一种自动化测量不同坡段土壤侵蚀的装置制造方法及图纸

一种自动化测量不同坡段土壤侵蚀的装置，包括自动行走系统、土壤侵蚀模拟系统和遥控操作面板，自动行走系统包括底盘箱，底盘箱中还固定有电动千斤顶，底盘箱上设有侧箱，侧箱内放置有收集桶，土壤侵蚀模拟系统包括侵蚀箱，侵蚀箱上固定有径流拦截板，径流拦截板上固定有径流管，径流管穿过直插孔后与收集桶连接，侵蚀箱的右端固定有悬挑的梯形状径流拦截箱，遥控操作面板包括壳体，壳体上设有显示屏和操作按钮，遥控操作面板与底盘箱中的控制器无线通讯连接。该装置的智能化程度高，整个装置移动可远程操作进行，方便移动至室外以做室内人工降雨土壤侵蚀和室外自然降雨下土壤侵蚀实验并进行对比。

An automatic device for measuring soil erosion in different slope sections

【技术实现步骤摘要】
一种自动化测量不同坡段土壤侵蚀的装置
本技术涉及土壤侵蚀模拟装置领域，具体涉及一种自动化测量不同坡段土壤侵蚀的装置。
技术介绍
土壤侵蚀是当前全球面临的重大生态环境问题。中国是世界上土壤侵蚀最为严重的国家之一，根据第一次全国水利普查成果，中国现有土壤侵蚀总面积294.9万平方千米，占普查范围总面积的31.1％。土壤侵蚀可加剧土地退化，威胁粮食安全；同时，土壤侵蚀也可导致江河湖库淤积，诱发洪涝灾害，威胁人民生命及财产安全。因此，研究土壤侵蚀动力过程与机理，对土壤侵蚀防治具有重要的理论价值和现实意义。土壤侵蚀模拟装置可有效模拟和定量分析其侵蚀过程及相关因素的作用机理。然而，目前常见的土壤侵蚀装置具有以下缺点：土壤侵蚀装置在覆土之后需较多的人力才能移动，其移动性较差；常忽略或难以测量室外自然降雨条件下的土壤侵蚀情况，造成土壤侵蚀装置在人工与自然降雨条件下的土壤侵蚀数据缺乏对比性；土壤侵蚀装置坡段级数过少，难以模拟和观测连续坡面(如间作群体种间行和种内行的连续坡面)的土壤侵蚀过程；土壤侵蚀装置的智能化程度较低，径流和泥沙量的取样和测定等操作需要在人工的监视及人力操作下完成，费时费力且存在较大误差，其数据精确度较低。
技术实现思路
本技术为了解决上述技术问题，提供了一种自动化测量不同坡段土壤侵蚀的装置，该装置由以下结构组成：一种自动化测量不同坡段土壤侵蚀的装置，其特征在于，包括：自动行走系统、土壤侵蚀模拟系统和遥控操作面板，自动行走系统包括底盘箱、行走轮和固定于底盘箱中的驱动电机、控制器、动力电池和自动驾驶仪，行走轮固定于底盘箱底部，行走轮包括底盘箱右侧的一对驱动轮和左侧的一对转向轮，驱动电机通过主动轴与驱动轮连接，主动轴通过传动轴与转向轮连接，转向轮上固定有舵机，自动驾驶仪与舵机连接，所述的控制器与动力电池连接，驱动电机和自动驾驶仪与控制器连接，底盘箱中还固定有电动千斤顶，电动千斤顶的支撑板固定于侵蚀槽的底部，电动千斤顶与控制器连接，底盘箱的两侧对称设有侧箱，侧箱顶部开口，侧箱内放置有收集桶和蓄水桶，收集桶上固定有桶盖，桶盖上固定有收集管、水位传感器和刻度识别传感器，收集管呈倒Y字型，收集管的一个支管，也即A管与桶盖连接且其上设有电磁阀，电磁阀与控制器连接，A管外侧附有数据连接线，刻度识别传感器通过数据连接线与控制器连接，数据连接线可将刻度识别传感器识别的数据传输至控制器中，收集管的另一支管，也即B管与泄流管连接，泄流管上设有与控制器连接的电磁阀，泄流管伸出侧箱外部；收集桶的顶部固定有高压喷淋管，高压喷淋管伸入收