CN205049365U - 一种智能车载土壤取样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能车载土壤取样器，包括传动机构、导向机构、螺杆增加机构、铲头更换机构和支撑机构，所述支撑机构包括机架和行走轮，机架下部安装有行走轮，机架上安装有传动机构、导向机构、螺杆增加机构、铲头更换机构；所述螺杆增加机构的下部与导向机构的皮带导向轮通过螺纹连接，传动机构与导向机构通过皮带连接，导向机构的侧部设置有铲头更换机构，铲头更换机构安装在机架凹槽的侧部；本实用新型具有高智能化、车载、机械化高效率和体积小、方便携带等优点，全程智能化操作，通过将自动控制、人工智能等的综合运用，解决了原有洛阳铲的劳动量大、操作繁杂、对地下情况不能及时了解等问题，可应用于考古领域的土壤勘测方面。

Description

一种智能车载土壤取样器

技术领域

本实用新型涉及一种考古用工具，具体是一种智能车载土壤取样器。

背景技术

目前在考古领域，洛阳铲是对地下的土壤进行取样研究的最佳工具，因其具有体积小，携带方便，效率高等优点已成为如今考古界和盗墓界的一大神器，洛阳铲由两个部分组成，分别为一个U型的金属铲身和一个长柄，主要作用是探孔定位、判断地下是否有墓穴；然而，由于对文物的完整度要求和考古效率要求越来越高，探索的地形复杂度也越来越大，目前普通的洛阳铲已经无法满足考古学家的要求，尤其是在时间效率上，已大大落后，取土手动化的劳动量以及装载工具的繁琐过程给考古带来了很大的不利影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种取土效率高、实现自动化控制的智能车载土壤取样器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种智能车载土壤取样器，包括传动机构、导向机构、螺杆增加机构、铲头更换机构和支撑机构，所述支撑机构包括机架和行走轮，机架下部安装有行走轮，机架上安装有传动机构、导向机构、螺杆增加机构、铲头更换机构；所述螺杆增加机构的下部与导向机构的皮带导向轮通过螺纹连接，传动机构与导向机构通过皮带连接，导向机构的侧部设置有铲头更换机构，铲头更换机构安装在机架凹槽的侧部。

所述传动机构包括皮带轮传动机构和螺旋传动机构，皮带轮传动机构用于带动螺纹杆旋转以实现螺纹杆的升降，皮带轮传动机构包括皮带轮和皮带导向轮，两者之间通过皮带实现联动，皮带轮通过第一电动机驱动；螺旋传动机构包括螺纹杆、螺母和支架，螺纹杆与皮带导向轮螺纹连接，通过皮带轮的转动，可以巧妙的将回转运动变成直线运动，从而传递动力，将螺纹杆一节一节的向下传递，最下部的螺纹杆的端部安装有铲头，传动机构通过支架固定在支撑机构的机架上。

所述螺杆增加机构主要用于增加螺纹杆的节数，将铲头带到地下取土；螺杆增加机构包括螺纹杆、螺杆盒、第二电动机和螺杆夹，所述螺杆盒内放置有多个螺纹杆，螺杆盒的内部两端各设置有一个弹簧片，螺杆盒的中间下部设置有一个卡槽，卡槽的下方设置有螺杆夹，螺杆夹通过第二电动机驱动实现螺纹杆的转向；弹簧片开始时被螺纹杆压紧，当螺杆盒内的螺纹杆被夹取后，弹簧片会自动向前弹，将下一个螺纹杆弹到卡槽内，第二电动机驱动螺杆夹夹持住螺杆盒内的螺纹杆，顺时针旋转90°，与下方正在下降的螺纹杆螺纹连接，锁紧后两者一起下落。

