一种基于无人机的土壤温湿度监测装置的制作方法

1.本发明属于土壤监测技术领域，尤其是涉及一种基于无人机的土壤温湿度监测装置。


背景技术：

2.土壤监测是指了解土壤环境质量状况的重要措施。以防治土壤污染危害为目的，对土壤污染程度、发展趋势的动态分析测定。其包括土壤环境质量的现状调查、区域土壤环境背景值的调查、土壤污染事故调查和污染土壤的动态观测，土壤监测一般包括准备、布点、采样、制样、分析测试、评价等步骤，土壤的温湿度即是指土壤的温度和湿度情况，其对于土壤中作物的生长具有十分关键的作用。
3.然而现有的用于土壤温湿度监测的装置在使用时往往还存在以下问题：
4.1、现有的土壤环境温湿度监测装置通常采用定点采样或者直接进行定点检测的方法，当需要进行多点取样检测或对其他区域进行取样时往往较为不便，而且移动位置后需要重新进行该点位的检测，使得检测点位较少，即取样的土壤所在区域分布较为分散，无法频繁并密集地进行检测，从而降低土壤样品检测结果的准确性；
5.2、在利用无人机对土壤进行运送检测的方式中，装置需要支持无人机的起降，但是现有装置中仅设置可停放无人机的支撑台或支撑座，缺乏一定的防护结构，当所取样土壤地面不够平整即装置本身存在倾斜的情况下，对于无人机的停放可能存在一定的危险性，导致无人机滑落甚至损坏，影响无人机运行土壤的效率；
6.3、另外在对土壤进行取样时往往会出现土壤洒落的情况，无法保证土壤样品的完整性，而且直接取样的方式不仅耗时费力，而且不便于控制土壤的取样深度和取样量，使得土壤取样的精度和效率大大降低。
7.为此，我们提出一种基于无人机的土壤温湿度监测装置来解决上述问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的是针对上述背景技术中提出的检测点位较为分散而降低检测结果准去性、取送样无人机缺少防护结构以及直接进行土壤取样的效率和精度较低的问题，提供一种可提升检测结果准确性、充分对无人机进行防护以及提高土壤取样的精度和效率的一种基于无人机的土壤温湿度监测装置。
9.为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种基于无人机的土壤温湿度监测装置，包括移动底座，所述移动底座采用中空结构设置，所述移动底座内侧壁上固定连接有数据采集器，所述数据采集器的数据传输端连接有显示器，所述显示器安装于移动底座侧壁上，所述移动底座内部设置有自动探测机构；
10.所述自动探测机构包括转轴、限位杆、限位支架、导杆、压缩弹簧、转动杆、传动杆和探测针，所述移动底座侧壁上转动连接有转轴，所述转轴上固定连接有限位杆，所述移动底座内壁上固定连接有限位支架，所述限位支架中部滑动连接有导杆，所述导杆上套装有
压缩弹簧，所述转轴上转动连接有转动杆，所述转动杆上设置有限位凸起，所述转动杆端部转动连接有传动杆，所述传动杆端部与导杆上端转动连接，所述导杆下端安装有探测针，所述探测针与数据采集器电性连接；
11.所述移动底座顶部固定连接有支撑架，所述支撑架上滑动连接有停放架，所述停放架下方设置有防护机构，所述移动底座外侧壁上设置有取样机构。
12.进一步，所述防护机构包括环状防护板、蜗杆、支撑杆、蜗轮、辅助杠杆、凹槽和柱状凸起，所述移动底座顶部固定连接有环状防护板，所述支撑架底部转动连接有蜗杆，所述支撑架底部转动连接有两个支撑杆，每个所述支撑杆上均固定连接有蜗轮，两个所述蜗轮均与蜗杆相互啮合，所述支撑杆端部固定连接有辅助杠杆，所述辅助杠杆端部设置有凹槽，所述停放架底部设置有柱状凸起，所述柱状凸起位于凹槽内。
