一种沼泽地植保样品采集装置

技术领域

本发明涉及植物保护装置领域，具体是一种沼泽地植保样品采集装置。

背景技术

在现代社会的建设中，现代环境的生态建设越来越被人们广泛的关注。而植物保护建设者作为常见的植物保护人群，需要对不同地区的植物以及地质构造进行调查，进而掌握各个地区的生态状况并加以建设和保护。沼泽地被称为地球之肾。沼泽是湿地的一种,沼泽地指长期受积水浸泡，水草茂密的泥泞地区。土壤剖面上部为腐泥沼泽土或泥炭沼泽土，下部为潜育层。有机质含量高，持水性强，透水性弱，干燥时体积收缩。因为沼泽地区的土壤较为肥沃，适宜很多生物在沼泽地区进行生存，因此在对沼泽地区进行研究时，需要探究其内部成分组成。因为正常肥沃的沼泽地区土壤酸碱度，即富养沼泽地区的酸碱度为弱酸性至中性，致使很多生物能够在此进行生存；而贫养沼泽地区的酸碱度的PH在3-4.5之间，因此生存的生物较少。并且在构成沼泽地区土壤的组成成分，也会给生物的生存造成直接的影响，因此需要对沼泽地区的地下组成成分进行取样调查，但是人工取样不方便，不利于工作人员去操作。

基于上述问题，需要设计一种沼泽地植保样品采集装置，能够方便的将沼泽地区的地下样品进行提取，且不需要工作人员再迈进至沼泽地内进行沼泽地成分的提取，且在进行提取时，能够适应沼泽地内不同的地形环境，进而有效的实现样品的采集。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沼泽地植保样品采集装置，它能够对沼泽地内部中的水样和土壤进行采集，并且采集过程中，不需要工作人员进入到沼泽地内部，避免工作人员发生危险；能够方便的实现土壤和水样的采集工作，并且能够有效的适应沼泽地内泥泞环境，以保障装置能够实现对沼泽地内部多方位样品的采集。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种沼泽地植保样品采集装置，其特征在于：包括行进装置、水样采集装置、土壤采集装置和控制装置；所述行进装置包括行进壳体和驱动装置，所述行进装置用于带动装置整体在沼泽地内进行移动；所述水样采集装置、土壤采集装置和控制装置均设置在行进装置上；所述控制装置设置在行进壳体上，用于控制行进装置、水样采集装置和土壤采集装置；所述水样采集装置包括水样采集管、微型负压泵和电动推杆，所述电动推杆设置在行进壳体内部的顶面上，所述电动推杆与水样采集管的顶端相连接；所述微型负压泵设置在行进壳体内，所述微型负压泵与水样采集管顶部相通；所述行进壳体的底面上设置有与水样采集管相配合的水样采集孔；所述土壤采集装置包括土壤采集管、伺服电机和电动伸缩杆，所述电动伸缩杆设置在行进壳体内部的顶面上，所述伺服电机的底端设置在电动伸缩杆的伸缩端处，所述伺服电机的输出轴连接有土壤采集管的一端，所述伺服电机的输出轴旋转能够带动土壤采集管以输出轴轴心为旋转轴同轴转动；所述行进壳体的底面上设置有与土壤采集管相配合的土壤采集孔。

所述水样采集管的下端内部设置有进液单向阀，所述进液单向阀的进液端设置有过滤网。

所述行进壳体的底面上设置有水压感应器，所述电动推杆与水压感应器相连接。

所述水样采集孔处设置有与其相配合的人工瓣膜结构防水挡片，所述人工瓣膜结构防水挡片设置在水样采集孔下端外侧的行进壳体底面上，所述人工瓣膜结构防水挡片一端铰接在水样采集孔下端外侧，所述人工瓣膜结构防水挡片的铰接处设置有扭力弹簧；所述人工瓣膜结构防水挡片与水样采集孔接触端面上设置有防水橡胶垫。

所述土壤采集管包括绞龙叶片和绞龙套筒，所述绞龙叶片配合设置在绞龙套筒内部，所述绞龙套筒的一端与绞龙套筒的闭合端内端面固定连接；所述绞龙套筒为可拆卸装置。

所述土壤采集孔处设置有与土壤采集孔相配合的人工瓣膜结构阻挡片，所述人工瓣膜结构阻挡片设置在土壤采集孔下端外侧的行进壳体底面上，所述人工瓣膜结构阻挡片一端铰接在土壤采集孔下端外侧，所述人工瓣膜结构阻挡片的铰接处设置有扭力弹簧。

