一种土壤生态污染检测装置及土壤取样操作方法与流程

1.本发明涉及一种土壤生态污染检测装置及土壤取样操作方法。


背景技术：

2.我国是人口大国，资源消耗能力强，垃圾产生量也十分巨大，这些垃圾无法有效处理的话，很容易对生态环境造成不良影响，现有的土壤生态污染检测装置往往利用土壤检测仪来测量土壤的酸碱度以及温湿度，来辅助判断土壤生态污染的情况。目前，利用土壤检测仪来进行土壤的检测时，存在以下问题：1、无法同时对同一采样点不同高度位置的污染土壤进行检测，导致检测结果不精确；2、取样土壤中存在较大泥块或杂质时，也会导致检测结果不精确。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种土壤生态污染检测装置及土壤取样操作方法，利用该检测装置及操作方法，可实现同一采样点不同高度的同时采样，同时，在对土壤进行检测之前，对土壤进行了初步过滤操作，继而可提高土壤检测精确度。
4.本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种土壤生态污染检测装置，包括支撑架、取样机构、检测机构，所述支撑架包括上下固定连接的上支撑板和下支撑板，所述取样机构包括样品输送机构和土壤扰动机构，所述样品输送机构包括输送筒、第一输送电机、第一转轴，所述输送筒竖直设置在所述上支撑板下方，且输送筒的底部贯穿在所述下支撑板上设置的第一贯穿孔内，一第一往复驱动机构用于实现所述输送筒的上下往复运动，所述第一转轴设置在所述输送筒内，所述第一输送电机设置在所述输送筒上部，且第一输送电机用于驱动所述第一转轴转动，在所述第一转轴上设置有螺旋输送叶片，在所述输送筒的上部侧壁上设置一出料口，在所述输送筒的下部侧壁上设置有若干上下依次分布的进料口，在每一个所述进料口的外侧均设置一开关门，一第二往复驱动机构用于实现若干开关门的上下往复运动，所述土壤扰动机构包括第二驱动电机、第二转轴、钻头，所述第二转轴竖直设置在所述输送筒的一侧，且与若干所述进料口相靠近，所述钻头固定设置在所述第二转轴下部，所述第二驱动电机用于驱动所述第二转轴转动，一第三往复驱动机构用于实现所述钻头的上下往复运动，且所述钻头能够在所述第一贯通孔内自由上下活动，所述检测机构包括v形过滤斗、拨土机构、样品承载盒、土壤检测仪，所述v形过滤斗固定设置在所述输送筒侧壁上，且所述出料口与所述v形过滤斗的一端相贯通，在所述v形过滤斗的底部及远离出料口的倾斜板上设置有若干过滤口，所述拨土机构用于辅助将出料口流出的土壤拨动到所述v形过滤斗内，所述样品承载盒固定设置在所述v形过滤斗的下部，且样品承载盒的内部与所述过滤口相贯通，所述土壤检测仪包括检测本体和检测探头，所述检测探头设置在所述样品承载盒的外侧，且检测探头的探针位于所述样品承载盒内部，所述检测探头与所述检测本体电性连接，在所述样品承载盒的底部设置一放料板，所述放料板通过一第四往复驱动机构实现往复运动。
5.优选地，在所述v形过滤斗的底部下侧设置一辅助清理装置，所述辅助清理装置包括第三驱动电机、清理转轴，所述清理转轴设置在所述v形过滤斗的底部下侧，在所述清理转轴上设置有若干粉碎刀片，且粉碎刀片能够通过所述过滤口进入到所述v形过滤斗内部，所述粉碎刀片呈弧形状，且粉碎刀片的外凸侧沿着清理转轴的旋转方向分布，所述第三驱动电机用于驱动所述清理转轴转动。
6.优选地，所述开关门的两侧对应的卡置在进料口两侧设置的导向卡槽内，上下相邻的两个开关门的两侧均通过一连接杆相固定连接，所述第二往复驱动机构包括第一气缸、第一拉杆，所述第一气缸倒置设置在所述输送筒的侧壁上，且位于最上方的开关门的上方，所述第一拉杆用于实现最上方的开关门与第一气缸的活动端的固定连接。
7.进一步地，在所述第一贯通孔的一侧设置一带有缺口的导向卡环，所述输送筒套置在所述导向卡环内，且导向卡环的缺口与所述开关门上下相对。
