一种盐碱土壤智能耦合治理卷积神经网络模型

摘要

本发明公开了一种盐碱土壤智能耦合治理卷积神经网络模型，属于盐碱土壤治理领域，一种盐碱土壤智能耦合治理卷积神经网络模型，包括底壳，所述底壳底面为不封闭设置，所述底壳底面靠近四角处均固定连接有活动轮，所述底壳底面靠近左侧处设置有圆辊，所述圆辊两端分别固定连接有圆轴，所述圆轴两端活动连接有同一个连接板，所述圆辊侧壁上固定连接有若干个均匀分布的刀片，所述连接板顶面设置有调节机构，所述底壳顶面固定连接有壳体，所述壳体内壁固定连接有隔板，所述隔板侧壁开设有通槽，可以实现对大面积土地上的盐碱土壤进行松土，并对土壤中多个成分含量进行检测，将检测数据传输汇总，方便后期指定处合适的治理方案。

说明书

技术领域

本发明涉及盐碱土壤治理领域，更具体地说，涉及一种盐碱土壤智能耦合治理卷积神经网络模型。

背景

土地盐渍化是指在自然或人为因素的影响下，盐碱成分在土体中积累，使得其他类型的土壤逐渐向盐渍土演变的成土过程，原始土壤和不合理的施肥、特殊的水分运行方式、不合理的种植方式均可造成土壤的次生盐渍化。土壤中含有大量的易溶性盐分，当土壤表层含盐量超过0.1％时，即属滨海盐渍土。

土壤盐渍化已成为全球问题。在人口逐年增加，耕地逐年减少的情况下，开发利用盐碱地具有重大战略意义。我国人多地少，城市化和工业化进程占据了大量耕地，而由于灌溉不当造成大量耕地盐碱化。另一方面，我国约15 亿亩盐碱地80％处于荒芜状态。所以，开发利用盐碱地对于国家经济发展、粮食和能源安全都具有重大意义。

为了便于将多个地区的盐碱土壤监测数据进行汇总和后期治理，可在土壤中检测多种组分，再基于大数据分析，卷积神经网络的盐碱土壤智能化耦合治理技术，将人工智能感知获取的土壤特性信息进行大数据分析、拟合，再经过基于本研究所设计的训练卷积神经网络模型的流程，将物理滴灌、化学植物改良和生物土壤技术改良进行耦合，基于应用场景的不同建立各技术手段的实施阈值，形成盐碱土壤智能化耦合治理技术研究，实现盐碱土壤的感知-分析-调控治理的一体化、智能化技术方案。

经专利检索发现，公开号：CN213875687U，该装置在将盐碱土壤成分信息分析时，只能利用少量土壤样本进行检测，其土壤的检测范围较小，所呈现的土壤数据只能局限于小块土地，不便于对大面积土壤进行实时检测，给后期土壤治理数据分析带来局限性，影响土壤治理的进展。

发明内容

要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种盐碱土壤智能耦合治理卷积神经网络模型，可以实现对大面积土地上的盐碱土壤进行松土，并对土壤中多个成分含量进行检测，将检测数据传输汇总，方便后期指定处合适的治理方案。

技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种盐碱土壤智能耦合治理卷积神经网络模型，包括底壳，所述底壳底面为不封闭设置，所述底壳底面靠近四角处均固定连接有活动轮，所述底壳底面靠近左侧处设置有圆辊，所述圆辊两端分别固定连接有圆轴，所述圆轴两端活动连接有同一个连接板，所述圆辊侧壁上固定连接有若干个均匀分布的刀片，所述连接板顶面设置有调节机构，所述底壳顶面固定连接有壳体，所述壳体内壁固定连接有隔板，所述隔板侧壁开设有通槽，所述壳体与底壳底面均为贯通设置，所述壳体与底壳侧壁均活动连接有转轴，所述转轴侧壁均固定连接有输送轮，所述输送轮侧壁上活动连接有输送带，所述输送带侧壁设置有若干个接料机构，所述底壳顶面设置有驱动机构，所述底壳后侧壁设置有联动机构，所述隔板后侧壁设置有探测装置。

