一种土壤自动取样设备

本技术涉及土壤取样设备，具体为一种土壤自动取样设备。

背景技术：

1、在农业和林业种植中，土地经过长时间的作物种植，土壤的肥力和有机物质都会减少，并且会有一定程度的污染，为了保证粮食安全，需要定期对土壤进行检测和修复。在土壤检测和修复之前，需要对土壤进行采样，土壤采样点位数量巨大，研制土壤自动取样设备对于加快土壤采样速度意义重大。

2、目前，常用的取土钻分为手动取土器、电动取土器和油动力取土器；手动取土器由于依靠人力下压，取土深度十分有限，同时由于土壤黏附在取土钻内部，取出土壤十分困难，费时费力；专利cn201720339386.8公开的一种智能取土器虽然取土深度相比手动取土钻有所提升，但是无法精确取出所需土层的土壤，取土过程中也需要人一直手持，采样效率低。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种土壤自动取样设备，能自动精确取出所需土层的土壤，采样效率高，省时省力。

2、为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

3、一种土壤自动取样设备，包含履带底盘17，履带底盘17中间连接有支撑架28，支撑架28上连接有底盘电机16，支撑架28连接第一安装架7和第二安装架14；第一安装架7和第二安装架14上端安装孔内固定有无油衬套18，无油衬套18和连接轴10形成转动副，连接轴10与取土机构1的翻转平台9两侧连接，连接轴10的一端与蜗轮蜗杆减速器5的输出端连接，蜗轮蜗杆减速器5通过固定板6安装在第一安装架7外侧，蜗轮蜗杆减速器5的输入端和第三电机4的输出端连接，第三电机4连接在蜗轮蜗杆减速器5上。

4、所述的蜗轮蜗杆减速器5具有自锁功能，保证连接轴10上的取土机构1在取土过程中不发生旋转。

5、所述的取土机构1包括翻转平台9，翻转平台9两侧连接有第一电机203和第二电机303，第一电机203的输出端通过第一联轴器202与第一升降机2的输入端连接，第二电机303的输出端通过第二联轴器302与第二升降机3的输入端连接，第一升降机2和第二升降机3均为滚珠丝杠升降机，第一电机203和第二电机303旋转带动第一升降机2的第一丝杆201和第二升降机3的第二丝杆301沿着垂直翻转平台9上平面的方向作直线运动；第一丝杆201下端穿过翻转平台9并通过钻杆连接件11和空心钻杆13连接；第二丝杆301下端穿过翻转平台9，和推土滑块12连接；推土滑块12和空心钻杆13配合。

6、所述的第一升降机2的第一丝杆201和第二升降机3的第二丝杆301都开有防旋转槽，使其保持直线运动。

7、所述的空心钻杆13一侧设有导向槽，作为推土滑块12的导向槽，推土滑块12沿着导向槽滑动将土壤推出；空心钻杆13下端切削成一定角度。

8、所述的支撑架28上固定放置板27，放置板27上连接有存土箱25，用于存放从空心钻杆13推出的土壤。

9、所述的存土箱25和称重传感器22连接，称重传感器22用于称量存土箱25内土壤的重量。

10、所述的存土箱25旁边的放置板27上连接有两根切割线立柱24，两根切割线立柱24中间连接切割钢丝23，并保持绷紧。

11、所述的第一电机203、第二电机303、第三电机4、底盘电机16和中央处理单元21连接，中央处理单元21上设有按键20和显示器19。

12、所述的放置板27上通过限位块26固定有第一电池8和第二电池15，给第一电机203、第二电机303、第三电机4、底盘电机16、中央处理单元21供电。

13、本实用新型具备以下有益效果：

14、1)本实用新型通过第一电机203来控制取土深度，保证了对不同深度土层土壤取样的精度，并且由第二升降机3连接的推土滑块12将空心钻杆13内部土壤推入存土箱25，提高了土壤取样的工作效率，自动化程度大大提高。

15、2)本实用新型存土箱25上方安装有切割线立柱24、切割钢丝23组成的土壤切割单元，通过第三电机的旋转可以切割从空心钻杆13内部推出的目标深度土壤，使其掉落并保存在存土箱25里面，而将表层土壤杂质保留在空心钻杆13内部，等空心钻杆13回正再推出，保证了土壤取样的混合样取样要求。

