CN114705490B - 一种水果种植用土壤取样检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤取样技术领域，具体为一种水果种植用土壤取样检测装置，包括：遥控车体、旋挖升降机构、取样机构和筛料机构，旋挖升降机构和筛料机构固定安装于遥控车体的表面，取样机构固定安装于旋挖升降机构的输出端，遥控车体的顶面固定安装有电源控制箱和摄像云台，电源控制箱的内部设有电源模块和控制主板。本发明中，通过设置自动化移动车体与旋挖取样结构一体化设置，由遥控车体进行远程遥控操作或设定路线行进进行果园园区内的定点取样，利用控制端进行旋挖升降机构、取样机构和筛料机构的总控制实现下降旋挖取样和输料筛料，自动化进行提高工作效率。

Description

一种水果种植用土壤取样检测装置

技术领域

本发明涉及土壤取样技术领域，具体为一种水果种植用土壤取样检测装置。

背景技术

随着工农业生产和生活废弃物的排放，化工原料、化肥、农药、重金属、放射性物质和有害微生物等污染源进入土壤，逐渐超出土壤自净能力，从而引起土壤组成结构及功能发生变化，微生物活动受到抑制，土壤生态平衡受到破坏，土壤质量下降，影响作物正常发育和产品质量，造成土壤污染。按照主要污染物类型划分，土壤污染可以分为：重金属污染、有机物污染、放射性污染、病原菌污染、固体废弃物污染等，其中重金属污染是目前较为严重的一种土壤污染，我国首次土壤普查显示，中国有近20％的耕地存在镉、砷、汞、铅、镍、铜等重金属超标，这些重金属不仅影响植物根、叶的发育，还可通过农作物吸收进入食物链，严重影响食品安全并危及人类健康，破坏人体神经系统、免疫系统、骨骼系统等，造成极大危害。

土壤修复是指对已经污染的土壤采取适宜的方式方法，去除土壤中的污染物或者降低污染物活性，恢复土壤正常状态。目前土壤污染检测中需要采用土壤取样设备对种植区土壤进行取样本土壤进行检测，采用的取样方式主要通过人工进行挖土取样，或采用专用设备旋挖深层土进行收集，但以上取样方式多依赖于人工操作，需要人员深入种植林地，而在采样中为避免样本的偶然性需要进行多点采样，采样效率低下，且样品中通常裹挟大量石子和枯枝落叶等杂物仍需后续清理，操作繁琐。有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种水果种植用土壤取样检测装置，来解决目前存在的采样效率低下也无任何除杂手段的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种水果种植用土壤取样检测装置，包括：遥控车体、旋挖升降机构、取样机构和筛料机构，所述旋挖升降机构和筛料机构固定安装于遥控车体的表面，所述取样机构固定安装于旋挖升降机构的输出端，所述遥控车体的顶面固定安装有电源控制箱和摄像云台，所述电源控制箱的内部设有电源模块和控制主板；

