全自动土壤采样方法、系统及其装置与流程

1.本发明属于土壤检测技术领域，特别是涉及一种全自动土壤采样方法、系统及其装置。


背景技术：

2.采集土壤样品是研究土壤物理力学状况的基础，土壤样品的质量对最终的研究结果具有决定性影响。如果土壤样品的质量无法保障，即使之后采用的测试分析技术再先进也无法得出正确的研究结果。
3.目前对于土壤原状土采集最常用的是环刀取土。但这些方法在取出土样时不方便，且会破坏土壤本来的结构，同时需要反复采集，耗时耗力，工作效率低下。传统的样品采集工具大多比较简单，取样麻烦，劳动强度大，土壤结构易破坏，准确性差。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种全自动土壤采样方法、系统及其装置，解决了土壤采集中对土壤本身产生伤害和采集效率低下的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
6.一种全自动土壤检测系统，包括：
7.感应传感器、处理器、控制器、阈值单元；
8.感应传感器装设在固定环的上侧和滑动配合在输料筒的一侧；
9.控制器装设在第一电机和电机的一侧；
10.感应传感器将感应到输料筒距离地表的深度和收集筒的重力数据传输给处理器，处理器将处理后的重力数据传输给阈值单元，阈值单元会向处理器反馈判断的信息，进而使控制器控制锥形块是否继续向下钻动；
11.当阈值单元未发出停机信息时，驱动器使第一电机和电机继续驱动输料筒和绞龙转动，进而向收集筒内部输送采集的样品，当阈值单元发出停机信号时，第一电机和电机停止驱动，暂停向收集筒的内部输送采集的样品。
12.一种全自动土壤检测装置的控制方法，包括：
13.步骤一、计算机与外部移动存储设备进行连接，计算机在外部移动存储设备下触发已与网络建立数据连接的服务器，并建立密码登录服务，向控制器发送指定指令控制支撑机构将检测装置固定在需要采集样本土地的上方，并使第一电机和电机驱动输料筒和绞龙转动，进而使绞龙将处于楔形开口内的泥土样品传输到收集筒的内部；
14.步骤二、计算机监测输料筒所处土壤的深度，并对监测到的信息进行判断处理，并根据处理的结果向控制器发送相应信号，控制装置是否继续工作；
15.步骤三、对采集的泥土样品通过物联网检测仪初步的对样品泥土外观和成分进行初步分析；
16.步骤四、计算机向服务器发送登录请求，登录完成后，将计算机获取的相关数据分
区的存储在外部移动存储设备中。
17.一种全自动土壤检测装置，包括：基板、收集筒，基板的上侧滑动配合有四个限位机构，基板的下侧装设有锥形漏槽和四个支撑机构，锥形漏槽的下侧装设有固定筒，固定筒的内部装设有固定环，收集筒卡置在固定环的上侧，锥形漏槽的内部设置有输料筒，输料筒转动配合有绞龙，输料筒的一端设有锥形块，锥形块的内部开设有多个螺纹槽、多个通孔，且多个通孔与输料筒的下端开口相互对应。
18.可选的，收集筒的上侧固定有四个限位块，限位块的内部均开设有限位槽，固定筒的内侧设有四个同步电机，四个同步电机的输出端均转动配合有第一齿轮，两挤压机构装设在固定筒的周侧。
19.可选的，限位机构包括滑动配合在基板上侧的四个第一电动推杆，四个第一电动推杆的输出端均装设有第二电动推杆，四个第二电动推杆的输出端均装设有第三电动推杆，四个第三电动推杆的输出端均活动配合有卡块，四个卡块均位于限位槽的内部。
20.可选的，输料筒的周侧设有圆盘，锥形块的下侧装设有固定板，锥形块和圆盘之间装设有阻挡网。
21.可选的，固定筒周侧设有两固定杆，两固定杆的下侧均设有刮板，刮板位于阻挡网的外侧。
22.可选的，支撑机构包括装设在基板下侧的步进电机，步进电机的输出端转动配合有支撑柱，支撑柱的一侧滑动配合有第一支撑块，第一支撑块的内部铰接有第四电动推杆，第四电动推杆的输出端固定有第二支撑块，第二支撑块的一侧活动配合有底座，底座的一侧装设有三个地插。
23.可选的，收集筒的内部滑动配合有圆型支撑板，圆型支撑板的内部开设有第一开孔，输料筒位于第一开孔的内部。
