一种城市环保工程用土壤取样检测设备及检测方法

技术领域

本发明属于土壤检测技术领域，特别是涉及一种城市环保工程用土壤取样检测设备及检测方法。

背景技术

环保工程是指特定为环境保护所做的工程，环保工程的内容主要包括大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废物的处理和利用工程，以及噪声控制工程等，可通过对影响土壤环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势，对土壤环境进行监测。

土壤样本在采集的过程中，可用小型铁铲、环切刀或土钻进行采样，采样过程中，需要使用者依照步骤逐步进行取样，步骤繁多较为耗时，在土质硬度较大的位置进行取样时，较为费力，导致了工作效率的下降，为提高区域内土壤性质检测结果的准确性，需要进行多点采样，使用者在多点进行单独取样后，需要将所有样本带回进行集中检测，检测的即时性较差，多点采样时较为耗时费力。

为此，需要一种城市环保工程用土壤取样检测设备，结合自动取样、送检和检测等步骤，降低人工介入操作精力，同时取样与检测可同时进行，提高了检测效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种城市环保工程用土壤取样检测设备及检测方法，结合自动取样、送检和检测等步骤，降低人工介入操作精力，同时取样与检测可同时进行，提高了检测效率，以解决上述技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种城市环保工程用土壤取样检测设备，包括推车：所述推车顶部的后侧设置有取样组件，所述取样组件包括位移组件和旋转组件，所述位移组件包括固定连接在推车顶部的固定架一，所述固定架一的内腔设置有可上下升降的升降座，所述升降座顶部的后侧固定安装有自锁电机，所述自锁电机的输出轴固定连接有驱动齿轮，所述固定架一的右侧开设有安装凹槽，所述安装凹槽的内腔固定连接有固定齿条，所述驱动齿轮和固定齿条相啮合，所述旋转组件包括固定连接在升降座内腔的取样管，所述取样管的内腔设置有可转动的螺旋杆，所述螺旋杆的底部固定连接有取样钻头，所述升降座顶部的后侧固定安装有第一直流电机，所述第一直流电机的输出轴固定连接有第一主动锥齿轮，所述螺旋杆的顶部固定连接有第一从动锥齿轮，所述螺旋杆表面的顶部通过轴承与取样管转动连接，所述第一从动锥齿轮顶部的两侧均开设有通气孔，所述推车顶部的左侧固定安装有第一伺服电机，所述推车的底部设置有可转动的转动架，所述第一伺服电机的输出轴贯穿至推车的内腔并与转动架固定连接，所述转动架的内腔设置有转运组件，所述固定架一内腔的底部设置有固定连接在推车顶部的下料管，所述取样管的底端贯穿下料管的内腔，所述推车的顶部开设有上料通孔，所述推车的顶部设置有送检组件，所述推车顶部的右侧设置有升降组件，所述升降组件包括固定连接在推车顶部右侧的支撑架，所述支撑架的设置有检测仪，所述支撑架的顶部固定安装有LE D显示模块。

优选的，所述转运组件包括固定安装在转动架左侧的第二直流电机，所述第二直流电机的输出轴固定连接有驱动轴，所述驱动轴表面的两侧均通过轴承与转动架转动连接，所述驱动轴表面的两侧均固定连接有第二主动锥齿轮，所述转动架内腔的两侧均设置有传动轴，所述传动轴的前端和后端均通过轴承与转动架转动连接，所述传动轴表面的前端固定连接有第二从动锥齿轮，所述第二主动锥齿轮与同侧的第二从动锥齿轮相啮合。

优选的，所述传动轴表面的后端固定连接有受力齿轮，所述转动架内腔底部的前侧和后侧均固定连接有固定架二，所述固定架二的内腔滑动连接有升降齿条，两个升降齿条之间固定连接有支撑载板，所述固定架二的内腔开设有与支撑载板相适配的矩形滑槽。

优选的，两个固定架二相对的一侧均固定连接有防倾弧条，所述防倾弧条套设在样本瓶的表面。

优选的，所述送检组件包括固定安装在推车顶部的电动推杆，所述电动推杆的输出端固定连接有推进块，所述推进块位于上料通孔顶部的左侧。

优选的，所述推车的顶部开设有导向凹槽，所述推车内腔的顶部固定安装有凸轮分割器，所述凸轮分割器的输出端贯穿至推车的顶部并与固定连接有转料盘，所述凸轮分割器的右侧固定安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出端与凸轮分割器的输入端固定连接。

