CN115112415A - 一种采集土样的小型机械装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采集土样的小型机械装置，包括底座、万向轮、侧板和顶座，所述底座底端四角处均设置有所述万向轮，所述底座上端两侧均设置有所述侧板，所述侧板顶端安装有所述顶座，所述顶座顶端设置有凹腔，所述凹腔内一侧安装有电动转轴，所述电动转轴一侧壁上设置有太阳能板，所述顶座内安装有蓄电池组。有益效果在于：本发明采用太阳能板可以将太阳能转化为电能来为装置供电，很大程度避免了户外取样时蓄电池没电的情况，大大提高了户外取样效率，采集土样时可以检测土壤湿度、土壤深度以及土壤重量，将相关信息通过显示屏呈现，使工作人员第一时间了解土壤生态状况，提高工作效率。

Description

一种采集土样的小型机械装置

技术领域

本发明涉及土壤取样装置技术领域，具体涉及一种采集土样的小型机械装置。

背景技术

土壤环境中生长着各种生物，包括生产者(植物，藻类细菌)、消费者(土壤中的各种动物)和分解者(大量的微生物)，共同构成了一个生态系统，通常称为土壤生态。生态土壤是植物下面的土层，生态土壤采样是指采集土壤样品的方法，包括采样的布设和取样技术。采剖面土样，应在剖面观察记载结束后进行，在采样前应先将剖面整修、清理，削去最表层的浮土，然后再按层次自上而下逐层从中心典型部位取样。

目前现有的采集土样的小型机械装置在使用过程中需要升降机构和转动机构配合才能进行取样，而这两样机构均需要各自的动力机构通电工作，进而不仅增加装置的能耗，并且导致装置的结构比较复杂，降低装置实用性，其次现有的取土样的小型机械装置在使用过程中由于为户外使用，并且装置自身为蓄电池供电，而由于蓄电池的储存电能有限，进而存在因电能耗尽而导致取样中断的情况，导致装置取样效率较低，降低装置功能性，此外，现有的取土样的小型机械装置在取样完成后由于土壤会挤压在钻筒内，进而不便于工作人员将其排出，同时需要对其进行敲打，增加工作人员的工作强度，影响装置使用性能。

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采集土样的小型机械装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种采集土样的小型机械装置，包括底座、万向轮、侧板和顶座，所述底座底端四角处均设置有所述万向轮，所述底座上端两侧均设置有所述侧板，所述侧板顶端安装有所述顶座，所述顶座顶端设置有凹腔，所述凹腔内一侧安装有电动转轴，所述电动转轴一侧壁上设置有太阳能板，所述顶座内安装有蓄电池组，所述凹腔内另一侧设置有支座，所述支座上设置有伸缩支撑杆，所述侧板之间设置有传动箱，所述传动箱内安装有隔板，所述隔板一侧壁上设置有主齿轮，所述传动箱一侧壁上安装有电机，所述主齿轮两侧均设置有副齿轮，所述副齿轮一侧设置有齿条，所述主齿轮一端连接有齿轮一，所述齿轮一下方设置有齿轮二，所述齿轮二底端安装有连接轴，所述连接轴底端设置有减震座，所述减震座内安装伸缩柱，所述伸缩柱外侧设置有弹簧，所述减震座底端安装有振动板，所述振动板一侧壁上设置有振动机，所述振动板底端设置有钻筒，所述底座上端中部设置有通腔，所述通腔一侧设置有称重筒，所述称重筒一侧壁上安装有电动推杆，所述称重筒内安装有承载板，所述承载板底端设置有压力传感器，所述钻筒内一侧壁上安装有湿度传感器，所述顶座底端中部设置有测距探头，所述顶座一侧壁上设置有操作面板，所述操作面板上设置有显示屏。

进一步的，所述万向轮与所述底座通过螺栓连接，所述侧板与所述底座焊接，所述顶座与所述侧板焊接。

通过采用上述技术方案，所述万向轮便于装置移动，所述侧板、所述底座以及所述顶座组成装置的基本框架。

进一步的，所述凹腔成型于所述顶座内，所述电动转轴与所述凹腔转动连接，所述太阳能板与所述电动转轴通过螺钉连接，所述伸缩支撑杆与所述支座转动连接，所述伸缩支撑杆一端与所述太阳能板通过挂钩连接，所述蓄电池组与所述太阳能板电连接。

