一种自动精细磨土装置的制作方法

本发明涉及试验装置技术领域，尤其涉及一种自动精细磨土装置。

背景技术：

在许多基础研究领域中，比如土壤学、农业水土工程等，需要进行大量的土壤化学实验，土壤化学实验中需对土壤进行加工研磨，比如土壤氮、磷、钾的测定需要过60目土壤分析筛（0.25mm），有机质的测定需要过100目的土壤分析筛（0.15mm）等，土壤过筛前需要进行繁琐的研磨工作，研磨过程中不仅耗费极大地人力物力，工作效率低，且土壤研磨过程中细小的土壤颗粒漂浮在空中，使得工作环境恶劣。因此，为解决上述问题，需研制一种自动精细磨土装置，实现土壤的自动研磨工作，以节省大量的时间和人力，提高工作效率。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于提供一种自动精细磨土装置，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种自动精细磨土装置，包括整体机架、研钵、研磨动力机构、除尘机构、粉尘仪、研磨升降机构及控制器，其中，研磨升降机构设置在整体机架内，研钵被限位设置在研磨升降机构上，研磨动力机构设置在研钵上，且研磨动力机构与研钵弹性接触，控制器设置在研磨升降机构下部，研磨动力机构安装在整体机架上部，粉尘仪设置在与研钵平齐的整体机架上，除尘机构设置在研磨动力机构上部，各机构具体结构如下：

整体机架包括用于安装研磨升降机构的机架中控主体；

研磨动力机构中，研磨动力板底端设置有多个研杵连接柱，研杵连接弹簧一端与研杵连接柱连接，研杵连接弹簧另一端与研杵连接；研磨偏心销轴一端与研磨动力板连接，研磨偏心销轴另一端与研磨偏心盘连接，且研磨偏心销轴在研磨偏心盘上的相对偏心位置可调，研磨电机的动力输出轴与研磨偏心盘连接；研磨电机安装在研磨支撑板上，研磨支撑板安装在整体机架上；

研钵为盒体结构，盒体上部与研杵弹性接触，盒体底部中间设置有用于对研钵进行限位的凸起，凸起两侧对称设置有凹槽，研杵置于其中一个用于研磨土壤的凹槽内；

除尘机构中，除尘罩主体上部两端分别设置有用于固定除尘罩主体的除尘拉杆，除尘过滤器设置在除尘罩主体上，除尘排风管设置在除尘过滤器上部，除尘中间管道设置在除尘过滤器一侧，且除尘中间管道伸入除尘罩主体内，除尘罩主体内设置有排风组件；

研磨升降机构中，机架中控主体上设置有用于两个升降主动组件滑动的升降下滑轨，升降丝杠与两个升降主动组件连接，并在升降丝杠一端设置有升降行星轮支架，升降驱动行星轮安装在升降行星轮支架上，升降安装支架由横向支架与纵向支架组成，与升降驱动行星轮啮合的升降驱动内齿圈安装在横向支架上，升降电机安装在纵向支架的顶部，升降驱动太阳轮套装在升降电机的输出轴上，且升降电机的输出轴与升降丝杠位于同一轴线上，升降驱动太阳轮与升降驱动行星轮啮合传动；升降第六支杆与升降第三支杆的一端分别安装在升降主动组件上，升降第三支杆的另一端与升降第五支杆的一端连接，升降第五支杆的另一端与升降第四支杆的一端连接，升降第六支杆的另一端与升降第二支杆的一端连接，升降第二支杆的另一端与升降第一支杆的一端连接，升降第一支杆与升降第四支杆的另一端分别安装在升降从动组件上，升降上托板两端分别设置有升降第一导向杆与升降第二导向杆，升降第一导向杆与升降第二导向杆安装在整体机架上，升降上托板上设置有用于与凸起配套使用以对研钵进行限位的限位柱和用于两个升降从动组件滑动的升降上滑轨；

同时，升降电机、粉尘仪、研磨电机及除尘罩主体分别与控制器连接。

在本发明中，整体机架中，机架中控主体设置在机架底板中部，机架底板一侧设置有左导向支架，机架底板另一侧设置有右导向支架，左导向支架与右导向支架关于机架中控主体对称，左横向杆设置在左导向支架上部，左研磨立杆设置在左横向杆上部，右横向杆设置在右导向支架上部，右研磨立杆设置在右横向杆上部。