优选的，所述导向凹槽内腔的左侧延伸至推车顶部的左侧，所述转料盘的顶部环形开设有与样本瓶相适配的弧形凹槽，且弧形凹槽内固定连接有用以夹持样本瓶的弹性夹箍。

优选的，所述支撑架的底部设置有固定安装在推车顶部的第三直流电机，所述支撑架内腔的顶部通过轴承转动连接有螺纹升降杆，所述螺纹升降杆的底端与第三直流电机的输出轴固定连接。

优选的，所述螺纹升降杆的表面螺纹连接有升降夹臂，所述支撑架的左侧开设有与升降夹臂相适配的导向滑槽，所述检测仪固定安装在升降夹臂的左端。

一种城市环保工程用土壤取样检测设备，其检测方法如下：

一、该土壤取样检测设备在使用时，首先将推车推动至指定位置对土壤进行取样，在取样时，第一直流电机带动第一主动锥齿轮发生转动，继而使得第一主动锥齿轮通过第一从动锥齿轮带动螺旋杆及取样钻头发生转动，随后自锁电机通过驱动齿轮对固定齿条进行驱动，受反作用力影响，自锁电机带动升降座在固定架一的内腔中向下移动，同时使得取样管带动螺旋杆下移，使得取样钻头与地面接触，在取样钻头转动的过程中，受取样钻头形状作用，取样钻头对土壤向上输送，并且在螺旋杆的作用下，螺旋杆将土壤向取样管的内腔中提升，使得土壤暂存至取样管的内腔；

二、随后第一直流电机停止转动，自锁电机反向转动，自锁电机通过驱动齿轮和固定齿条的配合使用，带动升降座上升复位，使得取样管及螺旋杆同时上升复位；

三、随后第一伺服电机启动，并带动转动架发生旋转，使得转动架带动支撑载板及支撑载板顶部的样本瓶到达下料管的正下方，随后第一直流电机反向转动，使得第一主动锥齿轮带动第一从动锥齿轮和螺旋杆反向转动，在螺旋杆反向转动的过程中，位于取样管内腔中的土壤样本自取样管的内腔中排出，随后土壤样本落至支撑载板顶部的样本瓶中，接着，第一伺服电机发生反向转动，使得第一伺服电机带动转动架复位旋转，继而使得存有土壤样本的样本瓶移动至上料通孔的正下方；

四、接着，对样本瓶进行送检，送检时，第二直流电机通过驱动轴带动两个第二主动锥齿轮发生转动，第二主动锥齿轮在转动的过程中通过第二从动锥齿轮带动传动轴发生旋转，传动轴在旋转的过程中带动受力齿轮发生转动，受受力齿轮和升降齿条的啮合作用，升降齿条带动支撑载板向上位移，支撑载板在位移的过程中带动样本瓶向上抬升，使得支撑载板的顶部与推车的顶部齐平；

五、随后电动推杆启动，并对推进块进行推动，使得与底部与推车顶部齐平的样本瓶受推进块作用下向右侧推进，使得样本瓶进入转料盘顶部的弧形凹槽内，并且通过弹性夹箍对样本瓶进行限位夹持，第二伺服电机随后启动并且带动转料盘在导向凹槽的内腔中发生滑动，使得进入导向凹槽内腔中的样本瓶得以带动位移，直至当前样本瓶被运送至检测仪的下方，最终检测后的样本瓶在转动至前侧后，受导向凹槽内壁凸起影响，使得样本瓶与弹性夹持脱离，并被依次推进至导向凹槽内腔的左侧即可；

六、检测环节，第三直流电机带动螺纹升降杆在支撑架的内腔中发生旋转，螺纹升降杆通过其表面螺纹带动升降夹臂发生上下位移，升降夹臂在位移的过程中带动检测仪向下移动，使得检测仪的检测端插入样本瓶内的土壤中，对土壤中的PH值进行检测，待检测完成后，检测结果由LED显示模块进行显示；