13.进一步，所述取样机构包括滑轨、滑块、套筒、下压管、波纹输料管、取样板、直杆、螺旋叶片和把手，所述移动底座外侧壁上固定连接有滑轨，所述滑轨上滑动连接有滑块，所述滑块上固定连接有套筒，所述套筒下端固定连接有下压管，所述套筒上端连通有波纹输料管，所述套筒内滑动连接有取样板，所述取样板中部固定连接有直杆，所述取样板底部设置有螺旋叶片，所述直杆上端设置有把手。
14.进一步，所述移动底座外壁上固定连接有驱动电机，所述转轴端部贯穿移动底座侧壁且与驱动电机输出端固定连接。
15.进一步，所述压缩弹簧采用高弹性系数的合金钢材质弹簧，且所述压缩弹簧两端分别与导杆下端和限位支架顶部固定连接。
16.进一步，所述移动底座底部开设有通孔，所述导杆滑动连接于通孔内。
17.进一步，所述移动底座顶部固定连接有马达，所述马达输出端与蜗杆下端固定连接。
18.进一步，所述取样板呈倾斜设置，所述螺旋叶片下端呈锥形设置。
19.进一步，所述移动底座底部安装有驱动底轮。
20.与现有的技术相比，本一种基于无人机的土壤温湿度监测装置的优点在于：
21.1、本发明通过设置自动检测机构，通过驱动探测针深入土壤表层，使得探测针自动地直接对土壤进行检测，并且通过驱动底轮驱动移动底座进行移动，从而支持装置对土壤进行多点位、全覆盖多次取样，使得取样点位更加集中，保证土壤样品检测结果的准确性。
22.2、本发明通过设置防护机构，在无人机停落后通过降低停落台降低无人机高度并通过环状防护板对无人机进行防护，避免无人机出现掉落损坏的情况，保证无人机高效进行土壤运送。
23.3、本发明通过设置取样机构，通过驱动螺旋叶片转动带动取样板深入土壤深层，并利用倾斜设置的取样板将土壤通过波纹输料管直接输送至无人机上，从而使得土壤的取样操作更加简易，而且便于控制土壤取样深度和取样量，有效提升了土壤取样的精度和效率。
附图说明
24.图1是本发明提供的一种基于无人机的土壤温湿度监测装置的侧视结构剖析示意
图；
25.图2是图1的a处放大图；
26.图3是图1的b处放大图；
27.图4是图1的c处放大图；
28.图5是图1的d处放大图；
29.图6是本发明提供的一种基于无人机的土壤温湿度监测装置的主视结构示意图；
30.图中，1移动底座、2数据采集器、3显示器、4自动探测机构、41转轴、42限位杆、43限位支架、44导杆、45压缩弹簧、46转动杆、47传动杆、48探测针、49限位凸起、5支撑架、6停放架、7防护机构、71环状防护板、72蜗杆、73支撑杆、74蜗轮、75辅助杠杆、76凹槽、77柱状凸起、8取样机构、81滑轨、82滑块、83套筒、84下压管、85波纹输料管、86取样板、87直杆、88螺旋叶片、89把手、9驱动电机、10马达、11驱动底轮。
具体实施方式
31.以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
32.如图1、图2和图6所示，一种基于无人机的土壤温湿度监测装置，包括移动底座1，移动底座1底部安装有驱动底轮11，移动底座1采用中空结构设置，移动底座1内侧壁上固定连接有数据采集器2，数据采集器2的数据传输端连接有显示器3，显示器3安装于移动底座1侧壁上，移动底座1内部设置有自动探测机构4；自动探测机构4包括转轴41、限位杆42、限位支架43、导杆44、压缩弹簧45、转动杆46、传动杆47和探测针48，移动底座1侧壁上转动连接有转轴41，移动底座1外壁上固定连接有驱动电机9，转轴41端部贯穿移动底座1侧壁且与驱动电机9输出端固定连接，转轴41上固定连接有限位杆42，移动底座1内壁上固定连接有限位支架43，限位支架43中部滑动连接有导杆44，移动底座1底部开设有通孔，导杆44滑动连接于通孔内，导杆44上套装有压缩弹簧45，压缩弹簧45采用高弹性系数的合金钢材质弹簧，且压缩弹簧45两端分别与导杆44下端和限位支架43顶部固定连接，转轴41上转动连接有转动杆46，转动杆46上设置有限位凸起49，转动杆46端部转动连接有传动杆47，传动杆47端部与导杆44上端转动连接，导杆44下端安装有探测针48，探测针48与数据采集器2电性连接；