在本发明中，研磨支撑板一端安装在左研磨立杆上，研磨支撑板另一端安装在右研磨立杆上。

在本发明中，升降上托板一端设置的升降第一导向杆与升降第二导向杆安装在左导向支架上，升降上托板另一端设置的升降第一导向杆与升降第二导向杆安装在右导向支架上。

在本发明中，除尘拉杆为伸缩结构，以满足不同高度的试验需求。

在本发明中，整体机架上设置多台粉尘仪。

在本发明中，升降第三支杆的另一端通过活动销与升降第五支杆的一端连接，升降第五支杆的另一端通过活动销与升降第四支杆的一端连接，升降第六支杆的另一端通过活动销与升降第二支杆的一端连接，升降第二支杆的另一端通过活动销与升降第一支杆的一端连接。

在本发明中，升降主动组件中，主动滚珠座安装在主动轴内，升降丝杠通过主动滚珠座与主动轴驱动连接，且位于主动滚珠座左侧的主动轴上设置有用于支撑主动轴的主动第一轴承，位于主动滚珠座右侧的主动轴上设置有主动第二轴承与用于支撑主动轴的主动第三轴承，主动第二轴承位于主动轴承套内，主动轴承套内设置有用于对主动第二轴承进行限位的主动第四挡圈，主动轴上设置有用于对主动第二轴承进行限位的主动第三挡圈，升降第六支杆与主动轴承套连接；升降第三支杆与升降第六支杆的安装结构相同。

在本发明中，升降从动组件中，从动轴一端设置有用于支撑从动轴的从动第一轴承，从动轴中部套装有从动第三轴承，从动第三轴承位于从动轴承套内，从动轴承套内设置有用于对从动第三轴承进行限位的从动第二挡圈，从动轴上设置有用于对从动第三轴承进行限位的从动第四挡圈，升降第四支杆与从动轴承套连接，从动轴另一端设置有用于支撑从动轴的从动第二轴承；升降第一支杆与升降第四支杆的安装结构相同。

在本发明中，升降上托板上固定有2排长方体插销结构的限位柱，一排有6个限位柱，研钵底部设置有与限位柱插销尺寸匹配的插孔，便于研钵的安装和拆卸。

有益效果：

1）本发明可按照试验土壤类型调整控制器的参数，由控制器启动升降电机与研磨电机，研磨电机通过与研磨偏心盘连接的研磨偏心销轴带动研磨动力板做研磨摇摆运动，安装在研磨动力板上的研杵连接柱通过研杵连接弹簧带动研杵在研钵内做研磨摇摆运动，土壤在研杵的研磨摇摆运动中不断被挤压、摩擦，以利于将土壤研磨为均质化、混合化的土壤粉粒，从而保证批量土样研磨效果，有效节省时间，提高工作效率；当研钵中的试验土壤均被研磨完毕后，控制器关闭研磨电机，开启升降电机降低升降上托板，便于取下研钵，从而实现自动精细磨土；

2）本发明中设置有粉尘仪，实时监控研磨过程中产生的土壤粉粒浓度，当达到土壤粉粒浓度上限时，控制器即时启动除尘机构进行除尘，有效降低粉尘对环境的影响；

3）本发明通过升降电机驱动升降丝杠带动与两个升降主动组件连接的升降支杆在升降下滑轨上向升降下滑轨移动，升降支杆带动升降从动组件在升降上滑轨滑动从而实现对研磨动力机构的升起与降下，适用范围广；

4）本发明在研磨过程中，当试验土壤颗粒块状较大时，为提高研磨效率，通过控制器控制升降电机做快速的正反转，以带动研钵做上下颠簸运动，以实现冲击式作业的效果，且在反复的颠簸过程中可迅速将被研杵挤到外围的试验土壤回笼至研钵的凹槽底部，从而大大降低研杵的空研作业率；

5）本发明中各部分结构独立，可现场安装拆卸，结构简单，使用方便。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例的结构示意图。

