RU226042U1 - Automatic soil sampling device - Google Patents
Automatic soil sampling device Download PDFInfo
- Publication number
- RU226042U1 RU226042U1 RU2024105798U RU2024105798U RU226042U1 RU 226042 U1 RU226042 U1 RU 226042U1 RU 2024105798 U RU2024105798 U RU 2024105798U RU 2024105798 U RU2024105798 U RU 2024105798U RU 226042 U1 RU226042 U1 RU 226042U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- translational
- working
- drives
- platform
- Prior art date
Links
- 238000005527 soil sampling Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004856 soil analysis Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Использование: использование в почвенно-мелиоративной практике, а также для проведения агрохимического анализа почвы. Задача полезной модели: автоматизация процесса отбора проб почвы. Сущность полезной модели: включаются приводы поступательного 5 и вращательного движения 8. За счет работы привода поступательного движения 5 происходит вращение винта 6 винтовой передачи, и в движение приходит верхняя подвижная платформа 3, на которой закреплен неподвижно привод вращательного движения 8, сообщающий вращательное движение рабочему органу (сверлу) 9. Работа двух приводов 5 и 8 обеспечивает поступательное и вращательное движение рабочему органу 9, и он входит в грунт. При достижении рабочим органом необходимой глубины, измерение которой приходит за счет датчика линейного перемещения 14, приводы 5 и 8 прекращают работу. Далее за счет реверсивной работы привода поступательного движения 5 происходит подъем вверх подвижной верхней платформы 3 вместе с рабочим органом 9. За счет реверсивной работы привода вращательного движения 8 с помощью устройства для очистки рабочего органа (сверла) 11 происходит перемещение грунта с рабочего органа 9 в контейнер 10, жестко закрепленный на нижней части корпуса 1. Положительный эффект: улучшить эксплуатационные характеристики за счет повышения точности работы, а также получить возможность проведения дистанционного управления устройством. 2 ил. Use: use in soil reclamation practice, as well as for agrochemical soil analysis. The purpose of the utility model is to automate the soil sampling process. The essence of the utility model: the drives of translational motion 5 and rotational motion 8 are turned on. Due to the operation of the translational motion drive 5, the screw 6 of the screw gear rotates, and the upper movable platform 3 comes into motion, on which the rotational motion drive 8 is fixedly fixed, imparting rotational motion to the working element (drill) 9. The operation of two drives 5 and 8 provides translational and rotational movement to the working body 9, and it enters the ground. When the working body reaches the required depth, the measurement of which comes from the linear displacement sensor 14, drives 5 and 8 stop working. Next, due to the reverse operation of the translational motion drive 5, the movable upper platform 3 rises upward along with the working element 9. Due to the reverse operation of the rotational motion drive 8, using a device for cleaning the working element (drill) 11, soil is moved from the working element 9 into the container 10, rigidly fixed to the lower part of the housing 1. Positive effect: improve performance characteristics by increasing the accuracy of operation, and also gain the ability to remotely control the device. 2 ill.
Description
Полезная модель относится к устройствам для отбора образцов почвы и может использоваться в почвенно-мелиоративной практике, а также для проведения агрохимического анализа почвы.The utility model relates to devices for taking soil samples and can be used in soil reclamation practice, as well as for conducting agrochemical soil analysis.