所述取样机构包括分离座、旋挖管、上料转盒和减速驱动组件，所述分离座的顶面固定安装有传动盒，所述减速驱动组件固定安装于传动盒的顶面，所述上料转盒转动套接于分离座的底端，所述分离座的表面开设有与筛料机构相连通的出料口，所述旋挖管的内侧固定安装有提升旋叶，所述上料转盒固定套接于旋挖管的外侧且与旋挖管的表面相连通，所述上料转盒的内侧设有若干阻隔条，所述上料转盒的顶面开设有若干导出口，所述减速驱动组件的输出端与旋挖管的表面传动连接；所述筛料机构包括筛分外筒以及转动安装于筛分外筒内侧筛网转筒，所述筛分外筒的表面固定安装有偏振电机和转换舵机，所述筛网转筒的表面开设有传动齿槽并套接有与转换舵机输出端传动啮合的皮带，所述筛网转筒的一端通过导管与分离座的表面相连通。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述遥控车体的底面设有驱动轮，所述控制主板为PLC控制板或单片机结构且输入端电性连接有远程遥控机构，所述摄像云台的输出端电性连接有集成于控制主板表面的影像回传电路。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述旋挖升降机构包括升降导架、驱动电机、链轮组件和升降座，所述升降导架和链轮组件呈竖直方向固定安装于电源控制箱的表面，所述驱动电机固定安装于电源控制箱的顶端且输出端与链轮组件的一端传动连接，所述升降座滑动安装于升降导架的表面且一侧固定安装有与链轮组件表面固定连接的固定耳，所述取样机构固定安装于升降座的表面。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述旋挖管呈圆筒状且底面边缘设有切削刃口，所述提升旋叶位于旋挖管的内侧且靠近旋挖管的底端，所述提升旋叶呈螺旋状并焊接贴合于旋挖管的内壁表面。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述阻隔条的数量为若干并呈圆周环形排列分布于旋挖管的外周侧，所述旋挖管表面开设有大小与上料转盒相适配的环形槽，所述阻隔条位于所述环形槽的表面，所述导出口呈倾斜方向布置。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述减速驱动组件包括驱动马达、第一减速盘、第二减速盘以及固定套接于旋挖管外侧的环齿套，所述第二减速盘的底端固定连接有与环齿套相互啮合的输出齿，所述第一减速盘和第二减速盘的顶面均固定安装有若干呈环周方向均匀布置的行星齿，所述驱动马达的输出端设有与第一减速盘表面各行星齿啮合的输出齿，所述第一减速盘的底面固定连接有与第二减速盘顶面各行星齿啮合的传动齿。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述偏振电机的输出端固定连接有偏振块，所述偏振电机的表面焊接固定于筛分外筒的表面，所述筛分外筒和筛网转筒呈倾斜方向布置，所述筛分外筒的底面可拆卸固定有样品储筒且样品储筒位于筛分外筒倾斜最低点。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述筛网转筒的表面开设有细筛孔和粗筛孔，所述细筛孔和粗筛孔呈直线排列于筛网转筒的表面，所述粗筛孔的直径大于细筛孔的直径。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过设置自动化移动车体与旋挖取样结构一体化设置，由遥控车体进行远程遥控操作或设定路线行进进行果园园区内的定点取样，利用控制端进行旋挖升降机构、取样机构和筛料机构的总控制实现下降旋挖取样和输料筛料，自动化进行提高工作效率。

2.本发明中，通过设置新型旋挖结构和筛料结构，利用旋挖管在转动中将土壤经由提升旋叶的旋转驱动上升输送进入上料转盒内部在阻隔条的阻隔下枯枝落叶等较大杂物阻隔并截留至阻隔条的内部并在后续料土的推动下由旋挖管顶端逸出，样品在进入筛料机构后内部通过筛网转筒的震动筛分输出细密疏散土料，便于后续直接进行检测，结构简单实用性高。

3.本发明中，通过设置新型旋挖驱动结构，利用旋挖升降机构进行取样机构的下降给进并在减速驱动组件的大扭矩输出下进行旋挖，可应对各种硬质和松软土层，提高该取样结构的实用性。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的旋挖升降机构结构示意图；

图3为本发明一个实施例的图2的A处结构示意图；

图4为本发明一个实施例的取样机构截面结构示意图；

图5为本发明一个实施例的分离座结构示意图；

图6为本发明一个实施例的上料转盒和旋挖管结构示意图；

图7为本发明一个实施例的减速驱动组件结构示意图；

图8为本发明一个实施例的筛料机构截面结构示意图。

附图标记：

100、遥控车体；110、电源控制箱；120、摄像云台；

200、旋挖升降机构；210、升降导架；220、驱动电机；230、链轮组件；240、升降座；241、固定耳；

300、取样机构；310、分离座；320、旋挖管；330、上料转盒；340、减速驱动组件；311、传动盒；312、出料口；321、提升旋叶；331、阻隔条；332、导出口；341、驱动马达；342、第一减速盘；343、第二减速盘；344、行星齿；345、输出齿；346、环齿套；

400、筛料机构；410、筛分外筒；420、筛网转筒；430、偏振电机；440、转换舵机；450、样品储筒；421、细筛孔；422、粗筛孔；423、传动齿槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种水果种植用土壤取样检测装置。

