CN204832182U - 一种激光式土壤墒情传感器安放装置 - Google Patents

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章树安
陈敏
王光生
杨建青
戴宁
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Abstract

本实用新型公开了一种激光式土壤墒情传感器安放装置，包括土壤容器安放平台、支撑架、控制单元、电机、激光测距仪、传感器固定装置，所述土壤容器安放平台用于安放土样容器，所述支撑架固定在土壤容器安放平台上，所述电机和激光测距仪固定在支撑架顶端，所述传感器固定装置与电机相连，电机用于驱动传感器固定装置升降，所述控制单元驱动电机运转，所述激光测距仪采集到的信号传输至控制单元中。本实用新型通过激光测距仪精确测量传感器与土样表面的间距，并采用控制单元来控制电机的运转，使得传感器固定装置中传感器能够机械自动升降，从而实现了传感器的自动安放，安装过程快速，安放位置精确，避免人为误差的产生。

Description

一种激光式土壤墒情传感器安放装置
技术领域
本实用新型属于土壤墒情传感器相关设备技术领域，具体涉及一种用于安放土壤墒情传感器的专用装置。
背景技术
土壤墒情传感器又名土壤湿度传感器、土壤水分传感器，其主要用来测量土壤容积含水量，做土壤墒情监测及农业灌溉和林业防护。在土壤墒情传感器的精度标定以及检测过程中，都需要将传感器插入待测的土样中，长期以来此项工作都是由人工来完成的，但是在人工操作过程中，传感器插入土样中的角度，以及传感器用力大小每次都有差别，这就产生了人为误差，从而导致了土壤墒情监测过程中的误差难以精确控制。为了避免人为误差的产生，必须采用精度更好的自动装置来完成此项工作。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型公开了一种激光式土壤墒情传感器安放装置，能够利用激光测距方式和机械自动安放方法将土壤墒情传感器安放入待测试的土样中。
为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种激光式土壤墒情传感器安放装置，包括土壤容器安放平台、支撑架、控制单元、电机、激光测距仪、传感器固定装置，所述土壤容器安放平台用于安放土样容器，所述支撑架固定在土壤容器安放平台上，所述电机和激光测距仪固定在支撑架顶端，所述传感器固定装置与电机相连，电机用于驱动传感器固定装置升降，所述控制单元驱动电机运转，所述激光测距仪采集到的信号传输至控制单元中。
进一步的，所述传感器固定装置包括两个相对设置的固定片，两固定片通过紧固件彼此固定。
进一步的，所述两固定片彼此相对的表面上设有软垫。
进一步的，所述固定片具有弧形片和连接在弧形片两侧的固定耳，所述固定耳上设有固定孔。
进一步的，所述紧固件包括螺栓。
进一步的，所述电机连接有丝杆，所述传感器固定装置与丝杆固定连接。
进一步的，所述控制单元为单片机。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：
通过激光测距仪精确测量传感器与土样表面的间距，并采用控制单元来控制电机的运转，使得传感器固定装置中传感器能够机械自动升降，从而实现了传感器的自动安放，安装过程快速，安放位置精确，避免人为误差的产生。
附图说明
图1为激光式土壤墒情传感器安放装置结构示意图；
图2为固定装置分解示意图；
图3为激光式土壤墒情传感器安放装置中电气元件连接示意图；
图4为激光式土壤墒情传感器安放装置中电气元件连接示意图。
附图标记列表：
1-电机，2-激光测距仪，3-传感器固定装置，3-1-固定片，3-3-弧形片，3-4-固定耳，3-4-固定耳，3-5-固定孔，3-6-软垫，4-支撑架，5-控制单元，6-土壤容器安放平台，7-土样容器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