集桶的内部且高压喷淋管的端部与高压喷头连接，高压喷淋管与水压增强泵连接，水压增强泵与自来水进水管连接，自来水进水管与水泵连接，水泵置于蓄水桶内，水泵、水压增强泵均与动力电池及控制器连接，收集桶底部固定有高精度电子秤，收集桶的底部设有排泄管，排泄管伸出侧箱外部，高压喷淋管和排泄管上设有电磁阀，电磁阀、水位传感器、刻度识别传感器和电子秤与控制器连接；所述的土壤侵蚀模拟系统包括侵蚀箱，侵蚀箱与底盘箱铰接，侵蚀箱顶部开口，侵蚀箱的底板上铺设有一层角钢，角钢上方固定有渗流板，渗流板由不锈钢板和镀锌层组成，渗流板上开有贯通的渗流孔，渗流板的四周粘贴固定于侵蚀箱的箱壁上，渗流板将侵蚀箱分隔为上方的侵蚀室和下方的渗流收集室，渗流收集室的右面板底部设有渗流管接口，渗流管接口上连接有渗流管，渗流管与侧箱中的收集桶的收集管连接，侵蚀箱的前面板和后面板顶部开有带有刻度线的条形插槽，条形插槽上固定有径流拦截板，侵蚀箱的顶部的前后两侧固定有衔接板，衔接板的结合面上设有一排插块，侵蚀箱上开有插接槽，衔接板的插块插在插接槽中形成固定，衔接板上开有贯通的直插孔，直插孔上塞有孔塞，侵蚀箱的径流拦截板上固定有径流管，径流管穿过直插孔后与收集桶上的收集管连接，收集管呈倒Y字型，侵蚀箱的右端固定有悬挑的梯形状径流拦截箱，径流拦截箱为顶板、底板和右侧的梯形围挡板组成的左侧开口的箱体结构，径流拦截箱的梯形围挡板上设有径流管接口，径流管接口上连接有径流管，径流管与侧箱中的收集桶的收集管连接；所述的径流拦截板呈梯形并由两块斜板和一块水平连接板组成一体式结构，水平连接板上设有径流管接口，两块斜板的边侧固定有挂钩，挂钩插入侵蚀箱两侧的条状插槽中并可沿条状插槽滑动，挂钩通过弹性挤压柱固定于条状插槽的槽壁上，条状插槽的顶部和底部各设有一个刻度识别传感器，每个径流拦截板的挂钩处固定有刻度识别传感器，挂钩上的刻度识别传感器将识别的刻度值传输至控制器中，相邻的两个径流拦截板之间的刻度识别传感器之差为该坡段的侵蚀长度，侵蚀长度与侵蚀箱的宽度也即侵蚀宽度的乘积即为侵蚀面积，径流拦截板上的刻度识别传感器与径流收集桶内设置的水位传感器及电子秤一一对应；所述的遥控操作面板包括壳体，壳体上设有显示屏和操作按钮，操作按钮包括数据读取按钮、电源开关按钮、行走调节按钮、坡段调节按钮、时间设定按钮、开始按钮、增加按钮、减小按钮和导航按键盘，遥控操作面板与底盘箱中的控制器无线通讯连接。进一步的，所述的侵蚀槽的前面板和后面板上各开有3个插孔，条状插槽中可根据需求最多固定6个径流拦截板，径流拦截板上螺纹连接的径流管交替从衔接板上的插孔中伸出并分别与收集桶的收集管连接，两侧的侧箱中各设置有4个收集桶和1和蓄水桶，8个收集桶中的7个与径流管连接的为径流收集桶，另外1个固定与渗流管连接的为渗流收集桶。进一步的，所述的径流拦截板的板高4cm，斜板之间的夹角为175°，径流拦截板选用透明的亚克力板制成。进一步的，所述的渗流板为镀锌钢板，侵蚀箱与底盘箱通过活页连接，渗流板通过玻璃胶粘贴于侵蚀箱的内壁上。进一步的，所述的遥控操作面板的壳体中内置有可编程处理器和无线发射模块，无线发射模块、显示屏和操作按钮与可编程微处理器连接，底盘箱中的控制器中设有无线接收模块和单片机，无线接收模块与单片机连接，遥控操作面板的无线发射模块与控制器的无线接收模块通过无线信号通讯连接。