CN113219151A - 一种土壤污染监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种土壤污染监测装置，包括移动部、检测部和动作部，移动部与动作部连接，检测部安装在动作部上；移动部包括固定架、传动机构、左履带和右履带，检测部包括土壤污染监测仪和传感器组，土壤污染监测仪安装在承载板上，土壤污染监测仪与传感器组连接；动作部包括第一固定柱、第二固定柱、传动杆和动作杆，动作杆远离传动杆的一端设置有钻头，钻头外表面设置有螺旋状的刀片，钻头设置有检测箱。本发明解决了目前土壤污染监测装置不方便使用，需要操作者手动将监测用的感应装置插入土中，效率较低，遇到土质较硬的土壤时，操作者将感应装置插入土中时需要耗费较大的力，可能会导致感应装置受损变形的问题。

Description

一种土壤污染监测装置及方法

技术领域

本发明涉及土壤监测技术领域，更具体地涉及一种土壤污染监测装置及方法。

背景技术

土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，其厚度一般在2m左右，土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素，由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，导致了土壤污染。所以土壤污染的监测与控制就显得尤为重要。

然而目前土壤污染监测装置结构呆板，功能单一，不方便使用；而且需要操作 者手动将监测用的感应装置插入土中，效率较低，遇到土质较硬的土壤时，操作者 将感应装置插入土中时需要耗费较大的力，可能会导致感应装置受损变形。因此， 有必要提供一种土壤污染监测装置及方法，以克服上述问题。

发明内容

本发明提供了一种土壤污染监测装置及方法，以解决目前土壤污染监测装置结构呆板，功能单一，不方便使用；而且需要操作者手动将监测用的感应装置插入土 中，效率较低，遇到土质较硬的土壤时，操作者将感应装置插入土中时需要耗费较 大的力，可能会导致感应装置受损变形的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种土壤污染监测装置，包括移动部、检测部和动作部，移动部与动作部连接， 检测部安装在动作部上，移动部用于承载并移动动作部和检测部，动作部用于辅助 检测部伸入土壤内部，检测部用于检测土壤；

移动部包括固定架、传动机构、左履带和右履带，固定架设置有传动电机，传 动电机与传动机构连接，传动机构安装在固定架上，左履带和右履带分别套设在传 动机构上形成双履带式移动结构，固定架上设置有若干支撑柱，支撑柱远离固定架 的一端设置有承载板，检测部包括土壤污染监测仪和传感器组，土壤污染监测仪安 装在承载板上，土壤污染监测仪与传感器组连接；

动作部包括第一固定柱、第二固定柱、传动杆和动作杆，第一固定柱和第二固 定柱均安装在承载板上，第一固定柱设置有导轨，第二固定柱设置有滑槽，导轨设 置有第一滑块，滑槽设置有第二滑块，传动杆均与第一滑块和第二滑块连接，传动 杆与动作杆固定连接且相互垂直，传动杆水平设置，动作杆竖直设置，动作杆远离 传动杆的一端设置有钻头，钻头设置有旋转电机，钻头外表面设置有螺旋状的刀片， 钻头设置有检测箱，刀片分布在检测箱上下两侧，传感器组安装在检测箱内，检测 箱设置有活动箱门，检测箱内设置有伸缩件，传感器组一端与伸缩件固定连接，另 一端朝向活动箱门。

进一步地，传感器组包括土壤重金属传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感 器和土壤PH传感器。

进一步地，第二固定柱有两个，两个第二固定柱以第一固定柱为中心对称。

进一步地，两个第二固定柱分布在承载板边缘。

进一步地，动作杆有两个，两个动作杆以第一固定柱为中心对称，且两个动作 杆分别位于移动部的前后两侧。

进一步地，动作杆的中部为伸缩杆。

进一步地，导轨设置有驱动电机。

进一步地，活动箱门设置有复位弹簧。

进一步地，支撑柱至少有四个。

一种土壤污染监测方法，监测方法包括如下步骤：

步骤1.通过移动部，将土壤污染监测装置移动到待检测土壤区域；

步骤2.通过导轨和传动杆将动作杆下降，直至钻头靠近土壤后启动旋转电机， 钻头带着检测箱钻入土壤；

步骤3.待检测箱深入土壤后，通过伸缩件将检测器组穿过活动箱门伸入土壤 内；

步骤4.检测器组检测土壤数据并传输到土壤污染监测仪；

步骤5.土壤污染监测仪对土壤数据进行分析处理。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过设置移动部、检测部 和动作部，双履带式移动结构可以使得监测装置克服许多难以移动的地形，而且移 动更稳定；通过钻头带着检测器组伸入土壤，检测器组在检测箱和钻头的螺旋状的 刀片的保护下，使得检测器组不受到损伤，深入土壤后，检测器组在伸出检测箱， 此时的土壤经过钻头的转动，变得松动，检测器组可以轻易伸入到土壤中进行检测； 通过传动杆和动作杆的配合，可以使得钻头能够垂直向下钻入土壤，从而提高土壤 检测效果。

