CN118549356B - 一种土壤成分检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤检测领域，尤其涉及一种土壤成分检测装置；土壤成分检测装置包括检测车、收集轮、挤压杆、下降输送机构和往复机构，检测车顶端等距开设有收集槽，且每个收集槽内部均安装有光谱分析仪，收集轮等距分布在检测车底端，收集轮内部开设有螺旋槽，螺旋槽输入口处固定连接有导入口，收集槽内部均设置有挤压杆，挤压杆用于挤压收集轮收集上来的土壤。本发明通过自动收集、输送和光谱分析，能够高效地对盐碱地土壤成分进行检测，并且提供即时的检测结果；这大大减少了传统方法中样本采集、运输和实验室分析的时间，提高了工作效率。

Description

一种土壤成分检测装置

技术领域

本发明涉及土壤检测领域，尤其涉及一种土壤成分检测装置。

背景技术

在追求农业高效生产与土壤科学精准管理的当下，土壤成分的快速、准确且无损检测成为了提升作物品质、优化资源分配及推动农业可持续发展的核心环节；传统依赖于实验室的土壤成分检测流程，因其耗时、费力且难以适应大规模实时检测的需求，正逐步被更为先进的技术手段所取代。

土壤样品采集普遍依赖于人工挖掘或机械采样，这些方式不仅效率低下，还可能导致土壤结构的破坏及样品的交叉污染；此外，传统的流程要求对每个土壤样品进行逐一标记、粉碎处理后再进行检测，这一过程繁琐且耗时，极大地限制了其在广袤农田中的大规模应用。

因此，有必要提供一种新的土壤成分检测装置，以解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种土壤成分检测装置。

本发明提供的土壤成分检测装置包括：检测车、收集轮、挤压杆、下降输送机构和往复机构，检测车顶端等距开设有收集槽，且每个所述收集槽内部均安装有光谱分析仪，多个收集轮等距分布在检测车底端，收集轮内部开设有螺旋槽，螺旋槽输入口处固定连接有导入口，收集槽内部均设置有挤压杆，挤压杆用于挤压收集轮收集上来的土壤，下降输送机构安装在检测车内部，下降输送机构与收集轮配合安装，往复机构安装在收集槽内部，往复机构与挤压杆配合安装。

优选的，下降输送机构包括：气缸、连接块、A驱动电机、导管、绞龙、方形槽、B驱动电机和方杆，检测车底部位于收集轮的一侧固定连接有气缸，气缸的输出端固定连接有连接块，连接块的一侧固定连接有A驱动电机，连接块另一侧固定连接有导管，导管的一端与收集轮的轴心固定连接，导管内部与螺旋槽联通，A驱动电机的输出端伸入连接块与导管的轴心固定连接，导管的中部联通有绞龙，绞龙的顶端伸入收集槽中，绞龙内部的螺旋叶片中部开设有方形槽，检测车的顶端固定连接有B驱动电机，B驱动电机的输出端固定连接有方杆，方杆与方形槽内部滑动连接。

优选的，往复机构包括：主动链轮、转动杆、第一螺旋槽、第二螺旋槽和从动链轮，B驱动电机输出端固定连接有主动链轮，收集槽内部转动连接有转动杆，转动杆的外壁开设有第一螺旋槽，转动杆的外壁开设有第二螺旋槽，第一螺旋槽与第二螺旋槽首尾相连，第一螺旋槽与第二螺旋槽螺向相反，转动杆外壁的第一螺旋槽和第二螺旋槽与挤压杆配合安装，转动杆的上部固定连接有从动链轮，主动链轮与从动链轮之间通过链条传动连接，收集槽内部截面呈梯形设计，挤压杆位于梯形最低平面上。