通过采用上述技术方案，在装置使用过程中，所述电动转轴可带动所述太阳能板转动，进而对其倾斜角度进行调节，并且通过所述伸缩支撑杆对所述太阳能板另一端进行支撑，保证其稳定，同时所述太阳能板将太阳能转变为电能并传输到所述蓄电池组进行储存，进而防止因电量耗尽而导致取样中断，保证装置的工作效率，提高装置功能性，同时在装置闲置时，所述电动转轴可将所述太阳能板置于所述凹腔内，并且太阳能发电与之配套的逆变器以及太阳能控制器均内置在装置中。

进一步的，所述隔板与所述传动箱焊接，所述主齿轮以及所述副齿轮与所述隔板均转动连接，所述电机与所述副齿轮键连接，所述主齿轮与所述副齿轮啮合，所述副齿轮与所述齿条啮合，所述齿条与所述侧板通过螺栓连接。

通过采用上述技术方案，所述电机带动所述副齿轮转动，所述副齿轮通过所述主齿轮带动另一个所述副齿轮转动，进而在所述齿条的作用下可使所述传动箱进行升降。

进一步的，所述齿轮一与所述主齿轮通过螺钉连接，所述齿轮二与所述齿轮一啮合，所述齿轮一与所述齿轮二均为斜齿轮，所述连接轴与所述齿轮二通过螺钉连接。

通过采用上述技术方案，所述主齿轮带动所述齿轮一转动，所述齿轮一再带动所述齿轮二转动，所述齿轮二带动所述连接轴转动。

进一步的，所述减震座与所述连接轴通过螺栓连接，所述伸缩柱与所述减震座通过螺栓连接，所述弹簧与所述伸缩柱焊接。

通过采用上述技术方案，所述减震座内所述伸缩柱以及所述弹簧一方面可在钻探过程中对所述钻筒进行缓冲，另一方面可在振动排土过程中减小所述振动机对传动机构造成的影响。

进一步的，所述振动板与所述减震座通过螺栓连接，所述振动机与所述振动板通过螺栓连接。

通过采用上述技术方案，所述振动机通过所述振动板带动所述钻筒振动，进而将采集的土壤振落，便于工作人员排土，减小工作人员的工作强度，保证装置的使用性能。

进一步的，所述钻筒与所述振动板通过螺栓连接，所述通腔成型于所述底座上，所述称重筒与所述底座滑动连接，所述电动推杆与所述称重筒以及所述底座均通过螺钉连接，所述压力传感器与所述承载板以及所述称重筒均通过螺钉连接，所述称重筒一侧壁底端设置有挡板。

通过采用上述技术方案，所述钻筒用来取样，所述通腔为所述钻筒提供升降空间，并且在排土时，所述电动推杆推动所述称重筒移动使其处于所述通腔上方，使排出的土落在承载板上，并通过压力传感器对取样的土进行重量检测，称重完成后，将所述挡板卸下进行排土。

