本發(fā)明涉及干燥機械自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種滾筒式常溫常壓下快速干燥土壤的自動裝置。

背景技術(shù)：

在農(nóng)業(yè)科學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，在對土壤進行ph、有機質(zhì)、cec、營養(yǎng)單元、微量元素以及重金屬元素含量等指標分析之前，均需要對從野外采集到的土壤樣品進行風干處理，以盡快去除水分。

目前一般采用自然風干法對土壤進行干燥，即把從野外不同區(qū)域采集到的土壤樣品放在相應(yīng)的器皿上攤開，利用常溫常壓下自然空氣流動進行風干處理。采用自然風干法的優(yōu)點是能最大限度地保存土壤中的待測物質(zhì)，缺點是耗時長、效率低、占地方，篩選過程中土壤樣品容易混入雜質(zhì)，對土壤樣品造成污染。

目前國內(nèi)生產(chǎn)恒溫干燥箱比較多，采用恒溫干燥箱對土壤進行干燥的缺點在于該方法會使土壤樣品中易揮發(fā)的檢測對象在高溫和風吹的情況下?lián)]發(fā)，影響了土壤樣品的真實性。

國內(nèi)生產(chǎn)常溫常壓下土壤干燥箱產(chǎn)品很少，有家公司生產(chǎn)的土壤干燥箱產(chǎn)品，模擬了室內(nèi)空氣流動模式，采用干燥空氣和空氣擾動技術(shù)對土壤進行干燥。但其干燥土壤的時間仍然很長，且自動化程度不高，并不能滿足在野外現(xiàn)場對土壤實施快速實時干燥的要求。

為了滿足野外現(xiàn)場快速準確分析土壤成分、降低操作者野外勞動強度、能避免不同土壤樣品交叉污染的要求，需要開發(fā)出一種在常溫常壓下即可對土壤樣品進行快速干燥的自動裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種滾筒式常溫常壓下快速干燥土壤的自動裝置，以解決上述問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種滾筒式常溫常壓下快速干燥土壤的自動裝置，包括主支架部件、工位控制部件、滾筒干燥部件、干燥空氣輸出部件和出土/清潔部件；

所述工位控制部件設(shè)置在主支架部件上，用于驅(qū)動滾筒干燥部件旋轉(zhuǎn)到并保持在指定的工位以完成指定的動作；

所述滾筒干燥部件設(shè)置在工位控制部件上，用于在初始工位時裝載潮濕土壤樣品，在干燥工位時做旋轉(zhuǎn)運動并帶動潮濕土壤樣品做抄起、灑落運動以得到干燥土壤樣品，在倒土工位時將干燥土壤樣品倒入出土/清潔部件中；

所述干燥空氣輸出部件設(shè)置在主支架部件上，用于接收和輸送外部干燥空氣設(shè)備輸入的干燥空氣并將干燥空氣吹向裝載在滾筒干燥部件中的潮濕土壤樣品；

所述出土/清潔部件設(shè)置在主支架部件上，用于承載滾筒干燥部件完成干燥后得到的干燥土壤樣品并將干燥土壤樣品輸送出去，同時還用于對完成干燥后處于清潔工位的滾筒干燥部件進行清潔。

所述的滾筒式常溫常壓下快速干燥土壤的自動裝置，所述主支架部件包括鋼架、設(shè)置在鋼架周圍的外殼和設(shè)置在鋼架頂部的進料斗；所述工位控制部件、干燥空氣輸出部件和出土/清潔部件均設(shè)置在鋼架上。

所述的滾筒式常溫常壓下快速干燥土壤的自動裝置，所述工位控制部件包括第一電機、第一l型電機支架、蝸輪與蝸桿組合、旋轉(zhuǎn)軸、第一軸承、聯(lián)軸器和旋轉(zhuǎn)支撐架；

所述第一電機通過第一l型電機支架固定在主支架部件上，所述旋轉(zhuǎn)軸有兩根，分別布置在旋轉(zhuǎn)支撐架的兩側(cè)，所述旋轉(zhuǎn)軸的一端與旋轉(zhuǎn)支撐架固定連接，另一端通過第一軸承與主支架部件旋轉(zhuǎn)連接；

所述蝸輪固定在其中一根旋轉(zhuǎn)軸上，所述蝸桿通過聯(lián)軸器與第一電機的輸出軸連接，所述蝸輪與蝸桿組合用于將第一電機輸出的旋轉(zhuǎn)運動傳遞到旋轉(zhuǎn)軸上以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)支撐架和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)支撐架上的滾筒干燥部件旋轉(zhuǎn)到并保持在指定的工位。

所述的滾筒式常溫常壓下快速干燥土壤的自動裝置，所述滾筒干燥部件包括第二電機、第二l型電機支架、滾筒式干燥桶、階梯軸、第二軸承、軸端蓋、第一圓柱齒輪和第二圓柱齒輪；