33.首先启动驱动电机9，通过驱动电机9输出端带动转轴41转动，使得转轴41上的限位杆42同步转动，限位杆42在转动过程中接触转动杆46上的限位凸起49，并推动转动杆46转动，使得转动杆46通过传动杆47拉动导杆44上升，在此过程中，压缩弹簧45逐渐处于压缩状态，当限位杆42与限位凸起49分开后，压缩弹簧45通过产生的弹力推动导杆44下降，从而使得导杆44下端的探测针48对土壤表面层进行温湿度检测，并通过数据采集器2将数据传输至显示器3上，从而可直观的观察到土壤表层的实时温湿度情况，通过循环驱动导杆44升降而带动探测针48自动地对土壤进行检测，同时通过驱动底轮11带动移动底座1进行移动，从而支持装置对土壤进行多点位、全覆盖多次取样，使得取样点位更加集中，保证土壤样品检测结果的准确性。
34.如图1、图3和图4所示，移动底座1顶部固定连接有支撑架5，支撑架5上滑动连接有停放架6，停放架6下方设置有防护机构7，防护机构7包括环状防护板71、蜗杆72、支撑杆73、蜗轮74、辅助杠杆75、凹槽76和柱状凸起77，移动底座1顶部固定连接有环状防护板71，支撑架5底部转动连接有蜗杆72，移动底座1顶部固定连接有马达10，马达10输出端与蜗杆72下
端固定连接，支撑架5底部转动连接有两个支撑杆73，每个支撑杆73上均固定连接有蜗轮74，两个蜗轮74均与蜗杆72相互啮合，支撑杆73端部固定连接有辅助杠杆75，辅助杠杆75端部设置有凹槽76，停放架6底部设置有柱状凸起77，柱状凸起77位于凹槽76内；
35.在利用无人机进行土壤运送时，当无人机停落在停放架6上后，启动马达10，通过马达10输出端带动蜗杆72转动，由于两个蜗轮74均与蜗杆72相互啮合，从而带动蜗轮74和支撑杆73转动，在支撑杆73转动时同步带动辅助杠杆75转动，使得辅助杠杆75与停放架6底部的柱状凸起77转动配合，从而使得停放架6开始相对支撑架5向下滑动，使得停放架6下降一定高度，进而通过环状防护板71对无人机进行防护，避免无人机出现掉落损坏的情况，保证无人机高效进行土壤运送。
36.如图1、图5和图6所示，移动底座1外侧壁上设置有取样机构8，取样机构8包括滑轨81、滑块82、套筒83、下压管84、波纹输料管85、取样板86、直杆87、螺旋叶片88和把手89，移动底座1外侧壁上固定连接有滑轨81，滑轨81上滑动连接有滑块82，滑块82上固定连接有套筒83，套筒83下端固定连接有下压管84，套筒83上端连通有波纹输料管85，套筒83内滑动连接有取样板86，取样板86呈倾斜设置，取样板86中部固定连接有直杆87，取样板86底部设置有螺旋叶片88，螺旋叶片88下端呈锥形设置，直杆87上端设置有把手89；
37.在对土壤进行取样时，首先下压套筒83，使得套筒83通过滑块82在滑轨81上的滑动而向下移动，在此过程中，套筒83下端的下压管84逐渐深入土壤内部，进而通过按动把手89推动直杆87下降，使得取样板86开始在套筒83内向下滑动，当取样板86下方的螺旋叶片88接触土壤时，通过转动把手89带动螺旋叶片88转动，使得螺旋叶片88逐渐深入土壤中，此时螺旋叶片88上方的部分土壤会滑落至取样板86上，紧接着拉动把手89带动取样板86上升，当取样板86较低一侧与波纹输料管85齐平时，土壤会通过波纹输料管85直接输送至无人机上，从而使得土壤的取样操作更加简易，而且便于控制土壤取样深度和取样量，有效提升了土壤取样的精度和效率。
38.本发明的工作原理如下：