进一步的，所述湿度传感器与所述钻筒通过螺钉连接，所述测距探头与所述顶座通过螺钉连接。

通过采用上述技术方案，在取样过程中，所述湿度传感器可检测土壤的湿度，所述测距探头可对取样的深度进行检测，进而实现分层取样。

进一步的，所述操作面板与所述蓄电池组、所述电机、所述湿度传感器、所述测距探头、所述电动转轴、所述振动机以及所述显示屏均电连接。

通过采用上述技术方案，所述操作面板控制装置的工作，所述显示屏显示所述湿度传感器以及所述测距探头的检测数据，进而便于工作人员了解。

具体工作原理为：首先通过所述万向轮将装置移动到工作位置，接着通过所述操作面板控制所述电动转轴动作，使其将所述太阳能板旋转到合适角度，并且再通过所述伸缩支撑杆对其另一端进行支撑，使所述太阳能板进行太阳能发电，以保证装置的续航能力，防止因电量耗尽而导致取样中断，然后再控制所述电机动作，使其带动所述副主齿轮转动，所述副齿轮通过所述主齿轮带动另一个所述副齿轮转动，进而在所述齿条的作用下使所述钻筒下降，同时所述主齿轮再带动所述齿轮一转动，所述齿轮一再带动所述齿轮二转动，所述齿轮二通过所述连接轴带动所述钻筒转动，两者配合对土壤进行采样，在采样过程中，所述湿度传感器可检测土壤的湿度，所述测距探头对取样的深度进行检测，并且两者讲检测数据传输到所述显示屏中进行显示，便于工作人员了解，当取样完成后，所述电机反转，带动所述钻筒上升进行排土，在排土过程中，所述振动机通过所述振动板带动所述钻筒振动，进而将采集的土壤振落，便于工作人员排土，减小工作人员的工作强度，同时所述减震座内所述伸缩柱以及所述弹簧在振动排土过程中减小所述振动机对传动机构造成的影响，保证装置的后续使用性能，并且所述电动推杆推动所述称重筒移动使其处于所述通腔上方，使排出的土落在所述承载板上，并通过所述压力传感器对取样的土进行重量检测，称重完成后将所述挡板卸下进行排土。

本发明的有益效果在于：

1、通过设置主齿轮、副齿轮、齿条、齿轮一和齿轮二，将原有的升降机构以及转动机构采用齿轮传动机构代替，并且齿轮传动稳定性较高，保证取样时的稳定性，同时采用一套电机作为动力机构，不仅有效减小装置的能耗，而且使装置结构比较简单，提高装置实用性；

2、通过设置电动转轴、太阳能板和伸缩支撑杆，在装置使用过程中，电动转轴可带动太阳能板转动，进而对其倾斜角度进行调节，并且通过伸缩支撑杆对太阳能板另一端进行支撑，保证其稳定，同时太阳能板将太阳能转变为电能并传输到蓄电池组进行储存，进而防止因电量耗尽而导致取样中断，保证装置的工作效率，提高装置功能性；

3、通过设置减震座、伸缩柱、弹簧和振动机和振动板，在排土过程中，振动机通过振动板带动钻筒振动，进而将采集的土壤振落，便于工作人员排土，减小工作人员的工作强度，同时减震座内伸缩柱以及弹簧在振动排土过程中减小振动机对传动机构造成的影响，保证装置的后续使用性能。