本技术的有益效果：侵蚀面积智能识别、侵蚀数据，如径流量和泥沙量可直接读取，省时省力；同时，径流的收集时间由电磁阀精确控制，提高了试验精度；另外，整个装置移动可远程操作进行，方便移动至室外进行自然降雨下的土壤侵蚀试验，并与室内人工降雨下的土壤侵蚀试验进行对比；本装置侵蚀箱的坡度连续可调，操作方便；坡面分段级数多，且可根据需求设置，以观测不同坡段的土壤侵蚀情况，更重要的是，通过沿坡面至上而下地逐一拆除径流拦截板，有利于了解和掌握连续坡面发生土壤侵蚀的水力学过程。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，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技术的一些实施例，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是一种自动化测量不同坡段土壤侵蚀的装置的整体结构示意图；图2是所述的底盘箱与侧箱的装配结构示意图；图3是所述的底盘箱的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动化测量不同坡段土壤侵蚀的装置，其特征在于，包括：自动行走系统、土壤侵蚀模拟系统和遥控操作面板，自动行走系统包括底盘箱、行走轮和固定于底盘箱中的驱动电机、控制器、动力电池和自动驾驶仪，行走轮固定于底盘箱底部，行走轮包括底盘箱右侧的一对驱动轮和左侧的一对转向轮，驱动电机通过主动轴与驱动轮连接，主动轴通过传动轴与转向轮连接，转向轮上固定有舵机，自动驾驶仪与舵机连接，所述的控制器与动力电池连接，驱动电机和自动驾驶仪与控制器连接，底盘箱中还固定有电动千斤顶，电动千斤顶的支撑板固定于侵蚀槽的底部，电动千斤顶与控制器连接，底盘箱的两侧对称设有侧箱，侧箱顶部开口，侧箱内放置有收集桶和蓄水桶，收集桶上固定有桶盖，桶盖上固定有收集管、水位传感器和刻度识别传感器，收集管呈倒Y字型，收集管的A管与桶盖连接且其上设有电磁阀，电磁阀与控制器连接，A管外侧附有数据连接线，刻度识别传感器通过数据连接线与控制器连接，数据连接线与刻度识别传感器相连并将刻度识别传感器识别的数据传输至控制器中，收集管的B管与泄流管连接，泄流管上设有与控制器连接的电磁阀，泄流管伸出侧箱外部；收集桶的顶部固定有高压喷淋管，高压喷淋管伸入收集桶的内部且高压喷淋管的端部与高压喷头连接，高压喷淋管与水压增强泵连接，水压增强泵与自来水进水管连接，自来水进水管与水泵连接，水泵置于蓄水桶内，水泵、水压增强泵均与动力电池及控制器连接，收集桶底部固定有高精度电子秤，收集桶的底部设有排泄管，排泄管伸出侧箱外部，高压喷淋管和排泄管上设有电磁阀，电磁阀、水位传感器、刻度识别传感器和电子秤与控制器连接；/n所述的土壤侵蚀模拟系统包括侵蚀箱，侵蚀箱与底盘箱铰接，侵蚀箱顶部开口，侵蚀箱的底板上铺设有一层角钢，角钢上方固定有渗流板，渗流板由不锈钢板和镀锌层组成，渗流板上开有贯通的渗流孔，渗流板的四周粘贴固定于侵蚀箱的箱壁上，渗流板将侵蚀箱分隔为上方的侵蚀室和下方的渗流收集室，渗流收集室的右面板底部设有渗流管接口，渗流管接口上连接有渗流管，渗流管与侧箱中的收集桶的收集管连接，侵蚀箱的前面板和后面板顶部开有带有刻度线的条形插槽，条形插槽上固定有径流拦截板，侵蚀箱的顶部的前后两侧固定有衔接板，衔接板的结合面上设有一排插块，侵蚀箱上开有插接槽，衔接板的插块插在插接槽中形成固定，衔接板上开有贯通的直插孔，直插孔上塞有孔塞，侵蚀箱的径流拦截板上固定有径流管，径流管穿过直插孔后与收集桶上的