进一步的，所述调节机构包括活动板，所述活动板右侧壁与连接板活动连接，所述活动板左侧壁与底壳活动连接，所述连接板侧壁活动连接有活动块，所述底壳顶面开设有螺孔，所述螺孔内活动连接有螺杆，所述螺杆底端与活动块活动连接，所述螺杆顶端固定连接有转轮。

进一步的，所述接料机构包括固定块，所述固定块均与输送带固定连接，所述输送带两侧设置有若干个料箱，所述料箱左右侧壁分别固定连接有圆杆，靠近所述输送带一侧的圆杆均与固定块活动连接，靠近所述输送带一侧的圆杆侧壁均安装有扭簧，远离所述输送带一侧的圆杆侧壁均固定连接有齿轮，所述隔板侧壁固定连接有齿条，所述齿轮与齿条相啮合。

进一步的，所述驱动机构包括电机，所述电机安装在底壳顶面，所述电机输出轴上固定连接有传动轴，所述传动轴后端固定连接有第一槽轮，后侧所述圆轴贯穿连接板并固定连接有第二槽轮，所述第一槽轮与第二槽轮之间活动连接有皮带，所述底壳顶面固定连接有支撑板，所述传动轴贯穿支撑板并与其活动连接。

进一步的，所述联动机构包括第一链轮，所述第一链轮与后侧圆轴后端固定连接，所述第一链轮分为内槽和外槽，右后侧所述活动轮侧壁固定连接有第二链轮，所述第一链轮内槽和第二链轮之间活动连接有第一链条，所述转轴后端分别贯穿底壳和壳体并固定连接有第三链轮，下侧所述第三链轮分为内槽和外槽，所述第一链轮外槽与第三链轮外槽活动连接有第二链条，两个所述第三链轮之间活动连接有第三链条，上侧所述转轴侧壁设置有抖料机构。

进一步的，所述抖料机构包括筛板，所述筛板与壳体内壁活动连接，所述筛板呈倾斜设置，所述筛板底面固定连接有弹簧，所述弹簧另一端与隔板固定连接，上侧所述转轴侧壁固定连接有凸轮，所述筛板顶面活动连接有竖杆，所述隔板侧壁固定连接有限位板，所述竖杆贯穿限位板并与其活动连接，所述竖杆顶端活动连接有滚轮，所述滚轮与凸轮相接触。

进一步的，所述探测装置包括导料板，所述导料板与隔板后侧壁固定连接，所述导料板左右侧壁分别固定连接有土壤性能传感器，所述隔板后侧壁安装有数据传输模块。

进一步的，所述隔板后侧壁固定连接有挡板。

进一步的，所述壳体右侧壁固定连接有两个斜板，所述斜板之间固定连接有推杆。

有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本技术方案通过圆辊、刀片、连接板和调节机构等之间的相互配合，可根据盐碱土壤深度和地形将刀片调整至合适的松土深度，对土壤进行松土处理，一方面便于将土壤打散，方便进行输送检测，另一方面打散后的土壤方便后期治理。

(2)本技术方案通过输送轮、输送带和接料机构等之间的相互配合，在对土壤进行打散时，可将部分土壤拨送到料箱中，对深层土壤进行取样输送，便于对不同地点的土壤进行检测，增大其检测范围。

(3)本技术方案通过壳体、隔板和检测机构等之间的相互配合，当料箱内的土壤运输至合适的位置进行翻转出料，使得土壤落入土壤性能传感器旁，对土壤中的PH值、含水量、含气量、孔隙度、有机物组分、无机物组分及有害侵蚀性离子等信息进行检测，并传输至外部终端汇总，便于后期对土壤的治理。

(4)本技术方案通过壳体、隔板和抖料机构等之间的相互配合，在对土壤检测前，可将土壤中较大的土块进行分离，防止土块加大，损坏土壤性能传感器上，且利用较小的土壤使得检测结果更加准确。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的后视结构示意图；