所述第二電機通過第二l型電機支架固定在工位控制部件上，所述滾筒式干燥桶通過螺栓與階梯軸固定連接，所述階梯軸通過兩個第二軸承與工位控制部件連接；

所述第一圓柱齒輪固定在第二電機的輸出軸上，所述第二圓柱齒輪固定在軸端蓋的一端上，所述軸端蓋的另一端固定在階梯軸上；

所述第一圓柱齒輪與第二圓柱齒輪嚙合，用于將第二電機輸出的旋轉(zhuǎn)運動傳遞到軸端蓋上，以帶動階梯軸和滾筒式干燥桶做旋轉(zhuǎn)運動，使粘附在滾筒式干燥桶內(nèi)壁上的潮濕土壤樣品做抄起、灑落運動，得到干燥土壤樣品。

所述的滾筒式常溫常壓下快速干燥土壤的自動裝置，所述干燥空氣輸出部件包括氣體噴嘴和第一直線移動模組，所述氣體噴嘴安裝在第一直線移動模組上，用于接收和輸送外部干燥空氣設(shè)備輸入的干燥空氣并將干燥空氣吹向裝載在滾筒干燥部件中的潮濕土壤樣品；所述第一直線移動模組安裝在主支架部件上，用于承載氣體噴嘴并驅(qū)動氣體噴嘴向滾筒干燥部件前進和后退。

所述的滾筒式常溫常壓下快速干燥土壤的自動裝置，所述出土/清潔部件包括鋼盤、支架、第二直線移動模組、毛刷、毛刷支架、毛刷電機和擋板；

所述鋼盤放置在支架上，所述支架固定在第二直線移動模組上，所述第二直線移動模組安裝在主支架部件上；所述毛刷固定在毛刷支架的一端上，所述毛刷電機固定在毛刷支架的另一端上，所述毛刷支架固定在支架上；所述擋板固定在支架上且設(shè)置在鋼盤與毛刷之間，用于將鋼盤與毛刷隔開；

所述鋼盤用于承載滾筒干燥部件完成干燥后得到的干燥土壤樣品；所述第二直線移動模組用于驅(qū)動支架做直線運動，帶動鋼盤向外運動以將干燥土壤樣品輸送出去，同時還帶動毛刷支架運動到滾筒干燥部件下方，毛刷在毛刷電機的帶動下做旋轉(zhuǎn)運動，對完成干燥后的滾筒干燥部件進行清潔。

本發(fā)明的有益效果為：

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明利用干燥空氣對放置在滾筒干燥部件中的潮濕土壤樣品進行干燥，在滾筒干燥部件做旋轉(zhuǎn)運動時，帶動潮濕土壤樣品做抄起、灑落運動，能夠增加潮濕土壤樣品與干燥空氣的接觸面積，提高了干燥速度，降低了操作者的勞動強度；本發(fā)明在人工裝土后能夠自動完成干燥、倒土、清潔等工作，是一種高效、低能耗、自動化程度高、操作簡單、能避免不同土壤樣品交叉污染的快速干燥裝置。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中主支架部件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中工位控制部件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中滾筒干燥部件的結(jié)構(gòu)爆炸示意圖；

圖5是本發(fā)明中干燥空氣輸出部件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明中出土/清潔部件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明處于初始狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明處于干燥狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明處于倒土狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明處于清潔狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明處于復(fù)位狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例進一步說明本發(fā)明。

如圖1所示，一種滾筒式常溫常壓下快速干燥土壤的自動裝置，包括主支架部件1、設(shè)置在主支架部件1上的工位控制部件2、設(shè)置在工位控制部件2上的滾筒干燥部件3、設(shè)置在主支架部件1上的干燥空氣輸出部件4以及設(shè)置在主支架部件1上的出土/清潔部件5。

主支架部件1起到與外界直接接觸以及支撐其他部件的作用。工位控制部件2驅(qū)動滾筒干燥部件3旋轉(zhuǎn)到并保持在指定的工位，完成指定的動作。滾筒干燥部件3中裝載潮濕土壤樣品，其可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動并帶動粘附在其內(nèi)壁上的潮濕土壤樣品做抄起、灑落運動。干燥空氣輸出部件4負責接收并輸送外部干燥空氣設(shè)備輸入的干燥空氣，并將干燥空氣吹向裝載在滾筒干燥部件3中的潮濕土壤樣品。出土/清潔部件5負責承載完成干燥后得到的干燥土壤樣品并將其輸送出去，同時也負責完成干燥后對滾筒干燥部件3的清潔工作。