结合图1-图8所示，本发明提供的一种水果种植用土壤取样检测装置，包括：遥控车体100、旋挖升降机构200、取样机构300和筛料机构400，旋挖升降机构200和筛料机构400固定安装于遥控车体100的表面，取样机构300固定安装于旋挖升降机构200的输出端，遥控车体100的顶面固定安装有电源控制箱110和摄像云台120，电源控制箱110的内部设有电源模块和控制主板；取样机构300包括分离座310、旋挖管320、上料转盒330和减速驱动组件340，分离座310的顶面固定安装有传动盒311，减速驱动组件340固定安装于传动盒311的顶面，上料转盒330转动套接于分离座310的底端，分离座310的表面开设有与筛料机构400相连通的出料口312，旋挖管320的内侧固定安装有提升旋叶321，上料转盒330固定套接于旋挖管320的外侧且与旋挖管320的表面相连通，上料转盒330的内侧设有若干阻隔条331，上料转盒330的顶面开设有若干导出口332，减速驱动组件340的输出端与旋挖管320的表面传动连接；筛料机构400包括筛分外筒410以及转动安装于筛分外筒410内侧筛网转筒420，筛分外筒410的表面固定安装有偏振电机430和转换舵机440，筛网转筒420的表面开设有传动齿槽423并套接有与转换舵机440输出端传动啮合的皮带，筛网转筒420的一端通过导管与分离座310的表面相连通。

在该实施例中，遥控车体100的底面设有驱动轮，控制主板为PLC控制板或单片机结构且输入端电性连接有远程遥控机构，摄像云台120的输出端电性连接有集成于控制主板表面的影像回传电路。

具体的，利用遥控车体进行驱动在摄像云台120和影像回传辅助下控制车体移动至指定取样点采样，无需采样人员亲临现场，且可利用预设行进线路的方式进行定期定点自动化采集取样，降低人工劳动成本。

在该实施例中，旋挖升降机构200包括升降导架210、驱动电机220、链轮组件230和升降座240，升降导架210和链轮组件230呈竖直方向固定安装于电源控制箱110的表面，驱动电机220固定安装于电源控制箱110的顶端且输出端与链轮组件230的一端传动连接，升降座240滑动安装于升降导架210的表面且一侧固定安装有与链轮组件230表面固定连接的固定耳241，取样机构300固定安装于升降座240的表面。

具体的，利用升降导架210进行升降座240的升降导向，在链轮组件230的驱动下固定耳241跟随链轮组件230的一侧上下运动从而驱动升降座240和取样机构300运动进行下行给进采样和提升运动。

在该实施例中，旋挖管320呈圆筒状且底面边缘设有切削刃口，提升旋叶321位于旋挖管320的内侧且靠近旋挖管320的底端，提升旋叶321呈螺旋状并焊接贴合于旋挖管320的内壁表面。

具体的，取样机构300进行下降运动，使得旋挖管320的底端插入地面，利用旋挖管320底端切削刃进行底面枯枝落叶等阻挡物的切削，便于旋挖管320和提升旋叶321底面与地面的贴合，由旋挖管320与内部提升旋叶321的旋转输送土料提升运动，实现土样采集。

在该实施例中，阻隔条331的数量为若干并呈圆周环形排列分布于旋挖管320的外周侧，旋挖管320表面开设有大小与上料转盒330相适配的环形槽，阻隔条331位于环形槽的表面，导出口332呈倾斜方向布置。

具体的，上料转盒330内部在阻隔条331的阻隔下枯枝落叶等较大杂物阻隔并截留至阻隔条331的内部并在后续料土的推动下由旋挖管320顶端逸出，实现对土样的初步过滤，避免较大杂物阻塞取样机构300和筛料机构400之间导管。

在该实施例中，减速驱动组件340包括驱动马达341、第一减速盘342、第二减速盘343以及固定套接于旋挖管320外侧的环齿套346，第二减速盘343的底端固定连接有与环齿套346相互啮合的输出齿345，第一减速盘342和第二减速盘343的顶面均固定安装有若干呈环周方向均匀布置的行星齿344，驱动马达341的输出端设有与第一减速盘342表面各行星齿344啮合的输出齿，第一减速盘342的底面固定连接有与第二减速盘343顶面各行星齿344啮合的传动齿。

