本发明专利技术公开了可移动式农田蒸发量检测装置，本发明专利技术主要包括：供电模块、控制模块、驱动模块、离地间隙调整模块、车架、采样驱动模块、采样器、测量模块等部分组成。本发明专利技术通过所述的驱动模块驱动整个装置行走至采样点，通过采样驱动模块驱动采样头采集待测土壤样本，并将样本转移至测量模块中，排除其他因素的影响，在设定的间隔内精确测量样本重量，根据重量差计算当前采样点的蒸发量数值。所述设备在一个待测点一次采集四个样本，并对所测量数值进行算术平均，取四个样本的均值作为该测点的土壤蒸发量值。最终，将采集的蒸发量值通过4G传输模块传送至服务端进行存储与分析，以实现远程无人值守的农田土壤蒸发量检测功能。无人值守的农田土壤蒸发量检测功能。无人值守的农田土壤蒸发量检测功能。
【技术实现步骤摘要】
可移动式农田蒸发量检测装置
[0001]本专利技术涉及水利
，特别是基于远程与自动化操作的农田蒸发量监测方法与装置—可移动式农田蒸发量检测装置。
技术介绍
[0002]水资源是人类社会重要的生态资源，尤其是在农业生产领域。农田土壤水分蒸发是农业用水循环的重要过程，也是土壤水分保持平衡的重要因素。在现代节水型农业生产过程中，需要根据农田中水分蒸发量判定是否需要及时补充水分，即能够充分保持农作物的生产需求，又能够大幅度节约水资源。
[0003]目前，传统的农田水分蒸发量检测一般是通过现场查看，或技术人员手持检测设备到田间进行采样，离线分析后给定蒸发量的结果，无法实时查看，不利于现代农业的快速发展。因此，结合物联网、边缘计算技术，将可自动控制的移动底盘与蒸发量检测装置进行结合，形成可移动式，的无人值守蒸发量检测设备，采用分布式架构，实现远程、无人值守的田间土壤蒸发量自动检测装置。能够更加便捷的获取制定区域的土壤蒸发量情况，结合当地水文资料，能够形成更好的农业灌溉策略。
技术实现思路
[0004]针对现有技术方案存在的不足和需要，本专利技术提供一种可移动式田间土壤蒸发量自动检测装置。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可移动式农田蒸发量检测装置，该可移动式农田蒸发量检测装置包含驱动轮单元、车架、检测筒、采样器、卸样推板、卸样推杆、采样驱动电机、联轴器、滚珠丝杠、控制器、距离传感器、检测推杆、精密称重传感器、检测筒堵盘座；驱动轮单元包括驱动轮固定架、驱动轮伸缩架、驱动轮伸缩推杆、行走驱动电机、驱动轮、驱动轮轴、固定座，驱动轮固定架固装在车架底部，驱动轮固定架内竖立设置有呈柱状的滑动导杆腔，驱动轮伸缩架的上端以竖直运动的方式滑动配装在滑动导杆腔内，驱动轮伸缩推杆的可竖向移动伸缩杆通过固定座固接在驱动轮伸缩架上，驱动轮伸缩架的下端通过驱动轮轴安装有能转动的驱动轮且安装有行走驱动电机，行走驱动电机的动力输出轴驱动轮轴传动固接驱动轮；驱动轮单元与车架之间通过可伸缩支架进行连接，其中固定支架内部为光滑空腔，驱动轮伸缩架能在其内部自由滑动；采样器为具有薄壁的呈圆筒形的采用筒，采用筒下端开口处呈楔形且为30
°
斜切口并带有环刃，即采用筒下端开口的横截面呈椭圆周线状且其所在平面与竖直方向，采用筒下端开口的椭圆周线状截面对应设置有椭圆周线状的刀刃；四个采样筒分别竖立固装在采样盘四个角端的下方，且采样筒倒置固定在采样盘底面上的角端上，即采样筒上端具有的底壁固接采样盘，采样筒下端具有环刃的筒口朝下悬空设置，卸样推杆分别通过卸样推杆固定座固装在采样盘顶面的四个角端上，四个角端