图2为本发明的较佳实施例中的整体机架结构示意图。

图3为本发明的较佳实施例中的研磨升降机构主视图。

图4为本发明的较佳实施例中的研磨升降机构俯视图。

图5为本发明的较佳实施例中的除尘机构结构示意图。

图6为本发明的较佳实施例中的研磨动力机构结构示意图。

图7为本发明的较佳实施例中的升降主动组件装配图。

图8为本发明的较佳实施例中的升降从动组件装配图。

图9为本发明的较佳实施例中的升降支杆装配图。

图10为本发明的较佳实施例中的升降行星控制装配图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1～图10的一种自动精细磨土装置，包括整体机架1、研钵2、研磨动力机构3、除尘机构4、粉尘仪5、研磨升降机构6及控制器7，其中，研磨升降机构6设置在整体机架1内，研钵2被限位设置于研磨升降机构6上，研磨动力机构3设置于研钵2上，且研磨动力机构3与研钵2弹性接触，控制器7设置在研磨升降机构6下部，粉尘仪5设置在与研钵2平齐的整体机架1上，研磨动力机构3安装在整体机架1上部，除尘机构4设置在研磨动力机构3上部，且研磨动力机构3、除尘机构4、粉尘仪5、研磨升降机构6分别与控制器7连接，各机构具体结构如下：

整体机架1包括左研磨立杆1-1、左横向杆1-2、左导向支架1-3、右研磨立杆1-4、右横向杆1-5、右导向支架1-6、机架中控主体1-7及机架底板1-8，用于安装研磨升降机构6的机架中控主体1-7设置在机架底板1-8中部，机架底板1-8一侧设置有左导向支架1-3，机架底板1-8另一侧设置有右导向支架1-6，左导向支架1-3与右导向支架1-6关于机架中控主体1-7对称，左横向杆1-2设置在左导向支架1-3上部，左研磨立杆1-1设置在左横向杆1-2上部；右横向杆1-5设置在右导向支架1-6上部，右研磨立杆1-4设置在右横向杆1-5上部；

研磨动力机构3包括研磨动力板3-1、研磨电机3-2、研磨偏心盘3-3、研磨偏心销轴3-4、研磨支撑板3-5、研杵3-6、研杵连接弹簧3-7及研杵连接柱3-8，研磨动力板3-1底端设置有多个研杵连接柱3-8，研杵连接弹簧3-7一端与研杵连接柱3-8连接，研杵连接弹簧3-7另一端与研杵3-6连接；研磨偏心销轴3-4一端与研磨动力板3-1连接，研磨偏心销轴3-4另一端与研磨偏心盘3-3连接，研磨电机3-2的动力输出轴与研磨偏心盘3-3连接；研磨电机3-2安装在研磨支撑板3-5上，研磨支撑板3-5一端安装在左研磨立杆1-1上，研磨支撑板3-5另一端安装在右研磨立杆1-4上，研磨偏心销轴3-4在研磨偏心盘3-3上的相对偏心位置可调；

研钵2为盒体结构，盒体上部与研杵3-6弹性接触，盒体底部中间设置有用于对研钵2进行限位的凸起，凸起两侧对称设置有凹槽，研杵3-6置于其中一个凹槽内，用于研磨土壤，另一个凹槽用于放置已经研磨好的土壤粉粒；

除尘机构4包括除尘罩主体4-1、除尘中间管道4-2、除尘过滤器4-3、除尘排风管4-4及除尘拉杆4-5，除尘罩主体4-1上部两端分别设置有用于固定除尘罩主体4-1的除尘拉杆4-5，除尘拉杆4-5为伸缩结构，以满足不同高度的试验需求，除尘过滤器4-3设置在除尘罩主体4-1上，除尘排风管4-4设置在除尘过滤器4-3上部，除尘中间管道4-2设置在除尘过滤器4-3一侧，且除尘中间管道4-2伸入除尘罩主体4-1内，除尘罩主体4-1内设置有排风扇或排风管；

