CN107917820A - 一种森林检测用土壤采样装置及其制造和采样方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种森林检测用土壤采样装置。本发明要解决的技术问题是提供一种携带方便、土壤采样速度快、不破坏土壤原有结构的森林检测用土壤采样装置。为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种森林检测用土壤采样装置，包括有支撑台、第一轴承座、第二轴承座、丝杆、第一锥齿轮、第三轴承座、转轴、摇杆、第二锥齿轮、第一螺母等；支撑台内右侧壁设有第一轴承座和第二轴承座，第二轴承座位于第一轴承座下方，第一轴承座与第二轴承座之间连接有丝杆，丝杆上端穿过第一轴承座。本发明占用空间较小，采用摇杆对钻头施以向下的力，并采用第一电机对钻头施以旋转的力，使钻头快速钻进土壤。

Description

一种森林检测用土壤采样装置及其制造和采样方法

技术领域

本发明涉及一种土壤采样装置，尤其涉及一种森林检测用土壤采样装置及其制造和采样方法。

背景技术

土壤采样是指采集土壤样品的方法，包括采样的布设和采样技术。采剖面土样，应在剖面观察记载结束后进行。在采样前应先将剖面整修、清理，削去最表层的浮土，然后再按层次自上而下逐层从中心典型部位采样。

森林检测过程中对土壤进行采样可以更好地了解此森林的土壤情况，然而现有的土壤采样装置存在携带不方便、土壤采样速度慢、容易破坏土壤原有结构的缺点，因此亟需研发一种携带方便、土壤采样速度快、不破坏土壤原有结构的森林检测用土壤采样装置。

发明内容

本发明为了克服现有的土壤采样装置携带不方便、土壤采样速度慢、容易破坏土壤原有结构的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种携带方便、土壤采样速度快、不破坏土壤原有结构的森林检测用土壤采样装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种森林检测用土壤采样装置，包括有支撑台、第一轴承座、第二轴承座、丝杆、第一锥齿轮、第三轴承座、转轴、摇杆、第二锥齿轮、第一螺母、第一连杆、第一电机、第二连杆、采样瓶、环刀、钻头、突块、螺杆和连接杆，支撑台内右侧壁设有第一轴承座和第二轴承座，第二轴承座位于第一轴承座下方，第一轴承座与第二轴承座之间连接有丝杆，丝杆上端穿过第一轴承座，且丝杆上端连接有第一锥齿轮，支撑台右侧壁上设有第三轴承座，第三轴承座内连接有转轴，转轴左端连接有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，转轴右端设有摇杆，丝杆上设有第一螺母，第一螺母右端水平设有第一连杆，第一连杆底部右侧安装有第一电机，第一电机的输出轴上连接有第二连杆，第二连杆的底部开有第一凹槽，第二连杆下方设有连接杆，连接杆顶部设有突块，突块与第一凹槽配合，第二连杆上开有螺纹口，螺纹口内设有螺杆，螺杆与螺纹口配合，连接杆上设有采样瓶，采样瓶外侧设有环刀，连接杆底部安装有钻头。

优选地，还包括有踏板和磁铁，支撑台底部左右两侧均开有第二凹槽，支撑台底部第二凹槽内铰接连接有踏板，第二凹槽内设有磁铁，磁铁位于踏板上方。

优选地，还包括有橡胶套，摇杆外侧设有橡胶套；优选地，采样瓶呈梯形形状；优选地，钻头材质为金刚石；优选地，第一电机为伺服电机。

本发明还公开了一种森林检测用土壤采样装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)首先制作一矩形且下部开口的支撑台，在支撑台底部左右两侧均开有第二凹槽，在第二凹槽内铰接连接踏板，在踏板上方第二凹槽内设置磁铁，在支撑台内右侧壁设置第一轴承座和第二轴承座，第二轴承座位于第一轴承座下方，在第一轴承座与第二轴承座之间连接丝杆，丝杆上端穿过第一轴承座在上端连接第一锥齿轮。

2)在支撑台右侧壁上设置第三轴承座，在第三轴承座内设置转轴，在转轴左端设置第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，在转轴右端设置摇杆，在摇杆外侧设有橡胶套。