七、需要说明的是，该土壤取样检测设备在使用的过程中，可在一点取样完成后，对推车的取样位置进行变更，使得取样点得以扩大，便于准确检测区域内的土壤性质，同时在取样过程中对送检后土壤样本进行检测，提高使用者的检测效率。

本发明的有益效果是：本发明通过取样组件的设置，对土壤进行取样，随后通过第一伺服电机、转动架和转运组件的配合使用，对样本瓶进行转运，再通过下料管的设置，对样本瓶进行送检，最终在升降组件和检测仪的配合使用下，对土壤进行检测，即可达到自动化强度高和检测高效的目的，解决了采样过程中，需要使用者依照步骤逐步进行取样，步骤繁多较为耗时，在土质硬度较大的位置进行取样时，较为费力，导致了工作效率的下降，用者在多点进行单独取样后，需要将所有样本带回进行集中检测，检测的即时性较差，多点采样时较为耗时费力的问题。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：

图1为本发明一种实施例的立体示意图；

图2为本发明一种实施例取样组件的立体爆炸图；

图3为本发明一种实施例的仰视示意图；

图4为本发明一种实施例第一伺服电机、转动架和转运组件的立体示意图；

图5为本发明一种实施例转动架和转运组件的俯视示意图；

图6为本发明一种实施例转动架和转运组件的立体爆炸图；

图7为本发明一种实施例送检组件的立体示意图；

图8为本发明一种实施例升降组件和检测仪的立体示意图；

图9为本发明一种实施例推车、位移组件和升降组件的立体示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、推车，2、取样组件，21、位移组件，211、固定架；212；升降座，213；自锁电机，214；驱动齿轮，215、安装凹槽；216、固定齿条；22、旋转组件，221、取样管；222、螺旋杆；223、取样钻头；224、第一直流电机；225、第一主动锥齿轮；226、第一从动锥齿轮；3、第一伺服电机，4、转动架，5、转运组件，501、第二直流电机，502、驱动轴，503、第二主动锥齿轮，504、传动轴，505、第二从动锥齿轮，506、受力齿轮，507、固定架，508、升降齿条，509、支撑载板，510、矩形滑槽，6、下料管，7、上料通孔，8、送检组件，81、电动推杆，82、推进块，83、导向凹槽，84、凸轮分割器，85、转料盘，86、第二伺服电机，9、升降组件，91、支撑架，92、第三直流电机，93、螺纹升降杆，94、升降夹臂，95、导向滑槽，10、防倾弧条，11、检测仪，12、LED显示模块。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的城市环保工程用土壤取样检测设备及检测方法的实施例。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。

实施例一：

图1-图9示出本发明一种实施例的城市环保工程用土壤取样检测设备，包括推车1：推车1顶部的后侧设置有取样组件2，取样组件2包括位移组件21和旋转组件22，位移组件21包括固定连接在推车1顶部的固定架一211，固定架一211的内腔设置有可上下升降的升降座212，升降座212顶部的后侧固定安装有自锁电机213，自锁电机213的输出轴固定连接有驱动齿轮214，固定架一211的右侧开设有安装凹槽215，安装凹槽215的内腔固定连接有固定齿条216，驱动齿轮214和固定齿条216相啮合，旋转组件22包括固定连接在升降座212内腔的取样管221，取样管221的内腔设置有可转动的螺旋杆222，螺旋杆222的底部固定连接有取样钻头223，升降座212顶部的后侧固定安装有第一直流电机224，第一直流电机224的输出轴固定连接有第一主动锥齿轮225，螺旋杆222的顶部固定连接有第一从动锥齿轮226，螺旋杆222表面的顶部通过轴承与取样管221转动连接，第一从动锥齿轮226顶部的两侧均开设有通气孔，推车1顶部的左侧固定安装有第一伺服电机3，推车1的底部设置有可转动的转动架4，第一伺服电机3的输出轴贯穿至推车1的内腔并与转动架4固定连接，转动架4的内腔设置有转运组件5，固定架一211内腔的底部设置有固定连接在推车1顶部的下料管6，取样管221的底端贯穿下料管6的内腔，推车1的顶部开设有上料通孔7，推车1的顶部设置有送检组件8，推车1顶部的右侧设置有升降组件9，升降组件9包括固定连接在推车1顶部右侧的支撑架91，支撑架91的设置有检测仪11，需要说明的是，检测仪11内部设置有酸碱度检测模块、数据存入模块、数模转换模块、和可编程控制模块，可编程控制模块与L E D显示模块12相连接，支撑架91的顶部固定安装有LED显示模块12。