附图说明

图1为本发明的一种土壤污染监测装置的结构示意图。

图2为本发明的一种土壤污染监测装置的检测箱的结构示意图。

图3为本发明的一种土壤污染监测装置的去左履带和右履带后的移动部的结构示意图。

图4为本发明的一种土壤污染监测装置的移动部的结构示意图。

图5为本发明的一种土壤污染监测装置的移动部的正视的结构示意图。

附图标记：1为左履带，2为右履带，3为传动电机，4为支撑柱，5为支承载 板，6为土壤污染监测仪，7为传感器组，8为第一固定柱，9为第二固定柱，10为 传动杆，11为动作杆，12为导轨，13为滑槽，14为第一滑块，15为第二滑块，16 为钻头，17为旋转电机，18为刀片，19为检测箱，20为活动箱门，21为伸缩件， 22为复位弹簧，23为机箱，24为24第一夹板，25为第二夹板，26为第一连接杆， 27为第二连接杆，28为第三连接杆，29为第四连接杆，30为第一连接长板，31为 第二连接长板，32为第一连接短板，33为第二连接短板，34为第三连接短板，35 为第四连接短板，36为第一履带轮，37为第二履带轮，38为第一辅助轮，39为第 二辅助轮，40为第一皮带轮，41为第二皮带轮，42为第三皮带轮，43为第四皮带 轮，44为传动皮带，45为第一连接部，46为第二连接部，47为第三连接部，48为 第四连接部，49为避震弹簧，50为连接块，51为第一端，52为第二端，53为第三 端，54为驱动电机，55为土壤重金属传感器，56为土壤水分传感器，57为土壤温 度传感器，58为土壤PH传感器。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实 施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下 对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的 范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。

请参阅图1至图5，图中所示者为本发明所选用的实施例结构，此仅供说明之 用，在专利申请上并不受此种结构的限制。

实施例一

如图1和图2所示，一种土壤污染监测装置，包括移动部、检测部和动作部， 移动部与动作部连接，检测部安装在动作部上，移动部用于承载并移动动作部和检 测部，动作部用于辅助检测部伸入土壤内部，检测部用于检测土壤；

移动部包括固定架、传动机构、左履带1和右履带2，固定架设置有传动电机3， 传动电机3与传动机构连接，传动机构安装在固定架上，左履带1和右履带2分别 套设在传动机构上形成双履带式移动结构，固定架上设置有若干支撑柱4，支撑柱4 远离固定架的一端设置有承载板，检测部包括土壤污染监测仪6和传感器组7，土 壤污染监测仪6安装在承载板上，土壤污染监测仪6与传感器组7连接；

动作部包括第一固定柱8、第二固定柱9、传动杆10和动作杆11，第一固定柱 8和第二固定柱9均安装在承载板上，第一固定柱8设置有导轨12，第二固定柱9 设置有滑槽13，导轨12设置有第一滑块14，滑槽13设置有第二滑块15，传动杆 10均与第一滑块14和第二滑块15连接，传动杆10与动作杆11固定连接且相互垂 直，传动杆10水平设置，动作杆11竖直设置，动作杆11远离传动杆10的一端设 置有钻头16，钻头16设置有旋转电机17，钻头16外表面设置有螺旋状的刀片18， 钻头16设置有检测箱19，刀片18分布在检测箱19上下两侧，传感器组7安装在 检测箱19内，检测箱19设置有活动箱门20，检测箱19内设置有伸缩件21，传感 器组7一端与伸缩件21固定连接，另一端朝向活动箱门20。

