一种稳定性高的安全型土壤湿度检测装置的制作方法

本发明涉及土壤检测领域，特别涉及一种稳定性高的安全型土壤湿度检测装置。

背景技术：

土壤湿度计测量原理：通过测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。标定方式采用比较法，测量与土壤本身的机理无关的土壤水分的体积百分比。数据采集方式可采用人工读数方式进行采集。主要应用于滑坡、路基、农业、基坑、库区、实验室等应用领域。

现有的土壤湿度计在进行检测工作时，由于是人为手动将检测杆插入泥土的内部，依靠土壤固定检测杆，导致现有的土壤湿度计得不到有效的固定，使得检测杆容易发生晃动，从而影响检测精度，不仅如此，现有的土壤湿度计是通过将检测杆插入土壤内进行检测工作的，若土壤较为坚硬，则会增加检测杆损坏的几率，降低了现有的土壤湿度计的安全可靠性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种稳定性高的安全型土壤湿度检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种稳定性高的安全型土壤湿度检测装置，包括车体、控制板和四个车轮，所述控制板固定在车体的上方，四个车轮分别设置在车体的下方的四角处，所述车体的下方设有开口，所述控制板内设有plc，还包括安全机构和两个固定机构，所述安全机构和固定机构均设置在车体的内部，所述安全机构设置在两个固定机构之间，所述安全机构与固定机构连接；

所述安全机构包括连接盒、连接板、气压传感器、检测杆、两个第一弹簧、两个连杆和两个升降组件，所述连接盒的两侧分别与两个升降组件连接，所述升降组件与固定机构一一对应，所述升降组件与固定机构连接，所述气压传感器固定在连接盒内的顶部，所述连接板设置在连接盒的内部，所述连接板与连接盒的内壁密封连接，所述连杆的形状为l形，两个连杆的一端分别与连接板的下方的两端固定连接，所述连接盒的下方设有两个小孔，所述连杆与小孔一一对应，所述连杆的另一端穿过小孔与检测杆固定连接，所述连杆与小孔匹配，所述气压传感器与plc电连接；

所述固定机构包括传动组件、移动杆、固定板、气筒、活塞、第二弹簧、软管和若干插针，所述气筒固定在车体的内部，所述活塞设置在气筒的内部，所述活塞与气筒的内壁密封连接，所述软管的一端与气筒的上方连通，所述软管的另一端与传动组件连接，所述传动组件与升降组件连接，所述第二弹簧的两端分别与气筒内的底部和活塞的下方连接，所述气筒的下方设有通孔，所述移动杆的一端与活塞的下方固定连接，所述移动杆的另一端穿过通孔与固定板固定连接，所述插针均匀分布在固定板的下方，所述车体的下方设有两个条形口，所述条形口与固定板一一对应，所述条形口与固定板正对设置。

作为优选，为了带动检测杆移动，所述升降组件包括电机、丝杆、滑块、转轴和第一轴承，所述电机和第一轴承分别固定在车体内的顶部和底部，所述电机与转轴的一端传动连接，所述转轴的另一端与丝杆的一端固定连接，所述丝杆的另一端与第一轴承的内圈固定连接，所述丝杆与转轴同轴设置，所述滑块套设在丝杆上，所述滑块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述滑块与连接盒固定连接，所述电机与plc电连接。

作为优选，为了带动活塞移动，所述传动组件包括传动轴、第二轴承、传动单元、气囊、移动板、第三弹簧和两个连接单元，所述第二轴承固定在车体的一侧的内壁上，所述传动轴的一端与第二轴承的内圈固定连接，所述传动轴的另一端通过传动单元与转轴连接，所述传动轴与转轴垂直设置，所述气囊固定在车体的内部，所述移动板抵靠在气囊的下方，所述移动板的两端分别通过两个连接单元与传动轴连接，所述软管的远离气筒的一端与气囊的下方连通，所述第三弹簧的两端分别与移动板的下方和气筒的上方连接。

作为优选，为了传递动力，所述传动单元包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与转轴固定连接，所述第二锥齿轮与传动轴的远离第二轴承的一端固定连接，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合。

