一种智能化土壤微生物修复装备及其修复方法

技术领域

本发明涉及土壤微生物修复领域，具体为一种智能化土壤微生物修复装备及其修复方法。

背景技术

近年来，随着我国工业化的迅速发展和农业生产中化肥农药的广泛使用，大量重金属、有机物各类污染物通过各种途径进入到土壤环境，导致我国的土壤环境污染情况不断加剧。事实证明，土壤环境不仅影响植物的生长发育及农产品的数量、质量，还会通过食物链影响人类的身体健康和生命安全。土壤污染已成为我国亟待解决的重要的环境问题之一。

土壤微生物修复技术是一种利用土著微生物或人工驯化的具有特定功能的微生物，在适宜环境条件下，通过自身的代谢作用，降低土壤中有害污染物活性或降解成无害物质的修复技术，其中原位微生物修复不需将污染土壤搬离现场，直接向污染土壤投放N、P等营养物质和供氧，促进土壤中土著微生物或特异功能微生物的代谢活性，降解污染物。现有的原位微生物修复技术中一般是将土壤翻开，将修复剂撒入土壤中使得修复剂渗透进土壤中，但是这种方法对于土壤翻开的深度有限，且修复剂渗透时间过短，修复效果不佳。

基于此，本发明设计了一种智能化土壤微生物修复装备及其修复方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能化土壤微生物修复装备及其修复方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能化土壤微生物修复装备，包括设备基板和安装在设备基板顶端表面的钻孔机构，用于对土壤进行钻孔，所述设备基板的底端表面安装有移动机构，用于带动设备基板在土壤层上方移动，所述钻孔机构一侧的设备基板顶端表面安装有限位机构，所述限位机构的内部活动安装有加料机构，用于将微生物修复剂导入土层中，限位机构用于固定加料机构。

作为本发明的进一步方案，所述钻孔机构包括固定支架和钻孔组件，固定支架安装在设备基板的顶端表面，钻孔组件安装在固定支架的底端表面，固定支架下方的设备基板内部开设有贯穿槽。

作为本发明的进一步方案，钻孔组件包括液压泵和升降支轴，液压泵安装在固定支架的内部，升降支轴安装在液压泵的输出端外侧，升降支轴的底端表面安装有转动电机，转动电机的输出端外侧表面安装有钻孔轴，钻孔轴的底端表面活动安装有打孔钻头，钻孔轴的外侧表面与贯穿槽内壁活动接触。

作为本发明的进一步方案，移动机构包括驱动电机和驱动支轴，驱动电机安装在设备基板的底端表面，驱动支轴安装在驱动电机的输出端外侧，驱动支轴的末端安装有移动轮，移动轮的外侧表面包覆有防滑履带。

作为本发明的进一步方案，限位机构包括支撑轴和储存箱，若干个支撑轴安装在钻孔机构一侧的设备基板顶端表面，储存箱安装在支撑轴的顶端表面，储存箱的内壁底端均匀分布有限位槽，加料机构活动安装在限位槽的内壁处。

作为本发明的进一步方案，加料机构包括导料组件和加料组件，导料组件活动安装在限位槽的内壁处，加料组件安装在导料组件的顶端表面，导料组件的底端表面安装有感应组件。

作为本发明的进一步方案，导料组件包括导料筒体和固定地钉，导料筒体活动安装在限位槽的内壁处，导料筒体的内部开设有导料流道，导料流道的内壁安装有气压阀，气压阀外侧的导料筒体内部安装有电磁铁，导料筒体的内部均匀分布有出料槽，出料槽的末端连接至导料流道，导料筒体的外侧表面安装有限位套环，限位套环的外径大于限位槽的内径，导料筒体的外侧表面安装有连接绳，固定地钉连接在连接绳的末端表面。

作为本发明的进一步方案，加料管道包括储料筒体和活塞，储料筒体连接在导料筒体的顶端表面，气压阀安装在储料筒体和导料筒体的连接处，活塞活动安装在储料筒体的内壁处，活塞的顶端表面安装有活动轴，活动轴的顶端表面延伸至储料筒体的顶端表面，活动轴的顶端表面安装有磁铁环。