传感器组7包括土壤重金属传感器55、土壤水分传感器56、土壤温度传感器 57和土壤PH传感器58。

第二固定柱9有两个，两个第二固定柱9以第一固定柱8为中心对称。两个第 二固定柱9分布在承载板边缘。

动作杆11有两个，两个动作杆11以第一固定柱8为中心对称，且两个动作杆 11分别位于移动部的前后两侧。

动作杆11的中部为伸缩杆。导轨12设置有驱动电机54，驱动电机54用于驱 动导轨12的第一滑块14滑动。活动箱门20设置有复位弹簧22。支撑柱4至少有 四个。

一种土壤污染监测方法，监测方法包括如下步骤：

步骤1.通过移动部，将土壤污染监测装置移动到待检测土壤区域；

步骤2.通过导轨12和传动杆10将动作杆11下降，直至钻头16靠近土壤后启 动旋转电机17，钻头16带着检测箱19钻入土壤；

步骤3.待检测箱19深入土壤后，通过伸缩件21将检测器组穿过活动箱门20 伸入土壤内；

步骤4.检测器组检测土壤数据并传输到土壤污染监测仪6；

步骤5.土壤污染监测仪6对土壤数据进行分析处理。

实施例二

实施例二为实施例一的进一步优化。

如图1、图3、图4和图5所示，固定架包括机箱23、第一夹板24、第二夹板 25、第一连接杆26、第二连接杆27、第三连接杆28、第四连接杆29、第一连接长 板30、第二连接长板31、第一连接短板32、第二连接短板33、第三连接短板34 和第四连接短板35；传动机构包括第一履带轮36、第二履带轮37、第一辅助轮38、 第二辅助轮39、第一皮带轮40、第二皮带轮41、第三皮带轮42、第四皮带轮43、 传动皮带44、第一连接部45、第二连接部46、第三连接部47、第四连接部48和避 震弹簧49；传动电机3安装在机箱23，机箱23固定安装在第一夹板24和第二夹板 25之间，且机箱23一端与第一夹板24固定连接，另一端与第二夹板25固定连接，传动电机3的转轴贯穿第一夹板24与第一皮带轮40连接；

第一连接杆26依次贯穿第二连接部46的第一端51、第一连接短板32的一端、 第一连接长板30的一端、第一夹板24下部的一端、第二夹板25下部的一端、第二 连接长板31的一端、、第二连接短板33的一端和第三连接部47的第一端51；

第二连接杆27依次贯穿第一连接部45的第一端51、第一连接长板30的另一 端、第三连接短板34的一端、第一夹板24下部的另一端、第二夹板25下部的另一 端、第四连接短板35的一端、第二连接长板31的另一端和第四连接部48的第一端 51；

第三连接杆28依次贯穿第一履带轮36、第三连接短板34的另一端、第四皮带 轮43第四连接短板35的另一端和第二履带轮37；

第四连接杆29有三个，三个第四连接杆29分别依次贯穿第一夹板24上部的一 端和第二夹板25上部的一端、第一夹板24上部的另一端和第二夹板25上部的另一 端、第一夹板24上部的中间位置和第二夹板25上部的中间位置，且贯穿第一夹板 24上部的中间位置和第二夹板25上部的中间位置的第四连接杆29的两端均连接有 第二辅助轮39；

三个第四连接杆29和机箱23均固定连接有支撑柱4；

第一连接短板32的另一端固定连接有连接块50，连接块50的上下两端分别与 两个第一辅助轮38和两个第二辅助轮39连接，两个第一辅助轮38和两个第二辅助 轮39均分别以连接块50为中心对称；

第二连接短板33的另一端固定连接有连接块50，连接块50的上下两端分别与 两个第一辅助轮38和两个第二辅助轮39连接，两个第一辅助轮38和两个第二辅助 轮39均分别以连接块50为中心对称；

第二皮带轮41通过连接轴与第三皮带轮42固定连接，且连接轴贯穿第一夹板 24，第一皮带轮40和第二皮带轮41之间套设有传动皮带44，第三皮带轮42和第 四皮带轮43之间套设有传动皮带44；

第一连接部45、第二连接部46、第三连接部47和第四连接部48的形状结构均 一致，第一连接部45具有三个向外延伸的端部，分别为第一端51、第二端52和第 三端53，第二端52朝下，第三端53朝上，第二端52连接有连接块50，连接块50 的两端均连接有第二辅助轮39且水平分布，第一连接部45的中部位置与第二连接 部46的中部位置连接，第三连接部47的中部位置与第四连接部48的中部位置连接， 第一连接部45的第三端53和第二连接部46的第三端53通过避震弹簧49连接，第 三连接部47的第三端53和第四连接部48的第三端53通过避震弹簧49连接；

左履带1套设在第一履带轮36，以使第一履带轮36带动左履带1转动；右履 带2套设在第二履带轮37，以使第二履带轮37带动右履带2转动；第一辅助轮38 和第二辅助轮39均用于辅助左履带1和右履带2转动；即第一履带轮36、第二履 带轮37、第一辅助轮38、第二辅助轮39、左履带1和右履带2形成双履带式结构。

