CN116908244A - 一种林业生态保护用采样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生态保护设备技术领域，且公开了一种林业生态保护用采样装置，包括整体外部机构、底部支撑机构、内部检测机构，所述整体外部机构还包括有整体底板，本发明利用氢离子在水溶液中向电势低的方向自由移动，氢氧根离子在熔盐中或水溶液中可以向电势高的方向自由移动的特征，在检测外壳内部设置有酸性感应器与碱性感应器，当酸碱感应杆释放微电流，酸碱感应杆外部受电源影响，表面会形成一个电荷膜，当酸碱感应杆插入土壤时，外部为酸性时，电荷膜上的氢离子负责传导电位，并作用在酸性感应器，降低pH值；外部为碱性时，电荷膜上的氢氧根离子负责传导电位，并作用在碱性感应器提高pH值，通过上述反应快速检测底部土壤的酸碱是否符合要求。
Description
技术领域
本发明涉及生态保护设备技术领域，具体为一种林业生态保护用采样装置。
背景技术
林业是指保护生态环境保持生态平衡，培育和保护森林以取得木材和其他林产品、利用林木的自然特性以发挥防护作用的生产部门，林业在进行生态保护研究时需要用到采样装置进行样本采集工作，同一种植物的种植时间过长会导致土壤酸碱发生极大变化。
植物生长的两个基础条件是：土壤，水分；本发明面向林业等大场地，通过人工进行逐个观察检验，效率较低，消耗大量人力，物力才能完成工作，针对土壤中酸碱以及含水量作主要检查对象，当前市场上的设备多采用人工检测，机械采样为主要方式，效率较低，针对以上问题，提出以下方案。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种林业生态保护用采样装置，包括整体外部机构，整体外部机构还包括有整体底板，整体底板的顶部固定连接有整体主板，整体底板的顶部固定连接有电动伸缩杆，该整体外部机构为后续机构提供安装位置，其在运转过程中起到稳定效果，抵消机构运转时产生的颤抖与振动，保证设备正常运行，避免出现颠簸等问题。
底部支撑机构，底部支撑机构包括固定连接在电动伸缩杆顶部的支撑主板，支撑主板上设有通孔，通孔的内壁转动连接有支撑外管，支撑外管贯通支撑主板设置，支撑外管的外壁处固定连接有支撑转轮。
内部检测机构，内部检测机构包括固定连接在整体主板内壁处的检测伸缩小杆，检测伸缩小杆远离整体底板的一端固定连接有检测顶板，检测顶板的顶部固定连接有检测外壳，该装置将电流作用在土壤内部溶液，通过测量土壤溶液中的水分离子浓度来测定pH值。
优选的，整体外部机构还包括固定连接在整体底板顶部的整体侧板，整体侧板的内壁与整体主板的侧壁固定连接，整体侧板的尾部固定连接有整体外架，本发明内部设置有整体底板、整体侧板、整体外架，通过整体侧板与整体外架的紧密贴合，从而增大了整体外部机构运转时的稳定性，有利于降低底部支撑机构工作时产生的晃动。
优选的，整体外部机构还包括固定连接在整体侧板外壁处的整体侧块，整体侧块的内壁与整体外架固定连接，整体侧块的外壁处转动连接有整体轮毅，整体底板的顶部开设有整体大槽，整体大槽贯通整体底板设置。
优选的，底部支撑机构还包括固定连接在支撑主板顶部的动力马达，动力马达的顶部转动连接有支撑动板，支撑动板的外壁处套设有支撑皮带，支撑皮带远离支撑动板的一端与支撑转轮的外壁转动连接，支撑主板的顶部固定连接有支撑支架，支撑支架远离支撑主板的一端固定连接有支撑内胆，支撑内胆设置在支撑外管的内部，支撑内胆的外壁与支撑外管的内壁转动连接，该动力马达为整体机构提供运转的动力，带动底部支撑机构中支撑外管的运转，实现挖掘的效果。
优选的，底部支撑机构还包括固定连接在支撑外管外壁处的支撑外齿，支撑外管远离支撑主板的一端固定连接有支撑底齿，支撑内胆的底部内侧处转动连接有若干个支撑切割板，若干个支撑切割板靠近支撑内胆的一端转动连接有若干个单向齿轮，当底部土壤出现酸碱不合格时，通过底部支撑机构对土壤进行挖掘采样，为保证所采取样本的完整性，通过支撑外管对土壤进行钻取，在完成钻取后，顶部动力马达向相反方向进行旋转，底部单向齿轮受支撑外管的影响，使支撑切割板切断底部土壤与内部土壤的连接，并在向上拉扯时，支撑切割板起到固定内部土壤的效果。