作为本发明的进一步方案，感应组件包括橡胶筒体和接电柱，导料筒体的底端表面安装有橡胶筒体，橡胶筒体的内壁底端安装有感应底板，接电柱安装在感应底板的顶端表面，橡胶筒体的内壁顶端安装有供电电池，供电电池的接电端与接电柱活动接触，供电电池电性连接至电磁铁。

本发明还提供一种土壤微生物修复方法，包括以下操作方法：

S1：将驱动电机接入电源，从而驱动移动轮转动，带动设备基板移动至待处理的土壤区域内，自待处理的土壤边缘处将驱动电机暂停，然后将液压泵和转动电机接入电路，液压泵带动升降支轴向下移动，通过转动电机带动钻孔轴转动，从而通过打孔钻头对土壤层进行钻孔；

S2：钻孔完成后打孔钻头复位，液压泵和转动电机暂停，驱动电机继续带动设备基板向前移动，露出钻孔位置，此时操作人员握住磁铁环将导料筒体自限位槽中取出，然后将导料筒体插入钻孔内；

S3：将导料筒体插入钻孔时，一只手握住磁铁环沿着钻孔垂直插入导料筒体，另一只手握住固定地钉，待导料筒体完全插入钻孔后，将固定地钉插入钻孔一侧的土壤内，用于固定导料筒体，固定地钉上涂布有标识涂层，便于标记回收；

S4：导料筒体插入钻孔后，底部的橡胶筒体在重力作用下受压变形，感应底板与钻孔底部接触，使得接电柱与供电电池相互接触，将电磁铁接入电路，此时电磁铁与磁铁环之间产生磁性吸引力，带动活塞沿着储料筒体向下移动，将储料筒体内部的微生物修复剂挤入导料筒体内，然后沿着导料流道流出至出料槽，缓慢扩散至土层内，延长微生物修复剂与土壤的接触时间，同时扩大接触范围和土壤处理深度，提高了修复效果；

S5：通过设备基板带动钻孔机构的移动，实现连续不断的打孔与放料操作，待修复时间完成后，可根据固定地钉的位置回收导料筒体，将导料筒体自钻孔内抽出后再次添加微生物修复剂，可反复循环利用，节约成本。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、该智能化土壤微生物修复装，通过打孔钻头对土壤层进行钻孔，操作人员握住磁铁环将导料筒体自限位槽中取出，将导料筒体插入钻孔时，一只手握住磁铁环沿着钻孔垂直插入导料筒体，另一只手握住固定地钉，待导料筒体完全插入钻孔后，将固定地钉插入钻孔一侧的土壤内，用于固定导料筒体，固定地钉上涂布有标识涂层，便于标记回收。

二、该智能化土壤微生物修复装，导料筒体插入钻孔后，底部的橡胶筒体在重力作用下受压变形，感应底板与钻孔底部接触，使得接电柱与供电电池相互接触，将电磁铁接入电路，此时电磁铁与磁铁环之间产生磁性吸引力，带动活塞沿着储料筒体向下移动，将储料筒体内部的微生物修复剂挤入导料筒体内，然后沿着导料流道流出至出料槽，缓慢扩散至土层内，延长微生物修复剂与土壤的接触时间，同时扩大接触范围和土壤处理深度，提高了修复效果。

三.通过设备基板带动钻孔机构的移动，实现连续不断的打孔与放料操作，待修复时间完成后，可根据固定地钉的位置回收导料筒体，将导料筒体自钻孔内抽出后再次添加微生物修复剂，可反复循环利用，节约成本。