作为优选，为了带动移动板移动，所述连接单元包括转盘和拉线，所述转盘固定在传动轴上，所述拉线的一端卷绕在转盘上，所述拉线的另一端与移动板的上方固定连接。

作为优选，为了限制移动板的移动方向，所述传动组件还包括两个限位单元，两个限位单元分别设置在移动板的下方的两侧，所述限位单元包括滑道和限位杆，所述滑道固定在气筒上，所述滑道上设有滑槽，所述限位杆的形状为l形，所述限位杆的一端与移动板的下方固定连接，所述限位杆的另一端设置在滑槽的内部，所述限位杆的另一端与滑槽匹配，所述限位杆与滑道滑动连接。

作为优选，为了避免限位杆与滑道脱离，所述滑槽为燕尾槽。

作为优选，为了延长拉线的使用寿命，所述拉线的制作材料为尼龙。

作为优选，为了控制设备工作，所述控制板上设有显示屏和若干按键，所述显示屏和按键均与plc电连接。

作为优选，为了使得电机精确稳定的工作，所述电机为伺服电机。

本发明的有益效果是，该稳定性高的安全型土壤湿度检测装置通过安全机构，实现了检测土壤硬度的功能，当土壤较硬时，可以控制升降组件停止工作，从而减小了检测杆损坏的几率，提高了设备的安全可靠性，通过固定机构，可以带动插针插入土壤内部，实现了固定设备的功能，避免进行检测工作时，检测杆发生晃动，从而提高了检测精度，与现有的固定机构相比，该固定机构与安全机构为一体联动机构，在检测时可以固定设备，提高了设备的稳定安全性，实用性更高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的稳定性高的安全型土壤湿度检测装置的结构示意图；

图2是图1的a部放大图；

图3是图1的b部放大图；

图4是本发明的稳定性高的安全型土壤湿度检测装置的限位单元的结构示意图；

图中：1.车体，2.车轮，3.控制板，4.电机，5.转轴，6.丝杆，7.滑块，8.连接盒，9.气压传感器，10.第一弹簧，11.连接板，12.连杆，13.检测杆，14.第一锥齿轮，15.第二锥齿轮，16.传动轴，17.转盘，18.拉线，19.移动板，20.气囊，21.第三弹簧，22.软管，23.气筒，24.活塞，25.第二弹簧，26.移动杆，27.固定板，28.插针，29.限位杆，30.滑道。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种稳定性高的安全型土壤湿度检测装置，包括车体1、控制板3和四个车轮2，所述控制板3固定在车体1的上方，四个车轮2分别设置在车体1的下方的四角处，所述车体1的下方设有开口，所述控制板3内设有plc，还包括安全机构和两个固定机构，所述安全机构和固定机构均设置在车体1的内部，所述安全机构设置在两个固定机构之间，所述安全机构与固定机构连接；

plc，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。

该稳定性高的安全型土壤湿度检测装置通过安全机构，实现了检测土壤硬度的功能，当土壤较硬时，可以控制升降组件停止工作，从而减小了检测杆13损坏的几率，提高了设备的安全可靠性，通过固定机构，可以带动插针28插入土壤内部，实现了固定设备的功能，避免进行检测工作时，检测杆13发生晃动，从而提高了检测精度。

如图1-3所示，所述安全机构包括连接盒8、连接板11、气压传感器9、检测杆13、两个第一弹簧10、两个连杆12和两个升降组件，所述连接盒8的两侧分别与两个升降组件连接，所述升降组件与固定机构一一对应，所述升降组件与固定机构连接，所述气压传感器9固定在连接盒8内的顶部，所述连接板11设置在连接盒8的内部，所述连接板11与连接盒8的内壁密封连接，所述连杆12的形状为l形，两个连杆12的一端分别与连接板11的下方的两端固定连接，所述连接盒8的下方设有两个小孔，所述连杆12与小孔一一对应，所述连杆12的另一端穿过小孔与检测杆13固定连接，所述连杆12与小孔匹配，所述气压传感器9与plc电连接；