24.可选的，输料筒的一端开设有四个第二开孔，且四个第二开孔位于圆型支撑板的上侧，输料筒的上侧固定有横杆，横杆的一侧装设有电机，电机的输出端装设有转盘，绞龙装设在转盘的下侧，输料筒下端一侧开设有楔形开口，输料筒的周侧还装设有弧型挡板，弧型挡板位于楔形开口的一侧，输料筒的中部周侧分别设有第二齿轮、轴承，第二齿轮位于轴承的上侧，第二齿轮与四个第一齿轮相互啮合，轴承固定在固定筒下端的内侧，输料筒的周侧设置有刻度。
25.本发明的实施例具有以下有益效果：
26.本发明的一个实施例通过限位机构的作用，方便对放置到固定筒内部的收集筒进行限位固定，同时方便收集筒从固定筒的内部取出，通过在基板下侧装设的四个支撑机构，方便对土壤采集装置进行固定，同时能够在土壤采集装置工作时上下移动，进而方便对泥土的样本进行采集，通过限位机构的作用方便对放置到固定筒内部的收集筒进行限位固定，进而方便对采集的土壤进行收集，通过同步电机带动输料筒转动的作用，方便带动锥形块进行转动进而使固定板能够对土壤进行钻动，通过螺纹槽、通孔、阻挡网的作用，在钻动压力的作用方便将土壤挤压到锥形块的上侧，通过楔形开口和弧型挡板的相互配合方便对处在锥形块上侧的土壤通过绞龙转移到收集筒的内部，通过阻挡网的作用，方便将样品中含有的杂质过滤掉，通过刮板的作用方便让泥土样品挤进过滤机构的内侧，同时能将卡在过滤机构上侧的石子刮掉，通过上述过程方便了土壤采集的过程，减轻了采集者的劳动强
度，同时减少对土壤机构的破坏。
27.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明一实施例的立体结构示意图；
30.图2为本发明一实施例的上视立体结构示意图；
31.图3为图2中a处结构示意图；
32.图4为本发明一实施例的主视剖面结构示意图；
33.图5为图4中b处结构示意图；
34.图6为本发明一实施例的剖面结构示意图；
35.图7为本发明一实施例的系统流程示意图。
36.其中，上述附图包括以下附图标记：
37.基板1，第一电动推杆2，第一固定块3，第二电动推杆4，第二固定块5，第三电动推杆6，刮板7，第三固定块8，步进电机9，支撑柱10，第一支撑块11，第四电动推杆12，第二支撑块13，底座14，地插15，锥形漏槽16，固定筒17，固定环18，收集筒19，第二滑槽20，第二滑块21，缓冲器22，圆型支撑板23，输料筒24，第二开孔25，横杆26，电机27，转盘28，绞龙29，楔形开口30，弧型挡板31，锥形块32，固定板33，螺纹槽34，通孔35，阻挡网36，固定杆37。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
39.为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。
40.请参阅图1
‑
7所示，在本实施例中提供了一种全自动土壤检测系统，包括：
41.感应传感器、处理器、控制器、阈值单元；
42.感应传感器装设在固定环18的上侧和滑动配合在输料筒24的一侧；
43.控制器装设在第一电机和电机27的一侧；
44.感应传感器将感应到输料筒24距离地表的深度和收集筒19的重力数据传输给处理器，处理器将处理后的重力数据传输给阈值单元，阈值单元会向处理器反馈判断的信息，进而使控制器控制锥形块32是否继续向下钻动；
45.当阈值单元未发出停机信息时，驱动器使第一电机和电机27继续驱动输料筒24和绞龙29转动，进而向收集筒19内部输送采集的样品，当阈值单元发出停机信号时，第一电机和电机27停止驱动，暂停向收集筒19的内部输送采集的样品。
46.本实施例一个方面的应用为：在使用时，先将收集筒19放入到固定筒17的内部，固定环18会对收集筒19进行支撑，随后限位机构会对收集筒19进行按压，将收集筒19限位固定在固定筒17的内部，然后将土壤采集装置通过四个支撑机构固定在需要采集的地面上，然后同步电机会带动输料筒24进行转动，从而输料筒24一端的锥形块32会进行转动，在固定板33的作用下锥形块32会向泥土的内部钻动，然后松动的土壤会通过螺纹槽34、阻挡网36进入到锥形块32的上侧，处于锥形块32上侧的土壤会在输料筒24转动的作用从楔形开口30处进入输料筒24的内部，同时土壤也会通过通孔35进入到输料筒24底端开口的上侧，然后绞龙将土壤转运到输料筒24的上端，从第二开孔25处排放到收集筒19的内部，进而完成对土壤的采集，处于收集筒19内的土壤会随收集筒19一起从固定筒17的内部取出。需要注意的是，本技术中所涉及的所有用电设备均可通过蓄电池供电或外接电源。
