[发明专利]一种旋转型可移动式径流泥沙收集装置

说明书

技术领域

本发明属于土壤侵蚀研究试验器具技术领域，具体涉及一种旋转型可移动式径流泥沙收集装置。

背景技术

目前，在坡面土壤侵蚀的研究领域中，收集不同雨强降雨下的坡面产流产沙过程，是研究坡面土壤侵蚀产沙机理和水土保持功效的重要环节。但是，现有实地工作和实验室中坡面径流泥沙的采集和收集主要是依靠大量的人工作业，通过人工计时、人工定时抽换采样容器的方法进行水沙采集。这种方法一方面需要多人相互协作展开连续作业，另一方面由于人为计时和水样接取过程中存在计时误差和取样容器切换不及时，容易出现水样泥样滴撒抛漏的现象，在增加野外及室内取样工作量的同时，耗费了大量的人力资源，且由于人为计时和取样过程中的误差，影响了研究结果的真实性和准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转型可移动式径流泥沙收集装置，解决现有技术中坡面径流泥沙的采集和收集主要依靠人工作业、工作量大且准确性低的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种旋转型可移动式径流泥沙收集装置，包括旋转采样主体，旋转采样主体的结构具体包括旋转轴，旋转轴上安装有用于驱动旋转轴的异步伺服电机，旋转轴上设置有旋转圆盘，旋转圆盘上沿周向均匀连接多个金属臂，每个金属臂的自由端均连接有采样容器，采样容器上安装有相互连接的行程开关及PLC，PLC还通过变频驱动器与异步伺服电机连接。

本发明的特点还在于：

金属臂一共设置6个。

异步伺服电机的型号为IP65，变频驱动器的型号为EFC3610，PLC的型号为SMART200。

PLC上设置有人工启停按钮、采样时间设定按钮及采样数量设定按钮。

旋转轴的顶端安装有防雨挂件，防雨挂件上设置有水准仪，旋转轴的底部安装有移动轮。

本发明的有益效果是：本发明的旋转型可移动式径流泥沙收集装置，通过在旋转采样主体上均匀设置多个采样容器，在采样容器上设置相互连接的行程开关与PLC，通过PLC控制旋转采样主体旋转，并采集行程开关的信号控制旋转采样主体停止旋转，实现全自动流水化的径流泥沙采样过程。同时，该装置设计小巧灵活，便于移动，特别适用于野外采样作业，节省人力消耗，保质保量地完成径流泥沙收集工作。

附图说明

图1为本发明一种旋转型可移动式径流泥沙收集装置的俯视结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明一种旋转型可移动式径流泥沙收集装置的系统控制图。

图中，1.旋转采样主体，2.旋转圆盘，3.旋转轴，4.移动轮，5.金属臂，6.采样容器，7.异步伺服电机，8.变频驱动器，9.防雨挂件，10.水准仪，11.行程开关，12.PLC，13.人工启停按钮，14.采样时间设定按钮，15.采样数量设定按钮，16.电线，17.斜坡。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明的一种旋转型可移动式径流泥沙收集装置，如图1、图2所示，包括旋转采样主体1，旋转采样主体1的结构具体包括旋转轴3，旋转轴3上安装有用于驱动旋转轴3的异步伺服电机7，旋转轴3上位于异步伺服电机7的上方设置有旋转圆盘2，旋转轴3连接在旋转圆盘2的中心位置处，旋转圆盘2上沿周向均匀连接多个金属臂5，优选设置6个金属臂5，每个金属臂5的自由端均连接有采样容器6，采样容器6上安装有相互连接的行程开关11及PLC12，如图3所示，PLC12还通过电线16依次与变频驱动器8及异步伺服电机7连接。异步伺服电机7的型号为IP65，变频驱动器8的型号为EFC3610，PLC12的型号为SMART200。PLC12上设置有人工启停按钮13、采样时间设定按钮14及采样数量设定按钮15。旋转轴3的顶端安装有防雨挂件9，防雨挂件9为圆形，旋转轴3连接在防雨挂件9的中心位置处，防雨挂件9远离旋转轴3的一面中心位置处设置有水准仪10，旋转轴3的底部安装有移动轮4。其中，防雨挂件9用于采样时的雨水遮挡以保障装置稳定运转，水准仪10用于装置移动后的水平面调整，移动轮4便于装置移动作业。

本发明的工作原理如下：

将本发明的旋转型可移动式径流泥沙收集装置放置于斜坡17旁合适位置处，人工操作SMART200型PLC 12上的人工启停按钮13或根据采样时间与采样样本数量对采样时间设定按钮14和采样数量设定按钮15进行设定，设定完成后，由SMART200型PLC12发出旋转采样主体1采样运行指令，将采样信号发送至EFC3610型变频驱动器8中进而控制IP65型异步伺服电机7按照设定的加速时间和转速旋转，异步伺服电机7带动旋转轴3进而带动旋转圆盘2旋转，旋转圆盘2又带动金属臂5旋转，当固定于金属臂5上的采样容器6旋转至斜坡17正下方时，安装于采样容器6外壁的行程开关11将信号传送至PLC12中，PLC12输出停止信号，变频驱动器8控制异步伺服电机7停止运行，完成装置径流泥沙样本的准备工作。旋转采样主体1停止后，采样容器6开始介入径流泥沙液体，在SMART200型PLC12中设定的延时停机时间内完成采样，当达到设定的采样时间后，SMART200型PLC12给变频驱动器8发送运行指令，控制异步伺服电机7驱动旋转采样主体1启动运行，直至下一个采样容器6的行程开关11反馈信号至SMART200型PLC12后，重复之前的径流泥沙收集动作。该装置的停止操作方式可通过人工按下人工启停按钮13完成，也可根据运行前在SMART200型PLC12中设定的装置采样时间时长和装置采样样本数量的设定值完成采样过程。