CN113702617A - 一种适用于复杂环境的土壤检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于复杂环境的土壤检测装置及其检测方法，包括竖板、安装箱、固定筒和调节组件，竖板内部开设有滑槽，滑槽内部滑动连接有滑块，滑块的一侧延伸至竖板外部且固定连接有安装箱，安装箱内壁的顶部固定连接有驱动电机，本发明结构紧凑，操作简单便捷，实用性强，通过第一伺服电机配合第二伺服电机进行使用，可以将固定筒插入图层内部，代替了传统的人工挖掘，从而降低了工作人员的劳动量，在调节组件的作用下，可以将检测头从固定筒内部推出，从而对不同深度的土壤进行检测，有利于提高对土壤检测范围，而且可以持续对土壤进行检测，不需要频繁的对土壤进行采样，可以更好的掌握土质变化的规律。
Description
技术领域
本发明属于土壤检测领域，具体为一种适用于复杂环境的土壤检测装置及其检测方法。
背景技术
土壤检测是指通过对影响土壤环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量或污染程度及其变化趋势，我们通常所说的土壤检测是指土壤环境检测，其一般包括布点采样、样品制备、分析方法、结果表征、资料统计和质量评价等技术内容，土壤是人们赖以生存的重要自然资源，但随着社会的发展，环境土壤的污染问题也日益凸显。
为了对土壤进行改善，需要先对土壤进行检测，现有的检测方法需要先对土壤进行采样，然后通过实验进行检测，但是在复杂环境下土壤的土质变化较快，传统的采样检测方法不能很好的掌握土质的变化规律，从而影响检测的准确性，频繁的进行现场采样又会加大工作人员的劳动量，而现有的检测设备在进行现场检测时，不能很好的对不同深度的土壤进行检测，从而局限了检测的范围。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种适用于复杂环境的土壤检测装置及其检测方法，解决了背景技术中提到的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
一种适用于复杂环境的土壤检测装置，包括竖板、安装箱、固定筒和调节组件，所述竖板内部开设有滑槽，所述滑槽内部滑动连接有滑块，所述滑块的一侧延伸至竖板外部且固定连接有安装箱，所述安装箱内壁的顶部固定连接有驱动电机，所述安装箱内壁的底部转动连接有主动齿轮，所述驱动电机的输出端与主动齿轮的顶部固定连接，所述安装箱内壁的底部且位于主动齿轮的一侧转动连接有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合连接，所述从动齿轮的底部固定连接有固定筒，所述固定筒的底端延伸至安装箱的底部，所述固定筒内部开设有安装腔，所述安装腔内部设置有调节组件。
作为优选，所述竖板底部对称固定连接有地插，所述竖板外部且远离滑槽的一侧固定连接有把手。
作为优选，所述滑槽内壁的顶部固定连接有第一伺服电机，所述滑块内部螺纹连接有丝杆，所述丝杆的顶端与第一伺服电机的输出端固定连接，所述丝杆的底端与滑槽内壁的底部转动连接。
作为优选，所述竖板顶部装配有太阳能板，所述安装箱内壁的底部且位于从动齿轮的一侧固定连接有蓄电池。
作为优选，所述固定筒的底部固定连接有螺旋绞龙，且所述螺旋绞龙的直径大于固定筒的直径。
作为优选，所述调节组件包括第二伺服电机、凸轮、固定架和横杆，所述安装腔内壁的顶部固定连接有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出端固定连接有转轴，所述转轴的底端与安装腔内壁的底部转动连接，所述转轴外部等距套接有凸轮，所述安装腔内壁且位于凸轮的一侧等距固定连接有固定架，所述固定架内部滑动连接有横杆，所述横杆的一端贯穿固定架且固定连接有连接板，所述连接板与凸轮接触，所述横杆的另一端固定连接有安装板，所述横杆外侧且位于安装板与固定架之间套设有拉簧，所述拉簧的一端安装板固定连接，所述拉簧的另一端与固定架内壁的一侧固定连接。
作为优选，所述固定筒内部且位于安装板的一侧等距开设有通孔，所述安装板远离横杆的一侧均固定连接有检测头。
作为优选，所述安装箱内壁的顶部且位于驱动电机的一侧固定连接有无线信号收发器，所述安装箱内壁的顶部且位于无线信号收发器远离驱动电机的一侧固定连接有PLC控制器，所述第一伺服电机、驱动电机、第二伺服电机、检测头、蓄电池、无线信号收发器和太阳能板均与PLC控制器电性连接。
