【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估，具體說是一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備及方法。
技術介紹
1、紅壤坡耕地是全球氣候變化和農業生產中一個重要的環境因素，因為它們是溫室氣體的重要排放源，土壤溫室氣體排放的評估對于理解和應對全球氣候變化具有重要意義，為了更好地理解和管理這些土地的碳循環和溫室氣體排放，通常使用土壤溫室氣體排放評估設備對紅壤坡耕地的溫室氣體排放進行評估。
2、然而，現有的土壤溫室氣體排放評估設備在使用過程中存在很大的缺陷，現有的土壤溫室氣體排放評估設備無法在坡度較大的紅壤坡耕地上靈活移動和部署，機動性較差，現有的土壤溫室氣體排放評估設備缺乏自動化的數據采集、處理和評估能力，導致數據的準確性和實時性受限，現有的土壤溫室氣體排放評估設備無法實現遠程數據訪問和設備控制，限制了設備的使用范圍和靈活性。
技術實現思路
1、針對現有技術中的問題，本專利技術提供了一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備及方法。
2、本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，包括行走底板、支撐組件和探測組件，所述行走底板底部四角均安裝有能夠轉向的輪胎，該設備底部安裝能夠轉向的輪胎，使得該設備能夠在不同的地形中靈活移動，包括坡度較大的紅壤坡耕地，這種設計大大提高了設備的機動性和適應性，使其能夠快速部署到需要評估的區域，兩個所述支撐組件分別安裝在行走底板兩側，支撐組件的設置使得設備在不平坦的地面上也能穩定工作，所述探測組件安
3、其中，所述探測組件包括底座、升降塊、第一擺臂和第二擺臂，所述底座呈倒置“u”字型結構，所述底座頂部轉動配合有轉向座，所述轉向座頂部豎直固定有若干個支撐桿，若干個所述支撐桿頂部水平固定有頂板，所述升降塊升降配合在若干個支撐桿上，所述第一擺臂水平鉸接配合在升降塊一端，所述第二擺臂一端與第一擺臂遠離升降塊的一端，所述第二擺臂遠離第一擺臂的一端下方安裝有溫室氣體分析儀，所述行走底板頂部一側安裝有用于收納溫室氣體分析儀的探針的收納組件，探測組件的設計使得溫室氣體分析儀能夠精確地插入土壤中，從而獲得準確的氣體濃度數據。
4、優選的，行走底板底部四角均轉動配合有輪架，四個輪胎分別安裝在四個輪架上，四個輪架上均安裝有驅動輪胎轉動的行走驅動電機。
5、優選的，行走底板頂部四角均安裝有減速箱和轉向驅動電機，轉向驅動電機通過減速箱驅動輪架轉動。
6、優選的，支撐組件包括一個固定桿和兩個支撐筒，固定桿水平固定在行走底板一側，兩個支撐筒分別豎直固定在固定桿兩端，兩個支撐筒內均向下伸縮配合有支撐腿，兩個支撐腿頂部均豎直焊接有齒板，兩個支撐筒上均安裝有伸縮驅動電機，兩個伸縮驅動電機的輸出端均驅動有齒輪，兩個齒輪分別與兩個齒板嚙合，支撐腿能夠伸縮調節，使該設備能夠適應不同的地面條件，確保設備在采集數據時的穩定性，方便該設備精確測量土壤溫室氣體排放。
7、優選的，轉向座與頂板之間豎直轉動配合有絲桿，升降塊中部貫穿嵌設有螺母，螺母螺紋配合在絲桿上。
8、優選的，底座的一側水平安裝有驅動轉向座轉動的角度調節驅動電機，頂板頂部豎直安裝有驅動絲桿轉動的升降驅動電機，升降塊頂部遠離第一擺臂的一端安裝有第一電機，第一電機通過傳動皮帶驅動第一擺臂轉動，第一擺臂頂部安裝有第二電機，第二電機通過傳動皮帶驅動第二擺臂轉動。
9、優選的，收納組件包括固定底板和收納條，固定底板固定在行走底板頂部，收納條為頂部開設有收納槽的長條狀結構，收納條底部一端鉸接配合在固定底板頂部一端，收納條底部另一端鉸接有導板二，導板二遠離收納條的一端鉸接有導板一，導板一遠離導板二的一端與固定底板頂部鉸接，其中，導板二與導板一之間的鉸接通過定位鉸鏈實現。
10、優選的，評估箱內設置有服務器和蓄電池，服務器上安裝有評估系統，評估系統包括數據采集模塊、數據庫管理模塊、數據處理模塊、評估模塊、報告生產模塊以及遠程通訊模塊，評估箱內置的服務器和評估系統能夠自動化地處理收集到的數據，包括數據采集、處理、評估和報告生成，這種自動化處理提高了數據處理的效率和準確性，減少了人為錯誤。