所述导向机构包括皮带导向轮、传感器和摄像头，皮带导向轮与传动机构的皮带轮联动，实现螺纹杆的升降，主要用于地面上的导向和底下的探索。

所述铲头更换机构包括换铲杆、转换头和铲头；换铲杆通过电机驱动实现转动，换铲杆安装在靠近换铲杆的机架凹槽的侧部，换铲杆的端部设置有转换头，转换头用于夹持铲头，铲头上设置有传感器；所述换铲杆的侧部机架上设置有待更换铲头放置槽，待更换铲头放置槽内设置有待更换铲头。

作为本实用新型进一步的方案：所述卡槽的设置方向与螺纹杆的放置方向一致。

作为本实用新型再进一步的方案：所述螺杆夹在第二电动机达到带动下旋转，旋转角度为90°。

作为本实用新型再进一步的方案：所述螺纹杆的一端设置为具有外螺纹的凸部，另一端设置为具有内螺纹的凹部，螺纹杆的两端结构、尺寸适配，相邻两螺纹杆之间通过凸部与凹部之间的螺纹连接固定。

作为本实用新型再进一步的方案：所述支撑机构的机架上以及铲头上均设置有摄像头。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，设计合理，体积小，携带方便，勘测全程智能化调控；摄像头智能实现自动化智能跟随，观测土壤下面的状况，对地下情形及时了解；机械化土壤取样代替高强度的人工操作，大大提高了工作效率；皮带轮传动机构主要由皮带轮组成，带动螺纹杆旋转以实现螺纹杆的升降；螺旋传动机构主要由螺纹杆、螺母和支架组成，利用皮带轮和皮带导向轮通过电机驱动可以巧妙的将螺纹杆的回转运动变为直线运动，从而传递动力，将一节一节螺纹杆向下传递；螺杆增加机构主要用于增加螺纹节数以达到不同使用长度的组合，将铲头带到地下取土，铲头更换机构主要用于更换铲头，导向机构主要用于地面上的导向和地下的探索，支撑机构用于支撑整个整体；传动机构具有过载保护的功能，工作平稳，且维修简单；本实用新型具有高智能化、车载、机械化高效率和体积小、方便携带等优点，全程智能化操作，通过将自动控制、人工智能等的综合运用，解决了原有洛阳铲的劳动量大、操作繁杂、对地下情况不能及时了解等问题，可应用于考古领域的土壤勘测方面，目前智能化跟随技术已经发展到我们的生活中来，将其运用到考古勘测领域中来，在目前还未有这样设计的大量尝试，但其具有的高智能化在土壤勘测方面定会具有很大的市场前进景。

附图说明

图1为本实用新型的外部结构示意图。

图2为本实用新型的整体结构示意图。

图3为本实用新型中传动机构的立体结构示意图。

图4为本实用新型中传动机构的俯视图。

图5为本实用新型中螺杆增加机构的立体示意图。

图6为本实用新型中螺纹杆装填结构示意图。

图7为本实用新型中螺杆夹夹持螺纹杆的状态示意图。

图8为本实用新型中螺杆夹控制螺纹杆转向的示意图。

图9为本实用新型中螺纹杆之间的连接示意图。

图10为本实用新型中铲头更换机构的结构示意图。

其中，1-传动机构；2-螺杆增加机构；3-导向机构；4-支撑机构；5-铲头更换机构；6-螺杆盒；7-螺纹杆；8-皮带；9-支架；10-转换头；11-换铲杆；12-皮带轮；13-铲头；14-第一电动机；15-第二电动机；16-螺杆夹；17-卡槽；18-弹簧片；19-凸部；20-凹部；21-皮带导向轮；22-传感器；23-待更换铲头。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-10，一种智能车载土壤取样器，包括传动机构1、导向机构3、螺杆增加机构2、铲头更换机构5和支撑机构4，所述支撑机构4包括机架和行走轮，机架下部安装有行走轮，机架上安装有传动机构1、导向机构3、螺杆增加机构2、铲头更换机构5；所述螺杆增加机构2的下部与导向机构3的皮带导向轮21通过螺纹连接，传动机构1与导向机构3通过皮带8连接，导向机构3的侧部设置有铲头更换机构5，铲头更换机构5安装在机架凹槽的侧部。