8.进一步地，所述拨土机构包括第四驱动电机、拨动转轴，所述拨动转轴设置在所述v形过滤斗上，且与所述出料口相邻，在所述拨动转轴上设置有若干刷丝，所述第四驱动电机用于驱动所述波动转轴转动。
9.进一步地，所述第一往复运动驱动机构包括两个第二气缸，两个所述第二气缸并排倒置设置在所述上支撑板上，且两个第二气缸的活动端贯穿所述上支撑板后分别与所述输送筒的侧壁固定连接。
10.进一步地，所述第三往复运动驱动机构包括两个第三气缸，两个所述第三气缸并排倒置设置在所述上支撑板上，且两个所述第三气缸的活动端贯穿所述上支撑板后与一支撑座固定连接，所述第二驱动电机设置在所述支撑座上。
11.进一步地，所述第四往复驱动机构包括第四气缸，所述第四气缸水平设置在所述样品承载盒的一侧，且第四气缸的活动端与所述放料板的一端固定连接。
12.一种土壤取样操作方法，其特征是，包括上述所述的一种土壤生态污染检测装置，还包括如下步骤：
13.s1、将支撑架移动到指定的土壤采样区域，并使得支撑架在地面上稳定放置；
14.s2、操纵第一往复运动驱动机构，使得输送筒的底部与地面贴合，同时，确保开关门对进料口处于封闭状态；操纵第三往复运动驱动机构，使得钻头的底部与地面贴合；
15.s3、操纵第一往复运动驱动机构，使得输送筒缓慢插入到土壤中，当达到指定深度后，停止输送筒的继续插入，当输送筒停止运动后，通过操纵第二往复运动驱动机构，使得开关门上移，继而实现进料口的打开；
16.s4、当开关门上移到位后，启动第二驱动电机，使得钻头开始转动，启动第一驱动电机，使得螺旋输送叶片开始转动；
17.s5、操纵第三往复运动驱动机构，使得钻头开始缓慢下移，当钻头运动到进料口附近时，因钻头的转动对土壤的扰动作用，可使得部分土壤被推动到进料口内，从而实现土壤的取样，当钻头的下探深度超过最下方的一个进料口的深度后，操纵第三往复运动驱动机构，实现钻头的上升，直至钻头露出土壤并停止钻头的继续上升；
18.s6、反复实施步骤s5，从而可使得螺旋输送叶片源源不断的将土壤输送到出料口处，当取样量达到一定量时，使得钻头停止转动并脱离土壤，使得开关门将进料口关闭，并使得输送筒从土壤中拔出，继而完成取样过程。
19.本发明的有益效果是：输送筒插入到土壤中后，实现若干进料口与土壤不同深度区域的对应，从而为采集不同深度的土壤提供了便利；当开关门打开后，利用钻头对进料口附近的土壤的不断搅动，从而可使得土壤顺利进入到进料口内，继而使得土壤进入到输送筒内，从而可完成土壤的收集，收集到的土壤经过螺旋输送叶片的输送，继而实现土壤的取样；利用拨土机构和辅助清理装置对土壤的拨动和粉碎功能，可使得细小的土壤顺利通过过滤口进入到样品承载盒内，继而利于后续检测探头对土壤进行检测，并可保证检测精确度；输送筒和钻头的加工制造便利，继而确保了取样便利性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的部分优选实施例，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。
21.图1为本发明的整体结构示意图；
22.图2为检测机构的整体结构示意图；
23.图3为本发明的纵向剖视图；
24.图4为图1中a处放大图；
25.图5为图3中b处放大图；
26.图中：1支撑架、11上支撑板、12下支撑板、121第一贯通孔、122导向卡环、123插杆、21输送筒、211出料口、212进料口、213开关门、214连接杆、215导向卡槽、22第一输送电机、23第一转轴、231螺旋输送叶片、24第一气缸、241第一拉杆、25第二驱动电机、26第二转轴、261支撑座、27钻头、28第三气缸、29第二气缸、3v形过滤斗、31过滤口、4拨土机构、41四驱动电机、42拨动转轴、43刷丝、5样品承载盒、51放料板、52第四气缸、61检测探头、611探针、71第三驱动电机、72清理转轴、73粉碎刀片。
具体实施方式