具体的，利用第二减速盘343和第一减速盘342的两级行星传动提高驱动马达341的力矩并通过输出齿345与环齿套346的齿径比进行减速驱动进一步提高驱动力矩，从而使得旋挖管320可应对各种坚硬土层取样。

在该实施例中，偏振电机430的输出端固定连接有偏振块，偏振电机430的表面焊接固定于筛分外筒410的表面，筛分外筒410和筛网转筒420呈倾斜方向布置，筛分外筒410的底面可拆卸固定有样品储筒450且样品储筒450位于筛分外筒410倾斜最低点。

具体的，由偏振电机430的旋转运动采用偏振块实现筛分外筒410和偏振电机430的整体震动从而利用筛网转筒420进行分筛并将，分筛后的物料抖动沿斜面掉落至样品储筒450内侧进行收集，对物料进行自动化分筛，取样品可直接取用进行检测无需后续加工。

在该实施例中，筛网转筒420的表面开设有细筛孔421和粗筛孔422，细筛孔421和粗筛孔422呈直线排列于筛网转筒420的表面，粗筛孔422的直径大于细筛孔421的直径。

具体的，利用转换舵机440和皮带驱动筛网转筒420进行转动，将直线排列的细筛孔421或粗筛孔422转动至筛网转筒420底面处。从而利用不同直径通孔进行分筛，根据采样需要自由选择，实用性高。

本发明的工作原理及使用流程：

在使用该水果种植用土壤取样检测装置，首先将遥控控制端与车体的控制端进行配对连接，由遥控控制端根据摄像云台120的回传画面进行远程控制或设定录入采样线路由车体的控制端进行预设路线行进采样，在遥控车体100移动到达设定取样点后，由驱动电机220驱动链轮组件230旋转运动，固定耳241固定于链轮组件230从而表面跟随链轮组件230下行，进而驱动升降座240和取样机构300进行下降运动，使得旋挖管320的底端插入地面，利用旋挖管320底端切削刃进行底面枯枝落叶等阻挡物的切削，便于旋挖管320和提升旋叶321底面与地面的贴合，同时减速驱动组件340驱动旋挖管320在分离座310的底面旋转运动，由旋挖管320内部提升旋叶321的旋转旋挖输送土料提升运动至上料转盒330内部，在阻隔条331的阻隔下，较大杂物堆积于旋挖管320上方，土料通过阻隔条331分散进入上料转盒330，随着旋挖管320内部旋挖土料的增多，部分土料经导出口332导出至分离座310内部，分离座310内部装填后由出料口312和导管通入筛网转筒420，在筛分外筒410表面偏振电机430的驱动下筛分外筒410和筛网转筒420产生震动逐渐迁移土料向样品储筒450的一端运动，在该过程中，杂物或团块截留在筛网转筒420的内部，可通过转换舵机440的驱动使筛网转筒420偏转运动使得筛网转筒420或粗筛孔422位于底面，根据所需采样料的不同选择合适的细筛孔421或粗筛孔422进行杂物阻隔，筛分颗粒大小不同的土料；在某一地点取料完成后，由升降座240反向驱动提升取样机构300并移动至另一采样点，重复以上动作，直至取样完成。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨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,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种水果种植用土壤取样检测装置，其特征在于，包括：遥控车体（100）、旋挖升降机构（200）、取样机构（300）和筛料机构（400），所述旋挖升降机构（200）和筛料机构（400）固定安装于遥控车体（100）的表面，所述取样机构（300）固定安装于旋挖升降机构（200）的输出端，所述遥控车体（100）的顶面固定安装有电源控制箱（110）和摄像云台（120），所述电源控制箱（110）的内部设有电源模块和控制主板；