Известен почвенный бур-пробоотборник, содержащий полый корпус, на внешней стороне которого закреплена шнековая спираль, а внутри корпуса расположена пробоприемная гильза для почвенного образца, выполненная разъемной по диаметральной плоскости, отличающийся тем, что внутри корпуса помещен стакан, а между ним и корпусом образован кольцевой промежуток, при этом на верхнем окончании корпуса жестко закреплена крышка с полой ступицей, а на верхнем окончании стакана закреплена ось, при этом стакан установлен относительно корпуса на двух подшипниках скольжения, нижний из которых выполнен в виде кольца, установленного в кольцевом промежутке и жестко соединенного с корпусом, а верхний в виде установленной в ступице и закрепленной относительно последней втулки, в которой установлена упомянутая ось, выступающая кверху в виде хвостовика, при этом пробоприемная гильза установлена внутри стакана и выполнена в виде двух отдельных половинок, на верхних концах которых выполнено по половинке дна пробоприемной гильзы, а на нижних - по половинке фланца, на который опирается нижний торец стакана, при этом устройство снабжено фрезой, соединенной с корпусом с возможностью размыкания относительно последнего, выполненной в виде патрубка с зубчатым торцом, имеющего равный с пробоприемной гильзой внутренний диаметр, установленного под фланцем пробоприемной гильзы и имеющего относительно последнего зазор, напротив которого в горизонтальной плоскости расположены два серповидных ножа, которые закреплены на валах, параллельных оси устройства и пропущенных через отверстия, выполненные в кольце и крышке, при этом на ступицу свободно надет диск, в котором выполнены два дугообразных паза с центром кривизны на оси диска, через которые пропущены валы, подпружиненные относительно крышки в угловом направлении, на верхних окончаниях которых закреплены защелки, опирающиеся на закрепленные на диске упоры, при этом серповидные ножи разведены относительно оси устройства, а диск относительно крышки подпружинен в направлении рабочего вращения устройства (см. патент № 2348754 от 10.03.2009 г., бюл. № 7).A soil drill-sampler is known, containing a hollow body, on the outer side of which a screw spiral is fixed, and inside the body there is a sample-receiving sleeve for the soil sample, made detachable along the diametrical plane, characterized in that a glass is placed inside the body, and an annular one is formed between it and the body gap, while a cover with a hollow hub is rigidly fixed at the upper end of the housing, and an axis is fixed at the upper end of the glass, while the glass is installed relative to the housing on two plain bearings, the lower of which is made in the form of a ring installed in the annular gap and rigidly connected to body, and the upper one in the form of a bushing installed in the hub and fixed relative to the last one, in which the mentioned axis is installed, protruding upward in the form of a shank, while the sample receiving sleeve is installed inside the glass and is made in the form of two separate halves, at the upper ends of which there is a half bottom sample collection sleeve, and on the lower ones - along the half of the flange on which the lower end of the glass rests, while the device is equipped with a cutter connected to the body with the possibility of opening relative to the latter, made in the form of a pipe with a serrated end, having an internal diameter equal to the sample collection sleeve, set under the flange of the sample receiving sleeve and having a gap relative to the latter, opposite which in the horizontal plane there are two sickle-shaped knives, which are mounted on shafts parallel to the axis of the device and passed through holes made in the ring and cover, while a disk in which the two arcuate grooves with the center of curvature on the axis of the disk, through which shafts are passed, spring-loaded relative to the cover in the angular direction, at the upper ends of which latches are attached, resting on stops fixed to the disk, while the sickle-shaped knives are spread relative to the axis of the device, and the disk is spring-loaded relative to the lid in the direction of operating rotation of the device (see Patent No. 2348754 dated March 10, 2009, Bulletin. No. 7).
Недостатком этого устройства является то, что оно предназначено для отбора образцов почвы с ненарушенной структурой, а отбор проб почвы проводится в ручном режиме и не допускает возможности автоматизации процесса.The disadvantage of this device is that it is intended for collecting soil samples with an undisturbed structure, and soil sampling is carried out manually and does not allow for the possibility of automating the process.
Задача полезной модели - автоматизация процесса отбора проб почвы.The purpose of the utility model is to automate the process of soil sampling.
Поставленная задача решается тем, что автоматическое устройство для отбора грунта, содержащее корпус, на котором с помощью направляющих установлены подвижно верхняя и нижняя платформа жестко соединенные между собой, на корпусе неподвижно установлен привод поступательного движения, кинематически связанный винтовой передачей с верхней платформой, причем гайка винтовой передачи неподвижно закреплена на верхней платформе, а на нижней платформе установлен неподвижно привод вращательного движения, связанный жестко с рабочим органом, на нижней части корпуса установлен неподвижно сквозной контейнер с отверстием для входа и выхода рабочего органа, при этом приводы поступательного и вращательного движений имеют общую геометрическую ось, и электрически связаны с устройством управления, содержащим микроконтроллер и систему обратной связи, в состав которой входит датчик линейного перемещения, установленный на корпусе.The problem is solved by the fact that an automatic device for selecting soil contains a housing on which, using guides, the upper and lower platforms are movably mounted and rigidly connected to each other; a translational drive is fixedly mounted on the housing, kinematically connected by a screw gear to the upper platform, the nut being a screw transmission is fixedly mounted on the upper platform, and on the lower platform there is a fixed drive of rotational motion, rigidly connected to the working element, on the lower part of the body there is a fixed through container with an opening for the entrance and exit of the working element, while the drives of translational and rotational motions have a common geometric axis, and are electrically connected to a control device containing a microcontroller and a feedback system, which includes a linear displacement sensor mounted on the housing.
