本發(fā)明涉及一種自動(dòng)土樣采集裝置。

背景技術(shù)：

測(cè)土配方施肥可以提高產(chǎn)量，但是受限于樣本范圍精度，無法做到實(shí)時(shí)，高效，精確。想要提高樣本范圍精度，提高樣本的代表性，就需要提高樣本數(shù)量。傳統(tǒng)的土壤采樣方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，樣本深淺不一，采集點(diǎn)分布不合理且難以提高樣本量。

土樣采集自動(dòng)化可以有效改變傳統(tǒng)土壤采樣方法的缺點(diǎn)，提高采樣效率，基于此也可以提高采樣頻率，樣本的精確度也可以得到提高。結(jié)合GPS定位系統(tǒng)，自動(dòng)記錄采樣點(diǎn)的地理位置信息，省時(shí)省力。傳統(tǒng)的土樣采集方法受限于基層技術(shù)人員人手不足，取土人員素質(zhì)不均衡，難以取得大量高質(zhì)量的土壤樣本，而且對(duì)人力資源消耗很大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。土樣采集的自動(dòng)化可以有效減少所需人力，提高采樣效率，減少采樣成本，提高樣本數(shù)量和質(zhì)量，不再受限于采樣者的采樣水平。為了實(shí)現(xiàn)土樣采集的自動(dòng)化，需兼顧實(shí)用、高效、便捷的原則。采樣裝置應(yīng)便于操控，控制成本，易維護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的測(cè)土配方施肥過程中存在土樣采集費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題，從而提供一種面向測(cè)土配方變量施肥應(yīng)用的自動(dòng)土樣采集裝置。

面向測(cè)土配方變量施肥應(yīng)用的自動(dòng)土樣采集裝置，它包括兩個(gè)引導(dǎo)輪1、采樣槽2、樣本箱3、樣本盒、電磁鐵5、鐵板6和兩個(gè)盒蓋4；

所述樣本箱3為兩端開口的長(zhǎng)方體，且傾斜設(shè)置，兩個(gè)盒蓋用于將樣本箱3的兩端封閉；

所述樣本箱3相對(duì)兩個(gè)側(cè)面上對(duì)應(yīng)開有兩個(gè)土壤出入口；樣本盒設(shè)置在樣本箱3中，且能夠在樣本箱3中滑動(dòng)；

樣本盒包括頂板、底板和N個(gè)隔板，N為正整數(shù)；所述N個(gè)隔板等間隔平行固定在頂板和底板之間，所述N個(gè)隔板同時(shí)與頂板和底板垂直，且將樣本盒分隔成N-1個(gè)采樣單元；

采樣槽2的頂端與樣本箱3上的一個(gè)土壤出入口軸承式連通；

兩個(gè)引導(dǎo)輪1對(duì)稱設(shè)置在采樣槽2上，且靠近采樣槽2的底端；

在與采樣槽2連通的土壤出入口在樣本箱3上開有插槽，鐵板6插入插槽中，靠近樣 本箱3外側(cè)的鐵板6上設(shè)置有彈簧，電磁鐵5控制彈簧伸長(zhǎng)或收縮，進(jìn)而帶動(dòng)鐵板6彈出或收回，所述鐵板6在彈出后，通過阻擋樣本盒上的隔板而限制樣本盒滑動(dòng)。

它還包括GPS定位模塊，所述GPS定位模塊與電磁鐵連接，當(dāng)電磁鐵得電時(shí)，GPS定位模塊記錄一點(diǎn)該點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)信息。

本發(fā)明提供了一種面向測(cè)土配方變量施肥應(yīng)用的自動(dòng)土樣采集裝置，本發(fā)明基于動(dòng)力學(xué)原理，采用自動(dòng)取土的方式，無需提供獨(dú)立的動(dòng)力源，通過結(jié)合深松整地作業(yè)，利用GPS獲取采樣點(diǎn)地理坐標(biāo)，降低了對(duì)操作人員的作業(yè)負(fù)擔(dān)，降低了設(shè)備復(fù)雜度，有效降低了設(shè)備成本，而且實(shí)現(xiàn)了農(nóng)機(jī)機(jī)具的多功能整合，提高了作業(yè)效率。

本設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單，功耗低，不要求專業(yè)的技術(shù)人員操作，自動(dòng)化程度高，有效解決了目前測(cè)土配方時(shí)土樣采集的諸多局限。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述面向測(cè)土配方變量施肥應(yīng)用的自動(dòng)土樣采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是樣本盒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是電磁鐵開關(guān)的原理示意圖；