优选的，收集槽的侧壁设置有可伸缩的防尘罩，用于在收集土壤时防止沙尘进入收集槽内部从而确保光谱分析仪分析结果的准确性。

优选的，检测车底端四角处安装有轮子。

优选的，检测车的两侧安装有太阳能电池板。

优选的，光谱分析仪为便携式光谱分析仪，可以方便地从收集槽中取出，用于现场即时分析或携带至实验室进行深入分析。

优选的，收集轮的材质为耐磨且耐腐蚀的合金材料，同时表面涂覆有防滑涂层，以增加在盐碱地中的抓地力和耐用性。

与相关技术相比较，本发明提供的土壤成分检测装置具有如下有益效果：

高效性与即时性：该装置通过自动收集、输送和光谱分析，能够高效地对盐碱地土壤成分进行检测，并且提供即时的检测结果；这大大减少了传统方法中样本采集、运输和实验室分析的时间，提高了工作效率；

准确性：使用光谱分析仪进行土壤成分分析，相比传统的化学分析方法，具有更高的准确性；光谱分析能够同时检测多种土壤成分，减少人为操作误差，提供更为可靠的检测结果；

便捷性：该装置设计为便携式，方便在盐碱地上进行移动和作业；同时，光谱分析仪的便携性也允许用户在现场即时分析或携带至实验室进行深入分析，进一步增强了使用的便捷性；

适应性：装置采用耐磨且耐腐蚀的合金材料制造，表面涂覆防滑涂层，使其能够适应盐碱地恶劣的工作环境；此外，防尘罩的设计能够有效防止沙尘进入收集槽，确保光谱分析仪分析结果的准确性；

自供电运行：通过安装太阳能电池板，该装置能够实现自供电运行，无需外接电源，进一步增强了其适应性和使用的便捷性。

附图说明

图1为本发明提供的土壤成分检测装置的结构示意图；

图2为图1所示的检测车底部的结构示意图；

图3为图1所示的局部剖视的结构示意图；

图4为图1所示的下降输送机构局部放大的结构示意图；

图5为图1所示的往复机构的结构示意图。

图中标号：1、检测车；2、收集槽；3、光谱分析仪；4、收集轮；5、螺旋槽；6、导入口；7、挤压杆；8、下降输送机构；9、往复机构；10、防尘罩；11、轮子；12、太阳能电池板；81、气缸；82、连接块；83、A驱动电机；84、导管；85、绞龙；86、方形槽；87、B驱动电机；88、方杆；91、主动链轮；92、转动杆；93、第一螺旋槽；94、第二螺旋槽；95、从动链轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

请参阅图1-5，一种土壤成分检测装置，土壤成分检测装置包括：检测车1、收集轮4、挤压杆7、下降输送机构8和往复机构9，检测车1顶端等距开设有收集槽2，且每个收集槽2内部均安装有光谱分析仪3，收集轮4等距分布在检测车1底端，收集轮4内部开设有螺旋槽5，螺旋槽5输入口处固定连接有导入口6，收集槽2内部均设置有挤压杆7，挤压杆7用于挤压收集轮4收集上来的土壤，下降输送机构8安装在检测车1内部，下降输送机构8与收集轮4配合安装，往复机构9安装在收集槽2内部，往复机构9与挤压杆7配合安装，收集槽2的侧壁设置有可伸缩的防尘罩10，用于在收集土壤时防止沙尘进入收集槽2内部从而确保光谱分析仪3分析结果的准确性，检测车1底端四角处安装有轮子11，检测车1的两侧安装有太阳能电池板12，光谱分析仪3为便携式光谱分析仪，可以方便地从收集槽2中取出，用于现场即时分析或携带至实验室进行深入分析，收集轮4的材质为耐磨且耐腐蚀的合金材料，具体为铝合金材料，铝合金材料强度高耐腐蚀可以满足收集轮4的工作，同时收集轮4表面涂覆有防滑涂层，以增加在盐碱地中的抓地力和耐用性。