一种适用于复杂环境的土壤检测装置的检测方法，包括以下步骤：
S1、在使用该设备时，工作人员通过把手配合地插将设备插在预定的位置，通过的太阳能板可以持续对蓄电池进行充电，需要对土壤进行检测时，通过外部总控向无线信号收发器发出指令，无线信号收发器将指令传递给PLC控制器，此时PLC控制器控制装置启动；
S2、此时第一伺服电机带动丝杆进行转动，在丝杆的带动下滑块在滑槽内部下移，从而带动安装箱下移，与此同时驱动电机带动主动齿轮转动，在主动齿轮的带动下从动齿轮带动固定筒和螺旋绞龙转动，在固定筒下移的过程中螺旋绞龙对其底部的土壤进行挖掘，从而将固定筒置于土壤内部；
S3、当固定筒移动到预定深度后，启动第二伺服电机，此时第二伺服电机带动转轴和凸轮进行转动，凸轮挤压连接板，这时连接板带动横杆在固定架内部滑动，横杆在移动的过程中对拉簧进拉伸，同时横杆带动安装板进行移动，从而将安装板上的检测头从通孔伸出固定筒，此时检测头可以对不同位置的土层进行检测，检测完毕后，再次转动第二伺服电机，此时在拉簧的收缩作用下安装板带动检测头回缩至固定筒内部。
本发明的有益效果是：结构紧凑，操作简单便捷，实用性强，通过第一伺服电机配合第二伺服电机进行使用，可以将固定筒插入图层内部，代替了传统的人工挖掘，从而降低了工作人员的劳动量，在调节组件的作用下，可以将检测头从固定筒内部推出，从而对不同深度的土壤进行检测，有利于提高对土壤检测范围，而且可以持续对土壤进行检测，不需要频繁的对土壤进行采样，可以更好的掌握土质变化的规律。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明内部结构示意图；
图3是图2中A处的放大图。
图中：1、竖板；2、地插；3、把手；4、滑槽；5、丝杆；6、第一伺服电机；7、滑块；8、安装箱；9、驱动电机；10、主动齿轮；11、从动齿轮；12、固定筒；13、螺旋绞龙；14、通孔；15、安装腔；16、调节组件；161、第二伺服电机；162、转轴；163、凸轮；164、固定架；165、横杆；166、连接板；167、安装板；168、拉簧；17、检测头；18、蓄电池；19、无线信号收发器；20、PLC控制器；21、太阳能板。
具体实施方式：
如图1-3所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
实施例：
一种适用于复杂环境的土壤检测装置，包括竖板1、安装箱8、固定筒12和调节组件16，竖板1内部开设有滑槽4，滑槽4内部滑动连接有滑块7，滑块7的一侧延伸至竖板1外部且固定连接有安装箱8，方便带动安装箱(8)下移，安装箱8内壁的顶部固定连接有驱动电机9，安装箱8内壁的底部转动连接有主动齿轮10，驱动电机9的输出端与主动齿轮10的顶部固定连接，安装箱8内壁的底部且位于主动齿轮10的一侧转动连接有从动齿轮11，主动齿轮10与从动齿轮11啮合连接，从动齿轮11的底部固定连接有固定筒12，固定筒12的底端延伸至安装箱8的底部，可以在安装箱8下移的过程中带动固定筒12转动，从而将固定筒12伸入土壤内部，固定筒12内部开设有安装腔15，安装腔15内部设置有调节组件16。
其中，竖板1底部对称固定连接有地插2，竖板1外部且远离滑槽4的一侧固定连接有把手3，方便对竖板1进行固定，从而确保在使用时的稳定性。
其中，滑槽4内壁的顶部固定连接有第一伺服电机6，滑块7内部螺纹连接有丝杆5，丝杆5的顶端与第一伺服电机6的输出端固定连接，丝杆5的底端与滑槽4内壁的底部转动连接，可以对滑块7进行驱动，从而对安装箱8的位置进行调节。
其中，竖板1顶部装配有太阳能板21，安装箱8内壁的底部且位于从动齿轮11的一侧固定连接有蓄电池18，可以进行光电转换，不仅节省能源，而且不需要户外排线，有利于提高设备的使用效果。
其中，固定筒12的底部固定连接有螺旋绞龙13，且螺旋绞龙13的直径大于固定筒12的直径，可以进行钻土挖掘，从而方便将固定筒12置于土壤内部。
其中，调节组件16包括第二伺服电机161、凸轮163、固定架164和横杆165，安装腔15内壁的顶部固定连接有第二伺服电机161，第二伺服电机161的输出端固定连接有转轴162，转轴162的底端与安装腔15内壁的底部转动连接，转轴162外部等距套接有凸轮163，安装腔15内壁且位于凸轮163的一侧等距固定连接有固定架164，固定架164内部滑动连接有横杆165，横杆165的一端贯穿固定架164且固定连接有连接板166，连接板166与凸轮163接触，横杆165的另一端固定连接有安装板167，横杆165外侧且位于安装板167与固定架164之间套设有拉簧168，拉簧168的一端安装板167固定连接，拉簧168的另一端与固定架164内壁的一侧固定连接，可以对检测头17的位置进行调节，从而对不同深度的土壤进行检测，有利于提高对土壤检测范围。