27.下面将结合具体实施例及附图1-5，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分优选实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似变形，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
28.本发明提供了一种土壤生态污染检测装置(如图1所示)，包括支撑架1、取样机构、检测机构，所述支撑架包1括上下固定连接的上支撑板11和下支撑板12，上支撑板和下支撑板12通过若干竖杆固定连接在一起，为便于实现下支撑板12在地面上的稳定放置，在此，在下支撑板12的下部设置有四个插杆123，插杆123插入到土壤中，实现下支撑板12的稳定支撑，所述取样机构包括样品输送机构和土壤扰动机构，所述样品输送机构包括输送筒21、第一输送电机22、第一转轴23，所述输送筒21竖直设置在所述上支撑板11下方，且输送筒21的底部贯穿在所述下支撑板12上设置的第一贯穿孔121内，在实际应用中，输送筒21需要插入到地面以下，以便实现土壤取样，为便于使得输送筒21能够顺利插入到土壤中，在此，使得输送筒21的底部呈锥形，一第一往复驱动机构用于实现所述输送筒21的上下往复运动，所
述第一转轴23设置在所述输送筒21内，所述第一输送电机22设置在所述输送筒21上部，且第一输送电机22用于驱动所述第一转轴23转动，在所述第一转轴23上设置有螺旋输送叶片231，在实际应用中，螺旋输送叶片231的外侧壁与输送筒21的内侧壁相贴合，当输送筒21内有土壤时，通过螺旋输送叶片231的不断转动，可实现土壤在输送筒21内的移动输送，在所述输送筒21的上部侧壁上设置一出料口211，在实际应用过程中，螺旋输送叶片231的不断转动，可将输送筒21内的土壤源源不断的输送到出料口211处，在所述输送筒21的下部侧壁上设置有若干上下依次分布的进料口212，在本具体实施例中，将进料口212的数量设置为3个，三个进料口212之间的分隔距离依据实际采样情况而定，当输送筒21插入到土壤中后，三个进料口212分布在不同土壤深度后，继而为采集不同深度的土壤样品提供了基本保障；在每一个所述进料口212的外侧均设置一开关门213，一第二往复驱动机构用于实现若干开关门213的上下往复运动，具体的，所述开关门213的两侧对应的卡置在进料口212两侧设置的导向卡槽215内，且开关门213能够在导向卡槽215内上下自由滑动，上下相邻的两个开关门213的两侧均通过一连接杆214相固定连接，开关门213上对应的两个连接杆214分布在开关门213的两侧，故在开关门213上升将进料口212打开后，使得连接杆214对土壤进入到进料口212内，不会产生太大的阻挡作用；所述第二往复驱动机构包括第一气缸24、第一拉杆241，所述第一气缸24倒置设置在所述输送筒21的侧壁上，且位于最上方的开关门213的上方，所述第一拉杆241用于实现最上方的开关门213与第一气缸24的活动端的固定连接，在实际应用过程中，当需要将开关门213从进料口212处移开时，只需启动第一气缸24，使得第一气缸24的活动端回缩一定行程，从而可使得开关门213上升一端距离，继而实现进料口212的打开；所述土壤扰动机构包括第二驱动电机25、第二转轴26、钻头27，所述第二转轴26竖直设置在所述输送筒21的一侧，且与若干所述进料口212相靠近，所述钻头27固定设置在所述第二转轴26下部，所述第二驱动电机25用于驱动所述第二转轴26转动，第二转轴26的转动继而实现钻头27的转动，一第三往复驱动机构用于实现所述钻头27的上下往复运动，且所述钻头27能够在所述第一贯通孔121内自由上下活动，在实际应用过程中，第三往复驱动机构能够将保持转动的钻头27不断的下土壤内插入，钻头27在土壤中旋转过程中，可对土壤造成一定的扰动效果，当钻头27对位于进料口212