39.1、在使用时，首先启动驱动电机9，通过驱动电机9输出端带动转轴41转动，使得转轴41上的限位杆42同步转动，限位杆42在转动过程中接触转动杆46上的限位凸起49，并推动转动杆46转动，使得转动杆46通过传动杆47拉动导杆44上升，在此过程中，压缩弹簧45逐渐处于压缩状态，当限位杆42与限位凸起49分开后，压缩弹簧45通过产生的弹力推动导杆44下降，从而使得导杆44下端的探测针48对土壤表面层进行温湿度检测，并通过数据采集器2将数据传输至显示器3上，从而可直观的观察到土壤表层的实时温湿度情况，通过循环驱动导杆44升降而带动探测针48自动地对土壤进行检测，同时通过驱动底轮11带动移动底座1进行移动，从而支持装置对土壤进行多点位、全覆盖多次取样，使得取样点位更加集中，保证土壤样品检测结果的准确性；
40.2、在利用无人机进行土壤运送时，当无人机停落在停放架6上后，启动马达10，通过马达10输出端带动蜗杆72转动，由于两个蜗轮74均与蜗杆72相互啮合，从而带动蜗轮74和支撑杆73转动，在支撑杆73转动时同步带动辅助杠杆75转动，使得辅助杠杆75与停放架6底部的柱状凸起77转动配合，从而使得停放架6开始相对支撑架5向下滑动，使得停放架6下降一定高度，进而通过环状防护板71对无人机进行防护，避免无人机出现掉落损坏的情况，保证无人机高效进行土壤运送；
41.3、在对土壤进行取样时，首先下压套筒83，使得套筒83通过滑块82在滑轨81上的滑动而向下移动，在此过程中，套筒83下端的下压管84逐渐深入土壤内部，进而通过按动把手89推动直杆87下降，使得取样板86开始在套筒83内向下滑动，当取样板86下方的螺旋叶片88接触土壤时，通过转动把手89带动螺旋叶片88转动，使得螺旋叶片88逐渐深入土壤中，此时螺旋叶片88上方的部分土壤会滑落至取样板86上，紧接着拉动把手89带动取样板86上升，当取样板86较低一侧与波纹输料管85齐平时，土壤会通过波纹输料管85直接输送至无人机上，从而使得土壤的取样操作更加简易，而且便于控制土壤取样深度和取样量，有效提升了土壤取样的精度和效率。
42.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于无人机的土壤温湿度监测装置，包括移动底座(1)，其特征在于，所述移动底座(1)采用中空结构设置，所述移动底座(1)内侧壁上固定连接有数据采集器(2)，所述数据采集器(2)的数据传输端连接有显示器(3)，所述显示器(3)安装于移动底座(1)侧壁上，所述移动底座(1)内部设置有自动探测机构(4)；所述自动探测机构(4)包括转轴(41)、限位杆(42)、限位支架(43)、导杆(44)、压缩弹簧(45)、转动杆(46)、传动杆(47)、探测针(48)和限位凸起(49)，所述移动底座(1)侧壁上转动连接有转轴(41)，所述转轴(41)上固定连接有限位杆(42)，所述移动底座(1)内壁上固定连接有限位支架(43)，所述限位支架(43)中部滑动连接有导杆(44)，所述导杆(44)上套装有压缩弹簧(45)，所述转轴(41)上转动连接有转动杆(46)，所述转动杆(46)上设置有限位凸起(49)，所述转动杆(46)端部转动连接有传动杆(47)，所述传动杆(47)端部与导杆(44)上端转动连接，所述导杆(44)下端安装有探测针(48)，所述探测针(48)与数据采集器(2)电性连接；所述移动底座(1)顶部固定连接有支撑架(5)，所述支撑架(5)上滑动连接有停放架(6)，所述停放架(6)下方设置有防护机构(7)，所述移动底座(1)外侧壁上设置有取样机构(8)。