其中，固定筒12内部且位于安装板167的一侧等距开设有通孔14，安装板167远离横杆165的一侧均固定连接有检测头17，方便将检测头17从固定筒12内部推出。
其中，安装箱8内壁的顶部且位于驱动电机9的一侧固定连接有无线信号收发器19，安装箱8内壁的顶部且位于无线信号收发器19远离驱动电机9的一侧固定连接有PLC控制器20，第一伺服电机6、驱动电机9、第二伺服电机161、检测头17、蓄电池18、无线信号收发器19和太阳能板21均与PLC控制器20电性连接，可以对设备进行集中控制，从而方便工作人员对设备进行控制。
一种适用于复杂环境的土壤检测装置的检测方法，包括以下步骤：
S1、在使用该设备时，工作人员通过把手3配合地插2将设备插在预定的位置，通过的太阳能板21可以持续对蓄电池18进行充电，需要对土壤进行检测时，通过外部总控向无线信号收发器19发出指令，无线信号收发器19将指令传递给PLC控制器20，此时PLC控制器20控制装置启动；
S2、此时第一伺服电机6带动丝杆5进行转动，在丝杆5的带动下滑块7在滑槽4内部下移，从而带动安装箱8下移，与此同时驱动电机9带动主动齿轮10转动，在主动齿轮10的带动下从动齿轮11带动固定筒12和螺旋绞龙13转动，在固定筒12下移的过程中螺旋绞龙13对其底部的土壤进行挖掘，从而将固定筒12置于土壤内部；
S3、当固定筒12移动到预定深度后，启动第二伺服电机161，此时第二伺服电机161带动转轴162和凸轮163进行转动，凸轮163挤压连接板166，这时连接板166带动横杆165在固定架164内部滑动，横杆165在移动的过程中对拉簧168进拉伸，同时横杆165带动安装板167进行移动，从而将安装板167上的检测头17从通孔14伸出固定筒12，此时检测头17可以对不同位置的土层进行检测，检测完毕后，再次转动第二伺服电机161，此时在拉簧168的收缩作用下安装板167带动检测头17回缩至固定筒12内部。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”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”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”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，除非另有明确的限定，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本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种适用于复杂环境的土壤检测装置，其特征在于，包括竖板(1)、安装箱(8)、固定筒(12)和调节组件(16)，所述竖板(1)内部开设有滑槽(4)，所述滑槽(4)内部滑动连接有滑块(7)，所述滑块(7)的一侧延伸至竖板(1)外部且固定连接有安装箱(8)，所述安装箱(8)内壁的顶部固定连接有驱动电机(9)，所述安装箱(8)内壁的底部转动连接有主动齿轮(10)，所述驱动电机(9)的输出端与主动齿轮(10)的顶部固定连接，所述安装箱(8)内壁的底部且位于主动齿轮(10)的一侧转动连接有从动齿轮(11)，所述主动齿轮(10)与从动齿轮(11)啮合连接，所述从动齿轮(11)的底部固定连接有固定筒(12)，所述固定筒(12)的底端延伸至安装箱(8)的底部，所述固定筒(12)内部开设有安装腔(15)，所述安装腔(15)内部设置有调节组件(16)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于复杂环境的土壤检测装置，其特征在于，所述竖板(1)底部对称固定连接有地插(2)，所述竖板(1)外部且远离滑槽(4)的一侧固定连接有把手(3)。
