本发明专利技术公开了一种土壤养分浸提装置，涉及土壤样品前处理领域。在所述装置的中轴单元中，下挡板固定连接隔位支撑板的上表面；轴承的外圈固定连接隔位支撑板的下表面，内圈固定连接中轴套筒的外壁；中轴转轴的上端与上挡板固定连接，下端依次穿过下挡板、隔位支撑板和中轴套筒后与中轴支撑板固定连接；中轴套筒的下端设置有键槽，中轴转轴上设置有平键；弹性件设置在上挡板和下挡板之间；主圆柱齿轮套设在中轴套筒上，并且与副圆柱齿轮咬合；凸轮的边缘接触中轴支撑板的上表面；凸轮通过传动轴连接主锥形齿轮；主锥形齿轮垂直咬合副锥形齿轮。所述装置占地面积小，有利于实现车载作业。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土壤样品前处理
，特别涉及。
技术介绍
我国人口占世界总人口的21%，但耕地面积只占世界耕地总面积的7%。人多地少，人增地减的趋势在短时期内不可逆转，粮食安全受到了严峻的挑战。土壤养分的丰缺信息是科学施肥、实现农业高产、优质、高效、生态、安全的重要基础。土壤养分测试的基本过程包括前处理过程和分析测试过程，养分浸提是土壤前处理的重要环节之一。提高土壤养分浸提操作的自动化、仪器化水平是提高土壤养分测定效率的关键问题。常规实验室分析中，土壤养分浸提多采用人工作业、样品批量化处理的操作模式， 主要存在以下缺点仪器设备体积占地大，只能装备在土壤分析实验室中，而不适用于车载流动作业场合应用；人工作业劳动强度大、操作复杂、自动化程度较低，易导致误操作；多采用振荡式浸提方法，土样杯多选用玻璃烧杯，存在样品易溢出和易破碎的缺点。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何提供，以克服现有仪器设备体积占地大，只能装备在土壤分析实验室中，而不适用于车载流动作业场合应用的问题。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供一种土壤养分浸提装置，其包括主箱体、中轴单元、主控单元、搅拌单元、土样容器和清洗单元；所述主箱体的上部设置有隔位支撑板；所述中轴单元包括上挡板、下挡板、弹性件、中轴转轴、中轴套筒、轴承、主圆柱齿轮、副圆柱齿轮、中轴支撑板、凸轮、主锥形齿轮和副锥形齿轮；其中，所述下挡板固定连接所述隔位支撑板的上表面；所述轴承的外圈固定连接所述隔位支撑板的下表面，内圈固定连接所述中轴套筒的外壁；所述中轴转轴的上端与所述上挡板固定连接，下端依次穿过所述下挡板、所述隔位支撑板和所述中轴套筒后与所述中轴支撑板固定连接；所述中轴套筒的下端设置有键槽，所述中轴转轴上设置有与所述键槽匹配的平键；所述弹性件设置在所述上挡板和所述下挡板之间；所述主圆柱齿轮套设在所述中轴套筒上，并且与所述副圆柱齿轮咬合；所述副圆柱齿轮连接所述主控单元；所述凸轮的边缘接触所述中轴支撑板的上表面；所述凸轮通过传动轴连接所述主锥形齿轮；所述主锥形齿轮垂直咬合所述副锥形齿轮；所述副锥形齿轮连接所述主控单元；所述主控单元与所述主箱体固定连接，用于控制所述中轴单元竖直运动和水平转动，以及控制所述搅拌单元作业；所述搅拌单元的上端连接所述中轴支撑板，下端伸入所述土样容器或者所述清洗单元的清洗池中。优选地，所述装置包括两个所述搅拌单元，两个所述搅拌单元对称设置在所述中轴支撑板的下部，其中一个所述搅拌单元的下端伸入所述土样容器，另一个所述搅拌单元的下端伸入所述清洗池中。优选地，所述搅拌单元包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌叶；所述搅拌电机上端固定连接所述中轴支撑板的下表面，下端连接所述搅拌轴的上端；所述搅拌轴的下端连接所述搅拌叶；所述搅拌叶位于所述土样容器或者清洗池内部；所述搅拌电机还电连接所述主控单元，用于在所述主控单元控制下驱动所述搅拌轴转动。优选地，所述主控单元包括互相连接的齿轮电机组和微处理器；所述齿轮电机组用于驱动所述副圆柱齿轮和所述副锥形齿轮转动；所述微处理器用于控制所述齿轮电机组和所述搅拌单元中的搅拌电机按照作业流程转动。优选地，所述齿轮电机组包括第一伺服电机和第二伺服电机；所述第一伺服电机连接所述副圆柱齿轮，用于驱动所述副圆柱齿轮转动；所述第二伺服电机连接所述副锥形齿轮，用于驱动所述副锥形齿轮转动。