一种土壤采样终端以及土壤采样设备制造技术

本发明专利技术公开一种土壤采样终端，一种土壤采样终端，包括用于采集土壤的采样管以及设置在所述采样管上的土壤推出机构；所述土壤推出机构包括设置在所述采样管内部且与所述采样管内壁滑动配合的活塞、用于驱动所述活塞在所述采样管运动的推动驱动机构以及对所述活塞进行锁紧的锁紧机构；所述推动驱动机构包括至少两组推动驱动组件；所述推动驱动组件包括位于上方的第一推杆、位于下方的第三推杆、设置在所述第一推杆与所述第三推杆之间的第二推杆、用于驱动所述第二推杆与所述第三推杆运动的第一推动弹簧以及第二推动弹簧；该土壤采样终端不仅能够实现直接对土壤进行采样，采样效率高；而且在采集土壤后，能够实现自动取土，土壤采集简单方便。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤采样终端以及土壤采样设备
本专利技术涉及土壤采样设备，具体涉及一种土壤采样终端以及土壤采样设备。
技术介绍
随着我国社会的发展，人们对食品的安全也密切关注，保证食品安全尤为重要。由于我国土壤污染日益严重，在农田或者果园中，如果土壤被污染，土壤中的有害物质将被农作物以及果树吸收，最后影响人类的健康。因此，对于土壤采样分析极为重要。目前，对土壤采样的方式已经逐渐从人工采样过渡到机械采样。例如，授权公告号为CN202837025U的技术专利，公开了一种无压缩土壤采集装置，该装置主要通过钻削液压马达驱动麻花钻转动，进给液压马达驱动麻花钻向着土壤移动，在钻削液压马达和进给液压马达的共同作用下，完成光孔钻削；钻孔结束后，将麻花钻更换为采样管。该采样管外切线方向有两片呈一定夹角的直立刀片。当采样管沿轴向进给时，便可以在光孔的孔壁上切割下一个三角形的土柱，完成土壤的采样。但是存在以下不足：1、该装置需要钻孔后，再通过采样管对土壤进行采集，采集土壤的操作过程复杂，采样效率低。2、该装置完成土壤采集后，在获取土壤采集样品时，工作人员不容易将土壤从两片直立刀片内进行取出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述存在的问题，提供一种土壤采样终端，该土壤采样终端不仅能够实现直接对土壤进行采样，采样效率高；而且该土壤采样终端在采集土壤后，能够实现自动取土，土壤采集简单方便。本专利技术的另一个目的在于提供一种土壤采样设备。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种土壤采样终端，包括用于采集土壤的采样管以及设置在所述采样管上用于推出采样土壤的土壤推出机构；其中，所述土壤推出机构包括设置在所述采样管内部且与所述采样管内壁滑动配合的活塞、用于驱动所述活塞在所述采样管运动的推动驱动机构以及用于所述采样管在采集土壤后对所述活塞进行锁紧的锁紧机构；其中，所述推动驱动机构包括至少两组设置在所述采样管外的推动驱动组件；所述推动驱动组件包括位于上方的第一推杆、位于下方的第三推杆、设置在所述第一推杆与所述第三推杆之间的第二推杆、用于驱动所述第二推杆与所述第三推杆运动的第一推动弹簧以及第二推动弹簧；其中，所述第一推杆与所述第二推杆之间通过第一伸缩结构连接，所述第二推杆与所述第三推杆通过第二伸缩结构连接，所述第一伸缩结构的伸缩方向朝着远离所述采样管轴线方向向下倾斜，所述第二伸缩结构的伸缩方向朝着远离所述采样管轴线方向向上倾斜；所述第一推动弹簧的一端作用于所述第一推杆的下端，另一端作用于所述第二推杆的上端；所述第二推动弹簧的一端作用于所述第二推杆的下端，另一端作用于所述第三推杆的上端；所述第一推杆的上端与所述采样管上端通过连接结构连接，该连接结构使得所述第一推杆与所述采样管保持相对静止的状态；所述第三推杆的下端穿过所述采样管且与所述活塞固定连接。上述一种土壤采样终端的工作原理是：工作时，首先采样管伸入土壤，伸入土壤的过程中，土壤从采样管的下端入口进入采样管内，随着采样管不断向下伸入土壤，土壤相对于采样管向上运动，并推动活塞向上运动，活塞向上运动的同时，带动第三推杆沿着第二伸缩结构的伸缩方向倾斜向上运动，并压缩第二推动弹簧，在第三推杆的作用下，第二推杆也沿着第一伸缩结构的伸缩方向倾斜向上运动，并压缩第一推动弹簧；当采样管伸入到指定深度，活塞到达了预定位置，此时，锁紧机构将活塞锁紧，使得活塞在采样管内固定不动，然后采样管逐渐离开土壤，样品土壤在采样管内随着采样管一起离开土壤，接着将采样管移动到指定地点，对采样管内的样品土壤进行取出；取出时，锁紧机构松开活塞，第一推动弹簧与第二推动弹簧复原，第一推动弹簧的弹力驱动第二推杆沿着第一伸缩结构的伸缩方向倾斜向下运动，第二推动弹簧的弹力驱动第三推杆沿着第二伸缩结构的伸缩方向倾斜向下运动，从而带动活塞向下运动，并推动采样管中的土壤从采样管中排出，完成土壤的自动取出。优选地，所述第一伸缩结构包括设置在所述第一推杆下端且与所述第二推杆上端滑动配合的第一导向孔，所述第一导向孔沿着所述第一推杆的轴线倾斜向上延伸；所述第二伸缩结构包括设置在所述第二推杆下端且与所述第三推杆上端的滑动配合的第二导向孔，所述第二导向孔沿着所述第二伸缩杆倾斜向上延伸。采用上述结构，通过设置导向孔，可以保证第一推杆、第二推杆以及第三推杆之间运动的稳定性。