优选的，内部检测机构还包括固定连接在检测外壳内壁处的碱性感应器，检测顶板远离碱性感应器的一端固定连接有湿度感应杆，湿度感应杆的外壁处固定连接有若干个检测外环，当湿度感应杆底部产生电流时，利用土壤中的水分传导电流，通过检测外环进行电压检测，其中，电阻越高，土壤含水量越低。
优选的，内部检测机构还包括固定连接在整体底板顶部的硅胶净杆体，硅胶净杆体上设有两个通孔，其中一通孔内壁与湿度感应杆的外壁滑动连接，检测顶板的底部固定连接有酸碱感应杆，酸碱感应杆的外壁与硅胶净杆体上另一通孔的内壁滑动连接，湿度感应杆与酸碱感应杆的外壁均与整体底板上整体大槽的内壁滑动连接，酸碱感应杆和湿度感应杆均贯穿硅胶净杆体和整体底板并延伸至外侧，土壤的含水量同样是保护林业的主要因素，含水量长时间过高会导致树根发生腐烂现象，过干会导致水分缺失，湿度感应杆中的电流作用在土壤内部溶液，通过测量电流在土壤中阻力，从而测量出土壤含水量是否符合植物需求，当湿度感应杆与酸碱感应杆完成检测工序后，在向上复位时硅胶净杆体将刮除湿度感应杆与酸碱感应杆外壁的土壤，达到清洁效果。
优选的，内部检测机构还包括开设在酸碱感应杆内壁处的检测内槽，酸碱感应杆的底部固定连接有检测传感体，检测传感体的顶部固定连接有检测导电杆，检测导电杆远离检测传感体的一端固定连接有酸性感应器，检测导电杆位于酸碱感应杆内部的检测内槽中，利用氢离子在水溶液中向电势低的方向自由移动，氢氧根离子在熔盐中或水溶液中可以向电势高的方向自由移动的特征，在该设备内部设置有酸性感应器与碱性感应器，当酸碱感应杆释放微电流，酸碱感应杆外部受电源影响，表面会形成一个电荷膜，当酸碱感应杆插入土壤时，外部为酸性时，电荷膜上的氢离子负责传导电位，并作用在酸性感应器，降低pH值；外部为碱性时，电荷膜上的氢氧根离子负责传导电位，并作用在碱性感应器提高pH值，通过上述反应快速检测底部土壤的酸碱是否符合要求。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明利用氢离子在水溶液中向电势低的方向自由移动，氢氧根离子在熔盐中或水溶液中可以向电势高的方向自由移动的特征，当酸碱感应杆插入泥土，顶部释放电流时，利用土壤对电流的影响，酸碱感应杆靠近酸性感应器的一端电势高，酸碱感应杆远离酸性感应器的一端因为土壤影响电势偏低，设备工作时，酸碱感应杆释放微电流，酸碱感应杆外部受电源影响，表面会形成一个电荷膜，当外部土壤溶液为酸性时，电荷膜上的氢离子负责传导电位并向检测传感体传导，通过检测导电杆向酸性感应器传达信号，当外部土壤溶液为碱性时，电荷膜上的氢氧根离子向电势高的一端流动，并通过内部线路将电流传输至碱性感应器，通过上述方式检测土壤的酸碱性。
（2）本发明利用水的导电性，当湿度感应杆插入土壤后，湿度感应杆末端释放电流，湿度感应杆中的电流作用在土壤内部溶液，通过检测外环感应土壤电流，从下至上电势的递减情况，测量出土壤含水量是否符合植物需求。
（3）本发明在完成上述检测工序，当底部土壤出现酸碱不合格时，通过底部支撑机构对土壤进行挖掘采样，为保证所采取样本的完整性，通过支撑外管对土壤进行钻取，在完成钻取后，顶部动力马达向相反方向进行旋转，底部单向齿轮受支撑外管的影响，使支撑切割板切断底部土壤与内部土壤的连接，并在向上拉扯时，支撑切割板起到固定内部土壤的效果。
（4）本发明内部设置有整体外部机构、底部支撑机构、内部检测机构结构简单，成本低廉，体积小、功耗低，可室外使用，操作方便，故障率低，可以有效缩短采样所耗费的时间，提升用户的工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体结构爆炸示意图；
图2为本发明整体结构示意图；
图3为本发明整体外部机构的内部结构示意图；
图4为本发明底部支撑机构示意图；
图5为本发明本发明单向齿轮结构示意图；
图6为本发明图5中A的放大图；
图7为本发明内部检测机构示意图；
图8为本发明酸碱感应杆剖视示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