所述驱动装置包括陆地驱动行走履带和水路推进装置；所述陆地驱动行走履带位于行进壳体的长边两侧，用于陆地行走；所述行进壳体的底面外侧设置有气囊；所述水路推进装置包括推进电机，所述推进电机设置在行进壳体短边侧面的底端上，所述推进电机的输出轴连接有推进扇片，所述推进扇片的外侧覆盖有扇片网罩。

所述推进电机连接有水压感应器。

所述控制装置包括遥控控制终端、内置PLC集成电路板，所述内置PLC集成电路板上设置与遥控控制终端信号连接的无线信号收发装置，所述无线信号收发装置与行进装置、水样采集装置和土壤采集装置信号连接；通过遥控控制终端发射控制信号给无线信号收发装置来控制行进装置、水样采集装置和土壤采集装置的工作状态；所述遥控控制终端为无线信号手持遥控器；所述行进壳体内设置有GPS定位装置，所述手持遥控器的显示屏上显示装置的定位位置。

多个所述水样采集装置设置在行进壳体内部；多个所述土壤采集装置设置在行进壳体内部。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

本装置设置有行进装置，以适应装置能够有效的适应沼泽地内的环境，即装置不仅在沼泽地内泥泞的土壤上进行行走，并且能够适应沼泽地内深度不一的水流；本装置设置有水样采集装置和土壤采集装置，能够有效的对沼泽地内的水样和土壤进行采集工作，并且在能够克服在沼泽地内采集水样和土壤的各种问题，且能够实现沼泽地内多方位的样品采集工作；本装置设置有控制装置，用于控制上述行进装置、水样采集装置和土壤采集装置，使得工作人员能够方便的对装置进行操作，以保障采集样品的便捷性。

附图说明

附图1是本发明结构示意图。

附图2是本发明结构示意图。

附图3是本发明行进壳体底面的结构示意图。

附图4是本发明土壤采集装置结构示意图。

附图5是本发明水样采集装置结构示意图。

附图6是本发明行进壳体的内部结构示意图。

附图中所示标号：

1、行进壳体；2、水样采集管；3、微型负压泵；4、电动推杆；5、水样采集孔；6、土壤采集管；7、伺服电机；8、电动伸缩杆；9、土壤采集孔；10、进液单向阀；11、过滤网；12、水压感应器；13、人工瓣膜结构防水挡片；14、绞龙叶片；15、绞龙套筒；16、人工瓣膜结构阻挡片；17、陆地驱动行走履带；18、推进电机；19、气囊；20、推进扇片；21、扇片网罩；22、水样采集装置；23、土壤采集装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本发明所述是一种沼泽地植保样品采集装置，主体结构包括行进装置、水样采集装置22、土壤采集装置23和控制装置；所述行进装置用于带动装置整体在沼泽地内进行移动，并到达合适的样品采集位置，便于装置能够有效的采集到沼泽地内的样品；所述水样采集装置22用于采集沼泽地内的水样，在进行水样采集时应注意，沼泽地内较浅的水流因为有植物死亡后的残余废物，因此使得较浅的水流内含有较多的杂物，即使将较浅的水流进行取样后，也会增大后续工作人员对水样检测分析的难度，不易于取样后续的调查研究；所述土壤采集装置23用于采集沼泽地内的土壤结构，此处应注意，因为沼泽地内的生态环境变更较快，这就使得沼泽地内在较浅的土层中，就会有较为丰富的土壤结构，因此研究在不同土壤深度的组成成分，更有利于工作人员检测出沼泽地历史变更以及如何使工作人员后续对沼泽地内的植物进行保护。控制装置用于控制行进装置、水样采集装置22和土壤采集装置23，使工作人员在对沼泽地内的结构进行取样调查时，不需要工作人员手动去操作，使得沼泽地的取样工作更加便捷，同时也减轻工作人员的负担。本装置还设置有储能装置，用于给本装置提供能量。