与研钵2平齐的整体机架1上可根据实际需求，设置多台粉尘仪5；

研磨升降机构6包括升降主动组件6-1、升降从动组件6-2、升降上托板6-3、升降丝杠6-4、升降电机6-5、升降安装支架6-6、升降第一导向杆6-7、升降第二导向杆6-8、升降驱动内齿圈6-9、升降驱动行星轮6-10、升降行星轮支架6-11、升降驱动太阳轮6-12、升降下滑轨6-13、升降第一支杆6-14、升降第二支杆6-15、升降第三支杆6-16、升降第四支杆6-17、升降第五支杆6-18、升降第六支杆6-19及升降上滑轨6-20，机架中控主体1-7上设置有用于两个升降主动组件6-1滑动的升降下滑轨6-13，升降丝杠6-4与两个升降主动组件6-1连接，并在升降丝杠6-4一端设置有升降行星轮支架6-11，升降驱动行星轮6-10安装在升降行星轮支架6-11上，升降安装支架6-6由横向支架与纵向支架组成，与升降驱动行星轮6-10啮合的升降驱动内齿圈6-9安装在横向支架上，升降电机6-5安装在纵向支架的顶部，升降驱动太阳轮6-12套装在升降电机6-5的输出轴上，且升降电机6-5的输出轴与升降丝杠6-4位于同一轴线上，升降驱动太阳轮6-12与升降驱动行星轮6-10啮合传动；升降第六支杆6-19与升降第三支杆6-16的一端分别安装在升降主动组件6-1上，升降第三支杆6-16的另一端通过活动销与升降第五支杆6-18的一端连接，升降第五支杆6-18的另一端通过活动销与升降第四支杆6-17的一端连接，升降第六支杆6-19的另一端通过活动销与升降第二支杆6-15的一端连接，升降第二支杆6-15的另一端通过活动销与升降第一支杆6-14的一端连接，升降第一支杆6-14与升降第四支杆6-17的另一端分别安装在升降从动组件6-2上，升降上托板6-3两端分别设置有升降第一导向杆6-7与升降第二导向杆6-8，且升降第一导向杆6-7与升降第二导向杆6-8的一端安装在左导向支架1-3上，另一端的升降第一导向杆6-7与升降第二导向杆6-8的另一端安装在右导向支架1-6上，升降上托板6-3上设置有用于与凸起配套使用以对研钵2进行限位的限位柱和用于升降从动组件6-2滑动的升降上滑轨6-20，限位柱的高度与凸起的高度相对应；

同时，升降电机6-5、粉尘仪5、研磨电机3-2及除尘罩主体4-1分别与控制器7连接。

因机架中控主体1-7上设置有两个结构相同的升降主动组件6-1，升降上托板6-3上设置有两个结构相同的升降从动组件6-2，下面以位于左侧的升降第六支杆6-19与升降第四支杆6-17安装结构为例，进行说明：

升降主动组件6-1包括主动第一挡圈6-1-1、主动第一轴承6-1-2、主动轴6-1-3、主动轴承套6-1-4、主动第二轴承6-1-5、主动第三轴承6-1-6、主动第二挡圈6-1-7、主动第三挡圈6-1-8、主动第四挡圈6-1-9及主动滚珠座6-1-10，主动滚珠座6-1-10安装在主动轴6-1-3内，升降丝杠6-4通过主动滚珠座6-1-10与主动轴6-1-3驱动连接，且位于主动滚珠座6-1-10左侧的主动轴6-1-3通过主动第一轴承6-1-2支撑，由主动第一挡圈6-1-1对主动第一轴承6-1-2进行限位，位于主动滚珠座6-1-10右侧的主动轴6-1-3上设置有主动第二轴承6-1-5与主动第三轴承6-1-6，且主动第二轴承6-1-5位于主动轴承套6-1-4内，主动轴承套6-1-4内设置有用于对主动第二轴承6-1-5进行限位的主动第四挡圈6-1-9，主动轴6-1-3上设置有用于对主动第二轴承6-1-5进行限位的主动第三挡圈6-1-8，升降第六支杆6-19与主动轴承套6-1-4连接，主动第三轴承6-1-6用于支撑主动轴6-1-3，由主动第二挡圈6-1-7对主动第三轴承6-1-6进行限位；