附近的土壤进行扰动时，若进料口212处于开放状态，从而可使得一部分被扰动的土壤进入到进料口212内，继而实现土壤初步取样；所述检测机构包括v形过滤斗3、拨土机构、样品承载盒5、土壤检测仪，所述v形过滤斗3固定设置在所述输送筒21侧壁上，且所述出料口211与所述v形过滤斗3的一端相贯通，在所述v形过滤斗3的底部及远离出料口211的倾斜板上设置有若干过滤口31，过滤口31用于实现土壤的过滤，可将土壤中掺杂的较大的土块或石块截留在v形过滤斗3内，所述拨土机构4用于辅助将出料口211流出的土壤拨动到所述v形过滤斗3内，所述样品承载盒5固定设置在所述v形过滤斗3的下部，且样品承载盒5的内部与所述过滤口31相贯通，通过过滤口31漏出的土壤则直接进入到样品承载盒5内，拨土机构4在工作过程中，可有效将出料口211流出的土壤不断的清理走，便于提高后续土壤流出的便利性，同时，土壤在拨土机构的拨动下，其在v形过滤斗3内的分布范围较广，利于实现土壤最终在整个样品承载盒5内的充分分布；所述土壤检测仪包括检测本体和检测探头61，土壤检测仪为领域内的已知公开产品，其能够实现土壤的酸碱度、温度及湿度的快速检测，所述检测探头61设置在所述样品承载盒5的外侧，且检测探头61的探针611位于所述样品承载盒5内部，所述检测探头61与所述检测
本体电性连接，在应用过程中，当样品承载盒5内的探针611已完全被土壤覆盖后，则可启动检测探头61进行土壤相关检测，检测探头61将检测数据传递给检测本体，检测本体则通过数据处理后，实现检测结果的显示；在所述样品承载盒5的底部设置一放料板51，所述放料板51通过一第四往复驱动机构实现往复运动，在实际应用过程中，当土壤被检测完之后，则可将放料板51从样品承载盒5的底部移开，继而将检测完的土壤从样品承载盒5内释放出去，便于下次土壤检测的正常进行，在放料板51处于移开状态时，工作人员可实现探头611的擦拭清洁工作，以便保证下次检测的精确度。
29.受土壤地域特性的影响，有些土壤中可能掺杂着较多的植被杂质、石砾、土块等杂质，这些杂质过多则会影响土壤检测精确度，故为实现上述杂质的清理，以便提高检测精确度，在此，在v形过滤斗的底部下侧设置一辅助清理装置，所述辅助清理装置包括第三驱动电机71、清理转轴72，所述清理转轴72设置在所述v形过滤斗3的底部下侧，在所述清理转轴72上设置有若干粉碎刀片73，且粉碎刀片73能够通过所述过滤口31进入到所述v形过滤斗3内部，所述粉碎刀片73呈弧形状，且粉碎刀片73的外凸侧沿着清理转轴72的旋转方向分布，所述第三驱动电机71用于驱动所述清理转轴72转动，在实际应用过程中，当粉碎刀片73转动时，一些植被杂质或石砾被不断拨动离开过滤口31，一些大的土块则被粉碎，从而实现过滤口31的不断清理，使得过滤口31始终处于贯通状态，继而利于细小的土壤颗粒源源不断的从过滤口31进入到样品承载盒5内。
30.在输送筒21通过第一往复运动驱动机构的驱动下，不断的向土壤内深入时，为提高输送筒21的深入稳定性，在此，在所述第一贯通孔121的一侧设置一带有缺口的导向卡环122，所述输送筒21套置在所述导向卡环122内，且导向卡环122的缺口与所述开关门213上下相对，即导向卡环122不会干涉开关门213的上下活动，在本具体实施例中，第一往复运动驱动机构的具体实施例为：所述第一往复运动驱动机构包括两个第二气缸29，两个所述第二气缸29并排倒置设置在所述上支撑板11上，且两个第二气缸29的活动端贯穿所述上支撑板11后分别与所述输送筒21的侧壁固定连接，通过两个第二气缸29的上下活动，实现输送筒21在地面内的插入与取出，在将输送筒21插入地面时，当输送筒21达到最深的插入深度时，此时，第一气缸24仍位于地面以上。