47.通过限位机构的作用，方便对放置到固定筒17内部的收集筒19进行限位固定，同时方便收集筒19从固定筒17的内部取出，通过在基板1下侧装设的四个支撑机构，方便对土壤采集装置进行固定，同时能够在土壤采集装置工作时上下移动，进而方便对泥土的样本进行采集，通过限位机构的作用方便对放置到固定筒17内部的收集筒19进行限位固定，进而方便对采集的土壤进行收集，通过同步电机带动输料筒24转动的作用，方便带动锥形块32进行转动进而使固定板33能够对土壤进行钻动，通过螺纹槽34、通孔35、阻挡网36的作用，在钻动压力的作用方便将土壤挤压到锥形块32的上侧，通过楔形开口30和弧型挡板31的相互配合方便对处在锥形块32上侧的土壤通过绞龙29转移到收集筒19的内部，通过阻挡网36的作用，方便将样品中含有的杂质过滤掉，通过刮板7的作用方便让泥土样品挤进过滤机构的内侧，同时能将卡在过滤机构上侧的石子刮掉，通过上述过程方便了土壤采集的过程，减轻了采集者的劳动强度，同时减少对土壤机构的破坏。
48.一种全自动土壤检测装置的控制方法，包括：
49.步骤一、计算机与外部移动存储设备进行连接，计算机在外部移动存储设备下触发已与网络建立数据连接的服务器，并建立密码登录服务，向控制器发送指定指令控制支撑机构将检测装置固定在需要采集样本土地的上方，并使第一电机和电机27驱动输料筒24和绞龙29转动，进而使绞龙29将处于楔形开口30内的泥土样品传输到收集筒19的内部；
50.步骤二、计算机监测输料筒24所处土壤的深度，并对监测到的信息进行判断处理，并根据处理的结果向控制器发送相应信号，控制装置是否继续工作；
51.步骤三、对采集的泥土样品通过物联网检测仪初步的对样品泥土外观和成分进行初步分析；
52.步骤四、计算机向服务器发送登录请求，登录完成后，将计算机获取的相关数据分区的存储在外部移动存储设备中。
53.一种全自动土壤检测装置，包括：基板1、收集筒19，基板1的上侧滑动配合有四个限位机构，基板1的下侧装设有锥形漏槽16和四个支撑机构，具体的，锥形漏槽16为漏斗状，锥形漏槽16的下侧装设有固定筒17，固定筒17的内部装设有固定环18，收集筒19卡置在固定环18的上侧，锥形漏槽16的内部设置有输料筒24，输料筒24转动配合有绞龙29，具体的绞龙29与输料筒24的内壁贴合，方便绞龙29将采集的土壤向上运输，输料筒24的一端设有锥形块32，具体的，锥形块32为圆锥体状，方便在采集土壤样品时，更加快捷的钻入到土壤的内部，锥形块32的内部开设有多个螺纹槽34、多个通孔35，且多个通孔35与输料筒24的下端
开口相互对应，具体的，固定筒17、收集筒19均为圆筒状，收集筒19由一个较大的筒和一个较小的筒构成，较小的筒固定在较大的筒的下端，通过固定筒17、收集筒19均为圆筒状，方便将收集筒19放置到固定筒17的内部。
54.本实施例的收集筒19的上侧固定有四个限位块，限位块的内部均开设有限位槽，固定筒17的内侧设有四个同步电机，四个同步电机的输出端均转动配合有第一齿轮，两挤压机构装设在固定筒17的周侧，限位机构包括滑动配合在基板1上侧的四个第一电动推杆2，具体的，如图1所示，基板1的上侧开设有四个第三滑槽，四个第三滑槽的内部均滑动配合有四个第三滑块，四个第一电动推杆2装设在四个第三滑块的上侧，通过第三滑块滑动配合在第三滑槽内的作用方便对限位机构进行移动，进而方便收集筒19从固定筒17的内部取出，四个第一电动推杆2的输出端均固定有第一固定块3，四个第一固定块3的一侧均装设有第二电动推杆4，四个第二电动推杆4的输出端均固定有第二固定块5，四个第二固定块5的下侧均装设有第三电动推杆6，四个第三电动推杆6的输出端均装设有第一万向器，四个第一万向器的一侧均活动配合有卡块，四个卡块均位于限位槽的内部，如图4所示，将收集筒19放置到固定筒17的内部，固定环18会将收集筒19进行托举，在收集筒19放置到固定筒17的内部过程中，输料筒24的一端会进入到收集筒19的内部，如图1所示，随后让限位机构对收集筒19进行限位固定，使卡块卡置到限位槽的内部，当收集筒19固定完成后驱动四个同步电机，如图2所示，通过锥形漏槽16的作用方便将收集筒19放置到固定筒17的内部，如图5所示，通过固定环18的作用方便对放置到固定筒17内部的收集筒19进行支撑。