3)在丝杆上设有第一螺母，在第一螺母右端水平设置第一连杆，在第一连杆右侧安装第一电机，将第一电机的输出轴上连接第二连杆，在第二连杆的底部开设第一凹槽，在第二连杆下方设置连接杆，在连接杆顶部设有突块，突块与第一凹槽配合，在第二连杆上开设螺纹口，在螺纹口内设置螺杆，螺杆与螺纹口配合固定突块，在连接杆上设置梯形采样瓶，在采样瓶外侧设置环刀，在连接杆底部设置钻头。

本发明还公开了一种森林检测用土壤采样装置的采样方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在对森林土壤进行采样时，首先将连接杆顶端的突块卡在第二连杆的第一凹槽里，再拧紧螺纹口，在螺杆的配合下固定住连接杆及其下部件。

2)然后启动第一电机顺时针转动，并顺时针摇动摇杆，摇杆顺时针转动带动转轴顺时针转动，转轴顺时针转动带动第二锥齿轮顺时针转动，因为第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，所以第二锥齿轮顺时针转动带动第一锥齿轮顺时针转动，第一锥齿轮顺时针转动带动丝杆顺时针转动，第一螺母及其左部件随之向下运动。

3)在第一电机顺时针转动的同时，第二连杆也随之顺时针转动，第二连杆顺时针转动带动连接杆及其下部件顺时针转动，如此就能使钻头一边旋转一边向下运动，当钻头下降的深度与要采样土壤的深度吻合时，再逆时针摇动摇杆，摇杆逆时针转动带动转轴逆时针转动，第二锥齿轮带动第一锥齿轮逆时针转动，第一锥齿轮逆时针转动带动丝杆逆时针转动，第一螺母及其左部件随之向上运动，土壤落入采样瓶内，当第一螺母及其左部件向上运动到初始位置时，停止逆时针摇动摇杆，关闭第一电机。

4)拧松螺杆，取下连接杆及其下部连接的采样瓶，完成采样。

因为还包括有踏板和磁铁，支撑台底部左右两侧均开有第二凹槽，支撑台底部第二凹槽内铰接连接有踏板，第二凹槽内设有磁铁，磁铁位于踏板上方，操作人员使用本发明对森林土壤进行采样时，操作人员用脚踩在踏板上，如此就能固定住支撑台，使运行更平稳，当不使用本发明对森林土壤进行采样时，操作人员可以用手拨动踏板向上运动，直到磁铁将踏板吸住，使本装置便于携带。