圖4是本發(fā)明的裝置安裝在深松拖拉機(jī)上的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一、結(jié)合圖1至圖4說明本具體實(shí)施方式，面向測(cè)土配方變量施肥應(yīng)用的自動(dòng)土樣采集裝置，其特征是：它包括兩個(gè)引導(dǎo)輪1、采樣槽2、樣本箱3、樣本盒、電磁鐵5、鐵板6和兩個(gè)盒蓋4；

所述樣本箱3為兩端開口的長(zhǎng)方體，且傾斜設(shè)置，兩個(gè)盒蓋用于將樣本箱3的兩端封閉；

所述樣本箱3相對(duì)兩個(gè)側(cè)面上對(duì)應(yīng)開有兩個(gè)土壤出入口；樣本盒設(shè)置在樣本箱3中，且能夠在樣本箱3中滑動(dòng)；

樣本盒包括頂板、底板和N個(gè)隔板，N為正整數(shù)；所述N個(gè)隔板等間隔平行固定在頂板和底板之間，所述N個(gè)隔板同時(shí)與頂板和底板垂直，且將樣本盒分隔成N-1個(gè)采樣單元；

采樣槽2的頂端與樣本箱3上的一個(gè)土壤出入口軸承式連通；

兩個(gè)引導(dǎo)輪1對(duì)稱設(shè)置在采樣槽2上，且靠近采樣槽2的底端；

在與采樣槽2連通的土壤出入口在樣本箱3上開有插槽，鐵板6插入插槽中，靠近樣本箱3外側(cè)的鐵板6上設(shè)置有彈簧，電磁鐵5控制彈簧伸長(zhǎng)或收縮，進(jìn)而帶動(dòng)鐵板6彈出 或收回，所述鐵板6在彈出后，通過阻擋樣本盒上的隔板而限制樣本盒滑動(dòng)。

本發(fā)明的裝置安裝在深松拖拉機(jī)上的結(jié)構(gòu)如圖4所示；

如圖4所示將采樣裝置通過支架安置在深松鏟上，在深松鏟下降進(jìn)入整地作業(yè)時(shí)，采樣裝置也隨之下降進(jìn)入采樣作業(yè)。首先，下垂的采樣才在引導(dǎo)輪的作用下展開，深松后的土壤會(huì)隨著采樣槽向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入采樣箱內(nèi)。采樣箱內(nèi)的樣本盒會(huì)收集到這些土樣，而且多余的土樣會(huì)從樣本箱后部流出。當(dāng)?shù)竭_(dá)采樣點(diǎn)后，通過控制電磁鐵通電使樣本盒下滑，樣本空間更換，這樣該點(diǎn)附近的土壤樣本就會(huì)保存在樣本箱內(nèi)，并且該點(diǎn)處GPS定位信息也會(huì)保存下來。新的樣本空間會(huì)對(duì)應(yīng)采樣口，開始繼續(xù)收集土壤樣本。重復(fù)該過程，就可以完成土樣的自動(dòng)采集。在樣本盒的樣本空間裝滿后，可以取出樣本盒，更換新的樣本盒，繼續(xù)采樣。

本發(fā)明與農(nóng)機(jī)的深松整地相結(jié)合，采用了動(dòng)力學(xué)原理自動(dòng)取土的方式，借助深松鏟和農(nóng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)提供采土動(dòng)力，且通過控制電磁鐵來實(shí)現(xiàn)樣本盒的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)不同地點(diǎn)土壤的分離保存，實(shí)現(xiàn)多個(gè)樣本分別采樣和分別保存。

本發(fā)明利用了深松鏟本身的升降和農(nóng)機(jī)前進(jìn)提供的動(dòng)力，將采樣裝置通過支架固定在深松鏟上。其特征是通過引導(dǎo)輪來實(shí)現(xiàn)采樣槽的開合，采樣槽與樣本箱的結(jié)合處開口使土壤樣本可以進(jìn)入樣本箱內(nèi)，在樣本箱內(nèi)有可以滑行的樣本盒，樣本盒上下左右均密封，中間有隔斷以區(qū)分不同采樣點(diǎn)的樣本。通過電磁鐵開關(guān)控制采樣盒的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)樣本分別采樣和分別保存。樣本盒的兩端均不封口，且樣本箱后部也有開口，可以使多余的土順利流出。

