一种森林土壤数据采集装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种森林土壤数据采集装置及方法，涉及土壤检测技术领域，包括支撑柱、箱体和飞行载具，所述支撑柱部位安装有用于首次土壤取样使用的预取样组件，所述箱体部位安装有针对预取样组件进行二次取样使用的精确取样组件，所述箱体的内部底端设有隔板，所述隔板上方的箱体内部设有工作腔，箱体部位还安装有用于取样样品拾取使用的伺服组件。本发明专利技术通过控制柜内部控制器连接的具有多种传感器的采集模块能够实时对森林环境进行实时监测，利用震动模块对设备自身的歪移倾斜情况以及安全性能进行实时监测，并通过无线通讯模块与近场通讯模块进行传输，方便获取森林土壤相关信息使用，且有利于设备在户外的长期安装使用。且有利于设备在户外的长期安装使用。且有利于设备在户外的长期安装使用。

【技术实现步骤摘要】
一种森林土壤数据采集装置及方法


[0001]本专利技术涉及土壤检测
，具体为一种森林土壤数据采集装置。

技术介绍

[0002]土壤作为地球表层系统的基本组成成分,在储存养分,维持植物生长,涵养水源,稳定和缓冲环境变化等方面发挥着重要作用，森林是以木本植物为主体的生物群落，是集中的乔木与其它植物、动物、微生物和土壤之间相互依存相互制约，并与环境相互影响，从而形成的一个生态系统的总体，它具有丰富的物种，复杂的结构，多种多样的功能，被誉为“地球之肺”，故而采用科学规范的调查监测方法获取土壤物理,化学和生物等系统的属性信息对于完善森林中区域土壤属性数据库,揭示土壤空间分布规律具有重要意义,也是模型优化或参数本地化的重要基础。
[0003]目前，现有的森林土壤数据采集面临的最主要问题在于森林面积宽广，人力资源有限，且长途跋涉导致劳动强度大、工作效率较低，急需一种能够帮助科研人员实时进行森林土壤数据采集以及样品采集的设备，为此，我们提供一种户外自运行的森林土壤数据采集装置及方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种森林土壤数据采集装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种森林土壤数据采集装置，包括支撑柱、箱体和飞行载具，所述支撑柱部位安装有用于首次土壤取样使用的预取样组件，所述箱体部位安装有针对预取样组件进行二次取样使用的精确取样组件，所述箱体的内部底端设有隔板，所述隔板上方的箱体内部设有工作腔，箱体部位还安装有用于取样样品拾取使用的伺服组件；所述预取样组件包括滑动连接于支撑柱外侧的滑座，滑座可升降移动，所述滑座的外侧滑动套设有连接套，连接套可旋转转动，所述连接套的外侧铰接有连接板，所述连接板远离连接套的一端滑动连接有取样头，且连接板与连接套的铰接轴部位安装有用于带动连接板翻转使用的电机一；所述精确取样组件包括滑动布置于所述隔板上方的安装座，安装座上设有转盘，转盘外侧壁靠近预取样组件一侧的边缘位置处对称布置有一对夹持件，两个所述夹持件之间的转盘上还安装有用于清理取样头使用的绞龙，转盘的底端延伸至隔板下方位置处，且隔板上设有用于转盘活动使用的开口；所述伺服组件包括水平安装于所述转盘一侧移动平台，所述移动平台的一端设有用于飞行载具停泊使用的旋转平台，所述飞行载具上设有用于拾取样品容器使用的夹持部，所述旋转平台一侧的移动平台顶部设有手动放置台，所述手动放置台的顶部设有限位槽，所述箱体内部设有用于压合飞行载具与手动放置台使用的压合板，所述压合板的顶部
设有用于带动其升降使用的电动伸缩杆一，所述电动伸缩杆一输出端设有安装板，所述压合板与安装板之间设有缓冲弹簧，且压合板的内部安装有用于飞行载具充电使用的无线充电发射线圈；所述箱体内部安装有控制柜，所述箱体上还安装有用于用电器供电使用的电源模块，所述控制柜内部控制器的输入端电性连接有采集模块，所述采集模块利用传感器检测环境数据并输送至控制器，所述控制器上还设有用于数据存档使用的存储模块、与外界设备通讯使用的无线通讯模块与近场通讯模块以及自身安全情况监测使用的震动检测模块。