请参阅图2-5，下降输送机构8包括：气缸81、连接块82、A驱动电机83、导管84、绞龙85、方形槽86、B驱动电机87和方杆88，检测车1底部位于收集轮4的一侧固定连接有气缸81，气缸81的输出端固定连接有连接块82，连接块82的一侧固定连接有A驱动电机83，连接块82另一侧固定连接有导管84，导管84的一端与收集轮4的轴心固定连接，导管84内部与螺旋槽5联通，A驱动电机83的输出端伸入连接块82与导管84的轴心固定连接，导管84的中部联通有绞龙85，绞龙85的顶端伸入收集槽2中，绞龙85内部的螺旋叶片中部开设有方形槽86，检测车1的顶端固定连接有B驱动电机87，B驱动电机87的输出端固定连接有方杆88，方杆88与方形槽86内部滑动连接。

请参阅图5，往复机构9包括：主动链轮91、转动杆92、第一螺旋槽93、第二螺旋槽94和从动链轮95，B驱动电机87输出端固定连接有主动链轮91，收集槽2内部转动连接有转动杆92，转动杆92的外壁开设有第一螺旋槽93，转动杆92的外壁开设有第二螺旋槽94，第一螺旋槽93与第二螺旋槽94首尾相连，第一螺旋槽93与第二螺旋槽94螺向相反，转动杆92外壁的第一螺旋槽93和第二螺旋槽94与挤压杆7配合安装，转动杆92的上部固定连接有从动链轮95，主动链轮91与从动链轮95之间通过链条传动连接，收集槽2内部截面呈梯形设计，挤压杆7位于梯形最低平面上。

本发明提供的土壤成分检测装置的工作原理如下：

首先，整个装置通过轮子11被移动至待检测的土地上；根据土地的面积，通过合理规划，该区域被划分为多个取样区域；当装置移动至第一个取样地点时，第一个气缸81启动，带动连接块82下降，进而使收集轮4也相应下降，直至接近或接触地面；此时，A驱动电机83开始工作，驱动收集轮4旋转以收集该处的土壤样本；

完成土壤收集后，第一个气缸81再次启动，驱动收集轮4及其相关部件复位；尽管收集轮4复位，但A驱动电机83仍继续工作，确保取样土壤完全进入导管84内部，随后由绞龙85进行输送；

当装置移动至第二个取样地点时，第二个气缸81启动，重复上述收集过程，将第二个地点的土壤样本分区输送至收集槽2中；

值得注意的是，当气缸81下降时，绞龙85也随之下降；由于绞龙85上端部设计得较长，即使收集轮4降至最低点，绞龙85的上端部仍保持在收集槽2内部；这样，当土壤样本进入导管84后，B驱动电机87启动，其输出端为方杆88，与绞龙85内螺旋叶片轴心处的方形槽86相匹配，确保绞龙85在升降过程中不影响其内部土壤的输送；绞龙85内的螺旋叶片旋转，将土壤样本从导管84向上输送至收集槽2内部；

收集槽2内部设计为倒梯形，绞龙85位于倒梯形的斜面上，使得输送的土壤在斜面的导向下，顺利到达收集槽2的倒梯形平面处；同时，B驱动电机87还通过其输出端驱动主动链轮91旋转，进而带动从动链轮95和转动杆92旋转；转动杆92上的第一螺旋槽93和第二螺旋槽94与挤压杆7相互作用，使挤压杆7在收集槽2内做往复运动，对土壤进行挤压和压碎处理；

经过挤压杆7压碎的土壤样本，随后被光谱分析仪3进行光谱分析；光谱分析仪3可以便捷地从收集槽2中取出，既可用于现场即时分析，也可携带至实验室进行深入分析；

当整片区域的土壤检测完成后，首先使用吸尘器将收集槽2中压碎的土壤样本抽走，随后用清水进行清洗，直至整个装置彻底清理干净，为下一次使用做好准备；在整个过程中，收集槽2侧壁的可伸缩防尘罩10在土壤收集时伸出，防止沙尘进入收集槽2内部，确保光谱分析仪3分析结果的准确性；此外，装置两侧的太阳能电池板12负责为整个检测装置提供电力支持，实现装置的自供电运行。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种土壤成分检测装置，其特征在于，包括：