所述传动机构1包括皮带轮传动机构和螺旋传动机构，皮带轮传动机构用于带动螺纹杆7旋转以实现螺纹杆7的升降，皮带轮传动机构包括皮带轮12，皮带轮12与皮带导向轮21之间通过皮带8实现联动，皮带轮12通过第一电动机14驱动；螺旋传动机构包括螺纹杆7、螺母和支架9，螺纹杆7与其中皮带导向轮21螺纹连接，通过皮带轮12的转动，可以巧妙的将回转运动变成直线运动，从而传递动力，将螺纹杆7一节一节的向下传递，最下部的螺纹杆7的端部安装有铲头13，传动机构1通过支架9固定在支撑机构4的机架上。

所述螺杆增加机构2主要用于增加螺纹杆的节数，将铲头带到地下取土；螺杆增加机构2包括螺纹杆7、螺杆盒6、第二电动机15和螺杆夹16，所述螺杆盒6内放置有多个螺纹杆7，螺杆盒6的内部两端各设置有一个弹簧片18，螺杆盒6的中间下部设置有一个卡槽17，卡槽17的下方设置有螺杆夹16，螺杆夹16通过第二电动机15驱动实现螺纹杆7的转向；弹簧片18开始时被螺纹杆7压紧，当螺杆盒6内的螺纹杆7被夹取后，弹簧片18会自动向前弹，将下一个螺纹杆7弹到卡槽17内，第二电动机15驱动螺杆夹16夹持住螺杆盒6内的螺纹杆7，顺时针旋转90°，与下方正在下降的螺纹杆7螺纹连接，锁紧后两者一起下落。

所述导向机构3包括皮带导向轮21、传感器22和摄像头，皮带导向轮21与传动机构1的皮带轮12联动，实现螺纹杆7的升降，主要用于地面上的导向和底下的探索。

所述铲头更换机构5包括换铲杆11、转换头10和铲头13；换铲杆11通过电机驱动实现转动，换铲杆11安装在靠近换铲杆11的机架凹槽的侧部，换铲杆11的端部设置有转换头10，转换头10用于夹持铲头13，铲头13上设置有传感器22；所述换铲杆11的侧部机架上设置有待更换铲头放置槽，待更换铲头放置槽内设置有待更换铲头23。

所述卡槽17的设置方向与螺纹杆7的放置方向一致。

所述螺杆夹16在第二电动机15达到带动下旋转，旋转角度为90°。

所述螺纹杆7的一端设置为具有外螺纹的凸部19，另一端设置为具有内螺纹的凹部20，螺纹杆7的两端结构、尺寸适配，相邻两螺纹杆7之间通过凸部19与凹部20之间的螺纹连接固定。