监测装置移动时，传动电机3启动，传动电机3带动第一皮带轮40转动，第一 皮带轮40通过传动皮带44带动第二皮带轮41转动，第二皮带轮41通过连接轴带 动第三皮带轮42转动，第三皮带通过传动皮带44带动第四皮带轮43转动，第四皮 带轮43通过第三连接杆28带动第一履带轮36和第二履带轮37转动，第一履带轮 36带动左履带1滚动，第二履带轮37带动右履带2滚动，第一辅助轮38和第二辅 助轮39辅助左履带1和右履带2滚动，从而实现双履带式移动。

在检测时，驱动电机54启动，驱动电机54驱动导轨12的第一滑块14向下移 动，第一滑块14带动传动杆10下降，传动杆10带动动作杆11下降，待钻头16 靠近土壤时，旋转电机17启动，钻头16在动作杆11和旋转电机17的带动下向下 钻入土壤，待伸入土壤到一定深度，驱动电机54和旋转电机17停止，伸缩件21 将传感器组7推出，传感器组7伸入土壤进行检测，检测的土壤数据传回土壤污染 监测仪6，土壤污染监测仪6对土壤数据进行分析处理，对两个传感器组7传回的 土壤数据进行对比分析，从而提高检测结果的准确性。

以上所述实施例是用以说明本发明，并非用以限制本发明，所以举例数值的变 更或等效元件的置换仍应隶属本发明的范畴。

由以上详细说明，可使本领域普通技术人员明了本发明的确可达成前述目的， 实已符合专利法的规定。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解 释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。以上所述仅为本发明 的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原 则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土壤污染监测装置，其特征在于，包括移动部、检测部和动作部，移动部与动作部连接，检测部安装在动作部上，移动部用于承载并移动动作部和检测部，动作部用于辅助检测部伸入土壤内部，检测部用于检测土壤；

移动部包括固定架、传动机构、左履带和右履带，固定架设置有传动电机，传动电机与传动机构连接，传动机构安装在固定架上，左履带和右履带分别套设在传动机构上形成双履带式移动结构，固定架上设置有若干支撑柱，支撑柱远离固定架的一端设置有承载板，检测部包括土壤污染监测仪和传感器组，土壤污染监测仪安装在承载板上，土壤污染监测仪与传感器组连接；

动作部包括第一固定柱、第二固定柱、传动杆和动作杆，第一固定柱和第二固定柱均安装在承载板上，第一固定柱设置有导轨，第二固定柱设置有滑槽，导轨设置有第一滑块，滑槽设置有第二滑块，传动杆均与第一滑块和第二滑块连接，传动杆与动作杆固定连接且相互垂直，传动杆水平设置，动作杆竖直设置，动作杆远离传动杆的一端设置有钻头，钻头设置有旋转电机，钻头外表面设置有螺旋状的刀片，钻头设置有检测箱，刀片分布在检测箱上下两侧，传感器组安装在检测箱内，检测箱设置有活动箱门，检测箱内设置有伸缩件，传感器组一端与伸缩件固定连接，另一端朝向活动箱门。

2.如权利要求1所述的一种土壤污染监测装置，其特征在于，传感器组包括土壤重金属传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器和土壤PH传感器。

3.如权利要求1所述的一种土壤污染监测装置，其特征在于，第二固定柱有两个，两个第二固定柱以第一固定柱为中心对称。

4.如权利要求3所述的一种土壤污染监测装置，其特征在于，两个第二固定柱分布在承载板边缘。

5.如权利要求4所述的一种土壤污染监测装置，其特征在于，动作杆有两个，两个动作杆以第一固定柱为中心对称，且两个动作杆分别位于移动部的前后两侧。

6.如权利要求5所述的一种土壤污染监测装置，其特征在于，动作杆的中部为伸缩杆。

7.如权利要求1所述的一种土壤污染监测装置，其特征在于，导轨设置有驱动电机。

8.如权利要求1所述的一种土壤污染监测装置，其特征在于，活动箱门设置有复位弹簧。

9.如权利要求1所述的一种土壤污染监测装置，其特征在于，支撑柱至少有四个。

10.一种土壤污染监测方法，其特征在于，使用如权利要求1-9任一所述的一种土壤污染监测装置，监测方法包括如下步骤：

步骤1.通过移动部，将土壤污染监测装置移动到待检测土壤区域；

步骤2.通过导轨和传动杆将动作杆下降，直至钻头靠近土壤后启动旋转电机，钻头带着检测箱钻入土壤；

步骤3.待检测箱深入土壤后，通过伸缩件将检测器组穿过活动箱门伸入土壤内；

步骤4.检测器组检测土壤数据并传输到土壤污染监测仪；

步骤5.土壤污染监测仪对土壤数据进行分析处理。

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