土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备

本技术涉及土壤修复领域，具体涉及一种土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备。

背景技术：

1、土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。目前常用的方法有：(1)种植有较强吸收力的植物，降低有毒物质的含量(例如羊齿类铁角蕨属的植物能吸收土壤中的重金属)；(2)施加固化剂(例如石灰、粉煤灰、高炉渣、赤泥等；具体可参见文献：国内固化剂修复重金属污染土壤的研究进展,应用化工.2021,50(05))，调节土壤ph，并通过沉淀、吸附、化学还原等作用原理钝化土壤中活性较大的重金属，降低重金属生物有效性；(3)喷洒修复液(例如有机肥)，调节土壤ph，并增加土壤肥力；(4)通过生物降解净化土壤(例如蚯蚓能降解农药、重金属等)。但是，采用上述方法修复土壤时，需要通过人工或者修复机械进行相应的修复操作，存在以下不足：(1)人工操作时，劳动强度大、生产效率低；(2)目前的修复机械集成度不高，整体功能较为单一，一个修复机械往往只能实现一种修复方式，智能化程度不高，修复效果差，而且使用时还会耗费一定的人力物力，成本较高。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的上述问题，本申请提供了一种土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备；该修复设备集自动检测土壤酸碱度、铺洒固化剂、喷洒修复液、松翻土壤、种植植物种子等功能于一体，功能完备，集成度高，并结合化学修复技术与植物修复技术，通过多种方式修复被污染的土壤，能够有效解决土壤酸碱度异常及重金属污染的问题。

2、本申请的技术方案：

3、土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备，包括机架；所述机架上设有控制系统，以及与控制系统电性连接的驱动装置、旋耕装置、酸碱度检测装置、固化剂铺撒装置、修复液喷洒装置、植物播种装置和摄像头；所述驱动装置包括履带、驱动轮和从动轮；所述履带张紧在驱动轮和从动轮的外侧；所述驱动轮与a电机传动连接，由a电机驱动工作；所述旋耕装置包括旋耕机构和b电机；所述b电机与旋耕机构传动连接，用于驱动旋耕机构升降及旋转；所述旋耕机构包括旋耕刀轴和设于旋耕刀轴上的旋耕刀座；所述旋耕刀座上设有多把旋耕刀；所述酸碱度检测装置包括电极探头和丝杆；所述丝杆与c电机传动连接；所述电极探头固定于丝杆滑块上；所述固化剂铺撒装置包括固化剂存放箱；所述固化剂存放箱的出料口处设有挡板，所述挡板与舵机传动连接；所述修复液喷洒装置包括修复液存放箱；所述修复液存放箱的出口处设有电磁阀；所述电磁阀与水泵相连接；所述水泵的出口处设有喷管；所述喷管的管口处设有雾化喷头；所述植物播种装置包括连接座；所述连接座的顶部设有与种子存放箱相连通的进口，底部设有出口；所述连接座的内部设有播种滚轮，播种滚轮上设有种子孔；所述播种滚轮的主动轴与d电机相连接，从动轴与锥形播种漏斗传动连接；所述锥形播种漏斗设于连接座出口的下方。

4、与现有技术相比，本申请的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备具有以下的优点：

5、(1)结合化学修复技术与植物修复技术：采用铺撒固化剂和喷洒修复液两种化学修复手段，固化剂用于酸碱中和以及吸附重金属离子，修复液用于进一步酸碱中和以及增加土壤肥力，从而实现土壤的初步修复；然后在土壤初步修复的基础上，种植吸附重金属离子能力较强的植株种子，对土壤进行进一步修复，修复较为全面，能够有效解决土壤酸碱度异常及重金属污染问题；

6、(2)将自动检测土壤酸碱度、铺洒固化剂、喷洒修复液、松翻土壤、种植植物种子等功能集成为一体，功能完备、修复效率高；

7、(3)驱动装置采用履带轮结构，使得修复设备在使用时具备较大的载重量和抓地力，在行驶中较为平稳，能够适应大部分土地地形，可以在复杂土壤环境中作业；

8、(4)控制系统可以通过配置wifi模块，与用户终端连接，实现远程控制功能，而且摄像头可以实时监测修复设备运动时周围的情况，并将获取的画面传回到用户终端，实现人机交互，方便使用者进行相应的操作，自动化程度高，大大降低了人工成本。

9、作为优化，前述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备中，所述b电机的数量为两个，且两个b电机分别与a锥齿轮转向器相连接；所述旋耕刀轴与b锥齿轮转向器相连接；所述a锥齿轮转向器和b锥齿轮转向器传动连接。本申请中，通过设置两个电机和两个锥齿轮转向器，在使用时可以通过改变b电机的转动方式来实现整个旋耕机构的升降或旋耕刀轴的旋转，在结构上更加省力、高效，减小了能耗。

10、作为优化，前述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备中，所述挡板与固化剂存放箱转动连接；所述挡板上铰接有a连杆，所述舵机的输出轴上固定有b连杆，所述a连杆与b连杆铰接。此时，结构简单，易于实施。在固化剂铺撒过程中，舵机转动并带动b连杆绕轴转动，b连杆带动a连杆向上运动，使挡板相对固化剂存放箱旋转，出料口打开，固化剂从出料口落下。