当进行检测工作时，控制升降组件工作，带动连接盒8向下移动，使得检测杆13插入土壤的内部，从而实现检测的功能，在检测杆13插入土壤内时，土壤会给检测杆13一个向靠近连接盒8的方向的力，通过连杆12带动连接板11向上移动，压缩连接板11上方的空气，同时压缩第一弹簧10，使得连接板11上方的气压增大，通过气压传感器9检测气压值，当气压值太大时，表明检测杆13受到土壤的阻力较大，从而表明土壤较硬，从而发送信号给plc，plc控制升降组件停止工作，避免土壤过硬而导致检测杆13损坏，从而提高了设备的安全可靠性，升降组件工作的同时，还带动固定机构工作，从而实现了固定设备的功能，避免进行检测工作时，检测杆13发生晃动，从而提高了检测精度。

如图1所示，所述固定机构包括传动组件、移动杆26、固定板27、气筒23、活塞24、第二弹簧25、软管22和若干插针28，所述气筒23固定在车体1的内部，所述活塞24设置在气筒23的内部，所述活塞24与气筒23的内壁密封连接，所述软管22的一端与气筒23的上方连通，所述软管22的另一端与传动组件连接，所述传动组件与升降组件连接，所述第二弹簧25的两端分别与气筒23内的底部和活塞24的下方连接，所述气筒23的下方设有通孔，所述移动杆26的一端与活塞24的下方固定连接，所述移动杆26的另一端穿过通孔与固定板27固定连接，所述插针28均匀分布在固定板27的下方，所述车体1的下方设有两个条形口，所述条形口与固定板27一一对应，所述条形口与固定板27正对设置。

当进行检测工作时，控制升降组件工作，带动传动组件工作，使得活塞24向下移动，通过移动杆26带动固定板27向下移动，从而使得插针28插入土壤的内部，从而实现了固定设备的功能，避免进行检测工作时，检测杆13发生晃动，从而提高了检测精度。

作为优选，为了带动检测杆13移动，所述升降组件包括电机4、丝杆6、滑块7、转轴5和第一轴承，所述电机4和第一轴承分别固定在车体1内的顶部和底部，所述电机4与转轴5的一端传动连接，所述转轴5的另一端与丝杆6的一端固定连接，所述丝杆6的另一端与第一轴承的内圈固定连接，所述丝杆6与转轴5同轴设置，所述滑块7套设在丝杆6上，所述滑块7的与丝杆6的连接处设有与丝杆6匹配的螺纹，所述滑块7与连接盒8固定连接，所述电机4与plc电连接。

当进行检测工作时，控制电机4启动，带动转轴5和丝杆6同步转动，使得滑块7沿着丝杆6移动，从而带动连接盒8向下移动，使得检测杆13插入土壤的内部，从而实现检测的功能，转轴5转动时，还带动传动组件工作，使得活塞24向下移动，通过移动杆26带动固定板27向下移动，从而使得插针28插入土壤的内部，从而实现了固定设备的功能，避免进行检测工作时，检测杆13发生晃动，从而提高了检测精度。

作为优选，为了带动活塞24移动，所述传动组件包括传动轴16、第二轴承、传动单元、气囊20、移动板19、第三弹簧21和两个连接单元，所述第二轴承固定在车体1的一侧的内壁上，所述传动轴16的一端与第二轴承的内圈固定连接，所述传动轴16的另一端通过传动单元与转轴5连接，所述传动轴16与转轴5垂直设置，所述气囊20固定在车体1的内部，所述移动板19抵靠在气囊20的下方，所述移动板19的两端分别通过两个连接单元与传动轴16连接，所述软管22的远离气筒23的一端与气囊20的下方连通，所述第三弹簧21的两端分别与移动板19的下方和气筒23的上方连接。

作为优选，为了传递动力，所述传动单元包括第一锥齿轮14和第二锥齿轮15，所述第一锥齿轮14与转轴5固定连接，所述第二锥齿轮15与传动轴16的远离第二轴承的一端固定连接，所述第一锥齿轮14与第二锥齿轮15啮合。