3.根据权利要求1所述的一种适用于复杂环境的土壤检测装置，其特征在于，所述滑槽(4)内壁的顶部固定连接有第一伺服电机(6)，所述滑块(7)内部螺纹连接有丝杆(5)，所述丝杆(5)的顶端与第一伺服电机(6)的输出端固定连接，所述丝杆(5)的底端与滑槽(4)内壁的底部转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种适用于复杂环境的土壤检测装置，其特征在于，所述竖板(1)顶部装配有太阳能板(21)，所述安装箱(8)内壁的底部且位于从动齿轮(11)的一侧固定连接有蓄电池(18)。
5.根据权利要求1所述的一种适用于复杂环境的土壤检测装置，其特征在于，所述固定筒(12)的底部固定连接有螺旋绞龙(13)，且所述螺旋绞龙(13)的直径大于固定筒(12)的直径。
6.根据权利要求1所述的一种适用于复杂环境的土壤检测装置，其特征在于，所述调节组件(16)包括第二伺服电机(161)、凸轮(163)、固定架(164)和横杆(165)，所述安装腔(15)内壁的顶部固定连接有第二伺服电机(161)，所述第二伺服电机(161)的输出端固定连接有转轴(162)，所述转轴(162)的底端与安装腔(15)内壁的底部转动连接，所述转轴(162)外部等距套接有凸轮(163)，所述安装腔(15)内壁且位于凸轮(163)的一侧等距固定连接有固定架(164)，所述固定架(164)内部滑动连接有横杆(165)，所述横杆(165)的一端贯穿固定架(164)且固定连接有连接板(166)，所述连接板(166)与凸轮(163)接触，所述横杆(165)的另一端固定连接有安装板(167)，所述横杆(165)外侧且位于安装板(167)与固定架(164)之间套设有拉簧(168)，所述拉簧(168)的一端安装板(167)固定连接，所述拉簧(168)的另一端与固定架(164)内壁的一侧固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种适用于复杂环境的土壤检测装置，其特征在于，所述固定筒(12)内部且位于安装板(167)的一侧等距开设有通孔(14)，所述安装板(167)远离横杆(165)的一侧均固定连接有检测头(17)。
8.根据权利要求3所述的一种适用于复杂环境的土壤检测装置，其特征在于，所述安装箱(8)内壁的顶部且位于驱动电机(9)的一侧固定连接有无线信号收发器(19)，所述安装箱(8)内壁的顶部且位于无线信号收发器(19)远离驱动电机(9)的一侧固定连接有PLC控制器(20)，所述第一伺服电机(6)、驱动电机(9)、第二伺服电机(161)、检测头(17)、蓄电池(18)、无线信号收发器(19)和太阳能板(21)均与PLC控制器(20)电性连接。
9.一种适用于复杂环境的土壤检测装置的检测方法，基于权利要求1-8中任意一项所述的，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在使用该设备时，工作人员通过把手(3)配合地插(2)将设备插在预定的位置，通过的太阳能板(21)可以持续对蓄电池(18)进行充电，需要对土壤进行检测时，通过外部总控向无线信号收发器(19)发出指令，无线信号收发器(19)将指令传递给PLC控制器(20)，此时PLC控制器(20)控制装置启动；
S2、此时第一伺服电机(6)带动丝杆(5)进行转动，在丝杆(5)的带动下滑块(7)在滑槽(4)内部下移，从而带动安装箱(8)下移，与此同时驱动电机(9)带动主动齿轮(10)转动，在主动齿轮(10)的带动下从动齿轮(11)带动固定筒(12)和螺旋绞龙(13)转动，在固定筒(12)下移的过程中螺旋绞龙(13)对其底部的土壤进行挖掘，从而将固定筒(12)置于土壤内部；
S3、当固定筒(12)移动到预定深度后，启动第二伺服电机(161)，此时第二伺服电机(161)带动转轴(162)和凸轮(163)进行转动，凸轮(163)挤压连接板(166)，这时连接板(166)带动横杆(165)在固定架(164)内部滑动，横杆(165)在移动的过程中对拉簧(168)进拉伸，同时横杆(165)带动安装板(167)进行移动，从而将安装板(167)上的检测头(17)从通孔(14)伸出固定筒(12)，此时检测头(17)可以对不同位置的土层进行检测，检测完毕后，再次转动第二伺服电机(161)，此时在拉簧(168)的收缩作用下安装板(167)带动检测头(17)回缩至固定筒(12)内部。
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