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的土壤温湿度监测装置，其特征在于，所述防护机构(7)包括环状防护板(71)、蜗杆(72)、支撑杆(73)、蜗轮(74)、辅助杠杆(75)、凹槽(76)和柱状凸起(77)，所述移动底座(1)顶部固定连接有环状防护板(71)，所述支撑架(5)底部转动连接有蜗杆(72)，所述支撑架(5)底部转动连接有两个支撑杆(73)，每个所述支撑杆(73)上均固定连接有蜗轮(74)，两个所述蜗轮(74)均与蜗杆(72)相互啮合，所述支撑杆(73)端部固定连接有辅助杠杆(75)，所述辅助杠杆(75)端部设置有凹槽(76)，所述停放架(6)底部设置有柱状凸起(77)，所述柱状凸起(77)位于凹槽(76)内。3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的土壤温湿度监测装置，其特征在于，所述取样机构(8)包括滑轨(81)、滑块(82)、套筒(83)、下压管(84)、波纹输料管(85)、取样板(86)、直杆(87)、螺旋叶片(88)和把手(89)，所述移动底座(1)外侧壁上固定连接有滑轨(81)，所述滑轨(81)上滑动连接有滑块(82)，所述滑块(82)上固定连接有套筒(83)，所述套筒(83)下端固定连接有下压管(84)，所述套筒(83)上端连通有波纹输料管(85)，所述套筒(83)内滑动连接有取样板(86)，所述取样板(86)中部固定连接有直杆(87)，所述取样板(86)底部设置有螺旋叶片(88)，所述直杆(87)上端设置有把手(89)。4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的土壤温湿度监测装置，其特征在于，所述移动底座(1)外壁上固定连接有驱动电机(9)，所述转轴(41)端部贯穿移动底座(1)侧壁且与驱动电机(9)输出端固定连接。5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的土壤温湿度监测装置，其特征在于，所述压缩弹簧(45)采用高弹性系数的合金钢材质弹簧，且所述压缩弹簧(45)两端分别与导杆(44)下端和限位支架(43)顶部固定连接。6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的土壤温湿度监测装置，其特征在于，所述移动底座(1)底部开设有通孔，所述导杆(44)滑动连接于通孔内。7.根据权利要求2所述的一种基于无人机的土壤温湿度监测装置，其特征在于，所述移动底座(1)顶部固定连接有马达(10)，所述马达(10)输出端与蜗杆(72)下端固定连接。
8.根据权利要求3所述的一种基于无人机的土壤温湿度监测装置，其特征在于，所述取样板(86)呈倾斜设置，所述螺旋叶片(88)下端呈锥形设置。9.根据权利要求1所述的一种基于无人机的土壤温湿度监测装置，其特征在于，所述移动底座(1)底部安装有驱动底轮(11)。

技术总结
本发明属于土壤监测技术领域，尤其是涉及一种基于无人机的土壤温湿度监测装置，包括移动底座，所述移动底座采用中空结构设置，所述移动底座内侧壁上固定连接有数据采集器，所述数据采集器的数据传输端连接有显示器，所述显示器安装于移动底座侧壁上，所述移动底座内部设置有自动探测机构。本发明可对土壤进行多点位、全覆盖多次取样，使得取样点位更加集中，保证土壤样品检测结果的准确性，并且可对无人机进行防护，避免无人机出现掉落损坏的情况，保证无人机高效进行土壤运送，同时使得土壤的取样操作更加简易，而且便于控制土壤取样深度和取样量，有效提升了土壤取样的精度和效率。有效提升了土壤取样的精度和效率。有效提升了土壤取样的精度和效率。


技术研发人员：陈翔 徐成凤
受保护的技术使用者：永悦科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/28