Сравнение заявляемого устройства с прототипом показывает, что автоматическое устройство для отбора грунта, содержащее корпус, на котором с помощью направляющих установлены подвижно верхняя и нижняя платформа жестко соединенные между собой, на корпусе неподвижно установлен привод поступательного движения, кинематически связанный винтовой передачей с верхней платформой, причем гайка винтовой передачи неподвижно закреплена на верхней платформе, а на нижней платформе установлен неподвижно привод вращательного движения, связанный жестко с рабочим органом, на нижней части корпуса установлен неподвижно сквозной контейнер с отверстием для входа и выхода рабочего органа, при этом приводы поступательного и вращательного движений имеют общую геометрическую ось, и электрически связаны с устройством управления, содержащим микроконтроллер и систему обратной связи, в состав которой входит датчик линейного перемещения, установленный на корпусе.A comparison of the claimed device with the prototype shows that an automatic device for soil selection contains a housing on which, using guides, the upper and lower platforms are movably mounted and rigidly connected to each other; a translational drive is fixedly mounted on the housing, kinematically connected by a screw transmission to the upper platform, and the screw gear nut is fixedly mounted on the upper platform, and on the lower platform a rotary motion drive is mounted, rigidly connected to the working element; on the lower part of the body there is a fixed through container with a hole for the entry and exit of the working element, while the drives of translational and rotational motions have a common geometric axis, and are electrically connected to a control device containing a microcontroller and a feedback system, which includes a linear displacement sensor mounted on the housing.
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей техники.The features that distinguish the claimed technical solution from the prototype have not been identified in other technical solutions when studying this and related fields of technology.
Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи полезной модели - автоматизации процесса отбора проб почвы.The set of claimed features ensures the achievement of the objective of the utility model - automation of the soil sampling process.
На фиг. 1 показан - общий вид устройства, на фиг.2 – блок-схема устройства управления.In fig. Figure 1 shows a general view of the device; Figure 2 shows a block diagram of the control device.
Устройство содержит корпус 1 с закрепленными на нем неподвижно направляющими 2, на которых установлены подвижно верхняя 3 и нижняя 4 платформы. На корпусе 1 установлен неподвижно привод поступательного движения 5, который кинематически связан с винтовой передачей, состоящей из винта 6 и гайки 7, причем гайка 7 установлена неподвижно на верхней платформе 3 через устройство адаптивной подвески 12 рабочего органа 9, а винт 6 жестко закреплен с приводом поступательного движения 5. На нижней платформе 4 установлен неподвижно привод вращательного движения 8, жестко закрепленный с рабочим органом 9. На нижней крышке корпуса 1 закреплен неподвижный сквозной контейнер 10 для хранения проб с отверстием для входа и выхода рабочего органа 9. Контейнер 10 содержит устройство для очистки рабочего органа (сверла) 11. The device contains a housing 1 with guides 2 fixedly fixed on it, on which the upper 3 and lower 4 platforms are movably mounted. On the housing 1 there is a fixed translational motion drive 5, which is kinematically connected to a screw gear consisting of a screw 6 and a nut 7, and the nut 7 is mounted motionlessly on the upper platform 3 through the adaptive suspension device 12 of the working body 9, and the screw 6 is rigidly fixed to the drive translational motion 5. On the lower platform 4 there is a fixed rotary motion drive 8, rigidly fixed to the working body 9. On the bottom cover of the housing 1 there is a fixed through container 10 for storing samples with a hole for the entry and exit of the working body 9. The container 10 contains a device for cleaning the working body (drill) 11.
Приводы 5 и 8 электрически связаны с устройством управления, которое состоит из микроконтроллера (на фиг. не показан), связанного через систему обратной связи с датчиком линейного перемещения 14, установленным на корпусе 1 и датчиком давления 13, установленном в устройстве адаптивной подвески 12 рабочего органа 9.Drives 5 and 8 are electrically connected to a control device, which consists of a microcontroller (not shown in the figure) connected through a feedback system with a linear displacement sensor 14 installed on the housing 1 and a pressure sensor 13 installed in the adaptive suspension device 12 of the working body 9.