因为还包括有橡胶套，摇杆外侧设有橡胶套，橡胶套可以防止操作人员的手与摇杆过度摩擦而受伤。

因为采样瓶呈梯形形状，当采样瓶向上运动时，就可以很好地将土壤勾入采样瓶内，并且不会破坏土壤结构。

因为钻头材质为金刚石，金刚石具有熔点极高、耐磨、硬度大的特点，延长了钻头的使用年限。

因为第一电机为伺服电机，伺服电机可以更好地控制其转速，使运行更平稳。

本发明占用空间较小，采用摇杆对钻头施以向下的力，并采用第一电机对钻头施以旋转的力，使钻头快速钻进土壤，达到了携带方便、土壤采样速度快、不破坏土壤原有结构的效果。

附图说明

图1为本发明的第一种主视结构示意图。

图2为本发明的第二连杆主视结构示意图。

图3为本发明的连接杆主视结构示意图。

图4为本发明的第二种主视结构示意图。

图5为本发明的第三种主视结构示意图。

附图中的标记为：1-支撑台，2-第一轴承座，3-第二轴承座，4-丝杆，5-第一锥齿轮，6-第三轴承座，7-转轴，8-摇杆，9-第二锥齿轮，10-第一螺母，11-第一连杆，12-第一电机，13-第二连杆，14-采样瓶，15-环刀，16-钻头，17-突块，18-螺纹口，19-螺杆，20-连接杆，21-第一凹槽，22-踏板，23-第二凹槽，24-磁铁，25-橡胶套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1，一种森林检测用土壤采样装置，如图1-5所示，包括有支撑台1、第一轴承座2、第二轴承座3、丝杆4、第一锥齿轮5、第三轴承座6、转轴7、摇杆8、第二锥齿轮9、第一螺母10、第一连杆11、第一电机12、第二连杆13、采样瓶14、环刀15、钻头16、突块17、螺杆19和连接杆20，支撑台1内右侧壁设有第一轴承座2和第二轴承座3，第二轴承座3位于第一轴承座2下方，第一轴承座2与第二轴承座3之间连接有丝杆4，丝杆4上端穿过第一轴承座2，且丝杆4上端连接有第一锥齿轮5，支撑台1右侧壁上设有第三轴承座6，第三轴承座6内连接有转轴7，转轴7左端连接有第二锥齿轮9，第二锥齿轮9与第一锥齿轮5啮合，转轴7右端设有摇杆8，丝杆4上设有第一螺母10，第一螺母10右端水平设有第一连杆11，第一连杆11底部右侧安装有第一电机12，第一电机12的输出轴上连接有第二连杆13，第二连杆13的底部开有第一凹槽21，第二连杆13下方设有连接杆20，连接杆20顶部设有突块17，突块17与第一凹槽21配合，第二连杆13上开有螺纹口18，螺纹口18内设有螺杆19，螺杆19与螺纹口18配合，连接杆20上设有采样瓶14，采样瓶14外侧设有环刀15，连接杆20底部安装有钻头16。

还包括有踏板22和磁铁24，支撑台1底部左右两侧均开有第二凹槽23，支撑台1底部第二凹槽23内铰接连接有踏板22，第二凹槽23内设有磁铁24，磁铁24位于踏板22上方。

还包括有橡胶套25，摇杆8外侧设有橡胶套25；采样瓶14呈梯形形状；钻头16材质为金刚石；第一电机12为伺服电机。

本实施例还公开了一种森林检测用土壤采样装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)首先制作一矩形且下部开口的支撑台1，在支撑台1底部左右两侧均开有第二凹槽23，在第二凹槽23内铰接连接踏板22，在踏板22上方第二凹槽23内设置磁铁24，在支撑台1内右侧壁设置第一轴承座2和第二轴承座3，第二轴承座3位于第一轴承座2下方，在第一轴承座2与第二轴承座3之间连接丝杆4，丝杆4上端穿过第一轴承座2在上端连接第一锥齿轮5。

2)在支撑台1右侧壁上设置第三轴承座6，在第三轴承座6内设置转轴7，在转轴7左端设置第二锥齿轮9，第二锥齿轮9与第一锥齿轮5啮合，在转轴7右端设置摇杆8，在摇杆8外侧设有橡胶套25。

3)在丝杆4上设有第一螺母10，在第一螺母10右端水平设置第一连杆11，在第一连杆11右侧安装第一电机12，将第一电机12的输出轴上连接第二连杆13，在第二连杆13的底部开设第一凹槽21，在第二连杆13下方设置连接杆20，在连接杆20顶部设有突块17，突块17与第一凹槽21配合，在第二连杆13上开设螺纹口18，在螺纹口18内设置螺杆19，螺杆19与螺纹口18配合固定突块17，在连接杆20上设置梯形采样瓶14，在采样瓶14外侧设置环刀15，在连接杆20底部设置钻头16。

本实施例还公开了一种森林检测用土壤采样装置的采样方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在对森林土壤进行采样时，首先将连接杆20顶端的突块17卡在第二连杆13的第一凹槽21里，再拧紧螺纹口18，在螺杆19的配合下固定住连接杆20及其下部件。

2)然后启动第一电机12顺时针转动，并顺时针摇动摇杆8，摇杆8顺时针转动带动转轴7顺时针转动，转轴7顺时针转动带动第二锥齿轮9顺时针转动，因为第二锥齿轮9与第一锥齿轮5啮合，所以第二锥齿轮9顺时针转动带动第一锥齿轮5顺时针转动，第一锥齿轮5顺时针转动带动丝杆4顺时针转动，第一螺母10及其左部件随之向下运动。