该土壤取样检测设备在使用时，首先将推车1推动至指定位置对土壤进行取样，在取样时，第一直流电机224带动第一主动锥齿轮225发生转动，继而使得第一主动锥齿轮225通过第一从动锥齿轮226带动螺旋杆222及取样钻头223发生转动，随后自锁电机213通过驱动齿轮214对固定齿条216进行驱动，受反作用力影响，自锁电机213带动升降座212在固定架一211的内腔中向下移动，同时使得取样管221带动螺旋杆222下移，使得取样钻头223与地面接触，在取样钻头223转动的过程中，受取样钻头223形状作用，取样钻头223对土壤向上输送，并且在螺旋杆222的作用下，螺旋杆222将土壤向取样管221的内腔中提升，使得土壤暂存至取样管221的内腔，随后第一直流电机224停止转动，自锁电机213反向转动，自锁电机213通过驱动齿轮214和固定齿条216的配合使用，带动升降座212上升复位，使得取样管221及螺旋杆222同时上升复位，随后第一伺服电机3启动，并带动转动架4发生旋转，使得转动架4带动支撑载板509及支撑载板509顶部的样本瓶到达下料管6的正下方，随后第一直流电机224反向转动，使得第一主动锥齿轮225带动第一从动锥齿轮226和螺旋杆222反向转动，在螺旋杆222反向转动的过程中，位于取样管221内腔中的土壤样本自取样管221的内腔中排出，随后土壤样本落至支撑载板509顶部的样本瓶中，接着，第一伺服电机3发生反向转动，使得第一伺服电机3带动转动架4复位旋转，继而使得存有土壤样本的样本瓶移动至上料通孔7的正下方。

实施例二：

参照图3-图6，一种城市环保工程用土壤取样检测设备，与实施例一基本相同，更进一步的是：转运组件5包括固定安装在转动架4左侧的第二直流电机501，第二直流电机501的输出轴固定连接有驱动轴502，驱动轴502表面的两侧均通过轴承与转动架4转动连接，驱动轴502表面的两侧均固定连接有第二主动锥齿轮503，转动架4内腔的两侧均设置有传动轴504，传动轴504的前端和后端均通过轴承与转动架4转动连接，传动轴504表面的前端固定连接有第二从动锥齿轮505，第二主动锥齿轮503与同侧的第二从动锥齿轮505相啮合，传动轴504表面的后端固定连接有受力齿轮506，转动架4内腔底部的前侧和后侧均固定连接有固定架二507，两个固定架二507相对的一侧均固定连接有防倾弧条10，防倾弧条10套设在样本瓶的表面，固定架二507的内腔滑动连接有升降齿条508，两个升降齿条508之间固定连接有支撑载板509，固定架二507的内腔开设有与支撑载板509相适配的矩形滑槽510，通过转运组件5的设置，其中在第二直流电机501的驱动，驱动轴502、第二主动锥齿轮503、传动轴504、第二从动锥齿轮505和受力齿轮506的配合使用下，使得两个升降齿条508带动支撑载板509向上抬升，继而使得存有土壤样本的样本瓶得以抬升，最终使得样本瓶底部与推车1的顶部齐平，从而方便了后续对样本瓶的二次运送，免去了人工转运样本瓶的步骤，节省了检测人员的检测时间与检测精力，提高了检测效率。

接着，对样本瓶进行送检，送检时，第二直流电机501通过驱动轴502带动两个第二主动锥齿轮503发生转动，第二主动锥齿轮503在转动的过程中通过第二从动锥齿轮505带动传动轴504发生旋转，传动轴504在旋转的过程中带动受力齿轮506发生转动，受受力齿轮506和升降齿条508的啮合作用，升降齿条508带动支撑载板509向上位移，支撑载板509在位移的过程中带动样本瓶向上抬升，使得支撑载板509的顶部与推车1的顶部齐平。

