本实用新型专利技术公开了一种基于多自由度联动的水土采样装置，包括第一调节机构、第二调节机构和取样机构；其中，移动装置用于移动运输所述第一调节机构、所述第二调节机构和所述取样机构；所述第一调节机构输出第一转动自由度调节；本实用新型专利技术通过第一调节机构、第二调节机构及取样机构之间的机械联动及其相互配合，在实际应用的过程中基于多自由度联动的形式及阿基米德蜗杆式取样特征，既可以满足对取样位置、方位、倾斜插入角度及其高度参数的可调节化，又能基于并配合阿基米德蜗杆的螺旋特征及其恒定的间距与升角结构特征，实现对土壤取样的取样深度控制、取样数量多且取样过程的无人化作业避免污染的需求，有效满足实际应用及其实用性的需求。其实用性的需求。其实用性的需求。
【技术实现步骤摘要】
一种基于多自由度联动的水土采样装置
[0001]本技术涉及水土流失
，特别涉及一种基于多自由度联动的水土采样装置。
技术介绍
[0002]水土流失土壤样本研究取样一般是通过分析土壤的物理、化学和生物学指标，来判定水土流失的相关数据。具体来说，土壤样本分析可以包括以下方面：
[0003](1)土壤结构分析：通过分析土壤的质地、粘性、团聚力、容重等指标，了解土壤的物理特性，评估土壤的透水性、抗蚀性等性质。
[0004](2)土壤养分分析：通过分析土壤中的氮、磷、钾等养分含量，了解土壤的肥力状况，评估土壤的生产力。
[0005](3)土壤微生物分析：通过分析土壤中的微生物种类和数量，了解土壤的生物学特性，评估土壤的生态环境。
[0006](4)土壤重金属分析：通过分析土壤中的重金属含量，了解土壤的污染状况，评估土壤的环境质量。
[0007]综上所述，通过对土壤样本的多维度分析，可以全面了解土壤的物理、化学和生物学特性，从而判定水土流失的相关数据，为土地保护和管理提供科学依据；传统水土流失的土壤样本研究取样通常采用人工取样的方式，即用手工工具在需要采样的土壤中挖取一定深度的样品，然后送回实验室进行分析。这种方法存在以下几个弊端：
[0008](1)取样深度难以控制：由于手工取样需要人工操作，因此很难控制采样深度，不同人的取样深度可能存在差异，因此会对取样结果造成一定的误差；
[0009](2)取样数量有限：手工取样的速度较慢，每次只能取得有限的样品数量，无法满足大规模的取样需求；
[0010](3)取样过程容易污染：在手工取样的过程中，由于人员的操作不规范或者工具的不洁净，容易引入杂质，影响取样的质量。
[0011]阿基米德蜗杆是由古希腊数学家阿基米德在公元前3世纪专利技术的；阿基米德蜗杆是一种简单但有效的机械装置，因此其能够流传将近19个世纪至今；阿基米德蜗杆的专利技术被广泛应用于不同领域的机械设计，如提水机、磨面机、油漆混合器等；在现代机械制造中，阿基米德蜗杆也被广泛应用于输送物料、压缩空气等领域；基于其依靠螺旋线程的、且以恒定的间距和升角的转动自由度输出运输物料的特征，如果能将其应用于土壤采用，则既能够有效满足相关使用需求。
[0012]为此，提出一种基于多自由度联动的水土采样装置。
技术实现思路
[0013]有鉴于此，本技术实施例希望提供一种基于多自由度联动的水土采样装置，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择；
[0014]本技术实施例的技术方案是这样实现的：一种基于多自由度联动的水土采样装置，包括第一调节机构、第二调节机构和取样机构；
[0015]其中，移动装置用于移动运输所述第一调节机构、所述第二调节机构和所述取样机构；
[0016]所述第一调节机构输出第一转动自由度调节所述第二调节机构面向水平面的倾斜角度，所述第二调节机构输出线性自由度方位调节所述取样机构；所述取样机构输出一个依靠螺旋线程的、且以恒定的间距和升角的第二转动自由度进行土壤取样。
[0017]在上述实施方式中：上述的线性自由度和转动自由度均为联动的关系，其相互之间为直接驱动模式，最终实现带动多端自由度的联动化驱动，其具体的驱动轨迹、方位及角度等参数；具体的，基于工作人员对上述自由度的行程量选型装配，及上述自由度之间的联动与外部控制器的控制进行实现。
[0018]其中在一种实施方式中：所述取样机构包括第三动力件及由所述第三动力件驱动旋转的阿基米德蜗杆，所述阿基米德蜗杆输出所述第二转动自由度，并基于其齿面输出螺旋线程进行土壤取样，同时在取样过程中其间距和升角恒定不变；
[0019]取样过程中，所述阿基米德蜗杆的轴线接触于地面。
[0020]基于第三动力件驱动旋转阿基米德蜗杆进入采样的地面，当阿基米德蜗杆进入土壤时，阿基米德蜗杆的螺旋线会挤压土壤并将其旋转向上提取，又因阿基米德蜗杆的取样原理基于其螺旋线的特征且其间距和升角恒定不变，使其能够在进入土中时将土壤向上运送并带出土样，以供土壤取样分析；