附图说明

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。

图1为本发明整体外部结构正面示意图；

图2为本发明整体外部结构背面示意图；

图3为本发明整体外部结构底面示意图；

图4为本发明的导料机构外部结构示意图；

图5为本发明的导料机构内部结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-设备基板，2-固定支架，3-液压泵，4-升降支轴，5-转动电机，6-钻孔轴，7-打孔钻头，8-贯穿槽，9-驱动电机，10-驱动支轴，11-移动轮，12-防滑履带，13-支撑轴，14-储存箱，15-限位槽，16-导料筒体，17-导料流道，18-气压阀，19-电磁铁，20-出料槽，21-限位套环，22-连接绳，23-固定地钉，24-储料筒体，25-活塞，26-活动轴，27-磁铁环，28-橡胶筒体，29-供电电池，30-感应底板，31-接电柱。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种智能化土壤微生物修复装备，包括设备基板1和安装在设备基板1顶端表面的钻孔机构，用于对土壤进行钻孔，设备基板1的底端表面安装有移动机构，用于带动设备基板1在土壤层上方移动，钻孔机构一侧的设备基板1顶端表面安装有限位机构，限位机构的内部活动安装有加料机构，用于将微生物修复剂导入土层中，限位机构用于固定加料机构。

具体的，钻孔机构包括固定支架2和钻孔组件，固定支架2安装在设备基板1的顶端表面，钻孔组件安装在固定支架2的底端表面，固定支架2下方的设备基板1内部开设有贯穿槽8，钻孔组件包括液压泵3和升降支轴4，液压泵3安装在固定支架2的内部，升降支轴4安装在液压泵3的输出端外侧，升降支轴4的底端表面安装有转动电机5，转动电机5的输出端外侧表面安装有钻孔轴6，钻孔轴6的底端表面活动安装有打孔钻头7，钻孔轴6的外侧表面与贯穿槽8内壁活动接触，将液压泵3和转动电机5接入电路，液压泵3带动升降支轴4向下移动，通过转动电机5带动钻孔轴6转动，从而通过打孔钻头7对土壤层进行钻孔。

进一步的，移动机构包括驱动电机9和驱动支轴10，驱动电机9安装在设备基板1的底端表面，驱动支轴10安装在驱动电机9的输出端外侧，驱动支轴10的末端安装有移动轮11，移动轮11的外侧表面包覆有防滑履带12，将驱动电机9接入电源，从而驱动移动轮11转动，带动设备基板1移动至待处理的土壤区域内。

进一步的，限位机构包括支撑轴13和储存箱14，若干个支撑轴13安装在钻孔机构一侧的设备基板1顶端表面，储存箱14安装在支撑轴13的顶端表面，储存箱14的内壁底端均匀分布有限位槽15，加料机构活动安装在限位槽15的内壁处，通过限位槽15活动固定加料机构。

进一步的，加料机构包括导料组件和加料组件，导料组件活动安装在限位槽15的内壁处，加料组件安装在导料组件的顶端表面，导料组件的底端表面安装有感应组件，导料组件包括导料筒体16和固定地钉23，导料筒体16活动安装在限位槽15的内壁处，导料筒体16的内部开设有导料流道17，导料流道17的内壁安装有气压阀18，气压阀18外侧的导料筒体16内部安装有电磁铁19，导料筒体16的内部均匀分布有出料槽20，出料槽20的末端连接至导料流道17，将储料筒体24内部的微生物修复剂挤入导料筒体16内，然后沿着导料流道17流出至出料槽20，缓慢扩散至土层内，延长微生物修复剂与土壤的接触时间，同时扩大接触范围和土壤处理深度，提高了修复效果。

进一步的，导料筒体16的外侧表面安装有限位套环21，限位套环21的外径大于限位槽15的内径，导料筒体16的外侧表面安装有连接绳22，固定地钉23连接在连接绳22的末端表面，通过设备基板1带动钻孔机构的移动，实现连续不断的打孔与放料操作，待修复时间完成后，可根据固定地钉23的位置回收导料筒体16，将导料筒体16自钻孔内抽出后再次添加微生物修复剂，可反复循环利用，节约成本。

进一步的，加料管道包括储料筒体24和活塞25，储料筒体24连接在导料筒体16的顶端表面，气压阀18安装在储料筒体24和导料筒体16的连接处，活塞25活动安装在储料筒体24的内壁处，活塞25的顶端表面安装有活动轴26，活动轴26的顶端表面延伸至储料筒体24的顶端表面，活动轴26的顶端表面安装有磁铁环27。