下述为行进装置、水样采集装置22、土壤采集装置23和控制装置的具体结构。

行进装置：

所述行进装置包括行进壳体1和驱动装置，因为在沼泽地内，其内部的结构组成较为复杂，并且沼泽地内土壤和水流为不规则分布，因此设置的行进装置应满足在水中和土壤上均能够行进，使得装置整体能够更好的适应沼泽地内复杂的环境。所述驱动装置包括陆地驱动行走履带17和水路推进装置；所述陆地驱动行走履带17位于行进壳体1的长边两侧，用于陆地行走；因为要适应沼泽地内粘性较大的土壤结构，进而使得装置能够适应在沼泽地内粘性土壤上行进，并且履带与土壤面的接触面积较大，使得装置整体在行进时，不会出现装置陷入到粘性土壤中而无法继续行进的现象，以保障装置能够有效的多地点进行取样。

所述推进电机18设置在行进壳体1短边侧面的底端上，所述推进电机18的输出轴连接有推进扇片20，因为在沼泽地内的地形较为复杂，且每个水流的深度相差较大，因此在装置行进过程中，较浅的水流不需要推进电机18驱动。因此，所述行进壳体1的底面上设置有水压感应器12，所述水压感应器12与推进电机18相连接，因为在装置进行行进过程中，对于较浅的水流，驱动电机带动履带能够很轻松的渡过，即行进壳体1的涉水深度较小时；对于较深的水流而言，履带无法与地面有效的接触产生动力进行行进，此时水压感应器12能够有效的感应到行进壳体1底面位置的水压，当行进壳体1的涉水深度较深时，水压感应器12将极限的压力信号传递给推进电机18，进而使推进电机18旋转，使得推进电机18带动行进壳体1在水中行进。因为在水中行进时，避免装置下沉，因此，所述行进壳体1的底面外侧设置有气囊19；当行进壳体1进入至较深的水流中时，气囊19会使行进壳体1漂浮在水面上，避免出现装置下沉的现象；此处设置的气囊19大小需要与水压感应器12的感应压力数值相对应，即气囊19带动装置整体漂浮在水流上时，此时水压感应器12的感应数值为极限数值，进而保障水压感应器12能够有效的压力信号传递给推进电机18，使推进电机18带动行进壳体1行进。因为在推进电机18带动行进壳体1向前行进的过程中，避免沼泽地水流中生长的植物对推进电机18的旋转造成影响，因此，所述推进扇片20的外侧覆盖有扇片网罩21，使得沼泽地水流中的植物不会对推进电机18的旋转造成影响，同时也不会影响到推进电机18旋转带动行进壳体1向前移动，以保障装置在沼泽地的水流中能够正常行进。

水样采集装置22：

所述水样采集装置22包括水样采集管2、微型负压泵3和电动推杆4，在进行沼泽地内的水样采集时，因为在沼泽地内各处的水流之间混杂，并且每一处水流的深度不一，因此在进行沼泽地内的水样采集工作，对于较浅的水流来说，其内部会混杂较多的植物残渣以及土壤，因此对于较浅的水流而言，即使将水流获取，也会增大工作人员检测时的工作任务，不利于后续工作人员对水样进行检测。因此所述水样采集装置22与行进装置的水压感应器12相互配合，在上述行进装置对水压感应器12描述，只有在装置到达一定深度的水深时，水压感应器12将极限的压力信号传递给推进电机18，因此，所述电动推杆4与水压感应器12相连接，只要在水压感应器12感应到极限的压力信号后，电动推杆4才能够被启动；这就使只有到达一定深度的水域时，水样采集装置22才能够进行水样的采集，避免在水样采集时，采集到非常浑浊的浅层水流，进而使工作人员不方便检测水流内具体的物资组成。