如圖2所示，主支架部件1包括鋼架1-1、外殼1-2和進料斗1-3。鋼架1-1與外界直接接觸并起到支撐其他部件的作用；外殼1-2設(shè)置在鋼架1-1的周圍，起到將內(nèi)部各零件與外部環(huán)境隔開的作用；進料斗1-3設(shè)置在鋼架1-1的頂部，起到進土的作用。

如圖3所示，工位控制部件2包括第一電機2-1、第一l型電機支架2-2、蝸輪2-3與蝸桿2-4組合、旋轉(zhuǎn)軸2-5、第一軸承2-6、聯(lián)軸器2-7和旋轉(zhuǎn)支撐架2-8。

第一電機2-1固定在第一l型電機支架2-2上，第一l型電機支架2-2固定在主支架部件1中的鋼架1-1上。所述旋轉(zhuǎn)軸2-5有兩根，分別布置在旋轉(zhuǎn)支撐架2-8的兩側(cè)；旋轉(zhuǎn)軸2-5的一端與旋轉(zhuǎn)支撐架2-8固定連接，另一端通過第一軸承2-6與主支架部件1中的鋼架1-1旋轉(zhuǎn)連接。

蝸輪2-3固定在其中一根旋轉(zhuǎn)軸2-5上，蝸桿2-4通過聯(lián)軸器2-7與第一電機2-1的輸出軸連接，蝸輪2-3與蝸桿2-4組合負責將第一電機2-1輸出的旋轉(zhuǎn)運動傳遞到旋轉(zhuǎn)軸2-5上，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸2-5和旋轉(zhuǎn)支撐架2-8實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，進而驅(qū)動設(shè)置在旋轉(zhuǎn)支撐架2-8上的滾筒干燥部件3實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動到指定的工位。蝸輪2-3與蝸桿2-4組合具有一定的自鎖能力，能將旋轉(zhuǎn)軸2-5、旋轉(zhuǎn)支撐架2-8和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)支撐架2-8上的滾筒干燥部件3保持在指定的工位。

如圖4所示，滾筒干燥部件3包括第二電機3-1、第二l型電機支架3-2、滾筒式干燥桶3-3、階梯軸3-4、第二軸承3-5、軸端蓋3-6、第一圓柱齒輪3-7和第二圓柱齒輪3-8。

第二電機3-1固定在第二l型電機支架3-2上，第二l型電機支架3-2固定在工位控制部件2中的旋轉(zhuǎn)支撐架2-8上。滾筒式干燥桶3-3通過螺栓與階梯軸3-4固定連接，階梯軸3-4通過兩個第二軸承3-5與工位控制部件2中的旋轉(zhuǎn)支撐架2-8連接。

軸端蓋3-6的一端固定在階梯軸3-4上，起固定階梯軸3-4在旋轉(zhuǎn)支撐架2-8上位置的作用。第一圓柱齒輪3-7固定在第二電機3-1的輸出軸上，第二圓柱齒輪3-8固定在軸端蓋3-6的另一端上。

第一圓柱齒輪3-7與第二圓柱齒輪3-8嚙合，負責將第二電機3-1輸出的旋轉(zhuǎn)運動傳遞到軸端蓋3-6上，進而帶動階梯軸3-4和滾筒式干燥桶3-3完成旋轉(zhuǎn)運動，帶動粘附在滾筒式干燥桶3-3內(nèi)壁上的潮濕土壤樣品做抄起、灑落運動，增加潮濕土壤樣品與干燥空氣的接觸面積，提高干燥速度。

如圖5所示，干燥空氣輸出部件4包括氣體噴嘴4-1和第一直線移動模組4-2，氣體噴嘴4-1呈扁平狀，安裝在第一直線移動模組4-2上，第一直線移動模組4-2安裝在主支架部件1中的鋼架1-1的中間位置。

氣體噴嘴4-1負責接收和輸送外部干燥空氣設(shè)備輸入的干燥空氣，并通過其前端的扁平噴嘴將干燥空氣吹向潮濕土壤樣品。第一直線移動模組4-2負責承載氣體噴嘴4-1，并能驅(qū)動氣體噴嘴4-1向滾筒干燥部件3中的滾筒式干燥桶3-3前進和后退，改變氣體噴嘴4-1與裝載在滾筒式干燥桶3-3中的潮濕土壤樣品之間的距離，調(diào)整對潮濕土壤樣品的干燥效果。

如圖6所示，出土/清潔部件5包括鋼盤5-1、支架5-2、第二直線移動模組5-3、毛刷5-4、毛刷支架5-5、毛刷電機5-6和擋板5-7。鋼盤5-1放置在支架5-2上，支架5-2固定在第二直線移動模組5-3上，第二直線移動模組5-3有兩組，分別安裝在主支架部件1中的鋼架1-1下部的左右位置。毛刷5-4固定在毛刷支架5-5的一端上，毛刷電機5-6固定在毛刷支架5-5的另一端上，毛刷支架5-5固定在支架5-2上。擋板5-7固定在支架5-2上且設(shè)置在鋼盤5-1與毛刷5-4之間。