附图说明

图1是本发明所述一种采集土样的小型机械装置的主视图；

图2是本发明所述一种采集土样的小型机械装置中传动箱的俯剖视图；

图3是本发明所述一种采集土样的小型机械装置中顶座的主剖视图；

图4是本发明所述一种取土样的小型机械装置中底座的俯视图；

图5是本发明所述一种采集土样的小型机械装置中钻筒的主剖视图；

图6是本发明所述一种采集土样的小型机械装置中减震座的主剖视图；

图7是本发明所述一种采集土样的小型机械装置的电路框图；

图8是本发明所述一种采集土样的小型机械装置中称重筒的主剖视图。附图标记说明如下：

1、万向轮；2、底座；3、钻筒；4、减震座；5、支架；6、连接轴；7、顶座；8、测距探头；9、太阳能板；10、伸缩支撑杆；11、显示屏；12、操作面板；13、传动箱；14、副齿轮；15、齿条；16、隔板；17、齿轮二；18、齿轮一；19、主齿轮；20、电机；21、电动转轴；22、凹腔；23、蓄电池组；24、支座；25、通腔；26、湿度传感器；27、伸缩柱；28、弹簧；29、振动机；30、振动板；31、电动推杆；32、称重筒；33、承载板；34、压力传感器；35、挡板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-图8所示，一种采集土样的小型机械装置，包括底座2、万向轮1、侧板5和顶座7，所述底座2底端四角处均设置有所述万向轮1，所述底座2上端两侧均设置有所述侧板5，所述侧板5顶端安装有所述顶座7，所述顶座7顶端设置有凹腔22，所述凹腔22内一侧安装有电动转轴21，所述电动转轴21一侧壁上设置有太阳能板9，所述顶座7内安装有蓄电池组23，所述凹腔22内另一侧设置有支座24，所述支座24上设置有伸缩支撑杆10，所述侧板5之间设置有传动箱13，所述传动箱13内安装有隔板16，所述隔板16一侧壁上设置有主齿轮19，所述传动箱13一侧壁上安装有电机20，所述主齿轮19两侧均设置有副齿轮14，所述副齿轮14一侧设置有齿条15，所述主齿轮19一端连接有齿轮一18，所述齿轮一18下方设置有齿轮二17，所述齿轮二17底端安装有连接轴6，所述连接轴6底端设置有减震座4，所述减震座4内安装伸缩柱27，所述伸缩柱27外侧设置有弹簧28，所述减震座4底端安装有振动板30，所述振动板30一侧壁上设置有振动机29，所述振动板30底端设置有钻筒3，所述底座2上端中部设置有通腔25，所述通腔25一侧设置有称重筒32，所述称重筒32一侧壁上安装有电动推杆31，所述称重筒32内安装有承载板33，所述承载板33底端设置有压力传感器34，所述钻筒3内一侧壁上安装有湿度传感器26，所述顶座7底端中部设置有测距探头8，所述顶座7一侧壁上设置有操作面板12，所述操作面板12上设置有显示屏11。

本实施例中，所述万向轮1与所述底座2通过螺栓连接，所述侧板5与所述底座2焊接，所述顶座7与所述侧板5焊接，所述万向轮1便于装置移动，所述侧板5、所述底座2以及所述顶座7组成装置的基本框架。

本实施例中，所述凹腔22成型于所述顶座7内，所述电动转轴21与所述凹腔22转动连接，所述太阳能板9与所述电动转轴21通过螺钉连接，所述伸缩支撑杆10与所述支座24转动连接，所述伸缩支撑杆10一端与所述太阳能板9通过挂钩连接，所述蓄电池组23与所述太阳能板9电连接，在装置使用过程中，所述电动转轴21可带动所述太阳能板9转动，进而对其倾斜角度进行调节，并且通过所述伸缩支撑杆10对所述太阳能板9另一端进行支撑，保证其稳定，同时所述太阳能板9将太阳能转变为电能并传输到所述蓄电池组23进行储存，进而防止因电量耗尽而导致取样中断，保证装置的工作效率，提高装置功能性，同时在装置闲置时，所述电动转轴21可将所述太阳能板9置于所述凹腔22内，并且太阳能发电与之配套的逆变器以及太阳能控制器均内置在装置中。

本实施例中，所述隔板16与所述传动箱13焊接，所述主齿轮19以及所述副齿轮14与所述隔板16均转动连接，所述电机20与所述副齿轮14键连接，所述主齿轮19与所述副齿轮14啮合，所述副齿轮14与所述齿条15啮合，所述齿条15与所述侧板5通过螺栓连接，所述电机20带动所述副齿轮14转动，所述副齿轮14通过所述主齿轮19带动另一个所述副齿轮14转动，进而在所述齿条15的作用下可使所述传动箱13进行升降。

本实施例中，所述齿轮一18与所述主齿轮19通过螺钉连接，所述齿轮二17与所述齿轮一18啮合，所述齿轮一18与所述齿轮二17均为斜齿轮，所述连接轴6与所述齿轮二17通过螺钉连接，所述主齿轮19带动所述齿轮一18转动，所述齿轮一18再带动所述齿轮二17转动，所述齿轮二17带动所述连接轴6转动。

本实施例中，所述减震座4与所述连接轴6通过螺栓连接，所述伸缩柱27与所述减震座4通过螺栓连接，所述弹簧28与所述伸缩柱27焊接，所述减震座4内所述伸缩柱27以及所述弹簧28一方面可在钻探过程中对所述钻筒3进行缓冲，另一方面可在振动排土过程中减小所述振动机29对传动机构造成的影响。

本实施例中，所述振动板30与所述减震座4通过螺栓连接，所述振动机29与所述振动板30通过螺栓连接，所述振动机29通过所述振动板30带动所述钻筒3振动，进而将采集的土壤振落，便于工作人员排土，减小工作人员的工作强度，保证装置的使用性能。

