一种基于幼苗培养的土质取样及定量浇水的农业装置

朱纹萱

中图分类号：G4 文献标识码：A

一种基于幼苗培养的土质取样及定量浇水的农业装置，包括手推车体，手推车体内部固定有水箱，水箱前侧连接有增压水泵，增压水泵出水管连接有出水喷头，手推车体内部在水箱一侧的位置设置有土质湿度传感器，土质湿度传感器与增压水泵并联在单片机上，增压水泵前侧设有土质取样器。

土质取样器包括呈矩形的箱体，箱体外端呈左右对称设有两个耳座，手推车体顶面竖直方向转动设有两个穿过耳座并与其螺纹连接的第一螺纹杆，其中一个第一螺纹杆后侧设有第一伺服电机，第一伺服电机输出轴上固定有转轴，转轴延伸到第一螺纹杆附近并通过两个垂直啮合的锥齿轮完成啮合连接，另一个第一螺纹杆通过两个相互垂直的转轴及锥齿轮啮合连接到转轴上。

箱体内部水平设有分隔板，箱体内部设有穿过分隔板的取样机构，分隔板下方设有围绕取样机构的收纳装置。

取样机构包括取样管、导向滑管、第二螺纹杆、第二伺服电机，分隔板中部开设有限位孔，导向滑管固定于限位孔上方并与其连通，第二螺纹杆固定于取样管顶面中部，取样管设于限位孔下方，第二螺纹杆向上依次穿过限位孔及导向滑管延伸至其上方并与其间隙配合，导向滑管顶端内部滑动设有活塞，活塞顶部设有活塞杆，活塞杆穿过第二螺纹杆中部延伸至其上方并与其滑动连接，导向滑管顶端中部转动设有内螺纹管，内第二螺紋杆穿过螺纹管并与其螺纹连接，内第二螺纹杆外端套接有链轮，第二伺服电机固定于箱体内壁上其输出轴上套接有链轮，链轮与链轮通过链条啮合连接。

收纳装置包括竖直于分隔板下方的限位板，限位板位于限位孔后方，限位板前侧呈左右对称设有多个呈半圆形的收纳盒，竖直方向的多个收纳盒堆叠设置，所述收纳盒后端中部吸附有吸盘，吸盘后端设有穿过限位板的支撑杆，限位板围绕支撑杆向中部水平开设了滑槽。

限位板后侧中部与滑槽平行的位置设有双向螺纹杆，双向螺纹杆中部无螺纹部位套接有齿轮，双向螺纹杆左右两侧正对滑槽位置的螺纹旋转方向呈中心对称设置，支撑杆后端固定有固定块，双向螺纹杆分别穿过左右两个固定块并与其啮合连接，限位板后侧中部设有第一滑板，第一滑板底部后面设有可与齿轮啮合的齿条，第一滑板顶部呈L型结构设置，第一滑板顶部前端设有底部呈L型结构设置的第二滑板，第二滑板穿过分隔板延伸到第二螺纹杆顶部的位置并通过直接与其顶部转动连接。

与现有技术相比，本发明提供了一种基于幼苗培养的土质取样及定量浇水的农业装置，具备以下有益效果：

（1）本发明以手推车体为载体，在该手推车体上固定水箱，安装与其连接的增压水泵，增压水泵连接上单片机，可实现远程编程控制，同时与增压水泵一起并联在单片机上的还有土质湿度传感器，将土质湿度传感器直接插入到土壤中便可快速感知到土壤干燥程度在反馈到单片机中，单片机控制增压水泵工作进行土壤灌溉，土质取样器与水箱并排设置在手推车体上，实现自动采样功能。

（2）本发明提供的土质取样器，在手推车体内部通过第一螺纹杆托起，并由第一伺服电机控制，完成土质取样器的箱体的上下移动，让土质取样器下降到土壤表面完成取样预备工作。

（3）本发明第二螺纹杆转动带动取样管上下转动移动，利用第二伺服电机控制第二螺纹杆转动后，取样管旋转向下移动，待取样管没入土壤中完成取样，取样管内部的活塞受泥土挤压始终处于取样管顶部，取样完成后第二伺服电机反向转动，取样管先是完全升至箱体内部，活塞杆接触到箱体顶部，第二伺服电机继续工作，取样管逐渐进入导向滑管内部时，活塞开始将采集的土壤从取样管中排出，实现了自动取样及收集。

（4）本发明利用第二滑板与第二螺纹杆连接的关系在，第二螺纹杆上下移动，控制双向螺纹管正反转动;取样时，双向螺纹管带动两个支撑杆向左右移动，让左右相邻的两个收纳盒分开，取样完成后，取样管上行移动至导向滑管内部时双向螺纹管反向转动，两个支撑杆向中部靠近，完成两个收纳盒合并，而取样管上行过程中，采集的土壤受活塞的推力逐步排出，完成了土壤收集，而且本发明竖直排列了多个收纳盒，根据土壤深度分层收集，便于检测研究。

具体实施方式

一种基于幼苗培养的土质取样及定量浇水的农业装置，包括手推车体，其特征在于：手推车体内部固定有水箱，水箱前侧连接有增压水泵，增压水泵出水管连接有出水喷头，手推车体内部在水箱一侧的位置设置有土质湿度传感器，土质湿度传感器与增压水泵并联在单片机上，增压水泵前侧设有土质取样器。

本发明提供幼苗培养的土质取样及定量浇水的农业装置，基于对幼苗培养时，对土壤成分已经营养成分分析，对土壤含水量检测以及灌溉，以手推车为载体，在该手推车体上固定水箱，安装与其连接的增压水泵，增压水泵连接上单片机，可实现远程编程控制，同时与增压水泵一起并联在单片机上的还有土质湿度传感器，将土质湿度传感器直接插入到土壤中便可快速感知到土壤干燥程度在反馈到单片机中，单片机控制增压水泵工作进行土壤灌溉，土质取样器与水箱并排设置在手推车体上，实现自动采样功能。

土质取样器所在的手推车体位置设置了向下开放的电动门，在土质取样器工作时，电动门自动开启，让土质取样器下降到土壤表面，具体的是，在土质取样器的箱体侧面设置对称设置耳座，在手推车体上立着的第一螺纹杆穿过耳座将箱体架起，由此电动门无论开闭箱体固定不动，而第一螺纹杆与耳座之间为螺纹连接关系，在第一螺纹杆出现转动时，耳座将带动箱体上下移动，第一螺纹杆通过转轴和转轴以多个相互垂直啮合的锥齿轮和锥齿轮作为连接件连接到第一伺服电机的输出轴上，在第一伺服电机工作时将带动第一螺纹杆转动，进一步完成箱体的上下移动。

取样机构具体工作方式，启动第一伺服电机让箱体下降到土壤表面后，启动第二伺服电机，带动第二螺纹杆及取样管旋转向下移动，待取样管没入土壤中完成取样，此过程中活塞受泥土挤压始终处于取样管顶部，取样完成后;第二伺服电机反向转动，取样管先是完全升至箱体内部，活塞杆接触到箱体顶部，第二伺服电机继续工作，取样管逐渐进入导向滑管内部时，活塞开始将采集的土壤从取样管中排出。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。