作为优选，为了带动移动板19移动，所述连接单元包括转盘17和拉线18，所述转盘17固定在传动轴16上，所述拉线18的一端卷绕在转盘17上，所述拉线18的另一端与移动板19的上方固定连接。

当进行检测工作时，电机4启动，转轴5和丝杆6转动，使得检测杆13向下移动，从而使得检测杆13插入土壤内进行检测工作，当转轴5转动时，带动第一锥齿轮14转动，通过第一锥齿轮14与第二锥齿轮15的啮合，使得第二锥齿轮15转动，从而带动传动轴16转动，使得转盘17转动，收紧拉线18，带动移动板19向上移动，挤压气囊20，同时拉伸第三弹簧21，使得气囊20内的空气通过软管22导入气筒23的内部，使得活塞24向下移动，通过移动杆26带动固定板27向下移动，从而使得插针28插入土壤的内部，从而实现了固定设备的功能，避免进行检测工作时，检测杆13发生晃动，从而提高了检测精度。

如图4所示，所述传动组件还包括两个限位单元，两个限位单元分别设置在移动板19的下方的两侧，所述限位单元包括滑道30和限位杆29，所述滑道30固定在气筒23上，所述滑道30上设有滑槽，所述限位杆29的形状为l形，所述限位杆29的一端与移动板19的下方固定连接，所述限位杆29的另一端设置在滑槽的内部，所述限位杆29的另一端与滑槽匹配，所述限位杆29与滑道30滑动连接。

移动板19上下移动时，带动限位杆29沿着滑槽上下移动，从而限制了移动板19的移动方向，使得移动板19移动时更加的稳定。

作为优选，为了避免限位杆29与滑道30脱离，所述滑槽为燕尾槽。

作为优选，为了延长拉线18的使用寿命，所述拉线18的制作材料为尼龙。

作为优选，为了控制设备工作，所述控制板3上设有显示屏和若干按键，所述显示屏和按键均与plc电连接。

通过设置显示屏，可以显示检测杆13的检测结果，通过设置按键，可以控制设备工作，从而提高了设备的智能化程度。

作为优选，为了使得电机4精确稳定的工作，所述电机4为伺服电机。

当进行检测工作时，电机4启动，带动转轴5和丝杆6同步转动，使得滑块7沿着丝杆6移动，从而带动连接盒8向下移动，使得检测杆13插入土壤的内部，从而实现检测的功能，在检测杆13插入土壤内时，土壤会给检测杆13一个向靠近连接盒8的方向的力，通过连杆12带动连接板11向上移动，压缩连接板11上方的空气，同时压缩第一弹簧10，使得连接板11上方的气压增大，通过气压传感器9检测气压值，当气压值太大时，表明检测杆13受到土壤的阻力较大，从而表明土壤较硬，从而发送信号给plc，plc控制电机4停止工作，避免土壤过硬而导致检测杆13损坏，从而提高了设备的安全可靠性，转轴5转动时，带动第一锥齿轮14转动，通过第一锥齿轮14与第二锥齿轮15的啮合，使得第二锥齿轮15转动，从而带动传动轴16转动，使得转盘17转动，收紧拉线18，带动移动板19向上移动，挤压气囊20，同时拉伸第三弹簧21，使得气囊20内的空气通过软管22导入气筒23的内部，使得活塞24向下移动，通过移动杆26带动固定板27向下移动，从而使得插针28插入土壤的内部，从而实现了固定设备的功能，避免进行检测工作时，检测杆13发生晃动，从而提高了检测精度。

与现有技术相比，该稳定性高的安全型土壤湿度检测装置通过安全机构，实现了检测土壤硬度的功能，当土壤较硬时，可以控制升降组件停止工作，从而减小了检测杆13损坏的几率，提高了设备的安全可靠性，通过固定机构，可以带动插针28插入土壤内部，实现了固定设备的功能，避免进行检测工作时，检测杆13发生晃动，从而提高了检测精度，与现有的固定机构相比，该固定机构与安全机构为一体联动机构，在检测时可以固定设备，提高了设备的稳定安全性，实用性更高。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。