55.本实施例的输料筒24的周侧设有圆盘，锥形块32的下侧装设有固定板33，锥形块32和圆盘之间装设有阻挡网36，具体的，阻挡网36为圆筒状，在锥形块32向下移动的过程中，阻挡网36能够随锥形块32一起向下移动，通过阻挡网36的作用方便对泥土中的杂质进行过滤，固定筒17周侧设有两固定杆37，两固定杆37的下侧均设有刮板7，刮板7位于阻挡网36的外侧，具体的，刮板7与阻挡网36之间留有一定的间距，通过刮板7的作用方便将泥土挤压到阻挡网36的内部。
56.实施例1本实施例的如图3所示，支撑机构包括固定在基板1下侧的第三固定块8，第三固定块8的下侧装设有步进电机9，步进电机9的输出端转动配合有支撑柱10，支撑柱10的一侧滑动配合有第一支撑块11，具体的，支撑柱10的内部开设有第一滑槽，第一滑槽的内部滑动配合有第一滑块，第一滑块的一侧固定有第一支撑块11，第一支撑块11的内部铰接有第四电动推杆12，第四电动推杆12的输出端固定有第二支撑块13，第二支撑块13的一侧装设有第二万向器，第二万向器的一侧活动配合有底座14，底座14的一侧装设有三个地插15，通过地插15的作用方便对土壤采集装置进行固定，通过第一滑块滑动配合在第一滑槽内的作用，方便土壤采集装置在使用过程中的上下移动。
57.实施例2支撑机构包括固定在基板1下侧的第三固定块8，第三固定块8的下侧装设有转轴，转轴的内侧转动配合有支撑杆，支撑杆的一侧滑动配合液压推杆，液压推杆的输出端活动配合有固定座。
58.本实施例的如图5所示，收集筒19的内部滑动配合有圆型支撑板23，具体的，收集筒19内壁开设有四个第二滑槽20，四个第二滑槽20的内部均滑动配合有第二滑块21，四个第二滑块21的上侧均装设有缓冲器22，圆型支撑板23装设在四个缓冲器22的一端上侧，圆型支撑板23的内部开设有第一开孔，具体的，圆型支撑板23的上侧转动配合有两半圆形挡
板，两半圆形挡板与第一开孔相互对应，输料筒24位于第一开孔的内部，通过缓冲器22的作用，方便对圆型支撑板23对从第二开孔25处排出的土壤进行支撑的过程中，缓冲器22会对圆型支撑板23进行缓冲，减小土壤重力对圆型支撑板23造成的伤害。
59.本实施例的输料筒24的一端开设有四个第二开孔25，且四个第二开孔25位于圆型支撑板23的上侧，输料筒24的上侧固定有横杆26，横杆26的一侧装设有电机27，电机27的输出端装设有转盘28，绞龙29装设在转盘28的下侧，输料筒24下端一侧开设有楔形开口30，输料筒24的周侧还装设有弧型挡板31，弧型挡板31位于楔形开口30的一侧，输料筒24的中部周侧分别设有第二齿轮、轴承，第二齿轮位于轴承的上侧，第二齿轮与四个第一齿轮相互啮合，轴承固定在固定筒17下端的内侧，输料筒24的周侧设置有刻度，通过刻度的作用方便观察输料筒24进入土壤的深度，通过绞龙29的作用，方便对处在24下端的土壤进行转运，通过弧型挡板31的作用，方便将处在锥形块32上侧的土壤进行阻挡，使输料筒24在转动时能够将土壤阻挡到楔形开口30的内部，通过楔形开口30的作用，方便对弧型挡板31阻挡的土壤进行收集，并积攒到输料筒24的内部，使输料筒24中的绞龙29能够将土壤转移到收集筒19的内部。
60.上述实施例可以相互结合。
61.需要注意的是，在本说明书的描述中，诸如“第一”、“第二”等的描述仅仅是用于区分各特征，并没有实际的次序或指向意义，本技术并不以此为限。
62.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
63.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。