本实施例中，所述钻筒3与所述振动板30通过螺栓连接，所述通腔25成型于所述底座2上，所述称重筒32与所述底座2滑动连接，所述电动推杆31与所述称重筒32以及所述底座2均通过螺钉连接，所述压力传感器34与所述承载板33以及所述称重筒32均通过螺钉连接，所述称重筒32一侧壁底端设置有挡板35，所述钻筒3用来取样，所述通腔25为所述钻筒3提供升降空间，并且所述电动推杆31推动所述称重筒32移动使其处于所述通腔25上方，使排出的土落在所述承载板33上，并通过所述压力传感器34对取样的土进行重量检测，称重完成后将所述挡板35卸下进行排土。

本实施例中，所述湿度传感器26与所述钻筒3通过螺钉连接，所述测距探头8与所述顶座7通过螺钉连接，在取样过程中，所述湿度传感器26可检测土壤的湿度，所述测距探头8可对取样的深度进行检测，进而实现分层取样。

本实施例中，所述操作面板12与所述蓄电池组23、所述电机20、所述湿度传感器26、所述测距探头8、所述电动转轴21、所述振动机29以及所述显示屏11均电连接，所述操作面板12控制装置的工作，所述显示屏11显示所述湿度传感器26以及所述测距探头8的检测数据，进而便于工作人员了解。

具体工作原理为：首先通过所述万向轮1将装置移动到工作位置，接着通过所述操作面板12控制所述电动转轴21动作，使其将所述太阳能板9旋转到合适角度，并且再通过所述伸缩支撑杆10对其另一端进行支撑，使所述太阳能板9进行太阳能发电，以保证装置的续航能力，防止因电量耗尽而导致取样中断，然后再控制所述电机20动作，所述电机20带动所述副齿轮14转动，所述副齿轮14通过所述主齿轮19带动另一个所述副齿轮14转动，进而在所述齿条15的作用下使所述钻筒3下降，同时所述主齿轮19再带动所述齿轮一18转动，所述齿轮一18再带动所述齿轮二17转动，所述齿轮二17通过所述连接轴6带动所述钻筒3转动，两者配合对土壤进行采样，在采样过程中，所述湿度传感器26可检测土壤的湿度，所述测距探头8对取样的深度进行检测，并且两者讲检测数据传输到所述显示屏11中进行显示，便于工作人员了解，当取样完成后，所述电机20反转，带动所述钻筒3上升进行排土，在排土过程中，所述振动机29通过所述振动板30带动所述钻筒3振动，进而将采集的土壤振落，便于工作人员排土，减小工作人员的工作强度，同时所述减震座4内所述伸缩柱27以及所述弹簧28在振动排土过程中减小所述振动机29对传动机构造成的影响，保证装置的后续使用性能，并且所述电动推杆31推动所述称重筒32移动使其处于所述通腔25上方，使排出的土落在所述承载板33上，并通过所述压力传感器34对取样的土进行重量检测，称重完成后将所述挡板35卸下进行排土。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种采集土样的小型机械装置，其特征在于：包括底座(2)、万向轮(1)、侧板(5)和顶座(7)，所述底座(2)底端四角处均设置有所述万向轮(1)，所述底座(2)上端两侧均设置有所述侧板(5)，所述侧板(5)顶端安装有所述顶座(7)，所述顶座(7)顶端设置有凹腔(22)，所述凹腔(22)内一侧安装有电动转轴(21)，所述电动转轴(21)一侧壁上设置有太阳能板(9)，所述顶座(7)内安装有蓄电池组(23)，所述凹腔(22)内另一侧设置有支座(24)，所述支座(24)上设置有伸缩支撑杆(10)，所述侧板(5)之间设置有传动箱(13)，所述传动箱(13)内安装有隔板(16)，所述隔板(16)一侧壁上设置有主齿轮(19)，所述传动箱(13)一侧壁上安装有电机(20)，所述主齿轮(19)两侧均设置有副齿轮(14)，所述副齿轮(14)一侧设置有齿条(15)，所述主齿轮(19)一端连接有齿轮一(18)，所述齿轮一(18)下方设置有齿轮二(17)，所述齿轮二(17)底端安装有连接轴(6)，所述连接轴(6)底端设置有减震座(4)，所述减震座(4)内安装伸缩柱(27)，所述伸缩柱(27)外侧设置有弹簧(28)，所述减震座(4)底端安装有振动板(30)，所述振动板(30)一侧壁上设置有振动机(29)，所述振动板(30)底端设置有钻筒(3)，所述底座(2)上端中部设置有通腔(25)，所述通腔(25)一侧设置有称重筒(32)，所述称重筒(32)一侧壁上安装有电动推杆(31)，所述称重筒(32)内安装有承载板(33)，所述承载板(33)底端设置有压力传感器(14)，所述钻筒(3)内一侧壁上安装有湿度传感器(26)，所述顶座(7)底端中部设置有测距探头(8)，所述顶座(7)一侧壁上设置有操作面板(12)，所述操作面板(12)上设置有显示屏(11)。