在圖1中，A處放置電磁鐵，通過螺絲將電磁鐵固定在小盒內(nèi)，可以防止電磁鐵暴露在外而受到損害。并且只需將螺絲卸下就可以更換電磁鐵，方便維護(hù)。在樣本箱與A外的焊接處有開槽，鐵板可以插入，通過控制電磁鐵的通電，鐵板會(huì)插入或拔出開槽。如上圖3所示，當(dāng)鐵板插入時(shí)會(huì)擋住樣本盒的側(cè)壁，阻止樣本盒向下滑動(dòng)。電磁鐵與開口處相隔一個(gè)樣本空間的距離，使樣本空間與開口對(duì)齊。控制電路會(huì)在采樣點(diǎn)處給電磁鐵通電，通過控制通電時(shí)間使樣本盒下滑一格被重新固定。如此便可以實(shí)現(xiàn)過樣本空間的切換，直到下一處采樣點(diǎn)，重復(fù)該過程。

所述電磁鐵，工作電壓為12V，功耗為2.5W，滿足在農(nóng)機(jī)電瓶上使用的低功耗的要求。當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，前端會(huì)被電磁鐵吸住而收縮，當(dāng)斷電時(shí)，在彈簧的作用下，前端會(huì)彈出。在使用中，前端焊接一塊鐵板。

在B處采樣槽和樣本箱的連接處可以活動(dòng)，在深松鏟升起的狀態(tài)下，采樣槽是自然 下垂的。當(dāng)深松作業(yè)開始時(shí)，隨著深松鏟的下降，采樣槽會(huì)插入土壤之中，前端的引導(dǎo)輪會(huì)與地面接觸而向前滑動(dòng)，隨著農(nóng)機(jī)的前進(jìn)，不斷會(huì)有土壤樣本進(jìn)入采樣槽，隨著采樣槽進(jìn)入樣本箱中。

具體實(shí)施方式二、本具體實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一所述的面向測(cè)土配方變量施肥應(yīng)用的自動(dòng)土樣采集裝置的區(qū)別在于，采樣槽2為半圓形空腔結(jié)構(gòu)，且開口向上。

具體實(shí)施方式三、本具體實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二所述的面向測(cè)土配方變量施肥應(yīng)用的自動(dòng)土樣采集裝置的區(qū)別在于，采樣槽2為不銹鋼材質(zhì)。

引導(dǎo)輪和采樣槽是為了防止采樣槽被泥土堵塞，在其上方開口，方便清理。由于采樣槽要能將土壤鏟起，雖然深松后的土壤已經(jīng)比較松軟，但仍然對(duì)其剛性有較高要求，所以采用了不銹鋼結(jié)構(gòu)一般的土塊和石子不會(huì)損害采樣槽，影響作業(yè)。實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)便耐用，易于維護(hù)的要求。

具體實(shí)施方式四、本具體實(shí)施方式與具體實(shí)施方式三所述的面向測(cè)土配方變量施肥應(yīng)用的自動(dòng)土樣采集裝置的區(qū)別在于，N＝11，且將樣本盒分隔成10個(gè)采樣單元。

本實(shí)施方式中的樣本盒通過等距離隔斷共有十個(gè)樣本空間，大小可以貼和樣本箱的內(nèi)壁。樣本箱在放置時(shí)保持一定的傾斜，如此箱內(nèi)的樣本盒會(huì)向下滑動(dòng)，如此更換采樣空間以區(qū)分不同采樣點(diǎn)的樣本。土壤樣本由采樣槽進(jìn)入樣本箱的開口(B處)進(jìn)入樣本箱內(nèi)的樣本盒中，在B處的對(duì)面也有一個(gè)開口，保證多余的土壤樣本可以順利流出，這樣可以不斷地更新樣本空間中的土壤樣本直到到達(dá)采樣位置，同時(shí)可以防止多余的土壤堵塞樣本箱，破壞樣本精度，影響樣本盒的滑動(dòng)。

具體實(shí)施方式五、本具體實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一、二或四所述的面向測(cè)土配方變量施肥應(yīng)用的自動(dòng)土樣采集裝置的區(qū)別在于，兩個(gè)盒蓋4與樣本箱3之間通過螺栓連接。

本實(shí)施方式中，樣本箱的蓋子，上下各有一個(gè)，通過螺絲固定。打開后可以取出已經(jīng)采集完樣本的樣本盒并更換新的樣本盒。

具體實(shí)施方式六、本具體實(shí)施方式與具體實(shí)施方式五所述的面向測(cè)土配方變量施肥應(yīng)用的自動(dòng)土樣采集裝置的區(qū)別在于，它還包括GPS定位模塊，所述GPS定位模塊與電磁鐵連接，當(dāng)電磁鐵得電時(shí)，GPS定位模塊記錄一點(diǎn)該點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)信息。

本實(shí)施方式中，利用GPS提供的地位信息，可以對(duì)每一個(gè)土壤樣本的采樣點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行精確定位。