11、優選的，數據采集模塊負責收集探測組件傳輸回來的數據，包括co2、ch4、n2o等溫室氣體的濃度、土壤溫度、土壤水分等環境參數，其中，具體參數根據探測組件上的溫室氣體分析儀所探測為準；數據庫管理模塊存儲管理數據采集模塊采集的數據；數據處理模塊對數據采集模塊收集的數據進行處理，包括數據清洗、去噪、歸一化，并進行統計分析和通量計算，利用數據分析軟件，包括python、r、matlab，編寫數據處理算法，并將處理后的數據再次交由數據庫管理模塊進行存儲管理；評估模塊利用數據處理模塊處理后的數據進行分析評估，確定溫室氣體排放通量、趨勢、影響因素，并評估不同農作措施的效果，并將評估結果交由數據庫管理模塊進行存儲管理；報告生產模塊利用評估模塊結果生成評估報告，包括圖表、統計結果和模型預測，使用報告生成軟件，包括latex、microsoft?word，并將評估報告交由數據庫管理模塊存儲管理；遠程通訊模塊負責數據傳輸、遠程訪問以及命令下發，數據傳輸是將評估箱內服務器上的數據，包括原始數據、處理后的數據、評估結果以及評估報告，通過無線或有線網絡傳輸到遠程計算機或云服務器，遠程訪問允許用戶通過互聯網從任何地點訪問服務器上的數據庫和應用程序，進行數據查詢、系統監控、參數設置，命令下發是接收來自遠程用戶的命令或請求，并將這些命令傳遞給系統的相關模塊，包括數據采集模塊、數據處理模塊，遠程通訊模塊使得用戶能夠遠程訪問和控制設備，實時獲取數據和評估結果，這對于大面積的農田監測尤其有用，因為它允許用戶在不同地點或在不利的天氣條件下也能進行監測。
12、優選的，該使用方法具體包括以下步驟：
13、步驟一：通過行走驅動電機帶動輪胎轉動，并配合轉向驅動電機帶動輪胎轉向，移動該設備，在移動該設備過程中，通過利用攝像頭觀察周圍環境，將該設備移動到達指定的測量區域后，通過伸縮驅動電機帶動齒輪轉動，齒輪通過與齒板嚙合，帶動齒板移動，進而帶動支撐腿移動，將支撐腿向下伸出，通過調整四個支撐腿，對該設備進行支撐，通過角度調節驅動電機驅動轉向座轉動，將探測組件調整為豎直狀態，通過第一電機和第二電機驅動第一擺臂和第二擺臂轉動，將溫室氣體分析儀的探針準確放置到待測土壤上方，通過升降驅動電機驅動絲桿，控制升降塊上下移動，調整探測組件的高度，使探測組件端部的溫室氣體分析儀的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，包括行走底板(1)、支撐組件(2)和探測組件(3)，其特征在于：所述行走底板(1)底部四角均安裝有能夠轉向的輪胎(102)，兩個所述支撐組件(2)分別安裝在行走底板(1)兩側，所述探測組件(3)安裝在行走底板(1)頂部一端，所述行走底板(1)頂部遠離探測組件(3)的一端分別安裝有評估箱(5)和攝像頭(6)；
2.根據權利要求1所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，其特征在于：行走底板(1)底部四角均轉動配合有輪架(101)，四個輪胎(102)分別安裝在四個輪架(101)上，四個輪架(101)上均安裝有驅動輪胎(102)轉動的行走驅動電機(105)。
3.根據權利要求2所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，其特征在于：行走底板(1)頂部四角均安裝有減速箱(103)和轉向驅動電機(104)，轉向驅動電機(104)通過減速箱(103)驅動輪架(101)轉動。
4.根據權利要求1所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，其特征在于：支撐組件(2)包括一個固定桿(201)和兩個支撐筒(202
5.根據權利要求1所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，其特征在于：轉向座(302)與頂板(305)之間豎直轉動配合有絲桿(306)，升降塊(308)中部貫穿嵌設有螺母，螺母螺紋配合在絲桿(306)上。
6.根據權利要求1所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，其特征在于：底座(301)的一側水平安裝有驅動轉向座(302)轉動的角度調節驅動電機(303)，頂板(305)頂部豎直安裝有驅動絲桿(306)轉動的升降驅動電機(307)，升降塊(308)頂部遠離第一擺臂(309)的一端安裝有第一電機(310)，第一電機(310)通過傳動皮帶驅動第一擺臂(309)轉動，第一擺臂(309)頂部安裝有第二電機(312)，第二電機(312)通過傳動皮帶驅動第二擺臂(311)轉動。
7.根據權利要求1所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，其特征在于：收納組件(4)包括固定底板(401)和收納條(402)，固定底板(401)固定在行走底板(1)頂部，收納條(402)為頂部開設有收納槽的長條狀結構，收納條(402)底部一端鉸接配合在固定底板(401)頂部一端，收納條(402)底部另一端鉸接有導板二(404)，導板二(404)遠離收納條(402)的一端鉸接有導板一(403)，導板一(403)遠離導板二(404)的一端與固定底板(401)頂部鉸接，其中，導板二(404)與導板一(403)之間的鉸接通過定位鉸鏈實現。
