[发明专利]一种用于农业物联网的便携式气象监测装置

权利要求书

1.一种用于农业物联网的便携式气象监测装置，其特征在于，包括：外壳（1）、空气监测系统（2）、土壤监测系统（3）、土层拨开系统（4）；

所述的外壳（1）包括：箱体（101）、固定铰座（103）、固定腿（104）、太阳能盖（105）、雨雪量检测箱（108）、通槽（110）；

所述的土壤监测系统（3）包括：固定块（301）、升降滑轨（302）、步进电机（303）、滑块（304）、钻孔机构、运土机构；

所述的土层拨开系统（4）包括：侧固定板（401）、连杆结构、拨土板（410）；

所述的箱体（101）是内部空心的箱子，其一侧设有矩形孔，其底部设有通槽（110），箱体（101）的侧面固定安装有固定铰座（103），固定铰座（103）的转轴与固定腿（104）的套筒底端连接，固定腿（104）的活塞杆端部设有尖角；太阳能盖（105）转动安装在箱体（101）上，太阳能盖（105）的下端面安装有太阳能板；雨雪量检测箱（108）滑动安装在箱体（101）内，雨雪量检测箱（108）上转动安装有密封盖；所述的空气监测系统（2）固定安装在箱体（101）内部；所述的固定块（301）的外侧靠下位置与通槽（110）侧壁固定连接，固定块（301）的内侧设有滑道，滑道与升降滑轨（302）外侧的滑轨滑动连接，升降滑轨（302）的上端固定安装有步进电机（303），升降滑轨（302）内侧滑动安装有滑块（304），滑块（304）下固定安装有钻孔机构，钻孔机构内部安装有运土机构；所述的侧固定板（401）的上端面与升降滑轨（302）固定连接，侧固定板（401）的内侧安装有连杆机构，连杆机构的与拨土板（410）连接；

箱体（101）移动到指定位置，将固定腿（104）转动朝下插入土中并调整高度，打开太阳能盖（105）进行太阳能供电，将空气监测系统（2）拉出测试空气温湿度和风力等，然后将升降滑轨（302）从箱体（101）内向下滑动接触地面，通过土层拨开系统（4）的连杆结构带动拨土板（410）刮开设定的深度的土层后，通过步进电机（303）带动滑块（304）滑动从而使钻孔机构向下钻入土中，通过运土机构将土壤整体拉出检测不同深度的土壤的各项指标；

所述的外壳（1）还包括：万向轮（102）、伸缩拉杆（107）、液位计（109）；

所述的万向轮（102）固定安装在箱体（101）的下端面；伸缩拉杆（107）的套筒固定安装在箱体（101）的后侧面；液位计（109）安装在雨雪量检测箱（108）内；

所述的空气监测系统（2）包括：伸缩杆（201）、无线传感模块（202）、空气温湿度传感器（203）、风向仪（204）、风力计（205）；

所述的伸缩杆（201）的下端面固定安装在箱体（101） 的内部底板上，伸缩杆（201）的上端与无线传感模块（202）固定连接，无线传感模块（202）上固定安装有空气温湿度传感器（203），空气温湿度传感器（203）上安装有风向仪（204），风向仪（204）上安装有风力计（205）；

所述的土壤监测系统（3）的钻孔机构包括：钻孔电机（305）、拉环（306）、连接杆（307）、钻孔筒（308）、固定环（309）、钻孔头（310）；

所述的钻孔电机（305）固定安装在滑块（304）下，钻孔电机（305）的电机轴与钻孔筒（308）的上端面固定连接；拉环（306）套在钻孔电机（305）的电机轴外侧，拉环（306）与连接杆（307）的上端固定连接，连接杆（307）的下端穿过钻孔筒（308）上面的孔与滑动环（312）固定连接；钻孔筒（308）是内部空心结构，钻孔筒（308）的下端设有钻孔头（310）；固定环（309）滑动安装在钻孔筒（308）外侧，固定环（309）的外侧与升降滑轨（302）靠下位置的内侧固定连接；