3)在第一电机12顺时针转动的同时，第二连杆13也随之顺时针转动，第二连杆13顺时针转动带动连接杆20及其下部件顺时针转动，如此就能使钻头16一边旋转一边向下运动，当钻头16下降的深度与要采样土壤的深度吻合时，再逆时针摇动摇杆8，摇杆8逆时针转动带动转轴7逆时针转动，第二锥齿轮9带动第一锥齿轮5逆时针转动，第一锥齿轮5逆时针转动带动丝杆4逆时针转动，第一螺母10及其左部件随之向上运动，土壤落入采样瓶14内，当第一螺母10及其左部件向上运动到初始位置时，停止逆时针摇动摇杆8，关闭第一电机12。

4)拧松螺杆19，取下连接杆20及其下部连接的采样瓶14，完成采样。

因为还包括有踏板22和磁铁24，支撑台1底部左右两侧均开有第二凹槽23，支撑台1底部第二凹槽23内铰接连接有踏板22，第二凹槽23内设有磁铁24，磁铁24位于踏板22上方，操作人员使用本发明对森林土壤进行采样时，操作人员用脚踩在踏板22上，如此就能固定住支撑台1，使运行更平稳，当不使用本发明对森林土壤进行采样时，操作人员可以用手拨动踏板22向上运动，直到磁铁24将踏板22吸住，使本装置便于携带。

因为还包括有橡胶套25，摇杆8外侧设有橡胶套25，橡胶套25可以防止操作人员的手与摇杆8过度摩擦而受伤。

因为采样瓶14呈梯形形状，当采样瓶14向上运动时，就可以很好地将土壤勾入采样瓶14内，并且不会破坏土壤结构。

因为钻头16材质为金刚石，金刚石具有熔点极高、耐磨、硬度大的特点，延长了钻头16的使用年限。

因为第一电机12为伺服电机，伺服电机可以更好地控制其转速，使运行更平稳。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种森林检测用土壤采样装置，其特征在于，包括有支撑台(1)、第一轴承座(2)、第二轴承座(3)、丝杆(4)、第一锥齿轮(5)、第三轴承座(6)、转轴(7)、摇杆(8)、第二锥齿轮(9)、第一螺母(10)、第一连杆(11)、第一电机(12)、第二连杆(13)、采样瓶(14)、环刀(15)、钻头(16)、突块(17)、螺杆(19)和连接杆(20)，支撑台(1)内右侧壁设有第一轴承座(2)和第二轴承座(3)，第二轴承座(3)位于第一轴承座(2)下方，第一轴承座(2)与第二轴承座(3)之间连接有丝杆(4)，丝杆(4)上端穿过第一轴承座(2)，且丝杆(4)上端连接有第一锥齿轮(5)，支撑台(1)右侧壁上设有第三轴承座(6)，第三轴承座(6)内连接有转轴(7)，转轴(7)左端连接有第二锥齿轮(9)，第二锥齿轮(9)与第一锥齿轮(5)啮合，转轴(7)右端设有摇杆(8)，丝杆(4)上设有第一螺母(10)，第一螺母(10)右端水平设有第一连杆(11)，第一连杆(11)底部右侧安装有第一电机(12)，第一电机(12)的输出轴上连接有第二连杆(13)，第二连杆(13)的底部开有第一凹槽(21)，第二连杆(13)下方设有连接杆(20)，连接杆(20)顶部设有突块(17)，突块(17)与第一凹槽(21)配合，第二连杆(13)上开有螺纹口(18)，螺纹口(18)内设有螺杆(19)，螺杆(19)与螺纹口(18)配合，连接杆(20)上设有采样瓶(14)，采样瓶(14)外侧设有环刀(15)，连接杆(20)底部安装有钻头(16)。

2.根据权利要求1所述的一种森林检测用土壤采样装置，其特征在于，还包括有踏板(22)和磁铁(24)，支撑台(1)底部左右两侧均开有第二凹槽(23)，支撑台(1)底部第二凹槽(23)内铰接连接有踏板(22)，第二凹槽(23)内设有磁铁(24)，磁铁(24)位于踏板(22)上方。