收集管连接，收集管呈倒Y字型，侵蚀箱的右端固定有悬挑的梯形状径流拦截箱，径流拦截箱为顶板、底板和右侧的梯形围挡板组成的左侧开口的箱体结构，径流拦截箱的梯形围挡板上设有径流管接口，径流管接口上连接有径流管，径流管与侧箱中的收集桶的收集管连接；/n所述的径流拦截板呈梯形并由两块斜板和一块水平连接板组成一体式结构，水平连接板上设有径流管接口，两块斜板的边侧固定有挂钩，挂钩插入侵蚀箱两侧的条状插槽中并可沿条状插槽滑动，条状插槽的顶部和底部各设有一个刻度识别传感器，每个径流拦截板的挂钩处固定有刻度识别传感器；/n所述的遥控操作面板包括壳体，壳体上设有显示屏和操作按钮，操作按钮包括数据读取按钮、电源开关按钮、行走调节按钮、坡段调节按钮、时间设定按钮、开始按钮、增加按钮、减小按钮和导航按键盘，遥控操作面板与底盘箱中的控制器无线通讯连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自动化测量不同坡段土壤侵蚀的装置，其特征在于，包括：自动行走系统、土壤侵蚀模拟系统和遥控操作面板，自动行走系统包括底盘箱、行走轮和固定于底盘箱中的驱动电机、控制器、动力电池和自动驾驶仪，行走轮固定于底盘箱底部，行走轮包括底盘箱右侧的一对驱动轮和左侧的一对转向轮，驱动电机通过主动轴与驱动轮连接，主动轴通过传动轴与转向轮连接，转向轮上固定有舵机，自动驾驶仪与舵机连接，所述的控制器与动力电池连接，驱动电机和自动驾驶仪与控制器连接，底盘箱中还固定有电动千斤顶，电动千斤顶的支撑板固定于侵蚀槽的底部，电动千斤顶与控制器连接，底盘箱的两侧对称设有侧箱，侧箱顶部开口，侧箱内放置有收集桶和蓄水桶，收集桶上固定有桶盖，桶盖上固定有收集管、水位传感器和刻度识别传感器，收集管呈倒Y字型，收集管的A管与桶盖连接且其上设有电磁阀，电磁阀与控制器连接，A管外侧附有数据连接线，刻度识别传感器通过数据连接线与控制器连接，数据连接线与刻度识别传感器相连并将刻度识别传感器识别的数据传输至控制器中，收集管的B管与泄流管连接，泄流管上设有与控制器连接的电磁阀，泄流管伸出侧箱外部；收集桶的顶部固定有高压喷淋管，高压喷淋管伸入收集桶的内部且高压喷淋管的端部与高压喷头连接，高压喷淋管与水压增强泵连接，水压增强泵与自来水进水管连接，自来水进水管与水泵连接，水泵置于蓄水桶内，水泵、水压增强泵均与动力电池及控制器连接，收集桶底部固定有高精度电子秤，收集桶的底部设有排泄管，排泄管伸出侧箱外部，高压喷淋管和排泄管上设有电磁阀，电磁阀、水位传感器、刻度识别传感器和电子秤与控制器连接；
所述的土壤侵蚀模拟系统包括侵蚀箱，侵蚀箱与底盘箱铰接，侵蚀箱顶部开口，侵蚀箱的底板上铺设有一层角钢，角钢上方固定有渗流板，渗流板由不锈钢板和镀锌层组成，渗流板上开有贯通的渗流孔，渗流板的四周粘贴固定于侵蚀箱的箱壁上，渗流板将侵蚀箱分隔为上方的侵蚀室和下方的渗流收集室，渗流收集室的右面板底部设有渗流管接口，渗流管接口上连接有渗流管，渗流管与侧箱中的收集桶的收集管连接，侵蚀箱的前面板和后面板顶部开有带有刻度线的条形插槽，条形插槽上固定有径流拦截板，侵蚀箱的顶部的前后两侧固定有衔接板，衔接板的结合面上设有一排插块，侵蚀箱上开有插...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓云，吴开贤，杨艳兵，周世永，吴伯志，
申请(专利权)人：云南农业大学，
类型：新型
国别省市：云南;53