本专利技术的一个优选方案，其中，所述推动驱动组件还包括设置在所述第三推杆的下端且与所述采样管外壁滑动配合的滑块；所述滑块、所述活塞以及所述第三推杆进行同步运动。通过设置滑块，可以进一步保证活塞运动的稳定性，另外，在取土的过程中，滑块、活塞以及第三推杆一起向下运动，滑块能够将采样管外壁上粘黏的土壤进行刮除，起到清洁采样管的作用。优选地，所述采样管在所述活塞与所述第三推杆的连接处设有用于避让所述第三推杆的避让槽，所述避让槽沿着所述活塞运动的方向延伸。通过设置避让槽，可以使得第三推杆穿过避让槽与活塞连接。优选地，所述推动驱动组件为三组，三组推动驱动组件绕着所述采样管的轴线呈圆周阵列。三组推动驱动组件可以使得活塞受力更加均匀，提高活塞运动的稳定性。优选地，所述锁紧机构为电磁装置，包括设置在活塞内部的电磁线圈。通过给电磁线圈接通电流，使得电磁线圈产生磁场，进而使得活塞与采样管产生磁力，使得活塞吸附在采样管内壁；因此，当采样管采集土壤后，活塞通过电磁装置锁紧在采样管内壁上，直到需要收集采样土壤时，断开电磁线圈的电流，使活塞失去磁性，活塞在推动驱动组件的驱动下，向下推动土壤，实现自动取土。一种土壤采样设备，包括行走底盘、土壤采样终端、设置在所述土壤采样终端与所述行走底盘之间用于调节土壤采样终端进行多维度运动的调节驱动机构、用于检测土壤的土壤检测装置、控制装置以及供电装置；其中，所述调节驱动机构包括设置在所述行走底盘上的底座、连接在所述底座与所述土壤采样终端之间的摆动臂、驱动所述摆动臂在在竖直方向上摆动的竖直驱动机构、驱动所述底座沿着水平方向转动的水平驱动机构以及用于驱动所述土壤采样终端插入土壤的动力机构；所述土壤检测装置包括设置在所述行走底盘上的土壤采样盒、设置在所述土壤采样盒内的多个土壤离心机以及设置在所述土壤离心机上用于检测采样土壤PH值的PH值传感器。本专利技术的一个优选方案，其中，所述摆动臂为二级摆动臂，由摆臂和动臂构成；其中，所述摆臂设置在所述底座与所述动臂之间，所述摆臂的一端与所述底座铰接，另一端与所述动臂铰接，所述采样管设置在所述动臂的末端。通过设置二级摆动臂，可以实现采样管的多级运动，提高采样管运动的灵活性。优选地，所述竖直驱动机构包括用于驱动所述摆臂绕着所述底座摆动的摆臂气缸以及用于驱动所述动臂绕着所述摆臂摆动的动臂气缸；其中，所述摆臂气缸的一端与所述底座铰接，另一端与所述摆臂中部铰接；所述动臂气缸的一端与所述摆臂中部铰接，另一端与所述动臂中部铰接。通过设置摆臂气缸与动臂气缸，可以实现摆臂绕着底座上的铰接点摆动，以及实现动臂绕着摆臂的铰接点进行摆动，从而实现采样管的多级运动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤采样终端，包括用于采集土壤的采样管以及设置在所述采样管上用于推出采样土壤的土壤推出机构；其中，所述土壤推出机构包括设置在所述采样管内部且与所述采样管内壁滑动配合的活塞、用于驱动所述活塞在所述采样管运动的推动驱动机构以及用于所述采样管在采集土壤后对所述活塞进行锁紧的锁紧机构；其特征在于，/n所述推动驱动机构包括至少两组设置在所述采样管外的推动驱动组件；所述推动驱动组件包括位于上方的第一推杆、位于下方的第三推杆、设置在所述第一推杆与所述第三推杆之间的第二推杆、用于驱动所述第二推杆与所述第三推杆运动的第一推动弹簧以及第二推动弹簧；其中，所述第一推杆与所述第二推杆之间通过第一伸缩结构连接，所述第二推杆与所述第三推杆通过第二伸缩结构连接，所述第一伸缩结构的伸缩方向朝着远离所述采样管轴线方向向下倾斜，所述第二伸缩结构的伸缩方向朝着远离所述采样管轴线方向向上倾斜；所述第一推动弹簧的一端作用于所述第一推杆的下端，另一端作用于所述第二推杆的上端；所述第二推动弹簧的一端作用于所述第二推杆的下端，另一端作用于所述第三推杆的上端；所述第一推杆的上端与所述采样管上端通过连接结构连接，该连接结构使得所述第一推杆与所述采样管保持相对静止的状态；所述第三推杆的下端穿过所述采样管且与所述活塞固定连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种土壤采样终端，包括用于采集土壤的采样管以及设置在所述采样管上用于推出采样土壤的土壤推出机构；其中，所述土壤推出机构包括设置在所述采样管内部且与所述采样管内壁滑动配合的活塞、用于驱动所述活塞在所述采样管运动的推动驱动机构以及用于所述采样管在采集土壤后对所述活塞进行锁紧的锁紧机构；其特征在于，
所述推动驱动机构包括至少两组设置在所述采样管外的推动驱动组件；所述推动驱动组件包括位于上方的第一推杆、位于下方的第三推杆、设置在所述第一推杆与所述第三推杆之间的第二推杆、用于驱动所述第二推杆与所述第三推杆运动的第一推动弹簧以及第二推动弹簧；其中，所述第一推杆与所述第二推杆之间通过第一伸缩结构连接，所述第二推杆与所述第三推杆通过第二伸缩结构连接，所述第一伸缩结构的伸缩方向朝着远离所述采样管轴线方向向下倾斜，所述第二伸缩结构的伸缩方向朝着远离所述采样管轴线方向向上倾斜；所述第一推动弹簧的一端作用于所述第一推杆的下端，另一端作用于所述第二推杆的上端；所述第二推动弹簧的一端作用于所述第二推杆的下端，另一端作用于所述第三推杆的上端；所述第一推杆的上端与所述采样管上端通过连接结构连接，该连接结构使得所述第一推杆与所述采样管保持相对静止的状态；所述第三推杆的下端穿过所述采样管且与所述活塞固定连接。