3.根据权利要求1所述的一种森林检测用土壤采样装置，其特征在于，还包括有橡胶套(25)，摇杆(8)外侧设有橡胶套(25)。

4.根据权利要求1所述的一种森林检测用土壤采样装置，其特征在于，采样瓶(14)呈梯形形状。

5.根据权利要求1所述的一种森林检测用土壤采样装置，其特征在于，钻头(16)材质为金刚石。

6.根据权利要求1所述的一种森林检测用土壤采样装置，其特征在于，第一电机(12)为伺服电机。

7.根据权利要求1-6所述的一种森林检测用土壤采样装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)首先制作一矩形且下部开口的支撑台(1)，在支撑台(1)底部左右两侧均开有第二凹槽(23)，在第二凹槽(23)内铰接连接踏板(22)，在踏板(22)上方第二凹槽(23)内设置磁铁(24)，在支撑台(1)内右侧壁设置第一轴承座(2)和第二轴承座(3)，第二轴承座(3)位于第一轴承座(2)下方，在第一轴承座(2)与第二轴承座(3)之间连接丝杆(4)，丝杆(4)上端穿过第一轴承座(2)在上端连接第一锥齿轮(5)；

2)在支撑台(1)右侧壁上设置第三轴承座(6)，在第三轴承座(6)内设置转轴(7)，在转轴(7)左端设置第二锥齿轮(9)，第二锥齿轮(9)与第一锥齿轮(5)啮合，在转轴(7)右端设置摇杆(8)，在摇杆(8)外侧设有橡胶套(25)；

3)在丝杆(4)上设有第一螺母(10)，在第一螺母(10)右端水平设置第一连杆(11)，在第一连杆(11)右侧安装第一电机(12)，将第一电机(12)的输出轴上连接第二连杆(13)，在第二连杆(13)的底部开设第一凹槽(21)，在第二连杆(13)下方设置连接杆(20)，在连接杆(20)顶部设有突块(17)，突块(17)与第一凹槽(21)配合，在第二连杆(13)上开设螺纹口(18)，在螺纹口(18)内设置螺杆(19)，螺杆(19)与螺纹口(18)配合固定突块(17)，在连接杆(20)上设置梯形采样瓶(14)，在采样瓶(14)外侧设置环刀(15)，在连接杆(20)底部设置钻头(16)。

8.根据权利要求1-7所述的一种森林检测用土壤采样装置的采样方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在对森林土壤进行采样时，首先将连接杆(20)顶端的突块(17)卡在第二连杆(13)的第一凹槽(21)里，再拧紧螺纹口(18)，在螺杆(19)的配合下固定住连接杆(20)及其下部件；

2)然后启动第一电机(12)顺时针转动，并顺时针摇动摇杆(8)，摇杆(8)顺时针转动带动转轴(7)顺时针转动，转轴(7)顺时针转动带动第二锥齿轮(9)顺时针转动，因为第二锥齿轮(9)与第一锥齿轮(5)啮合，所以第二锥齿轮(9)顺时针转动带动第一锥齿轮(5)顺时针转动，第一锥齿轮(5)顺时针转动带动丝杆(4)顺时针转动，第一螺母(10)及其左部件随之向下运动；

3)在第一电机(12)顺时针转动的同时，第二连杆(13)也随之顺时针转动，第二连杆(13)顺时针转动带动连接杆(20)及其下部件顺时针转动，如此就能使钻头(16)一边旋转一边向下运动，当钻头(16)下降的深度与要采样土壤的深度吻合时，再逆时针摇动摇杆(8)，摇杆(8)逆时针转动带动转轴(7)逆时针转动，第二锥齿轮(9)带动第一锥齿轮(5)逆时针转动，第一锥齿轮(5)逆时针转动带动丝杆(4)逆时针转动，第一螺母(10)及其左部件随之向上运动，土壤落入采样瓶(14)内，当第一螺母(10)及其左部件向上运动到初始位置时，停止逆时针摇动摇杆(8)，关闭第一电机(12)；

4)拧松螺杆(19)，取下连接杆(20)及其下部连接的采样瓶(14)，完成采样。