所述支撑机构4的机架上以及铲头13上均设置有摄像头。

本实用新型的工作原理是：第二电动机15带动螺杆夹16夹取位于螺杆盒6卡槽17内的螺纹杆7，夹取后螺杆夹16旋转90度将螺纹杆7垂直带下并与下面的螺纹杆7通过螺纹连接在一起，皮带轮12在第一电动机14的带动下，传递动力带动皮带轮12的传动机构和螺旋传动机构实现螺纹杆7的上下运动，皮带轮12正转带动螺纹杆7向下运动，位于螺纹杆7前端的铲头13采集下潜的地下土壤；皮带轮12反转带动螺纹杆7上升，将土壤取出进行分析，当发现铲头13损坏严重的情况下，通过铲头更换机构5更换新的铲头13继续工作；铲头更换机构5在传感器22检测到铲头13损伤的较为严重情况下，铲头13与螺纹杆7锁紧，皮带轮12反转带着铲头13一起上升，螺纹杆7自动退到螺杆盒6里，换铲杆11利用转换头10卸下铲头13，接着转向待更换铲头23夹取待更换铲头23安装在螺纹杆7下方；皮带导向轮21在传感器22的配合下由中心控制器控制实现自动行走，摄像头安装于机架和铲头13部位，可360度旋转，主要用于地面上的导向和地下的探索，第二电动机15驱动螺杆夹16夹持住螺杆盒6内的螺纹杆7，顺时针旋转90度，与下面正在下降的螺纹杆7相互配合连接，两者锁紧后一起下落，根据实际探测需要选择相应的螺纹杆7的连接数量以达到探测位置。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种智能车载土壤取样器，包括传动机构(1)、导向机构(3)、螺杆增加机构(2)、铲头更换机构(5)和支撑机构(4)，其特征在于：所述支撑机构(4)包括机架和行走轮，机架下部安装有行走轮，机架上安装有传动机构(1)、导向机构(3)、螺杆增加机构(2)、铲头更换机构(5)；所述螺杆增加机构(2)的下部与导向机构(3)的皮带导向轮(21)通过螺纹连接，传动机构(1)与导向机构(3)通过皮带(8)连接，导向机构(3)的侧部设置有铲头更换机构(5)，铲头更换机构(5)安装在机架凹槽的侧部；所述传动机构(1)包括皮带轮传动机构和螺旋传动机构，皮带轮传动机构包括皮带轮(12)，皮带轮(12)与皮带导向轮(21)之间通过皮带(8)实现联动，皮带轮(12)通过第一电动机(14)驱动，螺旋传动机构包括螺纹杆(7)、螺母和支架(9)，螺纹杆(7)与皮带导向轮(21)螺纹连接，最下部的螺纹杆(7)的端部安装有铲头(13)，传动机构(1)通过支架(9)固定在支撑机构(4)的机架上；所述螺杆增加机构(2)包括螺纹杆(7)、螺杆盒(6)、第二电动机(15)和螺杆夹(16)，所述螺杆盒(6)内放置有多个螺纹杆(7)，螺杆盒(6)的内部两端各设置有一个弹簧片(18)，螺杆盒(6)的中间下部设置有一个卡槽(17)，卡槽(17)的下方设置有螺杆夹(16)，螺杆夹(16)通过第二电动机(15)驱动实现螺纹杆(7)的转向；所述导向机构(3)包括皮带导向轮(21)和传感器(22)，皮带导向轮(21)与传动机构(1)的皮带轮(12)联动，实现螺纹杆(7)的升降；所述铲头更换机构(5)包括换铲杆(11)、转换头(10)和铲头(13)，换铲杆(11)通过电机驱动实现转动，换铲杆(11)安装在靠近换铲杆(11)的机架凹槽的侧部，换铲杆(11)的端部设置有转换头(10)，转换头(10)用于夹持铲头(13)，铲头(13)上设置有传感器(22)；所述换铲杆(11)的侧部机架上设置有待更换铲头放置槽，待更换铲头放置槽内设置有待更换铲头(23)。

2.根据权利要求1所述的智能车载土壤取样器，其特征在于，所述卡槽(17)的设置方向与螺纹杆(7)的放置方向一致。

3.根据权利要求1所述的智能车载土壤取样器，其特征在于，所述螺杆夹(16)在第二电动机(15)的带动下旋转，旋转角度为90°。

4.根据权利要求1所述的智能车载土壤取样器，其特征在于，所述螺纹杆(7)的一端设置为具有外螺纹的凸部(19)，另一端设置为具有内螺纹的凹部(20)，螺纹杆(7)的两端结构、尺寸适配，相邻两螺纹杆(7)之间通过凸部(19)与凹部(20)之间的螺纹连接固定。

5.根据权利要求1所述的智能车载土壤取样器，其特征在于，所述支撑机构(4)的机架上以及铲头(13)上均设置有摄像头。