所述取样机构（300）包括分离座（310）、旋挖管（320）、上料转盒（330）和减速驱动组件（340），所述分离座（310）的顶面固定安装有传动盒（311），所述减速驱动组件（340）固定安装于传动盒（311）的顶面，所述上料转盒（330）转动套接于分离座（310）的底端，所述分离座（310）的表面开设有与筛料机构（400）相连通的出料口（312），所述旋挖管（320）的内侧固定安装有提升旋叶（321），所述上料转盒（330）固定套接于旋挖管（320）的外侧且与旋挖管（320）的表面相连通，所述上料转盒（330）的内侧设有若干阻隔条（331），所述上料转盒（330）的顶面开设有若干导出口（332），所述减速驱动组件（340）的输出端与旋挖管（320）的表面传动连接；

所述筛料机构（400）包括筛分外筒（410）以及转动安装于筛分外筒（410）内侧筛网转筒（420），所述筛分外筒（410）的表面固定安装有偏振电机（430）和转换舵机（440），所述筛网转筒（420）的表面开设有传动齿槽（423）并套接有与转换舵机（440）输出端传动啮合的皮带，所述筛网转筒（420）的一端通过导管与分离座（310）的表面相连通；

所述旋挖升降机构（200）包括升降导架（210）、驱动电机（220）、链轮组件（230）和升降座（240），所述升降导架（210）和链轮组件（230）呈竖直方向固定安装于电源控制箱（110）的表面，所述驱动电机（220）固定安装于电源控制箱（110）的顶端且输出端与链轮组件（230）的一端传动连接，所述升降座（240）滑动安装于升降导架（210）的表面且一侧固定安装有与链轮组件（230）表面固定连接的固定耳（241），所述取样机构（300）固定安装于升降座（240）的表面。

2.根据权利要求1所述的一种水果种植用土壤取样检测装置，其特征在于，所述遥控车体（100）的底面设有驱动轮，所述控制主板为PLC控制板或单片机结构且输入端电性连接有远程遥控机构，所述摄像云台（120）的输出端电性连接有集成于控制主板表面的影像回传电路。

3.根据权利要求1所述的一种水果种植用土壤取样检测装置，其特征在于，所述旋挖管（320）呈圆筒状且底面边缘设有切削刃口，所述提升旋叶（321）位于旋挖管（320）的内侧且靠近旋挖管（320）的底端，所述提升旋叶（321）呈螺旋状并焊接贴合于旋挖管（320）的内壁表面。

4.根据权利要求1所述的一种水果种植用土壤取样检测装置，其特征在于，所述阻隔条（331）的数量为若干并呈圆周环形排列分布于旋挖管（320）的外周侧，所述旋挖管（320）表面开设有大小与上料转盒（330）相适配的环形槽，所述阻隔条（331）位于所述环形槽的表面，所述导出口（332）呈倾斜方向布置。

5.根据权利要求1所述的一种水果种植用土壤取样检测装置，其特征在于，所述减速驱动组件（340）包括驱动马达（341）、第一减速盘（342）、第二减速盘（343）以及固定套接于旋挖管（320）外侧的环齿套（346），所述第二减速盘（343）的底端固定连接有与环齿套（346）相互啮合的输出齿（345），所述第一减速盘（342）和第二减速盘（343）的顶面均固定安装有若干呈环周方向均匀布置的行星齿（344），所述驱动马达（341）的输出端设有与第一减速盘（342）表面各行星齿（344）啮合的输出齿，所述第一减速盘（342）的底面固定连接有与第二减速盘（343）顶面各行星齿（344）啮合的传动齿。

6.根据权利要求1所述的一种水果种植用土壤取样检测装置，其特征在于，所述偏振电机（430）的输出端固定连接有偏振块，所述偏振电机（430）的表面焊接固定于筛分外筒（410）的表面，所述筛分外筒（410）和筛网转筒（420）呈倾斜方向布置，所述筛分外筒（410）的底面可拆卸固定有样品储筒（450）且样品储筒（450）位于筛分外筒（410）倾斜最低点。

7.根据权利要求1所述的一种水果种植用土壤取样检测装置，其特征在于，所述筛网转筒（420）的表面开设有细筛孔（421）和粗筛孔（422），所述细筛孔（421）和粗筛孔（422）呈直线排列于筛网转筒（420）的表面，所述粗筛孔（422）的直径大于细筛孔（421）的直径。

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