所述电动推杆4设置在行进壳体1内部的顶面上，所述电动推杆4与水样采集管2的顶端相连接，进而使电动推杆4在伸缩拉长时，电动推杆4能够带动水样采集管2移动。所述微型负压泵3设置在行进壳体1内，与水样采集管2顶部相通，因为要保障在水样采集时，能够有效的将沼泽地中的水采集到水样采集管2中，因此设置的微型负压泵3能够将存在于水样采集管2中的气体抽出，使得水样采集管2内的气压小于外界气压，当电动推杆4带动水样采集管2的采集端口落入至水下时，微型负压泵3将存在于水样采集管2内的气体抽出，使得沼泽地中的水流入至水样采集管2中。在进行水样采集完成后，避免电动推杆4将水样采集管2拉出水面后，水样采集管2内的水从水样采集管2的采集端口处流出，因此，所述水样采集管2的下端内部设置有进液单向阀10，所述进液单向阀10的进液端设置有过滤网11，设置的进液单向阀10能够保障当水样采集管2内进入水样后，即使电动推杆4将水样采集管2从沼泽地水流中拉出，也不会有水样从水样采集管2内流出，以保障水样采集装置22能够有效的收集到沼泽地中的水样。因为保障设置在行进壳体1内部的水样采集管2的采集端口能够有效下落至水面以下，因此，所述行进壳体1的底面上设置有与水样采集管2相配合的水样采集孔5，以保障当电动推杆4下落时，水样采集管2能够穿出水样采集孔5进入至沼泽地的水流内，进而使得水样采集管2能够有效的采集到沼泽地的水样。但是设置水样采集孔5后，沼泽地中的水以及土壤等杂物会进入至行进壳体1的内部，进而使得行进壳体1的整体重量会有所增加，不易于装置整体在沼泽地上行进，因此，所述水样采集孔5处设置有与水样采集孔5相配合的人工瓣膜结构防水挡片13，所述人工瓣膜结构防水挡片13设置在水样采集孔5下端外侧的行进壳体1底面上，所述人工瓣膜结构防水挡片13一端铰接在水样采集孔5下端外侧，所述人工瓣膜结构防水挡片13的铰接处设置有扭力弹簧，用于装置的自动闭合；在使用时，因为电动推杆4带动水样采集管2下移，将人工瓣膜结构防水挡片13向下顶出，使得水样采集管2能够接触到沼泽地中的水流，进而实现水样的收集工作，并且在不收集水样时，人工瓣膜结构防水挡片13会在扭力弹簧的作用下，使人工瓣膜结构防水挡片13贴合至水样采集孔5的下端，使得沼泽地内的杂物不会较多的进入至行进壳体1的内部，以保障在采集样品时，不会使装置整体的质量过多的增加，使得行进装置能够有效的在沼泽地区行进。为了使水样采集管2在不进行水样采集时，人工瓣膜结构防水挡片13能够具备更好的密封作用，因此，所述人工瓣膜结构防水挡片13与水样采集孔5接触端面上设置有防水橡胶垫，以保障当水样采集管2没有下落时，人工瓣膜结构防水挡片13能够有效的起到防水防尘的作用。

土壤采集装置23：

所述土壤采集装置23包括土壤采集管6、伺服电机7和电动伸缩杆8，所述电动伸缩杆8设置在行进壳体1内部的顶面上，所述伺服电机7的底端设置在电动伸缩杆8的伸缩端处，所述伺服电机7的输出轴连接有土壤采集管6的一端，所述伺服电机7的输出轴旋转能够带动土壤采集管6以输出轴轴心为旋转轴同轴转动；因为在进行土壤样品采集是，需要在沼泽地内部，而采用人工取样的方法非常困难，因此在行进装置上设置土壤采集装置23，使得装置能够对沼泽地内的土壤进行采集。此处应注意，沼泽是指地表及地表下层土壤经常过度湿润，地表生长着湿性植物和沼泽植物，有泥炭累积或虽无泥炭累积但有潜育层存在的土地，其形成主要取决于地貌条件和水热状况，这就使得沼泽地内的土壤堆积层数较多，且粘性较大，因此沼泽地内的土壤为堆积而成的粘性土壤，不存在岩石类组成。

在对沼泽地内的土壤进行采集任务时，不能和传统的土壤样品采集方法一样，因为在进行土壤样品的采集时，传统的土壤样品采集方法是直接将土壤采集管6插入至图层中，向外拔出土壤采集管6，即可实现土壤的采集工作；但是沼泽地中的土壤粘性较大，将土壤采集管6插入至沼泽地内的土壤层后，向外拔出土壤采集管6，土壤与土壤采集管6内壁之间的摩擦力不能够使土壤采集管6将土壤带出。因此，所述土壤采集管6包括绞龙叶片14和绞龙套筒15，所述绞龙叶片14配合设置在绞龙套筒15内部，即绞龙叶片14的外侧和绞龙套筒15的内壁相贴合；所述绞龙套筒15的一端与绞龙套筒15的闭合端内端面固定连接；当电动伸缩杆8带动土壤采集管6下移时，伺服电机7带动土壤采集管6进行转动，进而使绞龙叶片14旋转进入至沼泽地的土层中，使得沼泽地中的土壤螺旋进入至蛟龙叶片的内部，而当采集到一定深度的土壤后，电动伸缩杆8将土壤采集管6拉回，即完成沼泽地土壤的收集工作。因为绞龙叶片14之间的螺距为定值，这就使得被卷入至绞龙叶片14内的土壤，只要控制绞龙叶片14之间的螺距，即可保障采集到的土壤不会从土壤采集管6中掉落下来；工作人员可以根据不同沼泽地土壤粘性情况，自行选择不同螺距的绞龙叶片14进行土壤采集，以保障装置能够有效的将沼泽地中的土壤采集出来；并且此种方法采集的土壤样品，会在绞龙叶片14内出现很明显的分层，这就使得工作人员可以根据获取土壤的分层情况，使得工作人员能够根据沼泽地土壤的分层情况，来判断此处沼泽地的历史演变过程，便于后续工作人员能够根据此演变过程判断植物的生长环境，便于后续工作人员对沼泽地植物保护工作。为了使在获取土壤后，便于将土壤取出，因此，所述绞龙套筒15为可拆卸装置，便于将获取后的土壤取出。