2.根据权利要求1所述的一种取土样的小型机械装置，其特征在于：所述万向轮(1)与所述底座(2)通过螺栓连接，所述侧板(5)与所述底座(2)焊接，所述顶座(7)与所述侧板(5)焊接。

3.根据权利要求1所述的一种采集土样的小型机械装置，其特征在于：所述凹腔(22)成型于所述顶座(7)内，所述电动转轴(21)与所述凹腔(22)转动连接，所述太阳能板(9)与所述电动转轴(21)通过螺钉连接，所述伸缩支撑杆(10)与所述支座(24)转动连接，所述伸缩支撑杆(10)一端与所述太阳能板(9)通过挂钩连接，所述蓄电池组(23)与所述太阳能板(9)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种采集土样的小型机械装置，其特征在于：所述隔板(16)与所述传动箱(13)焊接，所述主齿轮(19)以及所述副齿轮(14)与所述隔板(16)均转动连接，所述电机(20)与所述副齿轮(14)键连接，所述主齿轮(19)与所述副齿轮(14)啮合，所述副齿轮(14)与所述齿条(15)啮合，所述齿条(15)与所述侧板(5)通过螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的一种采集土样的小型机械装置，其特征在于：所述齿轮一(18)与所述主齿轮(19)通过螺钉连接，所述齿轮二(17)与所述齿轮一(18)啮合，所述齿轮一(18)与所述齿轮二(17)均为斜齿轮，所述连接轴(6)与所述齿轮二(17)通过螺钉连接。

6.根据权利要求1所述的一种采集土样的小型机械装置，其特征在于：所述减震座(4)与所述连接轴(6)通过螺栓连接，所述伸缩柱(27)与所述减震座(4)通过螺栓连接，所述弹簧(28)与所述伸缩柱(27)焊接。

7.根据权利要求1所述的一种采集土样的小型机械装置，其特征在于：所述振动板(30)与所述减震座(4)通过螺栓连接，所述振动机(29)与所述振动板(30)通过螺栓连接。

8.根据权利要求1所述的一种采集土样的小型机械装置，其特征在于：所述钻筒(3)与所述振动板(30)通过螺栓连接，所述通腔(25)成型于所述底座(2)上，所述称重筒(32)与所述底座(2)滑动连接，所述电动推杆(31)与所述称重筒(32)以及所述底座(2)均通过螺钉连接，所述压力传感器(34)与所述承载板(33)以及所述称重筒(32)均通过螺钉连接，所述称重筒(32)一侧壁底端设置有挡板(35)。

9.根据权利要求1所述的一种采集土样的小型机械装置，其特征在于：所述湿度传感器(26)与所述钻筒(3)通过螺钉连接，所述测距探头(8)与所述顶座(7)通过螺钉连接。

10.根据权利要求1所述的一种采集土样的小型机械装置，其特征在于：所述操作面板(12)与所述蓄电池组(23)、所述电机(20)、所述湿度传感器(26)、所述测距探头(8)、所述电动转轴(21)、所述振动机(29)以及所述显示屏(11)均电连接。

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