Устройство управления состоит из микроконтроллера 15, в состав которого входят блок принятия решений, включающий в себя бортовой вычислитель, блок задания движений, блок обработки сигналов, включающего в себя аналого-цифровые преобразователи, фильтры, блока сравнения (на фиг. не показаны), датчик давления 13, а также датчик линейного перемещения 14. Контроллер 15 через драйверы 16 и 17 электрически связан с приводами 5 и 8, которые приводят в движение подвижные платформы 3 и 4.The control device consists of a microcontroller 15, which includes a decision-making unit, which includes an on-board computer, a movement task unit, a signal processing unit, which includes analog-to-digital converters, filters, a comparison unit (not shown in the figure), and a sensor. pressure 13, as well as a linear displacement sensor 14. The controller 15, through drivers 16 and 17, is electrically connected to drives 5 and 8, which drive the moving platforms 3 and 4.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
При отборе проб предлагаемым устройством его устанавливают на поверхность, с которой происходит отбор проб почвы. Включаются приводы поступательного 5 и вращательного движения 8. За счет работы привода поступательного движения 5 происходит вращение винта 6, и в движение приходит верхняя подвижная платформа 3, на которой закреплена гайка 7, образующая винтовую пару (передачу) с винтом 6, причем в процессе поступательного движения гайки 7 винтовой передачи в движение приходит нижняя платформа 4 (верхняя и нижняя жёстко закреплены между собой «направляющими»), на которой закреплен неподвижно привод вращательного движения 8, сообщающий вращательное движение рабочему органу (сверлу) 9. Работа двух приводов 5 и 8 обеспечивает поступательное и вращательное движение рабочему органу 9, и он входит в грунт. При достижении рабочим органом необходимой глубины, измерение которой приходит за счет датчика линейного перемещения 14, приводы 5 и 8 прекращают работу. Далее за счет реверсивной работы привода поступательного движения 5 происходит подъем вверх подвижной верхней платформы 3, вместе с рабочим органом 9. За счет реверсивной работы привода вращательного движения 8 с помощью устройства для очистки рабочего органа (сверла) 11 происходит перемещение грунта с рабочего органа 9 в контейнер 10, жестко закрепленный на нижней части корпуса 1.When taking samples with the proposed device, it is installed on the surface from which soil samples are taken. The drives of translational motion 5 and rotational motion 8 are turned on. Due to the operation of the translational motion drive 5, the screw 6 rotates, and the upper movable platform 3 comes into motion, on which the nut 7 is fixed, forming a screw pair (transmission) with the screw 6, and in the process of translational movement of the nut 7 of the screw gear, the lower platform 4 comes into motion (the upper and lower ones are rigidly fixed to each other by “guides”), on which the rotary motion drive 8 is fixedly fixed, imparting rotational motion to the working body (drill) 9. The operation of two drives 5 and 8 ensures translational and rotational movement of the working body 9, and it enters the ground. When the working body reaches the required depth, the measurement of which comes from the linear displacement sensor 14, drives 5 and 8 stop working. Next, due to the reverse operation of the translational motion drive 5, the movable upper platform 3 rises upward, together with the working element 9. Due to the reverse operation of the rotational motion drive 8, using a device for cleaning the working element (drill) 11, the soil moves from the working element 9 to container 10, rigidly fixed to the lower part of housing 1.
Работа устройства управления реализуется следующим образом. Оператор задает режим работы устройства. Микроконтроллер 15 формирует сигналы, которые усиливаются драйверами 16 и 17, затем сигнал проступает на электроприводы 5 и 8. Исполнительное звено электропривода 5 поступательного движения изменяет положение платформы 3, в качестве обратной связи используется датчик линейного перемещения 14. Электропривод 8 вращательного движения, приводит в движения рабочий орган 9. Роль обратной связи выполняет датчик давления 13 демпфирующего устройства подвески 12 рабочего органа 9, который регистрирует силу воздействия рабочего органа на нижнюю часть платформы 4. Информация с датчиков отправляется на микроконтроллер 15, где происходит сравнение заданных величин с действительными, формируя ошибки по управляемым переменным. Исходя из данных ошибок, производится корректировка параметров работы устройства. Это позволяет контролировать глубину погружения рабочего органа 9 в грунт.The operation of the control device is implemented as follows. The operator sets the operating mode of the device. The microcontroller 15 generates signals that are amplified by drivers 16 and 17, then the signal is transmitted to electric drives 5 and 8. The executive link of the electric drive 5 of translational motion changes the position of the platform 3, the linear motion sensor 14 is used as feedback. The electric drive 8 of rotational motion drives the movement working element 9. The role of feedback is performed by the pressure sensor 13 of the damping device of the suspension 12 of the working element 9, which registers the force of influence of the working element on the lower part of the platform 4. Information from the sensors is sent to the microcontroller 15, where the specified values are compared with the actual ones, generating errors according to controlled variables. Based on these errors, the device operating parameters are adjusted. This allows you to control the depth of immersion of the working body 9 into the ground.