进一步的，感应组件包括橡胶筒体28和接电柱31，导料筒体16的底端表面安装有橡胶筒体28，橡胶筒体28的内壁底端安装有感应底板30，接电柱31安装在感应底板30的顶端表面，橡胶筒体28的内壁顶端安装有供电电池29，供电电池29的接电端与接电柱31活动接触，供电电池29电性连接至电磁铁19，导料筒体16插入钻孔后，底部的橡胶筒体28在重力作用下受压变形，感应底板30与钻孔底部接触，使得接电柱31与供电电池29相互接触，将电磁铁19接入电路，此时电磁铁19与磁铁环27之间产生磁性吸引力，带动活塞25沿着储料筒体24向下移动。

本发明还提供一种土壤微生物修复方法，包括以下操作方法：

S1：将驱动电机9接入电源，从而驱动移动轮11转动，带动设备基板1移动至待处理的土壤区域内，自待处理的土壤边缘处将驱动电机9暂停，然后将液压泵3和转动电机5接入电路，液压泵3带动升降支轴4向下移动，通过转动电机5带动钻孔轴6转动，从而通过打孔钻头7对土壤层进行钻孔；

S2：钻孔完成后打孔钻头7复位，液压泵3和转动电机5暂停，驱动电机9继续带动设备基板1向前移动，露出钻孔位置，此时操作人员握住磁铁环27将导料筒体16自限位槽15中取出，然后将导料筒体16插入钻孔内；

S3：将导料筒体16插入钻孔时，一只手握住磁铁环27沿着钻孔垂直插入导料筒体16，另一只手握住固定地钉23，待导料筒体16完全插入钻孔后，将固定地钉23插入钻孔一侧的土壤内；

S4：导料筒体16插入钻孔后，底部的橡胶筒体28在重力作用下受压变形，感应底板30与钻孔底部接触，使得接电柱31与供电电池29相互接触，将电磁铁19接入电路，此时电磁铁19与磁铁环27之间产生磁性吸引力，带动活塞25沿着储料筒体24向下移动，将储料筒体24内部的微生物修复剂挤入导料筒体16内，然后沿着导料流道17流出至出料槽20，缓慢扩散至土层内；

S5：通过设备基板1带动钻孔机构的移动，实现连续不断的打孔与放料操作，待修复时间完成后，可根据固定地钉23的位置回收导料筒体16，将导料筒体16自钻孔内抽出后再次添加微生物修复剂，循环利用。

工作原理：将驱动电机9接入电源，从而驱动移动轮11转动，带动设备基板1移动至待处理的土壤区域内，自待处理的土壤边缘处将驱动电机9暂停，然后将液压泵3和转动电机5接入电路，液压泵3带动升降支轴4向下移动，通过转动电机5带动钻孔轴6转动，从而通过打孔钻头7对土壤层进行钻孔；

钻孔完成后打孔钻头7复位，液压泵3和转动电机5暂停，驱动电机9继续带动设备基板1向前移动，露出钻孔位置，此时操作人员握住磁铁环27将导料筒体16自限位槽15中取出，然后将导料筒体16插入钻孔内；

将导料筒体16插入钻孔时，一只手握住磁铁环27沿着钻孔垂直插入导料筒体16，另一只手握住固定地钉23，待导料筒体16完全插入钻孔后，将固定地钉23插入钻孔一侧的土壤内，用于固定导料筒体16，固定地钉23上涂布有标识涂层，便于标记回收；

导料筒体16插入钻孔后，底部的橡胶筒体28在重力作用下受压变形，感应底板30与钻孔底部接触，使得接电柱31与供电电池29相互接触，将电磁铁19接入电路，此时电磁铁19与磁铁环27之间产生磁性吸引力，带动活塞25沿着储料筒体24向下移动，将储料筒体24内部的微生物修复剂挤入导料筒体16内，然后沿着导料流道17流出至出料槽20，缓慢扩散至土层内，延长微生物修复剂与土壤的接触时间，同时扩大接触范围和土壤处理深度，提高了修复效果；

通过设备基板1带动钻孔机构的移动，实现连续不断的打孔与放料操作，待修复时间完成后，可根据固定地钉23的位置回收导料筒体16，将导料筒体16自钻孔内抽出后再次添加微生物修复剂，可反复循环利用，节约成本。

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。

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。