因为保障设置在行进壳体1内部的土壤采集管6的采集端口能够有效进行土壤采集工作，因此，所述行进壳体1的底面上设置有与土壤采集管6相配合的土壤采集孔9，以保障当电动伸缩杆8下落时，土壤采集管6能够穿出土壤采集孔9进入至土层内，进而使得水样采集管2能够有效的采集到沼泽地内的土壤样品。而为了在行进壳体1在行进时，和进入水下后，避免杂物进入行进壳体1，增加行进壳体1的重量，因此，所述土壤采集孔9处设置有与土壤采集孔9相配合的人工瓣膜结构阻挡片16，所述人工瓣膜结构阻挡片16设置在土壤采集孔9下端外侧的行进壳体1底面上，所述人工瓣膜结构阻挡片16一端铰接在土壤采集孔9下端外侧，所述人工瓣膜结构阻挡片16的铰接处设置有扭力弹簧，用于装置的自动闭合；所述人工瓣膜结构阻挡片16直径小于行进壳体1底面与履带底面之间的距离。此处设置的人工瓣膜结构阻挡片16和上述水样采集装置22中的人工瓣膜结构防水挡片13的结构一致，即土壤采集管6下落将人工瓣膜结构阻挡片16顶出，进而实现土壤的采集工作。但是人工瓣膜结构阻挡片16直径小于行进壳体1底面与履带底面之间的距离，为了避免在人工瓣膜结构阻挡片16打开后，不会与底面相接处，使得土壤采集管6能够有效的采集到土壤样品。而且，为了使人工瓣膜结构阻挡片16能够具备更好的密封作用，因此，所述人工瓣膜结构阻挡片16与土壤采集孔9接触端面上设置有防水橡胶垫，以保障当行进壳体1涉水时，水流不会从土壤采集孔9处流入至行进壳体1内部。

控制装置：

所述控制装置包括遥控控制终端、内置PLC集成电路板，所述内置PLC集成电路板上设置与遥控控制终端信号连接的无线信号收发装置，所述无线信号收发装置与行进装置、水样采集装置22和土壤采集装置23信号连接；通过遥控控制终端发射控制信号给无线信号收发装置来控制行进装置、水样采集装置22和土壤采集装置23的工作状态；所述遥控控制终端为无线信号手持遥控器。因为在进行土壤和水样的采集工作时，需要对一片沼泽地内不同位置的土壤和水样进行取样调查，因此，多个所述水样采集装置22设置在行进壳体1内部；多个所述土壤采集装置23设置在行进壳体1内部，进而使得沼泽地内不同位置的土壤和水样均能够进行提取。而控制装置用于控制装置的行进和样品的采集，进而使得工作人员能够通过控制遥控控制终端，将装置所需要实行的指令传递给无线信号收发装置或者无线信号收发装置将感应指令传递给制遥控控制接收终端，进而实现装置能够正常行进和有效采集。所述行进壳体1内设置有GPS定位装置，所述手持遥控器的显示屏上显示装置的定位位置；因为装置在沼泽地内进行行进时，不能够保障装置能够完全应对沼泽地内的各种复杂地形，因此GPS定位装置能够实时显示装置的位置，以保障装置在发生意外后能够被收回，并且工作人员能够通过GPS定位装置给出的位置信息，进行装置的行进移动，以实现多个位置的样品收集工作。

因此，一种沼泽地植保样品采集装置，能够方便的将沼泽地区的地下样品进行提取，且不需要工作人员再迈进至沼泽地内进行沼泽地成分的提取，且在进行提取时，能够适应沼泽地内不同的地形环境，进而有效的实现样品的采集。