31.在本具体实施例中，拨土机构的具体实施例的具体实施方式为：所述拨土机构4包括第四驱动电机41、拨动转轴42，所述拨动转轴42设置在所述v形过滤斗3上，且与所述出料口211相邻，在所述拨动转轴42上设置有若干刷丝43，所述第四驱动电机41用于驱动所述波动转轴42转动，拨动转轴42的转动，带动刷丝43不断转动，转动的刷丝43不断将出料口211处的土壤拨动到v形过滤斗3内。
32.在本具体实施例中，第三往复运动驱动的具体实施例的具体实施方式为：所述第三往复运动驱动机构包括两个第三气缸28，两个所述第三气缸28并排倒置设置在所述上支撑板11上，且两个所述第三气缸28的活动端贯穿所述上支撑板11后与一支撑座261固定连接，所述第二驱动电机25设置在所述支撑座261上。在实际应用中，第三气缸28带动钻头27上下运动，从而实现钻头27在土壤中的深入及拔出，当钻头27在土壤中不断深入时，钻头27的转动可实现对土壤的扰动。
33.在本具体实施例中，第四往复驱动机构的具体实施方式为：所述第四往复驱动机构包括第四气缸52，所述第四气缸52水平设置在所述样品承载盒5的一侧，且第四气缸52的
活动端与所述放料板51的一端固定连接，在检测过程中，放料板51对样品承载盒5的底部进行封闭，当检测完成后，第四气缸52带动放料板51从样品承载盒5的底部移开，从而实现土壤的释放。
34.本发明还提供了一种土壤取样操作方法，包括上述所述的一种土壤生态污染检测装置，还包括如下步骤：
35.s1、将支撑架1移动到指定的土壤采样区域，并使得支撑架1在地面上稳定放置，具体的，将插杆123插入到土壤中，并使得下支撑板12处于水平摆放状态；
36.s2、操纵第一往复运动驱动机构，使得输送筒的底部与地面贴合，同时，确保开关门对进料口处于封闭状态，具体的，启动第二气缸29，使得输送筒21缓慢向下移动，当输送筒21的底部与地面接触后，停止输送筒21的继续移动；操纵第三往复运动驱动机构，使得钻头的底部与地面贴合，具体的，启动第三气缸28，使得钻头27向下移动，当钻头27的底部与地面接触后，停止钻头27的移动；
37.s3、操纵第一往复运动驱动机构，使得输送筒21缓慢插入到土壤中，当达到指定深度后，停止输送筒21的继续插入，当输送筒21停止运动后，通过操纵第二往复运动驱动机构，使得开关门213上移，继而实现进料口212的打开，具体的，启动第二气缸29，为输送筒21插入地面提供动力，当到达一定深度后，停止第二气缸29的动作，然后，启动第一气缸24，使得开关门213上移，继而实现进料口212的打开，此时，进料口212附近流动的土壤可进入到输送筒21内，继而实现初步取样；
38.s4、当开关门213上移到位后，启动第二驱动电机25，使得钻头27开始转动，启动第一驱动电机22，使得螺旋输送叶片231开始转动；
39.s5、操纵第三往复运动驱动机构，具体的，启动第三气缸28，使得钻头27开始缓慢下移，当钻头27运动到进料口212附近时，因钻头27的转动对土壤的扰动作用，可使得部分土壤被推动到进料口212内，从而实现土壤的取样，当钻头27的下探深度超过最下方的一个进料口212的深度后，操纵第三往复运动驱动机构，实现钻头27的上升，直至钻头27露出土壤并停止钻头27的继续上升，上述过程实现了将土壤推进到输送筒21内的过程；
40.s6、反复实施步骤s5，从而可使得螺旋输送叶片231源源不断的将土壤输送到出料口211处，当取样量达到一定量时，使得钻头27停止转动并脱离土壤，使得开关门213将进料口212关闭，并使得输送筒21从土壤中拔出，继而完成取样过程。
41.本发明中，“上”、“下”均是为了方便描述位置关系而采用的相对位置，因此不能作为绝对位置理解为对保护范围的限制。
42.除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
43.以上所述结合附图对本发明的优选实施方式和实施例作了详述，但是本发明并不局限于上述实施方式和实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。