Использование предлагаемого устройства позволит улучшить эксплуатационные характеристики за счет повышения точности работы, а также получить возможность проведения дистанционного управления устройством.The use of the proposed device will improve performance characteristics by increasing the accuracy of operation, as well as provide the ability to remotely control the device.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU226042U1 true RU226042U1 (en) | 2024-05-17 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU346624A1 (en) * | В. В. Никитин , А. А. Каторгин | |||
| DE2545851A1 (en) * | 1975-10-14 | 1977-04-28 | Norbert Dr Pieles | Soil probe enabling undisturbed sample removal - uses removable inner metal or plastic foil inside tube with wide longitudinal slit |
| RU2087707C1 (en) * | 1989-02-11 | 1997-08-20 | Георг Фритцмейер ГмбХ унд Ко. | Device for taking soil samples |
| RU2348754C1 (en) * | 2007-08-20 | 2009-03-10 | ФГОУ ВПО Самарская государственная сельскохозяйственная академия | Soil auger-sampler |
| RU2525080C1 (en) * | 2013-07-02 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Device for soil sampling |
| RU2657555C1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-06-14 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии" | Soil bore-sampler |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU346624A1 (en) * | В. В. Никитин , А. А. Каторгин | |||
| DE2545851A1 (en) * | 1975-10-14 | 1977-04-28 | Norbert Dr Pieles | Soil probe enabling undisturbed sample removal - uses removable inner metal or plastic foil inside tube with wide longitudinal slit |
| RU2087707C1 (en) * | 1989-02-11 | 1997-08-20 | Георг Фритцмейер ГмбХ унд Ко. | Device for taking soil samples |
| RU2348754C1 (en) * | 2007-08-20 | 2009-03-10 | ФГОУ ВПО Самарская государственная сельскохозяйственная академия | Soil auger-sampler |
| RU2525080C1 (en) * | 2013-07-02 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Device for soil sampling |
| RU2657555C1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-06-14 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии" | Soil bore-sampler |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN211856583U (en) | Automatic change soil testing equipment | |
| KR20200082429A (en) | Apparatus for measuring quality of water | |
| CN104062455B (en) | Closed system for reagent container receiving positions in automatic analysis equipment | |
| RU226042U1 (en) | Automatic soil sampling device | |
| CN108414269A (en) | A kind of rapid sampling attachment for heavy metal pollution of soil detection | |
| CN217819497U (en) | Based on groundwater detection test is with layering sampling device | |
| CN112033726A (en) | Ecological remote sensing detection device for soil pollution area | |
| CN212379110U (en) | Biological detection sampling device | |
| CN109061088B (en) | Water quality monitoring system based on Internet of things | |
| CN113029743B (en) | Reagent pipe shakes even device and clinical examination uses dry-type biochemical analysis appearance | |
| CN112414772B (en) | Deep sea automatic lifting layered water sampling device | |
| CN215598799U (en) | Sewage treatment sampling device | |
| CN112098159A (en) | Water sampling device for environmental monitoring | |
| CN116593209A (en) | Sampling rod for LIBS detection | |
| CN116238690A (en) | Intelligent water quality sampling unmanned plane | |
| CN116024953A (en) | Soil compactness detection device for pile foundation | |
| CN216524945U (en) | Novel chemical industry chemical examination is sample for analysis device | |
| CN109030064A (en) | A kind of Soil K+adsorption equipment | |
| CN114354967A (en) | Full-automatic sample introduction mechanism for flow cytometer detection | |
| CN113092172A (en) | Sealed effectual sampling equipment | |
| CN112611605A (en) | Sewage treatment chemical examination acquisition mechanism | |
| CN217542821U (en) | Stepping type transmission mechanism for urine analyzer | |
| CN219328629U (en) | Water quality sampling device | |
| CN217819544U (en) | Novel sample structure of staying of water pollution source monitoring sample thief | |
| CN220893791U (en) | Ecological environment experiment sampling device |