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专利号: 2025112051229
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种建筑用地表层土壤分层取样装置的控制方法,其特征在于,所述建筑用地表层土壤分层取样装置包括:振动筛、螺旋输送机、履带底盘、储料转盘和传动机构;振动筛支撑在履带底盘上,振动筛顶部设有进料口,螺旋输送机末端底部开有出料口,出料口和进料口连接;螺旋输送机底部设有上支撑架和下支撑架,上支撑架连接有直线推杆,螺旋输送机通过直线推杆和下支撑架与履带底盘连接;传动机构包括传动杆,螺旋输送机前端转动连接有铲斗,螺旋输送机末端固定有无刷直流电机,铲斗和无刷直流电机通过传动杆连接;螺旋输送机内通过无刷直流电机转动连接有螺旋杆;螺旋输送机顶部设有视觉模块;

储料转盘支撑在履带底盘内;储料转盘包括储料仓和托料盘,储料仓放置在托料盘上,振动筛底部设有出料口,储料仓位于出料口下方;

这种建筑用地表层土壤分层取样装置的控制方法,包括以下步骤:

步骤一、启动电源,视觉模块采集环境图像,识别石块密度低的区域作为采样点;履带底盘内安装有控制板;控制板用于控制振动电机、无刷直流电机、直线推杆、履带底盘的履带、云台的云台电机;视觉模块包括摄像头;摄像头启动并采集环境图像,依据yolov5深度学习模型,识别石块,并获取其在摄像头中的坐标;根据石块在摄像头中的坐标、摄像头相对于车身和整个地面的位置和角度,通过单目测距法,获得石块相对于摄像头的距离和方向;根据石块的几何形状和物理特性,建立几何约束模型,利用yolov5深度学习模型提取图像中的特征,并将这些特征与几何约束模型的信息进行融合,结合几何约束模型和深度学习的融合特征,对石块的竖直投影面积进行计算和估计;履带底盘内的控制板驱动履带底盘前往采样点;

步骤二、到达采样点后,调整直线推杆伸出,铲斗贴合地表并旋转,控制履带底盘前进,同时控制螺旋输送机内的螺旋杆正转,土壤进入振动筛后存储在储料仓内;

步骤三、储料仓收集土壤到预设值后,控制储料转盘旋转,下个储料仓对准出料口;

步骤四、控制螺旋杆反转将螺旋输送机内的土壤排出后,调整直线推杆收回,重复步骤二和三;

步骤五、采样完成后,各电机停机,储料转盘复位,等待样品回收。

2.根据权利要求1所述的建筑用地表层土壤分层取样装置的控制方法,其特征在于,传动机构包括主齿轮、从齿轮、链条和锥齿轮;螺旋杆和无刷直流电机的转子连接;螺旋杆端部设有主齿轮,传动杆设有从齿轮,主齿轮和从齿轮通过链条连接;铲斗贯穿有旋转轴,铲斗通过旋转轴和螺旋输送机转动连接;传动杆和锥齿轮连接,旋转轴和锥齿轮连接,旋转轴和传动杆通过锥齿轮连接。

3.根据权利要求2所述的建筑用地表层土壤分层取样装置的控制方法,其特征在于,无刷直流电机和主齿轮之间设有轴承;传动杆设在螺旋输送机外侧,传动杆和螺旋输送机外侧通过连接件连接,连接件和从齿轮之间设有轴承。

4.根据权利要求1所述的建筑用地表层土壤分层取样装置的控制方法,其特征在于,振动筛外侧固定有振动电机;振动筛通过支撑架支撑在履带底盘上,振动筛和支撑架之间连接有串联式减震器。

5.根据权利要求1所述的建筑用地表层土壤分层取样装置的控制方法,其特征在于,振动筛内部为筛箱,筛箱内设有倾斜的筛网;筛箱侧壁设有开口,开口和筛网底部对齐。

6.根据权利要求1所述的建筑用地表层土壤分层取样装置的控制方法,其特征在于,储料转盘还包括云台,云台底部支撑在履带底盘内,云台顶部和托料盘转动连接。

7.根据权利要求1所述的建筑用地表层土壤分层取样装置的控制方法,其特征在于,步骤二中,直线推杆伸出后,螺旋输送机和地面形成倾角,螺旋输送机内的螺旋杆旋转时,螺旋杆对土壤进行初筛,螺旋杆将初筛后的土壤送至螺旋输送机末端底部的出料口,出料口连接振动筛,振动筛振动再次筛选土壤,储料仓设在履带底盘内,振动筛出料口下方的储料仓收集筛选后的土壤。

8.根据权利要求1所述的建筑用地表层土壤分层取样装置的控制方法,其特征在于,步骤三中,储料仓设有瓶口和瓶身;瓶口下方的瓶身内设有涡旋凹槽结构,涡旋凹槽结构和瓶身之间连接有弹簧;涡旋凹槽结构中部为V型,当土壤下落至涡旋凹槽结构顶部,在重力的作用下弹簧收缩,带动涡旋凹槽结构向两侧分离,当土壤停止下落后,涡旋凹槽结构在弹簧的作用下,涡旋凹槽结构自动向中间合拢。