11、作为优化，前述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备中，所述锥形播种漏斗由两个半漏斗合并而成；所述播种滚轮的从动轴通过传动结构与锥形播种漏斗传动连接；所述传动结构包括连接架、滑块，以及固定连接的第一连杆和第二连杆；所述第一连杆倾斜固定于从动轴上；所述第二连杆固定于连接架上；所述滑块位于连接架的滑道内，并与连接架通过弹簧相连接；所述滑块上铰接有第三连杆和第四连杆；所述第三连杆与第四连杆配合形成“v”字形，并分别与两个半漏斗固定连接。进一步的，所述滑块套设于光轴上；所述光轴固定于机架上。由此，可以保证滑块在竖直方向上滑动，避免其滑偏。进一步的，所述连接架上设有与第三连杆和第四连杆相对应的滑槽；所述第三连杆和第四连杆与连接架滑动连接。此时，第三连杆和第四连杆可以在同一直线上滑动，从而可以避免第三连杆和第四连杆的位置发生相对偏移导致两个半漏斗合不上。

12、作为优化，前述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备中，所述机架上设有太阳能板。修复设置不使用时，可以通过太阳能板吸收太阳能，并将太阳能转换为电能后存储，从而可以保证修复设备的续航能力，使其可以长时间工作。

13、作为优化，前述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备中，所述旋耕刀座上设有4把旋耕刀；所述旋耕刀呈t型，包括刀柄部和刀刃部，所述刀柄部固定于旋耕刀座上，所述刀刃部的刀口为尖角。从而，方便旋耕刀旋转插入土层，降低其在疏松土层时受到的阻力。

14、作为优化，前述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备中，所述履带的前倾角α可以为50～70°。由此，可以提高修复设备的越障能力，使其可以适用于坡地、凹陷地、泥泞地等多种复杂地形。

技术特征：

1.土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备，其特征在于：包括机架(1)；所述机架(1)上设有控制系统，及与控制系统电性连接的驱动装置(2)、旋耕装置(3)、酸碱度检测装置(4)、固化剂铺撒装置(5)、修复液喷洒装置(6)、植物播种装置(7)和摄像头(8)；

2.根据权利要求1所述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备，其特征在于：所述b电机(31)的数量为两个，且两个b电机(31)分别与a锥齿轮转向器(35)相连接；所述旋耕刀轴(32)与b锥齿轮转向器(36)相连接；所述a锥齿轮转向器(35)和b锥齿轮转向器(36)传动连接。

3.根据权利要求1所述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备，其特征在于：所述挡板(52)与固化剂存放箱(51)转动连接；所述挡板(52)上铰接有a连杆(54)，所述舵机(53)的输出轴上固定有b连杆(55)，所述a连杆(54)与b连杆(55)铰接。

4.根据权利要求1所述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备，其特征在于：所述锥形播种漏斗(75)由两个半漏斗合并而成；所述播种滚轮(73)的从动轴通过传动结构(76)与锥形播种漏斗(75)传动连接；所述传动结构(76)包括连接架(761)、滑块(762)，以及固定连接的第一连杆(763)和第二连杆(764)；所述第一连杆(763)固定于从动轴上；所述第二连杆(764)固定于连接架(761)上；所述滑块(762)位于连接架(761)的滑道内，并与连接架(761)通过弹簧(765)相连接；所述滑块(762)上设有第三连杆(766)和第四连杆(767)；所述第三连杆(766)与第四连杆(767)配合形成“v”字形，并分别与两个半漏斗固定连接。

5.根据权利要求4所述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备，其特征在于：所述滑块(762)套设于光轴(77)上；所述光轴(77)固定于机架(1)上。

6.根据权利要求4所述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备，其特征在于：所述连接架(761)上设有与第三连杆(766)和第四连杆(767)相对应的滑槽；所述第三连杆(766)和第四连杆(767)与连接架(761)滑动连接。

7.根据权利要求1所述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备，其特征在于：所述机架(1)上设有太阳能板(9)。

8.根据权利要求1所述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备，其特征在于：所述旋耕刀座(33)上设有4把旋耕刀(34)；所述旋耕刀(34)呈t型，包括刀柄部(341)和刀刃部(342)，所述刀柄部(341)固定于旋耕刀座(33)上，刀刃部(342)的刀口为尖角。

9.根据权利要求1所述的土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备，其特征在于：所述履带(21)的前倾角α为50～70°。

技术总结
本技术公开了一种土壤酸碱度异常与重金属污染修复设备，包括机架；所述机架上设有控制系统，以及与控制系统电性连接的驱动装置、旋耕装置、酸碱度检测装置、固化剂铺撒装置、修复液喷洒装置、植物播种装置和摄像头。本技术的修复设备结合化学修复技术与植物修复技术，通过多种方式修复被污染的土壤，修复较为全面，能够有效解决土壤的酸碱度异常与重金属污染问题；而且其集自动检测酸碱度、铺洒固化剂、喷洒修复液、松翻土壤、种植植物种子等功能于一体，功能完备、修复效率高；此外，控制系统可以通过配置WiFi模块，与用户终端连接，进行人机交互，实现远程控制功能，方便使用者进行相应的操作，自动化程度高，大大降低了人工成本。

技术研发人员：杨潇潇,秋朋园,杨腾,陈超然,周家栋,王怡轩
受保护的技术使用者：台州学院
技术研发日：20230216
技术公布日：2024/1/14