8.根據權利要求1所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，其特征在于：評估箱5內設置有服務器和蓄電池，服務器上安裝有評估系統，評估系統包括數據采集模塊、數據庫管理模塊、數據處理模塊、評估模塊、報告生產模塊以及遠程通訊模塊。
9.根據權利要求8所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，其特征在于：數據采集模塊負責收集探測組件(3)傳輸回來的數據，包括CO2、CH4、N2O等溫室氣體的濃度、土壤溫度、土壤水分等環境參數，其中，具體參數根據探測組件(3)上的溫室氣體分析儀(313)所探測為準；數據庫管理模塊存儲管理數據采集模塊采集的數據；數據處理模塊對數據采集模塊收集的數據進行處理，包括數據清洗、去噪、歸一化，并進行統計分析和通量計算，利用數據分析軟件，包括Python、R、MATLAB，編寫數據處理算法，并將處理后的數據再次交由數據庫管理模塊進行存儲管理；評估模塊利用數據處理模塊處理后的數據進行分析評估，確定溫室氣體排放通量、趨勢、影響因素，并評估不同農作措施的效果，并將評估結果交由數據庫管理模塊進行存儲管理；報告生產模塊利用評估模塊結果生成評估報告，包括圖表、統計結果和模型預測，使用報告生成軟件，包括LaTeX、Microsoft?Word，并將評估報告交由數據庫管理模塊存儲管理；遠程通訊模塊負責數據傳輸、遠程訪問以及命令下發，數據傳輸是將評估箱(5)內服務器上的數據，包括原始數據、處理后的數據、評估結果以及評估報告，通過無線或有線網絡傳輸到遠程計算機或云服務器，遠程訪問允許用戶通過互聯網從任何地點訪問...
【技術特征摘要】
1.一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，包括行走底板(1)、支撐組件(2)和探測組件(3)，其特征在于：所述行走底板(1)底部四角均安裝有能夠轉向的輪胎(102)，兩個所述支撐組件(2)分別安裝在行走底板(1)兩側，所述探測組件(3)安裝在行走底板(1)頂部一端，所述行走底板(1)頂部遠離探測組件(3)的一端分別安裝有評估箱(5)和攝像頭(6)；
2.根據權利要求1所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，其特征在于：行走底板(1)底部四角均轉動配合有輪架(101)，四個輪胎(102)分別安裝在四個輪架(101)上，四個輪架(101)上均安裝有驅動輪胎(102)轉動的行走驅動電機(105)。
3.根據權利要求2所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，其特征在于：行走底板(1)頂部四角均安裝有減速箱(103)和轉向驅動電機(104)，轉向驅動電機(104)通過減速箱(103)驅動輪架(101)轉動。
4.根據權利要求1所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，其特征在于：支撐組件(2)包括一個固定桿(201)和兩個支撐筒(202)，固定桿(201)水平固定在行走底板(1)一側，兩個支撐筒(202)分別豎直固定在固定桿(201)兩端，兩個支撐筒(202)內均向下伸縮配合有支撐腿(203)，兩個支撐腿(203)頂部均豎直焊接有齒板(204)，兩個支撐筒(202)上均安裝有伸縮驅動電機(206)，兩個伸縮驅動電機(206)的輸出端均驅動有齒輪(205)，兩個齒輪(205)分別與兩個齒板(204)嚙合。
5.根據權利要求1所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，其特征在于：轉向座(302)與頂板(305)之間豎直轉動配合有絲桿(306)，升降塊(308)中部貫穿嵌設有螺母，螺母螺紋配合在絲桿(306)上。
6.根據權利要求1所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放評估設備，其特征在于：底座(301)的一側水平安裝有驅動轉向座(302)轉動的角度調節驅動電機(303)，頂板(305)頂部豎直安裝有驅動絲桿(306)轉動的升降驅動電機(307)，升降塊(308)頂部遠離第一擺臂(309)的一端安裝有第一電機(310)，第一電機(310)通過傳動皮帶驅動第一擺臂(309)轉動，第一擺臂(309)頂部安裝有第二電機(312)，第二電機(312)通過傳動皮帶驅動第二擺臂(311)轉動。
7.根據權利要求1所述的一種紅壤坡耕地土壤溫室氣體排放...
【專利技術屬性】
技術研發人員：左繼超，鄭海金，聶小飛，趙黎雯，宋月君，沈發興，廖凱濤，劉昭，錢堃，葛佩琳，
申請(專利權)人：江西省水利科學院江西省大壩安全管理中心，江西省水資源管理中心，
類型：發明
國別省市：
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