鋼盤5-1負責承載完成干燥后由滾筒干燥部件3中的滾筒式干燥桶3-3倒出的干燥土壤樣品。第二直線移動模組5-3負責驅(qū)動鋼盤5-1完成直線運動，將干燥土壤樣品輸送出去，同時也負責驅(qū)動毛刷5-4、毛刷支架5-5、毛刷電機5-6運動到滾筒式干燥桶3-3的下方，使得當滾筒式干燥桶3-3旋轉(zhuǎn)到桶口朝下的清潔工位時，毛刷5-4可以處在滾筒式干燥桶3-3的內(nèi)部，毛刷電機5-6負責輸出旋轉(zhuǎn)運動，并帶動毛刷5-4做旋轉(zhuǎn)運動，毛刷5-4負責清潔滾筒式干燥桶3-3，將鋼盤5-1與毛刷5-4通過擋板5-7隔開，能夠避免毛刷5-4在清潔滾筒式干燥桶3-3時弄臟鋼盤5-1。

本發(fā)明的工作原理：

首先，如圖7所示，在初始狀態(tài)下，滾筒式干燥桶3-3處于桶口向上的初始工位，通過人工由進料斗1-3向滾筒式干燥桶3-3中添加潮濕土壤樣品。

其次，如圖8所示，工位控制部件2驅(qū)動滾筒式干燥桶3-3旋轉(zhuǎn)到并保持在干燥工位；第一直線移動模組4-2驅(qū)動氣體噴嘴4-1向滾筒式干燥桶3-3前進；由外部干燥空氣設(shè)備通入干燥空氣，并由氣體噴嘴4-1吹向潮濕土壤樣品；在第二電機3-1的帶動下，滾筒式干燥桶3-3開始做旋轉(zhuǎn)運動，帶動粘附在滾筒式干燥桶3-3內(nèi)壁上的潮濕土壤樣品做抄起、灑落運動，增加潮濕土壤樣品與干燥空氣的接觸面積，提高干燥速度。

再次，如圖9所示，在土壤干燥度滿足要求后，關(guān)閉外部干燥空氣設(shè)備，第一直線移動模組4-2驅(qū)動氣體噴嘴4-1離開滾筒式干燥桶3-3；工位控制部件2驅(qū)動滾筒式干燥桶3-3旋轉(zhuǎn)到并保持在倒土工位，將干燥土壤樣品倒入鋼盤5-1中。

然后，如圖10所示，完成將干燥土壤樣品倒入鋼盤5-1中的動作后，第二直線移動模組5-3將裝有干燥土壤樣品的鋼盤5-1輸送出去；同時第二直線移動模組5-3將毛刷5-4驅(qū)動到桶口朝下的滾筒式干燥桶3-3的下方，在毛刷電機5-6的旋轉(zhuǎn)動作下，使得毛刷5-4可以清潔滾筒式干燥桶3-3的內(nèi)部。

最后，如圖11所示，待清潔完成后，工位控制部件2驅(qū)動滾筒式干燥桶3-3旋轉(zhuǎn)到并保持在初始工位，第二直線移動模組5-3、鋼盤5-1和毛刷5-4恢復(fù)到初始位置，準備下一次干燥。

綜上所述，本發(fā)明通過工位控制部件2驅(qū)動滾筒式干燥桶3-3旋轉(zhuǎn)到并保持在要求的工位（初始、干燥、倒土、清潔），利用第一直線移動模組4-2的直線運動推動氣體噴嘴4-1接近和離開滾筒式干燥桶3-3，調(diào)整對潮濕土壤樣品的干燥效果；利用滾筒式干燥桶3-3的旋轉(zhuǎn)運動，帶動粘附在滾筒式干燥桶3-3內(nèi)壁上的潮濕土壤樣品做抄起、灑落運動，增加了潮濕土壤樣品與干燥空氣的接觸面積，提高了干燥速度；利用第二直線移動模組5-3的直線運動將裝有干燥土壤樣品的鋼盤5-1輸送出去，并利用第二直線移動模組5-3的直線運動和毛刷電機5-6的旋轉(zhuǎn)運動對滾筒式干燥桶3-3進行清潔。本發(fā)明在人工裝土后能夠自動完成干燥、倒土、清潔等工作，加快了潮濕土壤樣品的干燥速度，降低了操作者的勞動強度，是一種高效、低能耗、自動化程度高、操作簡單、能避免不同土壤樣品交叉污染的快速干燥裝置。

以上所述實施方式僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。