分别贯穿开设有第一穿杆孔，采样筒上端具有的底壁贯穿开设有第二穿杆孔，卸样推杆中的可竖向升降的推杆经第一穿杆孔穿过采样盘并经第二穿杆孔穿过采样筒上端具有的底壁伸至采样筒内，卸样推杆的可竖向升降的推杆以升降的方式与第一穿杆孔滑动配合且与第二穿杆孔滑动配合，卸样推杆的可竖向升降的推杆伸至采样筒内的下端固装有卸样推板，卸样推板相应以升降的方式与采样筒的内周壁滑动配合；采样盘通过滚珠丝杠副与车架进行连接，并在采样驱动电机的驱动下，能够带着四个采样筒下降，直至插入土壤中的预定深度，进行采样；其中，滚珠丝杠副包括采样驱动电机固定座、滚珠丝杠上支承座、采样盘丝杆穿孔、丝杠螺母、滚珠丝杠、丝杠导轨、滚珠丝杠下支承座；滚珠丝杠一端固定在车架上，为采样盘提供支承，滚珠丝杠另一端通过联轴器与采样驱动电机相连；采样盘中心部位贯穿开设有采样盘丝杆穿孔，在采样盘底面上安设有丝杠螺母，丝杠螺母本体相应贯穿开设有螺纹孔，采样盘偏离其中心的部位贯穿开设有导孔，丝杠本体经丝杠螺母穿过螺纹孔并通过螺纹与螺纹孔竖向转动配合，而且经中心孔穿过采样盘并与中心孔竖向滑动配合，丝杠导轨本体经导孔穿过采样盘并与之竖向滑动配合，上支承板贯穿开设有轴孔，在上支承板上竖立固装有采样驱动电机固定座，在采样驱动电机固定座上固装有采样驱动电机，在上支承板和采样驱动电机之间设置有联轴器，导轨的上端固接上支承板，联轴器的下端从丝杠上端的上方向下经轴孔内穿至上支承板的下方并与位于上支承板的滚珠丝杠上端同轴固接，采样驱动电机中的动力输出轴相应通过联轴器固接滚珠丝杠上端，在车架顶面上固装有下支承板，导轨的下端固接下支承板，下支承板顶面上还设置有限位盲孔，丝杆下端配装在下支承板上，并且配装在限位盲孔内并相应以自转的方式与限位盲孔转动滑动配合；在采样过程中，采样驱动电机在控制器的驱动信号控制之下带动滚珠丝杠一同进行旋转，而采样盘与丝杠螺母连接，在丝杠的作用下能够沿丝杠导轨进行垂直方向运动；车架底板上对应采样筒的位置开设有检测筒通孔，车架底部安装有距离传感器；采样筒内部包含有卸样推板，卸样推板与卸样推杆相连接；测量筒为中空圆筒，并在其侧壁开设有供检测筒堵盘出入的槽口，检测筒堵盘由精密称重传感器和检测筒堵盘座构成，检测筒堵盘座与检测推杆相连接；检测筒堵盘座上安装有精密称重传感器；控制器采用的主控芯片为兆易创新GD32F407VKT6，内部运行RT
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Thread实时操作系统，控制器/主控芯片通过GPIO引脚与车架高度/距离传感器、采样驱动电机驱动器/芯片连接，控制本专利技术进行移动；同时通过RS485总线与精密称重传感器进行连接。
[0006]综上所述，本专利技术主要包括：供电模块（锂电池）、控制模块（控制器）、驱动模块（驱动电机）、离地间隙调整模块（驱动轮固定架+驱动轮伸缩架+驱动轮伸缩推杆+距离传感器）、车架、采样驱动模块（采样驱动电机）、采样器（采样筒）、测量模块（检测筒+卸样推板+精密称重传感器+检测桶堵盘座）等部分组成。本专利技术通过所述的驱动模块驱动整个装置行走至采样点，通过采样驱动模块驱动采样头采集待测土壤样本，并将样本转移至测量模块中，排除其他因素的影响，在设定的间隔内精确测量样本重量，根据重量差计算当前采样点的蒸发量数值。同时，为增加所述设备的适应能力，其车架与地面间的间隙可通过离地间隙调整模块进行调整，以降低对农田与作物的损伤。为进一步增加测量结果的准确性，所述设
备在一个待测点一次采集四个样本，并对所测量数值进行算术平均，取四个样本的均值作为该测点的土壤蒸发量值。最终，将采集的蒸发量值通过4G传输模块传送至服务端进行存储与分析，以实现远程无人值守的农田土壤蒸发量检测功能。
附图说明
[0007]图1为本专利技术系统整体结构的基础示意图；图2为本专利技术驱动轮单元结构示意图；图3为本专利技术中检测筒与车架连接结构示意图；图4为本专利技术卸样推杆和采样筒连接结构示意图；图5为本专利技术系统整体结构的补充示意图；图6为本专利技术测量筒堵盘结构示意图。
[0008]附图标记：在上述对应附图中，1
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驱动轮单元，1a