16、3)本实用新型采用底盘电机16驱动履带底盘17，保证了通过性的同时，大大提高了设备的移动效率，省时省力，并且不同深度取样模式的程序已经内置在中央处理单元21中，采样人员只需用按键即可操作设备使其完成一个采样点的取样，相比传统人工采样效率提升50％的效率。

17、4)本实用新型体积小，可以放进皮卡车后车厢，同时其质量轻、容易拆装，方便外业采样工作人员携带与搬运。

技术特征：

1.一种土壤自动取样设备，包含履带底盘(17)，其特征在于：履带底盘(17)中间连接有支撑架(28)，支撑架(28)上连接有底盘电机(16)，支撑架(28)连接第一安装架(7)和第二安装架(14)；第一安装架(7)和第二安装架(14)上端安装孔内固定有无油衬套(18)，无油衬套(18)和连接轴(10)形成转动副，连接轴(10)与取土机构(1)的翻转平台(9)两侧连接，连接轴(10)的一端与蜗轮蜗杆减速器(5)的输出端连接，蜗轮蜗杆减速器(5)通过固定板(6)安装在第一安装架(7)外侧，蜗轮蜗杆减速器(5)的输入端和第三电机(4)的输出端连接，第三电机(4)连接在蜗轮蜗杆减速器(5)上。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的蜗轮蜗杆减速器(5)具有自锁功能，保证连接轴(10)上的取土机构(1)在取土过程中不发生旋转。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的取土机构(1)包括翻转平台(9)，翻转平台(9)两侧连接有第一电机(203)和第二电机(303)，第一电机(203)的输出端通过第一联轴器(202)与第一升降机(2)的输入端连接，第二电机(303)的输出端通过第二联轴器(302)与第二升降机(3)的输入端连接，第一升降机(2)和第二升降机(3)均为滚珠丝杠升降机，第一电机(203)和第二电机(303)旋转带动第一升降机(2)的第一丝杆(201)和第二升降机(3)的第二丝杆(301)沿着垂直翻转平台(9)上平面的方向作直线运动；第一丝杆(201)下端穿过翻转平台(9)并通过钻杆连接件(11)和空心钻杆(13)连接；第二丝杆(301)下端穿过翻转平台(9)，和推土滑块(12)连接；推土滑块(12)和空心钻杆(13)配合。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的第一升降机(2)的第一丝杆(201)和第二升降机(3)的第二丝杆(301)都开有防旋转槽，使其保持直线运动。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的空心钻杆(13)一侧设有导向槽，作为推土滑块(12)的导向槽，推土滑块(12)沿着导向槽滑动将土壤推出；空心钻杆(13)下端切削成一定角度。

6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的支撑架(28)上固定放置板(27)，放置板(27)上连接有存土箱(25)，用于存放从空心钻杆(13)推出的土壤。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述的存土箱(25)和称重传感器(22)连接，称重传感器(22)用于称量存土箱(25)内土壤的重量。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述的存土箱(25)旁边的放置板(27)上连接有两根切割线立柱(24)，两根切割线立柱(24)中间连接切割钢丝(23)，并保持绷紧。

9.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的第一电机(203)、第二电机(303)、第三电机(4)、底盘电机(16)和中央处理单元(21)连接，中央处理单元(21)上设有按键(20)和显示器(19)。

10.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述的放置板(27)上通过限位块(26)固定有第一电池(8)和第二电池(15)，给第一电机(203)、第二电机(303)、第三电机(4)、底盘电机(16)、中央处理单元(21)供电。

技术总结
一种土壤自动取样设备，包含履带底盘，履带底盘中间连接有支撑架，支撑架连接的第一安装架和第二安装架上端安装孔内固定有无油衬套，无油衬套和连接轴形成转动副，连接轴连接有取土机构；连接轴的一端通过蜗轮蜗杆减速器和第三电机的输出端连接；取土机构由两个电机驱动两个滚珠丝杆式升降机，滚珠丝杆式升降机固定在翻转平台上，一个升降机下端接有空心钻杆，用于钻入土壤取土，另一个升降机下端连接推土滑块，将空心钻杆内部的土壤推入存土箱；第三电机通过连接轴翻转整个取土机构，使空心钻杆推出的土壤进入存土箱之后使取土机构恢复原位，本技术具有取土深度精确、自动化程度高、体积小、质量轻、采样效率高等优点。

技术研发人员：张琦,杨发荣,龚思俊,李秉松,张毓,冯柳铭
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：20230515
技术公布日：2024/1/15