检测车(1)，所述检测车(1)顶端等距开设有收集槽(2)，且每个所述收集槽(2)内部均安装有光谱分析仪(3)；

收集轮(4)，所述收集轮(4)等距分布在所述检测车(1)底端，所述收集轮(4)内部开设有螺旋槽(5)，所述螺旋槽(5)输入口处固定连接有导入口(6)，所述收集轮(4)的材质为耐磨且耐腐蚀的合金材料，同时表面涂覆有防滑涂层；

挤压杆(7)，所述收集槽(2)内部均设置有挤压杆(7)，所述挤压杆(7)用于挤压所述收集轮(4)收集上来的土壤；

下降输送机构(8)，所述下降输送机构(8)安装在所述检测车(1)内部，所述下降输送机构(8)与所述收集轮(4)配合安装，下降输送机构(8)包括：气缸(81)、连接块(82)、A驱动电机(83)、导管(84)、绞龙(85)、方形槽(86)、B驱动电机(87)和方杆(88)，所述检测车(1)底部位于收集轮(4)的一侧固定连接有气缸(81)，所述气缸(81)的输出端固定连接有连接块(82)，所述连接块(82)的一侧固定连接有A驱动电机(83)，所述连接块(82)另一侧固定连接有导管(84)，所述导管(84)的一端与收集轮(4)的轴心固定连接，所述导管(84)内部与螺旋槽(5)联通，所述A驱动电机(83)的输出端伸入连接块(82)与导管(84)的轴心固定连接，所述导管(84)的中部联通有绞龙(85)，所述绞龙(85)的顶端伸入收集槽(2)中，所述绞龙(85)内部的螺旋叶片中部开设有方形槽(86)，所述检测车(1)的顶端固定连接有B驱动电机(87)，所述B驱动电机(87)的输出端固定连接有方杆(88)，所述方杆(88)与方形槽(86)内部滑动连接；

往复机构(9)，所述往复机构(9)安装在所述收集槽(2)内部，所述往复机构(9)与所述挤压杆(7)配合安装，往复机构(9)包括：主动链轮(91)、转动杆(92)、第一螺旋槽(93)、第二螺旋槽(94)和从动链轮(95)，所述B驱动电机(87)输出端固定连接有主动链轮(91)，所述收集槽(2)内部转动连接有转动杆(92)，所述转动杆(92)的外壁开设有第一螺旋槽(93)，所述转动杆(92)的外壁开设有第二螺旋槽(94)，所述第一螺旋槽(93)与第二螺旋槽(94)首尾相连，所述第一螺旋槽(93)与第二螺旋槽(94)螺向相反，所述转动杆(92)外壁的第一螺旋槽(93)和第二螺旋槽(94)与挤压杆(7)配合安装，所述转动杆(92)的上部固定连接有从动链轮(95)，所述主动链轮(91)与从动链轮(95)之间通过链条传动连接，所述收集槽(2)内部截面呈梯形设计，所述挤压杆(7)位于梯形最低平面上。

2.根据权利要求1所述的土壤成分检测装置，其特征在于，所述收集槽(2)的侧壁设置有可伸缩的防尘罩(10)，用于在收集土壤时防止沙尘进入收集槽(2)内部。

3.根据权利要求1所述的土壤成分检测装置，其特征在于，所述检测车(1)底端四角处安装有轮子(11)。

4.根据权利要求1所述的土壤成分检测装置，其特征在于，所述检测车(1)的两侧安装有太阳能电池板(12)。

5.根据权利要求1所述的土壤成分检测装置，其特征在于，所述光谱分析仪(3)为便携式光谱分析仪。