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驱动轮固定架，1b
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驱动轮伸缩架，1c
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驱动轮伸缩推杆，1d
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行走驱动电机，1e
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驱动轮，1f
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驱动轮轴，1g
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可移动式农田蒸发量检测装置，其特征在于：该可移动式农田蒸发量检测装置包含驱动轮单元（1）、车架（2）、检测筒（3）、采样器（4）、卸样推板（4b）、卸样推杆（6）、采样驱动电机（7）、联轴器（8）、滚珠丝杠（9e）、控制器、距离传感器、检测推杆（11）、精密称重传感器（11a）、检测筒堵盘座（11b）；驱动轮单元（1）包括驱动轮固定架（1a）、驱动轮伸缩架（1b）、驱动轮伸缩推杆（1c）、行走驱动电机（1d）、驱动轮（1e）、驱动轮轴（1f）、固定座（1g），驱动轮固定架（1a）固装在车架（2）底部，驱动轮固定架（1a）内竖立设置有呈柱状的滑动导杆腔，驱动轮伸缩架（1b）的上端以竖直运动的方式滑动配装在滑动导杆腔内，驱动轮伸缩推杆（1c）的可竖向移动伸缩杆通过固定座（1g）固接在驱动轮伸缩架（1b）上，驱动轮伸缩架（1b）的下端通过驱动轮轴（1f）安装有能转动的驱动轮（1e）且安装有行走驱动电机（1d），行走驱动电机（1d）的动力输出轴驱动轮轴（1f）传动固接驱动轮（1e）；驱动轮单元（1）与车架（2）之间通过可伸缩支架进行连接，其中固定支架内部为光滑空腔，驱动轮伸缩架（1b）能在其内部自由滑动；采样器为具有薄壁的呈圆筒形的采用筒（4a），采用筒（4a）下端开口处呈楔形且为30
°
斜切口并带有环刃，即采用筒（4a）下端开口的横截面呈椭圆周线状且其所在平面与竖直方向，采用筒（4a）下端开口的椭圆周线状截面对应设置有椭圆周线状的刀刃；四个采样筒（4）分别竖立固装在采样盘（5）四个角端的下方，且采样筒（4a）倒置固定在采样盘（5）底面上的角端上，即采样筒（4a）上端具有的底壁固接采样盘（5），采样筒（4a）下端具有环刃的筒口朝下悬空设置，卸样推杆（6）分别通过卸样推杆固定座（6a）固装在采样盘（5）顶面的四个角端上，四个角端分别贯穿开设有第一穿杆孔（5a），采样筒（4a）上端具有的底壁贯穿开设有第二穿杆孔（5b），卸样推杆（6）中的可竖向升降的推杆经第一穿杆孔（5a）穿过采样盘并经第二穿杆孔（5b）穿过采样筒（4a）上端具有的底壁伸至采样筒（4a）内，卸样推杆（6）的可竖向升降的推杆以升降的方式与第一穿杆孔（5a）滑动配合且与第二穿杆孔（5b）滑动配合，卸样推杆（6）的可竖向升降的推杆伸至采样筒（4a）内的下端固装有卸样推板（4b），卸样推板（4b）相应以升降的方式与采样筒（4a）的内周壁滑动配合；采样盘（5）通过滚珠丝杠副（9）与车架（2）进行连接，并在采样驱动电机（7）的驱动下，能够带着四个采样筒下降，直至插入土壤中的预定深度，进行采样；...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘锋，魏光辉，范文晓，马亮，何玉春，张靓，
申请(专利权)人：新疆农业大学，
类型：发明
国别省市：
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