所述的土壤监测系统（3）的运土机构包括：内筒（311）、滑动环（312）、拉杆（313）、连接铰座（314）、收缩头（315）；

所述的内筒（311）的上端面固定安装在钻孔筒（308）内部的上端面，内筒（311）外侧滑动安装有滑动环（312），滑动环（312）的侧面与拉杆（313）的上端固定连接，拉杆（313）的下端与连接铰座（314）的转轴转动连接，连接铰座（314）固定安装在内筒（311）靠下位置的侧面，连接铰座（314）的下面连接片与收缩头（315）的侧面固定连接；

所述的土层拨开系统（4）的连杆结构包括：燕尾槽（402）、滑槽（403）、伺服电机（404）、连杆A（405）、连杆B（406）、卡块（407）、连杆C（408）、小滑块（409）；

所述的燕尾槽（402）和滑槽（403）设置在侧固定板（401）的内侧；伺服电机（404）固定安装在侧固定板（401）的外侧，伺服电机（404）的电机轴穿过侧固定板（401）后与连杆A（405）下端固定连接，连杆A（405）的上端与连杆B（406）的上端通过轴转动连接，连杆B（406）的下端的轴与卡块（407）的外侧转动连接，卡块（407）滑动放置在燕尾槽（402）内，连杆B（406）下端的轴另一端与连杆C（408）的下端转动连接，连杆C（408）的下端轴内端与拨土板（410）的侧面固定连接，连杆C（408）的上端与小滑块（409）固定连接，小滑块（409）滑动放置在滑槽（403）内；

所述的箱体（101）内安装有控制器，控制器可以提前编写好程序，也能够通过遥控控制；

使用时，首先可以拉动伸缩拉杆（107）使箱体（101）移动到指定位置，转动打开固定腿（104）并朝下插入土中，然后调整箱体（101）合适高度，打开太阳能盖（105）进行太阳能充电，将雨雪量检测箱（108）从箱体（101）侧面推出，通过液位计（109）检测降水量，将伸缩杆（201）向上拉出，通过空气温湿度传感器检测空气的温度和湿度，通过风向仪（204）测试风向，通过风力计（205）测试风力；通过控制器预定好要土壤采集深度，通过升降滑轨（302）下滑使侧固定板（401）接触地面，通过伺服电机（404）带动连杆A（405）转动从而带动连杆B（406）转动进而带动卡块（407）滑动，卡块（407）滑动带动连杆C（408）滑动使小滑块（409）在滑槽（403）内前后滑动最终使拨土板（410）实现往复运动不停的刮土，直到到达设定的深度后停止，有利于采集指定深度的土壤，进行分析，使数据更加的精确；然后通过步进电机（303）带动滑块（304）滑动从而使钻孔头（310）接触泥土，通过钻孔电机（305）带动钻孔筒（308）转动从而向下钻孔，通过手动拉动拉环（306）带动连接杆（307）从而将滑动环（312）向上拉动，使拉杆（313）向上拉动打开收缩头（315），土壤进入内筒（311）内，到达指定深度后，向下按动拉环（306）使收缩头（315）闭合保存土壤，通过步进电机（303）带动滑块（304）向上移动从而将钻孔机构向上拔出，然后将升降滑轨（302）向上推进箱体（101）内，通过人工检测或者内筒（311）内的检测设备检测不同深度的土壤的各项指标；各项检测完毕后，将雨雪量检测箱（108）收回到箱体（101）内并盖上盖子，将空气监测系统（2）收缩放到箱体（101）中，太阳能盖（105）盖住箱体（101）上，将固定腿（104）缩回翻转到箱体（101）侧面，拉动伸缩拉杆（107）从而移动本设备，更加方便携带和移动，解决了传统气象监测设备占用空间大，不方便移动的问题，实现了农业气象监测的便捷化和精准化。