图3为本发明中壳体的后视结构示意图；

图4为本发明图1中的A处放大图；

图5为本发明图1中的B处放大图；

图6为本发明图2中的C处放大图；

图7为本发明图2中的D处放大图；

图8为本发明图3中的E处放大图。

图中标号说明：

1、底壳；2、连接板；3、圆辊；4、圆轴；5、刀片；6、活动板；7、活动块；8、螺孔；9、螺杆；10、转轮；11、壳体；12、转轴；13、输送轮； 14、输送带；15、固定块；16、料箱；17、圆杆；18、扭簧；19、齿轮；20、齿条；21、电机；22、传动轴；23、第一槽轮；24、支撑板；25、第二槽轮； 26、皮带；27、第一链轮；28、第一链条；29、第二链轮；30、第三链轮； 31、第二链条；32、第三链条；33、通槽；34、筛板；35、导料板；36、土壤性能传感器；37、数据传输模块；38、隔板；39、凸轮；40、竖杆；41、限位板；42、滚轮；43、弹簧；44、挡板；45、斜板；46、推杆；47、活动轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，一种盐碱土壤智能耦合治理卷积神经网络模型，包括底壳 1，底壳1底面为不封闭设置，底壳1底面靠近四角处均固定连接有活动轮47，底壳1底面靠近左侧处设置有圆辊3，圆辊3两端分别固定连接有圆轴4，圆轴4两端活动连接有同一个连接板2，圆辊3侧壁上固定连接有若干个均匀分布的刀片5，连接板2顶面设置有调节机构，底壳1顶面固定连接有壳体11，壳体11内壁固定连接有隔板38，隔板38侧壁开设有通槽33，壳体11与底壳1底面均为贯通设置，壳体11与底壳1侧壁均活动连接有转轴12，转轴 12侧壁均固定连接有输送轮13，输送轮13侧壁上活动连接有输送带14，输送带14侧壁设置有若干个接料机构，底壳1顶面设置有驱动机构，底壳1后侧壁设置有联动机构，隔板38后侧壁设置有探测装置。

参阅图4，调节机构包括活动板6，活动板6右侧壁与连接板2活动连接，活动板6左侧壁与底壳1活动连接，连接板2侧壁活动连接有活动块7，底壳 1顶面开设有螺孔8，螺孔8内活动连接有螺杆9，螺杆9底端与活动块7活动连接，螺杆9顶端固定连接有转轮10，通过圆辊3、刀片5、连接板2和调节机构等之间的相互配合，可根据盐碱土壤深度和地形将刀片5调整至合适的松土深度，对土壤进行松土处理，一方面便于将土壤打散，方便进行输送检测，另一方面打散后的土壤方便后期治理。

参阅图5，接料机构包括固定块15，固定块15均与输送带14固定连接，输送带14两侧设置有若干个料箱16，料箱16左右侧壁分别固定连接有圆杆 17，靠近输送带14一侧的圆杆17均与固定块15活动连接，靠近输送带14 一侧的圆杆17侧壁均安装有扭簧18，远离输送带14一侧的圆杆17侧壁均固定连接有齿轮19，隔板38侧壁固定连接有齿条20，齿轮19与齿条20相啮合，通过输送轮13、输送带14和接料机构等之间的相互配合，在对土壤进行打散时，可将部分土壤拨送到料箱16中，对深层土壤进行取样输送，便于对不同地点的土壤进行检测，增大其检测范围。

参阅图6，驱动机构包括电机21，电机21安装在底壳1顶面，电机21 输出轴上固定连接有传动轴22，传动轴22后端固定连接有第一槽轮23，后侧圆轴4贯穿连接板2并固定连接有第二槽轮25，第一槽轮23与第二槽轮 25之间活动连接有皮带26，底壳1顶面固定连接有支撑板24，传动轴22贯穿支撑板24并与其活动连接。

参阅图7，联动机构包括第一链轮27，第一链轮27与后侧圆轴4后端固定连接，第一链轮27分为内槽和外槽，右后侧活动轮47侧壁固定连接有第二链轮29，第一链轮27内槽和第二链轮29之间活动连接有第一链条28，转轴12后端分别贯穿底壳1和壳体11并固定连接有第三链轮30，下侧第三链轮30分为内槽和外槽，第一链轮27外槽与第三链轮30外槽活动连接有第二链条31，两个第三链轮30之间活动连接有第三链条32，上侧转轴12侧壁设置有抖料机构。