图中：1、整体外部机构；101、整体底板；102、整体主板；103、电动伸缩杆；104、整体侧板；105、整体外架；106、整体侧块；107、整体轮毅；108、整体大槽；2、底部支撑机构；201、支撑主板；202、支撑外管；203、支撑转轮；204、动力马达；205、支撑动板；206、支撑皮带；207、支撑支架；208、支撑内胆；209、支撑外齿；210、支撑底齿；211、支撑切割板；212、单向齿轮；3、内部检测机构；301、检测伸缩小杆；302、检测顶板；303、检测外壳；304、碱性感应器；305、湿度感应杆；306、检测外环；307、硅胶净杆体；308、酸碱感应杆；309、检测内槽；310、检测传感体；311、检测导电杆；312、酸性感应器。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，请参阅图1－图3，本发明为一种林业生态保护用采样装置，包括整体外部机构1，整体外部机构1还包括有整体底板101，整体底板101的顶部固定连接有整体主板102，整体底板101的顶部固定连接有电动伸缩杆103，该整体外部机构1为后续机构提供安装位置，其在运转过程中起到稳定效果，抵消机构运转时产生的颤抖与振动，保证设备正常运行，避免出现颠簸等问题。
底部支撑机构2，底部支撑机构2包括固定连接在电动伸缩杆103顶部的支撑主板201，支撑主板201上设有通孔，通孔的内壁转动连接有支撑外管202，支撑外管202贯通支撑主板201设置，支撑外管202的外壁处固定连接有支撑转轮203，电动伸缩杆103带动支撑主板201进行上下移动，为支撑外管202提供向上下移动的动力。
内部检测机构3，内部检测机构3包括固定连接在整体主板102内壁处的检测伸缩小杆301，检测伸缩小杆301远离整体底板101的一端固定连接有检测顶板302，检测顶板302的顶部固定连接有检测外壳303，该装置将电流作用在土壤内部溶液，通过测量土壤溶液中的水分离子浓度来测定pH值。
整体外部机构1还包括固定连接在整体底板101顶部的整体侧板104，整体侧板104的内壁与整体主板102的侧壁固定连接，整体侧板104的尾部固定连接有整体外架105，本发明内部设置有整体底板101、整体侧板104、整体外架105，通过整体侧板104与整体外架105的紧密贴合，从而增大了整体外部机构1运转时的稳定性，有利于降低底部支撑机构2工作时产生的晃动。
整体外部机构1还包括固定连接在整体侧板104外壁处的整体侧块106，整体侧块106的内壁与整体外架105的外壁固定连接，整体侧块106的外壁处转动连接有整体轮毅107，整体底板101的顶部开设有整体大槽108，整体大槽108贯通整体底板101设置，整体轮毅107为设备提供移动的动力，为设备提供移动的效果。
实施例二，请参阅图4－图8，本发明为一种林业生态保护用采样装置，在实例一的基础上，底部支撑机构2还包括固定连接在支撑主板201顶部的动力马达204，动力马达204的顶部转动连接有支撑动板205，支撑动板205的外壁处套设有支撑皮带206，支撑皮带206远离支撑动板205的一端与支撑转轮203的外壁转动连接，支撑主板201的顶部固定连接有支撑支架207，支撑支架207远离支撑主板201的一端固定连接有支撑内胆208，支撑内胆208设置在支撑外管202的内部，支撑内胆208的外壁与支撑外管202的内壁转动连接，该动力马达204为整体机构提供运转的动力，带动底部支撑机构2 中支撑外管202的运转，实现挖掘的效果。
底部支撑机构2还包括固定连接在支撑外管202外壁处的支撑外齿209，当支撑外管202向下转动时，支撑外齿209破开底部土壤，降低土壤对支撑外管202的摩擦力，支撑外管202远离支撑主板201的一端固定连接有支撑底齿210，支撑内胆208的底部内侧处转动连接有若干个支撑切割板211，若干个支撑切割板211靠近支撑内胆208的一端转动连接有若干个单向齿轮212，当底部土壤出现酸碱不合格时，通过底部支撑机构2对土壤进行挖掘采样，为保证所采取样本的完整性，通过支撑外管202对土壤进行钻取，在完成钻取后，顶部动力马达204向相反方向进行旋转，底部单向齿轮212受支撑外管202的影响，使支撑切割板211切断底部土壤与内部土壤的连接，并在向上拉扯时，支撑切割板211起到固定内部土壤的效果。