升降从动组件6-2包括从动第一挡圈6-2-1、从动第一轴承6-2-2、从动轴6-2-3、从动轴承套6-2-4、从动第二挡圈6-2-5、从动第二轴承6-2-6、从动第三挡圈6-2-7、从动第四挡圈6-2-8及从动第三轴承6-2-9，从动轴6-2-3一端通过从动第一轴承6-2-2支撑，由从动第一挡圈6-2-1对从动第一轴承6-2-2进行限位，从动轴6-2-3中部套装有从动第三轴承6-2-9，从动第三轴承6-2-9位于从动轴承套6-2-4内，从动轴承套6-2-4内设置有用于对从动第三轴承6-2-9进行限位的从动第二挡圈6-2-5，从动轴6-2-3上设置有用于对从动第三轴承6-2-9进行限位的从动第四挡圈6-2-8，升降第四支杆6-17与从动轴承套6-2-4连接，从动轴6-2-3另一端通过从动第二轴承6-2-6支撑，由从动第三挡圈6-2-7对从动第二轴承6-2-6进行限位；

升降第三支杆6-16与升降第六支杆6-19的安装结构相同；

升降第一支杆6-14与升降第四支杆6-17的安装结构相同。

在本实施例中，升降上托板6-3上固定有2排长方体插销结构的限位柱，一排有6个限位柱，研钵2底部设置有与限位柱插销尺寸匹配的插孔，便于研钵2的安装和拆卸，可同时研磨12个土样，以节约时间和工作成本。

在本实施例中，试验时，首先将试验土壤依次装入编有编号的研钵2中，并将研钵2固定在升降上托板6-3上，研钵2上编有编号便于记录土壤数据；

按照试验土壤类型调整控制器7的参数，由控制器7启动升降电机6-5，驱动升降丝杠6-4带动两个升降主动组件6-1在升降下滑轨6-13上向升降下滑轨6-13中间移动进而带动升降第一支杆6-14、升降第二支杆6-15、升降第三支杆6-16、升降第四支杆6-17、升降第五支杆6-18及升降第六支杆6-19升起，将装有试验土壤的研钵2升至合适位置后，关闭升降电机6-5，使升降主动组件6-1在升降下滑轨6-13停止滑动，升降从动组件6-2在升降上滑轨6-20停止滑动，以保持现有升起的高度；而后控制器7调整研磨电机3-2的转速，由研磨电机3-2通过与研磨偏心盘3-3连接的研磨偏心销轴3-4带动研磨动力板3-1做研磨摇摆运动，安装在研磨动力板3-1上的研杵连接柱3-8通过研杵连接弹簧3-7带动研杵3-6在研钵2内做研磨摇摆运动，土壤在研杵3-6的研磨摇摆运动中不断被挤压、摩擦，当安装有研杵3-6的凹槽内土壤较多时，在研杵3-6的研磨摇摆运动过程中可被挤出至另一个凹槽，以利于将土壤研磨为均质化、混合化的土壤粉粒，粉尘仪5实时监控研磨过程中产生的土壤粉粒浓度，当达到土壤粉粒浓度上限时，控制器7即时启动除尘机构4进行除尘；当研钵2中的试验土壤均被研磨完毕后，由控制器7开启升降电机6-5，驱动升降丝杠6-4带动两个升降主动组件6-1在升降下滑轨6-13上向升降下滑轨6-13两侧移动进而带动升降第一支杆6-14、升降第二支杆6-15、升降第三支杆6-16、升降第四支杆6-17、升降第五支杆6-18及升降第六支杆6-19下降，将研钵2将至合适位置后，关闭升降电机6-5，使升降主动组件6-1在升降下滑轨6-13停止滑动，升降从动组件6-2在升降上滑轨6-20停止滑动，以保持现有的高度，最后将研钵2从升降上托板6-3取下，从而实现自动精细磨土；

在研磨过程中，当试验土壤颗粒块状较大时，为提高研磨效率，通过控制器7控制升降电机6-5做快速的正反转，以带动研钵2做上下颠簸运动，如此可达到冲击式作业的效果，且在反复的颠簸过程中可迅速将被研杵3-6挤到外围的试验土壤回笼至研钵2的凹槽底部，从而大大降低研杵3-6的空研作业率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。