2.根据权利要求1所述的一种土壤采样终端，其特征在于，所述第一伸缩结构包括设置在所述第一推杆下端且与所述第二推杆上端滑动配合的第一导向孔，所述第一导向孔沿着所述第一推杆的轴线倾斜向上延伸；所述第二伸缩结构包括设置在所述第二推杆下端且与所述第三推杆上端的滑动配合的第二导向孔，所述第二导向孔沿着所述第二伸缩杆倾斜向上延伸。


3.根据权利要求1所述的一种土壤采样终端，其特征在于，所述推动驱动组件还包括设置在所述第三推杆的下端且与所述采样管外壁滑动配合的滑块；所述滑块、所述活塞以及所述第三推杆进行同步运动。


4.根据权利要求1所述的一种土壤采样终端，其特征在于，所述锁紧机构为电磁装置，包括设置在活塞内部的电磁线圈。


5.根据权利要求1-4任一项所述的一种土壤采样终端，其特征在于，所述采样管的下端设有刀头，所述刀头由三片向内偏的扇形刀片组成，所述刀头与所述采样管为可拆卸连接。


6.一种土壤采样设备，其特征在于，包括行走底盘、权利要求1-5任一项所述的土壤采样终端、设置在所述土壤采样终端与所述行走底盘之间用于调节土壤采样终端进行多维度运动的调节驱动机构、用于检测土壤的土壤检测装置、控制装置以及供电装置；其中，
所述行走底盘为轮式行走底盘，包括底盘架、设置在所述底盘架两侧的行走轮、设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣昕，伊丽丽，兰玉彬，孔凡霞，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37