内部检测机构3还包括固定连接在检测外壳303内壁处的碱性感应器304，检测顶板302远离碱性感应器304的一端固定连接有湿度感应杆305，湿度感应杆305的外壁处固定连接有若干个检测外环306，当湿度感应杆305底部产生电流时，通过土壤隔离检测外环306进行电压检测，并利用土壤中的水分传导电流，通过检测外环进行电压检测，其中，电阻越高，土壤含水量越低。
内部检测机构3还包括固定连接在整体底板101顶部的硅胶净杆体307，硅胶净杆体307上设有两个通孔，其中一通孔内壁与湿度感应杆305的外壁滑动连接，检测顶板302的底部固定连接有酸碱感应杆308，酸碱感应杆308的外壁与硅胶净杆体307上另一通孔的内壁滑动连接，湿度感应杆305与酸碱感应杆308的外壁均与整体底板101上整体大槽108的内壁滑动连接，酸碱感应杆308和湿度感应杆305均贯穿硅胶净杆体307和整体底板101并延伸至外侧，土壤的含水量同样是保护林业的主要因素，含水量长时间过高会导致树根发生腐烂现象，过干会导致水分缺失，湿度感应杆305 中的电流作用在土壤内部溶液，通过测量电流在土壤中阻力，从而测量出土壤含水量是否符合植物需求。
内部检测机构3还包括开设在酸碱感应杆308内壁处的检测内槽309，酸碱感应杆308的底部固定连接有检测传感体310，检测传感体310的顶部固定连接有检测导电杆311，检测导电杆311远离检测传感体310的一端固定连接有酸性感应器312，检测导电杆311位于酸碱感应杆308内部的检测内槽309中，利用氢离子在水溶液中向电势低的方向自由移动，氢氧根离子在熔盐中或水溶液中可以向电势高的方向自由移动的特征，在底部支撑机构2内部设置有酸性感应器312与碱性感应器304，当酸碱感应杆308释放微电流，酸碱感应杆308外部受电源影响，表面会形成一个电荷膜，当酸碱感应杆308插入土壤时，外部为酸性时，电荷膜上的氢离子负责传导电位，并作用在酸性感应器312，降低pH值；外部为碱性时，电荷膜上的氢氧根离子负责传导电位，并作用在碱性感应器304提高pH值，通过上述反应快速检测底部土壤的酸碱是否符合要求。
本实施例的一个具体应用为：在使用该设备前，接通该设备的电源，并开始对户外进行定点检测，通过按压检测伸缩小杆301使湿度感应杆305与酸碱感应杆308插入土壤内部，并利用氢离子在水溶液中向电势低的方向自由移动，氢氧根离子在熔盐中或水溶液中可以向电势高的方向自由移动的特征，在底部支撑机构2内部设置有酸性感应器312与碱性感应器304，当酸碱感应杆308释放微电流，酸碱感应杆308外部受电源影响，表面会形成一个电荷膜，当酸碱感应杆308插入土壤时，外部为酸性时，电荷膜上的氢离子负责传导电位，并作用在酸性感应器312，降低pH值；外部为碱性时，电荷膜上的氢氧根离子负责传导电位，并作用在碱性感应器304提高pH值，通过上述反应快速检测底部土壤的酸碱是否符合要求，检测土壤的含水量时，湿度感应杆305中的电流作用在土壤内部溶液，通过测量电流在土壤中阻力，从而测量出土壤含水量是否符合植物需求。
完成上述检测工序，当底部土壤出现酸碱不合格时，通过底部支撑机构2对土壤进行挖掘采样，通过电动伸缩杆103带动支撑主板201的上下移动，支撑主板201在上下移动时，通过支撑支架207带动支撑内胆208上下移动，在支撑主板201上下移动时，直接带动支撑外管202进行上下移动，其中动力马达204通过支撑皮带206带动支撑转轮203与支撑外管202的旋转，当支撑外管202接触土壤外壁时，支撑外齿209与支撑底齿210破坏底部土壤的连接，挖掘到所需深度后，动力马达204反向旋转，单向齿轮212受外部支撑底齿210的反向旋转的影响，向外逐步延展，并通过支撑外管202反向的旋转逐渐切断内部土壤的连接，此时，在装置向上拉扯时，支撑切割板211起到固定内部土壤的效果。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种林业生态保护用采样装置，包括整体外部机构（1），所述整体外部机构（1）还包括有整体底板（101），所述整体底板（101）的顶部固定连接有整体主板（102），所述整体底板（101）的顶部固定连接有电动伸缩杆（103），其特征在于，还包括：