实施例三：

参照图3、图7和图9，一种城市环保工程用土壤取样检测设备，与实施例一基本相同，更进一步的是：送检组件8包括固定安装在推车1顶部的电动推杆81，电动推杆81的输出端固定连接有推进块82，推进块82位于上料通孔7顶部的左侧，推车1的顶部开设有导向凹槽83，推车1内腔的顶部固定安装有凸轮分割器84，凸轮分割器84的输出端贯穿至推车1的顶部并与固定连接有转料盘85，凸轮分割器84的右侧固定安装有第二伺服电机86，第二伺服电机86的输出端与凸轮分割器84的输入端固定连接，导向凹槽83内腔的左侧延伸至推车顶部的左侧，转料盘85的顶部环形开设有与样本瓶相适配的弧形凹槽，且弧形凹槽内固定连接有用以夹持样本瓶的弹性夹箍，通过送检组件8的设置，其中电动推杆81和推进块82的配合使用，对样本瓶进行推动，使得样本瓶脱离支撑载板509的顶部，随即进入转料盘85顶部的弧形凹槽内部，随后通过凸轮分割器84和第二伺服电机86的配合使用，带动转料盘85发生旋转，将样本瓶转运至待检位置，完成了对样本瓶的送检步骤，提高了使用者的检测效率。

随后电动推杆81启动，并对推进块82进行推动，使得与底部与推车1顶部齐平的样本瓶受推进块82作用下向右侧推进，使得样本瓶进入转料盘85顶部的弧形凹槽内，并且通过弹性夹箍对样本瓶进行限位夹持，第二伺服电机86随后启动并且带动转料盘85在导向凹槽83的内腔中发生滑动，使得进入导向凹槽83内腔中的样本瓶得以带动位移，直至当前样本瓶被运送至检测仪11的下方，最终检测后的样本瓶在转动至前侧后，受导向凹槽83内壁凸起影响，使得样本瓶与弹性夹持脱离，并被依次推进至导向凹槽83内腔的左侧即可。

实施例四：

参照图1、图8和图9，一种城市环保工程用土壤取样检测设备，与实施例一基本相同，更进一步的是：支撑架91的底部设置有固定安装在推车1顶部的第三直流电机92，支撑架91内腔的顶部通过轴承转动连接有螺纹升降杆93，螺纹升降杆93的底端与第三直流电机92的输出轴固定连接，螺纹升降杆93的表面螺纹连接有升降夹臂94，支撑架91的左侧开设有与升降夹臂94相适配的导向滑槽95，检测仪11固定安装在升降夹臂94的左端，通过升降组件9的设置，其中在第三直流电机92的驱动、螺纹升降杆93和升降夹臂94的配合使用下，使得检测仪11下压，进而使得检测仪11的检测端插入样本瓶中的土壤内部，对土壤的PH值检测检测。

检测环节，第三直流电机92带动螺纹升降杆93在支撑架91的内腔中发生旋转，螺纹升降杆93通过其表面螺纹带动升降夹臂94发生上下位移，升降夹臂94在位移的过程中带动检测仪11向下移动，使得检测仪11的检测端插入样本瓶内的土壤中，对土壤中的PH值进行检测，待检测完成后，检测结果由LED显示模块12进行显示，需要说明的是，该土壤取样检测设备在使用的过程中，可在一点取样完成后，对推车1的取样位置进行变更，使得取样点得以扩大，便于准确检测区域内的土壤性质，同时在取样过程中对送检后土壤样本进行检测，提高使用者的检测效率。

综上所述：该城市环保工程用土壤取样检测设备及检测方法，通过取样组件2的设置，对土壤进行取样，随后通过第一伺服电机3、转动架4和转运组件5的配合使用，对样本瓶进行转运，再通过下料管6的设置，对样本瓶进行送检，最终在升降组件9和检测仪11的配合使用下，对土壤进行检测，即可达到自动化强度高和检测高效的目的，解决了采样过程中，需要使用者依照步骤逐步进行取样，步骤繁多较为耗时，在土质硬度较大的位置进行取样时，较为费力，导致了工作效率的下降，用者在多点进行单独取样后，需要将所有样本带回进行集中检测，检测的即时性较差，多点采样时较为耗时费力的问题。

上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。