[0021]因此，选择合适的螺旋线尺寸和间距，根据需要的土壤取样深度和形态设计螺旋线的高度和角度。
[0022]其中在一种实施方式中：所述第二调节机构包括相对固定的第一机架，以及滑动配合于所述第一机架的第二机架；所述第一机架及所述第二机架之间的滑动配合面设有一线性模组，所述线性模组输出所述线性自由度于所述第二机架进行方位调节；所述第三动力件安装于所述第二机架的一端面；在使用状态下，所述第一调节机构调节所述第二调节机构的倾斜角度完毕后，所述线性自由度的输出方向垂直或倾斜于地面。
[0023]在上述实施方式中：通过上述的第一机架及第二机架之间的机械联动及相互配合，通过输出线性模组进行多端联动及其配合的形式，带动第二机架及第三动力件进行指定功能的运载及其驱动；基于上述驱动模式，第三动力件与阿基米德蜗杆则可对外部进行方位调节的作业。
[0024]在上述实施方式中：上述的驱动模式并不局限于此；作为优选的技术方案，其还可优选选型为：所述线性模组包括由第二动力件驱动的齿轮齿条组件；所述第二机架呈条形，所述齿轮齿条组件的所述齿条与所述第二机架的长边固定连接，所述第二动力件驱动所述齿轮齿条组件的齿轮啮合于所述齿条。
[0025]在上述实施方式中：第一动力件、第二动力件和第三动力件均优选为伺服电机，通过伺服驱动系统配合外部控制器的模式，以实现上述元件的指定化驱动，实现第一调节机构及第二调节机构之间的联动控制，以满足相关驱动及调节作业需求。
[0026]同时，在上述实施方式中：为实现上述线性自由度对其所适配的结构部件进行驱动作业的模式；其中，转动驱动的自由度起始输出点可搭配一轴承与外部相对固定的结构
进行连接，以实现支撑；线性自由度本身的行程量前后端均设置有一滑块组件，以适配该线性自由度运行导向的平稳性，并规范该线性自由度的运行轨迹满足理论设计需求。
[0027]在上述实施方式中：所述第一调节机构包括第一动力件、伸缩件，且其均安装于固定架；所述固定架固定连接于移动装置；所述伸缩件的活塞杆连接于所述第二调节机构的外表面，用于调节所述第二调节机构的轴线沿水平面进行平行位置调节；所述第一动力件用于驱动调节所述伸缩件进行旋转，进而同步调节所述第二调节机构面向水平面的倾斜角度。
[0028]与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术通过第一调节机构、第二调节机构及取样机构之间的机械联动及其相互配合，在实际应用的过程中基于多自由度联动的形式及阿基米德蜗杆式取样特征，既可以满足对取样位置、方位、倾斜插入角度及其高度参数的可调节化，又能基于并配合阿基米德蜗杆的螺旋特征及其恒定的间距与升角结构特征，实现对土壤取样的取样深度控制、取样数量多且取样过程的无人化作业避免污染的需求，有效满足实际应用及其实用性的需求。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多自由度联动的水土采样装置，其特征在于，包括第一调节机构(2)、第二调节机构(3)和取样机构(4)；所述第一调节机构(2)输出第一转动自由度调节所述第二调节机构(3)面向水平面的倾斜角度，所述第二调节机构(3)输出线性自由度方位调节所述取样机构(4)；所述取样机构(4)输出一个依靠螺旋线程的、且以恒定的间距和升角的第二转动自由度进行土壤取样。2.根据权利要求1所述的一种基于多自由度联动的水土采样装置，其特征在于：还包括移动装置(1)；所述移动装置(1)用于移动运输所述第一调节机构(2)、所述第二调节机构(3)和所述取样机构(4)。3.根据权利要求1所述的一种基于多自由度联动的水土采样装置，其特征在于：所述取样机构(4)包括第三动力件(401)及由所述第三动力件(401)驱动旋转的阿基米德蜗杆(402)，所述阿基米德蜗杆(402)输出所述第二转动自由度，并基于其齿面输出螺旋线程进行土壤取样，同时在取样过程中其间距和升角恒定不变；取样过程中，所述阿基米德蜗杆(402)的轴线接触于地面。4.根据权利要求3所述的一种基于多自由度联动的水土采样装置，其特征在于：所述第二调节机构(3)包括相对固定的第一机架(301)，以及滑动配合于所述第一机架(301)的第二机架(303)；所述第一机架(301)及所述第二机架(303...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙庆艳，李雪萍，柳宏升，
申请(专利权)人：孙庆艳，
类型：新型
国别省市：
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