请参阅附图1～4，图1为本例提供的激光式土壤墒情传感器安放装置的侧面示意图，其结构包括土壤容器安放平台6、支撑架4、控制单元5、电机1、激光测距仪2和传感器固定装置3，其中，土壤容器安放平台1设于整个装置的底部、用于安放土样容器，支撑架4固定在土壤容器安放平台1上端面一侧，支撑架4为L形，顶部具有一横杆4-1，电机1和激光测距仪2即固定在支撑架顶端横杆4-1上。控制单元5分别与电机1和激光测距仪2具有信号连接或电连接，如图3所示，控制单元5能够驱动电机1运转，电机1连接着传感器固定装置3，电机正转或反转时，传感器固定装置3能够随之升降，激光测距仪2测得的数据传输至控制单元5中。控制单元可采用单片机、处理器、控制器等能够实现数据的运算存储功能的元器件。本装置应连接电源，电源用于为控制单元、电机和激光测距仪供电。如图4所示，控制单元还可连接有显示屏和人机交互装置。图1中，控制单元设置在支撑杆4上，实际上控制单元可设于装置的任意位置，只需和电机、激光测距仪具有信号连接或电连接即可。
电机转动轴连接着丝母，丝母与丝杆相连，传感器固定装置3顶部焊接在丝杆上，当电机转动轴转动时，丝杆能够带动传感器固定装置3升降。由于丝杆、丝母属于常规的将旋转运动转化为直线运动的构件，在图中并未详细画出。
请参阅图2，传感器固定装置3包括两个形状相同、彼此相对设置的固定片3-1，传感器置于两个固定片中，通过螺栓、螺母等紧固件将两固定片边缘连接在一起，能够将传感器固定在两固定片之间。图2中，两固定片形状相同，均包括中部的弧形片3-3和连接在弧形片两侧的固定耳3-4，固定耳3-4上设有用于穿过螺栓的固定孔3-5。当两固定片相对固定时，中部留下可容纳传感器的圆形空间，两固定片彼此相对的表面上优选设有软垫3-6，有效避免固定片划伤传感器，并能够防止传感器在固定装置中滑动。
当使用本激光式土壤墒情传感器安放装置时，打开传感器固定装置3，将土壤墒情传感器置于两固定片中固定，将土样容器7放置于土壤容器安放平台6上，并令激光测距仪2激光头正好位于土样容器7中土样上方。激光测距仪3能够测得与土样之间的垂直距离，控制单元接收激光测距仪3测量的距离后，减去传感器固定装置3和激光测距仪3之间的垂直距离（每次使用本装置时，丝杆应处于完全收缩的初始状态，因此传感器固定装置和激光测距仪之间的距离固定，该距离可预先设置在单片机中），即可得到电机需要推进的距离，单片机自动控制电机运转、带动传感器固定装置3按测定的距离下降，至传感器表面与土样表面完全接触为止，从而将传感器固定装置安放入土样容器7中。上述计算过程可采用简单程序实现，属于现有技术，具体可参见下述网页链接中提供的具体程序实现方式（http://wenku.baidu.com/link?url=PrsYQ061PEqI7Ly8Uc1tiP6AzrQ4dQtuLf4SneHK_jMzXiO7SwRSC99O1fmTiAtlELhn_mRUMnlk9L4p41ycGyIiFRpI9FX9q3-g8rqoz4K）。本装置也可采用手动控制方式，单片机将获取的激光测距仪测量的距离传输至显示屏中进行显示，操作人员进行计算后得到电机推进距离，通过人机交互装置操作单片机，控制电机运转至计算得到的推进距离后，将传感器安放在土样容器7中。
本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种激光式土壤墒情传感器安放装置，其特征在于：包括土壤容器安放平台、支撑架、控制单元、电机、激光测距仪、传感器固定装置，所述土壤容器安放平台用于安放土样容器，所述支撑架固定在土壤容器安放平台上，所述电机和激光测距仪固定在支撑架顶端，所述传感器固定装置与电机相连，电机用于驱动传感器固定装置升降，所述控制单元驱动电机运转，所述激光测距仪采集到的信号传输至控制单元中。
2.根据权利要求1所述的激光式土壤墒情传感器安放装置，其特征在于：所述传感器固定装置包括两个相对设置的固定片，两固定片通过紧固件彼此固定。
3.根据权利要求2所述的激光式土壤墒情传感器安放装置，其特征在于：所述两固定片彼此相对的表面上设有软垫。
4.根据权利要求2或3所述的激光式土壤墒情传感器安放装置，其特征在于：所述固定片具有弧形片和连接在弧形片两侧的固定耳，所述固定耳上设有固定孔。
5.根据权利要求2或3所述的激光式土壤墒情传感器安放装置，其特征在于：所述紧固件包括螺栓。
6.根据权利要求1所述的激光式土壤墒情传感器安放装置，其特征在于：所述电机连接有丝杆，所述传感器固定装置与丝杆固定连接。
7.根据权利要求1所述的激光式土壤墒情传感器安放装置，其特征在于：所述控制单元为单片机。
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