[0006]优选的，所述移动平台的底部设有用于安装旋转平台使用的平移座，所述平移座的内部安装有电机二，所述电机二的输出端与旋转平台相连接，所述平移座两侧的箱体内部对称安装有一对相互平行的滑杆，所述滑杆贯穿平移座布置，箱体内部安装有用于带动平移座移动使用的电动伸缩杆二，所述移动平台同一高度位置处的箱体侧壁上设有进出口，旋转平台下方的移动平台顶部水平设有用于确定飞行载具角度使用的条形光电传感器一，所述旋转平台为透明材质，所述箱体的内壁上安装有用于确定飞行载具位置使用的条形光电传感器二，所述条形光电传感器二与条形光电传感器一的输出端皆通过导线与控制柜内部控制器电性连接，所述飞行载具底端的一侧设有对应条形光电传感器一布置的第一光源，且飞行载具侧壁的一侧设有对应条形光电传感器二布置的第二光源。
[0007]优选的，所述支撑柱的内部安装有用于带动滑座升降使用的电机三，所述电机三下方的支撑柱上贯穿布置有滑槽，所述电机三的输出端延伸至滑槽内部并通过轴承安装有螺杆，所述滑座的内侧延伸至滑槽内部并设有套设于螺杆外侧的连接块，且连接块内侧贯穿有与螺杆相适配的内螺纹孔，所述滑座的顶部还安装有用于带动连接套旋转使用的电机四，所述电机四的输出端安装有齿轮，且连接套上设有与齿轮相啮合的轮齿。
[0008]优选的，所述取样头包括水平焊接于连接板上的一对导向杆一，两个所述导向杆一的外侧之间套设有滑套，所述滑套的顶部竖直向下安装有电机五，所述电机五的输出端延伸至滑套下方并连接有采样管，且滑套与连接板之间安装有电动伸缩杆三。
[0009]优选的，所述安装座两侧的隔板顶部对称布置有一对导向杆二，两个所述导向杆二皆贯穿安装座布置，且安装座上设有与导向杆相适配的滑孔，所述安装座的内部安装有用于带动转盘转动使用的电机六，且隔板顶部安装有用于带动安装座移动使用的电动伸缩杆四。
[0010]优选的，所述夹持件为机械爪或三爪卡盘。
[0011]优选的，所述震动检测模块包括电性连接于控制柜内部控制器的倾角位移传感器与振动传感器。
[0012]优选的，所述箱体的顶部安装有摄像头。
[0013]优选的，所述工作腔的内部安装有干燥组件，干燥组件为热风机。
[0014]一种森林土壤数据采集方法，包括如下步骤：S1：设备安装，在森林合适地点进行设备安装，设备安装时应采用打孔安装的方式进行地面固定，即采用打孔设备根据支撑柱4的实际数量及间距在地面进行钻孔，尽可能地避免影响安装部位的土壤生态环境，且设备安装时尽量选择地面较为平整的区域进行安装，方便后续随机取样时设备自运行使用，为增加设备户外安装的稳固性，可适当增加固定方式，例如牵引或支撑的方式进行加固，安装时根据森林区域的实际情况选择电源模块2的
使用，当光照充足时可选用太阳能光伏板的形式进行供电，当风能充足时可选用风力发电机组进行供电，当土壤内外温度差别较大时还可选用温差发电机进行发电，首选连接市电的方式进行供电或增设燃油发电站为整片森林区域内的多个设备进行整体供电；S2：环境信息实时监测，利用采集模块进行森林区域部位包括土壤、空气、动植物的相关信息采集，具体地根据需要增设相应的传感器进行数据采集，利用震动检测模块检测设备自身情况，利用摄像头实时监控设备周边环境，监测过程中可以定期利用无线通讯模块对监测的数据进行无线传输，当发生震动或设备产生歪移倾斜时，设备震动检测模块检测的数据超过预设值，控制柜内部控制器自动控制无线通讯模块对信号进行传输，方便科研人员了解设备自身情况；S3：土壤取样及信息拾取，定期对森林土壤进行实地样品采集，土壤采样拾取方式分为利用飞行载具进行远程遥控拾取或人工实地拾取，采样时设备提前自动进行采样，提前采样时间控制由科研人员远程操控发送取样命令，一次预取样：控制柜内部控制器控制电机一带动连接板进行翻转，翻转90度使取样头部位垂直于地面布置，电机四带动连接套及取样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种森林土壤数据采集装置，包括支撑柱、箱体和飞行载具，其