参阅图8，抖料机构包括筛板34，筛板34与壳体11内壁活动连接，筛板34呈倾斜设置，筛板34底面固定连接有弹簧43，弹簧43另一端与隔板 38固定连接，上侧转轴12侧壁固定连接有凸轮39，筛板34顶面活动连接有竖杆40，隔板38侧壁固定连接有限位板41，竖杆40贯穿限位板41并与其活动连接，竖杆40顶端活动连接有滚轮42，滚轮42与凸轮39相接触，通过壳体11、隔板38和抖料机构等之间的相互配合，在对土壤检测前，可将土壤中较大的土块进行分离，防止土块加大，损坏土壤性能传感器36上，且利用较小的土壤使得检测结果更加准确。

参阅图3，探测装置包括导料板35，导料板35与隔板38后侧壁固定连接，导料板35左右侧壁分别固定连接有土壤性能传感器36，隔板38后侧壁安装有数据传输模块37，通过壳体11、隔板38和检测机构等之间的相互配合，当料箱16内的土壤运输至合适的位置进行翻转出料，使得土壤落入土壤性能传感器36旁，对土壤中的PH值、含水量、含气量、孔隙度、有机物组分、无机物组分及有害侵蚀性离子等信息进行检测，并传输至外部终端汇总，便于后期对土壤的治理。

参阅图3，隔板38后侧壁固定连接有挡板44，可便于将不同大小的土块进行分隔排出，防止较大的土块影响检测数据准确性。

参阅图1，壳体11右侧壁固定连接有两个斜板45，斜板45之间固定连接有推杆46，可便于工作人员控制本装置的移动状态，增加本装置的灵活性。

其中，本技术方案可进行相关文献分析工作及实际工程调研，对地区的盐碱地治理研究现状的若干关键问题分析总结，调查现场土壤特性，分析土壤的盐碱程度，总结现有治理方案存在的问题，设计盐碱地土壤感知-分析- 调控治理一体化技术体系，结合城市盐碱地治理的需求，判定研究要素并制定相应研究方案；

可在现有结构的基础上布置土壤性能传感器36，通过感知土壤的PH值、含水量、含气量、孔隙度、有机物组分、无机物组分及有害侵蚀性离子等信息，实现对土壤的全方位感知，利用获取的土壤特性参数，构建土壤理化特性数据库模型，从而反应研究区内的土壤空间分布特征。

在使用时：首先根据土壤状态调节刀片5的松土深度，先转动转轮10带动螺杆9旋转，螺杆9向下运动带动活动板6向下展开，活动板6通过连接板2带动圆辊3和刀片5向下运动至合适的深度，可适应于不同深度的土壤检测需求，之后启动电机21、土壤性能传感器36和数据传输模块37，电机 21输出轴通过传动轴22同时带动第一槽轮23和第一链轮27旋转，第一槽轮 23通过皮带26带动第二槽轮25旋转，第二槽轮25通过圆轴4带动刀片5旋转，对土壤进行松土处理，方便将土壤进行输送检测，第一链轮27通过第一链条28带动第二链轮29旋转，第二链轮29带动活动轮47旋转，活动轮47 带动本装置进行移动，从而减轻操作人员的劳动强度，与此同时，第一链轮 27通过第二链条31带动下侧第三链轮30旋转，第三链轮30通过第三链条 32带动转轴12旋转，使得转轴12通过输送轮13带动输送带14旋转，输送带14带动料箱16旋转，当料箱16运动至最下侧时，刀片5可将部分土壤拨送至料箱16内，随着料箱16输送接近顶端时，齿轮19与齿条20啮合，齿轮19通过圆杆17带动料箱16向后侧翻转，同时扭簧18压缩，将料箱16内的土壤排出至通槽33后面并落入筛板34上，当齿轮19脱离齿条20时，通过扭簧18带动料箱16复位，从而可对不同地点的土壤进行采样检测，此时上侧转轴12带动凸轮39旋转，凸轮39通过竖杆40带动筛板34震动，将较大的土块震落，并从壳体11底部贯通处排出，较小的土壤通过筛板34上的漏孔落入土壤性能传感器36一旁，对土壤中的PH值、含水量、含气量、孔隙度、有机物组分、无机物组分及有害侵蚀性离子等信息进行检测，并通过数据传输模块37传输至外部终端汇总，从而形成数据网络模型，便于后期对土壤的治理，极大的提高了本装置的检测范围。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。