螺杆转动，从而带动所述铁钎在所述上底板、下底板之间移动，使得所述铁钎能穿出所述下底板进入土壤。
2.根据权利要求1所述的一种土壤硬度测试机构，其特征在于：所述上底板、下底板之间还固定安装连接板，所述连接板的两端均安装限位开关，所述限位开关限位所述同步带。
3.根据权利要求2所述的一种土壤硬度测试机构，其特征在于：所述铁钎末端安装有压力传感器，所述压力传感器、限位开关、电机均与控制器电路连接。
4.根据权利要求1所述的一种土壤硬度测试机构，其特征在于：所述螺杆为两根，所述光杆为一根，所述光杆两端与所述上底板、下底板垂直固定连接，所述螺杆一端与所述下底板转动连接，所述螺杆另一端穿过所述上底板，并与所述电机连接。
5.根据权利要求4所述的一种土壤硬度测试机构，其特征在于：所述电机的输出端通过联轴器连接第一齿轮，所述螺杆上均安装第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，从而使得所述电机转动带动所述螺杆转动。
6.根据权利要求2或3所述的一种土壤硬度测试机构，其特征在于：还包括显示屏，所述显示屏安装在所述固定座上，所述显示屏与控制器电路连接。
7.根据权利要求1所述的一种土壤硬度测试机构，其特征在于：所述下底板底部安装有脚踏板。
8.根据权利要求1所述的一种土壤硬度测试机构，其特征在于：所述铁钎末端形成锥形结构。
9.根据权利要求3或6所述的一种土壤硬度测试机构，其特征在于：所述控制器采用STM32单片机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113068571A (zh) * 2021-04-09 2021-07-06 扬州仁欧商贸有限公司 一种带有压实程度检测的草坪压紧设备
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