特征在于：所述支撑柱部位安装有用于首次土壤取样使用的预取样组件，所述箱体部位安装有针对预取样组件进行二次取样使用的精确取样组件，所述箱体的内部底端设有隔板，所述隔板上方的箱体内部设有工作腔，箱体部位还安装有用于取样样品拾取使用的伺服组件；所述预取样组件包括滑动连接于支撑柱外侧的滑座，滑座可升降移动，所述滑座的外侧滑动套设有连接套，连接套可旋转转动，所述连接套的外侧铰接有连接板，所述连接板远离连接套的一端滑动连接有取样头，且连接板与连接套的铰接轴部位安装有用于带动连接板翻转使用的电机一；所述精确取样组件包括滑动布置于所述隔板上方的安装座，安装座上设有转盘，转盘外侧壁靠近预取样组件一侧的边缘位置处对称布置有一对夹持件，两个所述夹持件之间的转盘上还安装有用于清理取样头使用的绞龙，转盘的底端延伸至隔板下方位置处，且隔板上设有用于转盘活动使用的开口；所述伺服组件包括水平安装于所述转盘一侧移动平台，所述移动平台的一端设有用于飞行载具停泊使用的旋转平台，所述飞行载具上设有用于拾取样品容器使用的夹持部，旋转平台一侧的移动平台顶部设有手动放置台，手动放置台的顶部设有限位槽，所述箱体内部设有用于压合飞行载具与手动放置台使用的压合板，压合板的顶部设有用于带动其升降使用的电动伸缩杆一，所述电动伸缩杆一输出端设有安装板，所述压合板与安装板之间设有缓冲弹簧，且压合板的内部安装有用于飞行载具充电使用的无线充电发射线圈；所述箱体内部安装有控制柜，所述箱体上还安装有用于用电器供电使用的电源模块，所述控制柜内部控制器的输入端电性连接有采集模块，所述采集模块利用传感器检测环境数据并输送至控制器，所述控制器上还设有用于数据存档使用的存储模块、与外界设备通讯使用的无线通讯模块与近场通讯模块以及自身安全情况监测使用的震动检测模块。2.根据权利要求所述的一种森林土壤数据采集装置，其特征在于：所述移动平台的底部设有用于安装旋转平台使用的平移座，所述平移座的内部安装有电机二，所述电机二的输出端与旋转平台相连接，所述平移座两侧的箱体内部对称安装有一对相互平行的滑杆，所述滑杆贯穿平移座布置，箱体内部安装有用于带动平移座移动使用的电动伸缩杆二，所述移动平台同一高度位置处的箱体侧壁上设有进出口，旋转平台下方的移动平台顶部水平设有用于确定飞行载具角度使用的条形光电传感器一，所述旋转平台为透明材质，所述箱体的内壁上安装有用于确定飞行载具位置使用的条形光电传感器二，所述条形光电传感器二与条形光电传感器一的输出端皆通过导线与控制柜内部控制器电性连接，所述飞行载具底端的一侧设有对应条形光电传感器一布置的第一光源，且飞行载具侧壁的一侧设有对应条形光电传感器二布置的第二光源。3.根据权利要求所述的一种森林土壤数据采集装置，其特征在于：所述支撑柱的内部安装有用于带动滑座升降使用的电机三，所述电机三下方的支撑柱上贯穿布置有滑槽，所述电机三的输出端延伸至滑槽内部并通过轴承安装有螺杆，所述滑座的内侧延伸至滑槽内部并设有套设于螺杆外侧的连接块，且连接块内侧贯穿有与螺杆相适配的内螺纹孔，所述滑座的顶部还安装有用于带动连接套旋转使用的电机四，所述电机四的输出端安装有齿轮，且连接套上设有与齿轮相啮合的轮齿。4.根据权利要求所述的一种森林土壤数据采集装置，其特征在于：所述取样头包括水
平焊接于连接板上的一对导向杆一，两个所述导向杆一的外侧之间套设有滑套，所述滑套的顶部竖直向下安装有电机五，所述电机五的输出端延伸至滑套下方并连接有采样管，且滑套与连接板之间安装有电动伸缩杆三。5.根据权利要求所述的一种森林土壤数据采集装置，其特征在于：所述安装座两侧的隔板顶部对称布置有一对导向杆二，两个所述导向杆二皆贯穿安装座布置，且安装座上设有与导向杆相适配的滑孔，所述安装座的内部安装有用于带动转盘转动使用的电机六，且隔板顶部安装有用于带动安装座移动使用的电动伸缩杆四。6.根据权利要求所述的一种森林土壤数据采集装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：周梦丽，
申请(专利权)人：周梦丽，
类型：发明
国别省市：