底部支撑机构（2），所述底部支撑机构（2）包括固定连接在电动伸缩杆（103）顶部的支撑主板（201），所述支撑主板（201）上设有通孔，所述通孔的内壁转动连接有支撑外管（202），所述支撑外管（202）贯通支撑主板（201）设置，所述支撑外管（202）的外壁处固定连接有支撑转轮（203）；
内部检测机构（3），所述内部检测机构（3）包括固定连接在整体主板（102）内壁处的检测伸缩小杆（301），所述检测伸缩小杆（301）远离整体底板（101）的一端固定连接有检测顶板（302），所述检测顶板（302）的顶部固定连接有检测外壳（303）。
2.根据权利要求1所述的一种林业生态保护用采样装置，其特征在于：所述整体外部机构（1）还包括固定连接在整体底板（101）顶部的整体侧板（104），所述整体侧板（104）的内壁与整体主板（102）的侧壁固定连接，所述整体侧板（104）的尾部固定连接有整体外架（105）。
3.根据权利要求2所述的一种林业生态保护用采样装置，其特征在于：所述整体外部机构（1）还包括固定连接在整体侧板（104）外壁处的整体侧块（106），所述整体侧块（106）的内壁与整体外架（105）固定连接，所述整体侧块（106）的外壁处转动连接有整体轮毅（107），所述整体底板（101）的顶部开设有整体大槽（108），所述整体大槽（108）贯通整体底板（101）设置。
4.根据权利要求3所述的一种林业生态保护用采样装置，其特征在于：所述底部支撑机构（2）还包括固定连接在支撑主板（201）顶部的动力马达（204），所述动力马达（204）的顶部转动连接有支撑动板（205），所述支撑动板（205）的外壁处套设有支撑皮带（206），所述支撑皮带（206）远离支撑动板（205）的一端与支撑转轮（203）的外壁转动连接，所述支撑主板（201）的顶部固定连接有支撑支架（207），所述支撑支架（207）远离支撑主板（201）的一端固定连接有支撑内胆（208），所述支撑内胆（208）设置在支撑外管（202）的内部，所述支撑内胆（208）的外壁与支撑外管（202）的内壁转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种林业生态保护用采样装置，其特征在于：所述底部支撑机构（2）还包括固定连接在支撑外管（202）外壁处的支撑外齿（209），所述支撑外管（202）远离支撑主板（201）的一端固定连接有支撑底齿（210），所述支撑内胆（208）的底部内侧处转动连接有若干个支撑切割板（211），若干个所述支撑切割板（211）靠近支撑内胆（208）的一端转动连接有若干个单向齿轮（212）。
6.根据权利要求5所述的一种林业生态保护用采样装置，其特征在于：所述内部检测机构（3）还包括固定连接在检测外壳（303）内壁处的碱性感应器（304），所述检测顶板（302）远离碱性感应器（304）的一端固定连接有湿度感应杆（305），所述湿度感应杆（305）的外壁处固定连接有若干个检测外环（306）。
7.根据权利要求6所述的一种林业生态保护用采样装置，其特征在于：所述内部检测机构（3）还包括固定连接在整体底板（101）顶部的硅胶净杆体（307），所述硅胶净杆体（307）上设有两个通孔，其中一通孔内壁与湿度感应杆（305）的外壁滑动连接，所述检测顶板（302）的底部固定连接有酸碱感应杆（308），所述酸碱感应杆（308）的外壁与硅胶净杆体（307）上另一通孔的内壁滑动连接，所述湿度感应杆（305）与酸碱感应杆（308）的外壁均与整体底板（101）上整体大槽（108）的内壁滑动连接，所述酸碱感应杆（308）和湿度感应杆（305）均贯穿硅胶净杆体（307）和整体底板（101）并延伸至外侧。
8.根据权利要求7所述的一种林业生态保护用采样装置，其特征在于：所述内部检测机构（3）还包括开设在酸碱感应杆（308）内壁处的检测内槽（309），所述酸碱感应杆（308）的底部固定连接有检测传感体（310），所述检测传感体（310）的顶部固定连接有检测导电杆（311），所述检测导电杆（311）远离检测传感体（310）的一端固定连接有酸性感应器（312），所述检测导电杆（311）位于酸碱感应杆（308）内部的检测内槽（309）中。
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