优选地，所述微处理器包括主处理器模块，以及与所述主处理器模块连接的驱动模块、键盘及指示灯模块、显示模块、JTAG仿真模块和电源模块；所述主处理器模块，用于向所述驱动模块发送使能信号，通过所述驱动模块使能所述齿轮电机组和所述搅拌电机；用于通过所述键盘及指示灯模块中的键盘接收录入的土壤浸提信息，通过所述键盘及指示灯模块中的指示灯指示所述装置的当前工作状态；用于通过所述显示模块显示所述装置所处当前工作状态的相关参数；用于通过所述JTAG仿真模块对所述主处理器模块的内部程序进行更新；所述电源模块用于为所述主处理器模块、所述驱动模块、所述键盘及指示灯模块、 所述显示模块、所述JTAG仿真模块，以及所述齿轮电机组和所述搅拌电机供电。优选地，所述清洗单元除所述清洗池外还包括注液泵和排液泵；并且，所述清洗池与所述主箱体固定连接，所述注液泵与所述清洗池的上部连通，所述排液泵与所述清洗池的下部连通。优选地，所述清洗单元还包括内注液管、外注液管、内排液管和外排液管；所述内注液管的内端连通所述清洗池的上部，外端连通所述注液泵的出口端；所述外注液管的内端连通所述注液泵的入口端，外端连通清洗液容器；所述内排液管的内端连通所述清洗池的下部，外端连通所述排液泵的入口端；所述外排液管的内端连通所述排液泵的出口端，外端连通废液池。优选地，所述主箱体的下部设置有土样杯支架；所述土样杯放置在所述土样杯支架上，并且所述土样杯上端开口位置的高度与所述清洗池上端开口位置的高度相同。本专利技术还提供一种所述土壤养分浸提装置的工作方法，其包括步骤A :主控单元控制微调所述中轴转轴的位置，保证中轴转轴处于最上端位置；B:所述主控单元控制所述中轴转轴向下运动到最下端位置，此时第一搅拌单元下端的第一搅拌叶进入清洗池，所述主控单元控制清洗所述第一搅拌叶，然后所述主控单元控制所述中轴转轴向上运动回到所述最上端位置，所述中轴转轴的平键进入所述中轴套筒的键槽中，然后所述主控单元控制所述中轴套筒带动所述中轴转轴转动180°，实现第二搅拌单元和所述第一搅拌单元互换位置；C :所述主控单元控制所述中轴转轴向下运动到最下端位置，此时所述第一搅拌叶进入土样杯，所述第二搅拌单元的第二搅拌叶进入所述清洗池，所述主控单元控制所述第一搅拌叶浸提，同时控制清洗所述第二搅拌叶，然后所述主控单元控制所述中轴转轴向上运动到最上端位置，所述中轴转轴的平键进入所述中轴套筒的键槽中，然后所述主控单元控制所述中轴套筒带动所述中轴转轴转动180°，进而带动所述第一搅拌单元和第二搅拌单元再次互换位置。(三)有益效果本专利技术的土壤养分浸提装置及其工作方法，具有以下优势(I)中轴单元采用套筒式结构，可进行竖直运动和水平旋转两自由度操作，以实现两组搅拌叶位置的提升(从溶液中提出)和下降(伸入溶液中)及替换。该设计可较大程度上精简设备占地面积，为系统集成及装置的自动化改造提供更大可能，有利于实现车载作业，解决了常规装置占地面积大，不易移动，不便于集成的问题。(2) 土壤养分浸提环节采用搅拌方式进行，双搅拌叶设计可实现清洗与土壤养分浸提的同时处理，土样容器使用聚乙烯塑料容器或一次性纸杯。该设计具有浸提效率高，可较好避免因搅拌叶清洗不当引起的交叉污染，且具有浸提液不易溢出、容器不易破碎的特点。(3)系统采用MSP430系列微处理器编程控制小功率的两个直流搅拌电机、微型注液泵和微型排液泵，实现对土壤样本养分浸提和搅拌叶清洗环节的自动控制，具有功耗较小、成本较低、只需人工递样操作的特点。附图说明图I是本专利技术实施例的土壤养分浸提装置的结构示意图；图2是所述中轴单元中中轴转轴相关部件的结构示意图；图3是所述中轴单元中中轴转轴相关部件的两向视图；图4是所述中轴单元中中轴转轴相关部件的剖视图；图5是所述凸轮的结构示意图；图6是所述微处理器的模块结构示意图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张淼，张丽楠，汪懋华，盛明娅，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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