CN108267333B - 一种工业废水污染土壤定位采样装置 - Google Patents

Abstract

一种工业废水污染土壤定位采样装置，涉及环保检测技术领域，包括取样机构，取样机构包括安装主板，安装主板设有取样抓取组件，所述安装主板上部设有上置板，所述上置板上设有样品推动方孔，所述上置板上设有土壤推动机构，所述样品推动方孔下侧设有样品盒推动机构、样品盒移动机构和样品盒导向机构，样品盒导向机构下侧设有取样定位组件。本发明利用取样组件实现了土壤的抓取、定位传送及样品盒的取样填装。取样抓取组件的设计，利用偏心机构实现了土壤抓取，利用齿条进行土壤顶起，方便土壤推送机构推动至样品推动方孔中。取样定位机构利用齿轮配合实现了抓取定位的同时进行，设计巧妙成本低廉。

Description

一种工业废水污染土壤定位采样装置

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体地说是一种工业废水污染土壤定位采样装置。

背景技术

目前人们对环保越来越重视，但是在一些偏远地区还是存在一些污染企业夜晚排放废水导致河流湖泊变黑、鱼虾死亡。这些废水中含有大量有毒物质，例如强酸强碱或重金属废弃物。人们要想对上述污染过的河流湖泊及岸边的田地进行治理，势必得对相关位置进行取样分析其中的化学成分，但是目前取样采取的方法多为人工前往，这些地方对人体危害很大，且气味难闻，地处于淤泥浅滩在里面寸步难行，甚至陷入其中出现生命危险。目前市场上也没有类似自动化取样设备出现。

发明内容

针对取样污染土壤过程中存在的诸多问题,本发明提供一种工业废水污染土壤定位采样装置，可以利用设备实现自动化取样，无需人们前往。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种工业废水污染土壤定位采样装置，包括一驱动机构，所述驱动机构周边设有浮体，所述驱动机构一侧设有取样机构，所述取样机构包括安装主板，所述安装主板一侧设有取样抓取组件，所述安装主板上部设有上置板，所述上置板上设有样品推动方孔，所述上置板上设有土壤推动机构，所述样品推动方孔下侧设有样品盒推动机构、样品盒移动机构和样品盒导向机构，样品盒导向机构下侧设有取样定位组件。

进一步地，所述取样抓取机构包括转动轴、长连杆、套筒、左爪、右爪、导向轮、导向杆、齿条和上导向块，所述中部盘内部安装有中部电机，所述中部电机的输出轴连接有转动轴，所述转动轴上垂直连接有长连杆，所述长连杆末端设有一套筒，所述套筒内滑动配合有导向杆，所述导向杆端部铰接有导向轮，所述转动轴设置在偏离中部盘中心的位置，所述导向杆通过连杆机构与上导向块相连接，所述上导向块连接有齿条，所述套筒上开口设有左爪和右爪，所述齿条分别与左爪和右爪相啮合。

进一步地，所述取样定位机构包括小齿轮、大齿轮、封口环、下料管、短杆及圆柱杆，小齿轮与中部电机的输出轴相连接，在安装主板上转动连接有大齿轮，所述大齿轮与小齿轮相啮合，所述大齿轮包括若干容料腔，每个容料腔各设有一个溢料管，在大齿轮的外侧设有一用于封闭溢料管的封口环，所述封口环上设有一下料口，所述下料口下侧设有下料管，所述封口环上设有多个用于和安装主板固定的圆柱杆和短杆。

进一步地，所述土壤推动机构包括第一气缸、第二气缸、中部连杆及回推板，所述第一气缸与第二气缸分别处于样品推动方孔两侧，所述第一气缸的伸缩杆和第二气缸的伸缩杆通过中部连杆相连接，所述中部连杆上设有一回推板。

进一步地，，所述连杆机构包括上置杆、下置杆、第一弹簧、第一连杆、第二连杆、第三连杆及第四连杆，上导向块下侧设有上置杆，导向杆上端部设有下置杆，所述上置杆与下置杆之间设有第一弹簧，上置杆一端铰接有第二连杆，第二连杆铰接在第一连杆上，第一连杆铰接在下置杆一端，上置杆另一端铰接有第四连杆，第四连杆铰接有第三连杆，第三连杆铰接在下置杆另一端。

进一步地，所述大齿轮与小齿轮的齿数比数量等于大齿轮内的容料腔数量。

进一步地，所述样品盒推动机构包括成盒筒和推动气缸，所述成盒筒安装在安装主板一侧，所述成盒筒包括外壳、第二弹簧、顶板和样品盒，所述外壳底部设有多个第二弹簧，所述第二弹簧上侧连接有顶板，所述顶板上放置有多个样品盒，在成盒筒一侧设有推动气缸。

进一步地，所述样品盒移动机构包括主动轮、从动轮和传送带，所述主动轮、从动轮均安装在安装主板上，主动轮通过传送带与从动轮相连接，所述主动轮连接有传送带电机。

进一步地，所述样品盒导向机构包括放置弧板，所述放置弧板包括一竖直板、一弧形板及一水平板，所述竖直板、弧形板及水平板可由一直板弯曲形成，在竖直板、弧形板及水平板远离安装主板一侧设置有一高度大于等于样品盒高度的护板。

进一步地，所述驱动机构包括汽油机，所述汽油机连接有螺旋桨。

进一步地，所述驱动机构包括一陆地行走机构，所述陆地行走机构包括底盘，所述底盘上设有行走轮，所述行走轮连接有电机。

本发明的有益效果是：

本发明利用取样组件实现了土壤的抓取、定位传送及样品盒的取样填装。整个过程完全自动化，避免人们出现安全事故。取样抓取组件的设计，利用偏心机构实现了土壤抓取，还能利用齿条进行土壤的顶起，方便土壤推送机构的推动至样品推动方孔中。取样定位机构利用齿轮配合实现了抓取定位的同时进行，设计巧妙成本低廉。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图；

图2为取样组件第一角度的三维结构示意图；

图3为取样组件第二角度的三维结构示意图；

图4为取样组件的主视图；

图5为取样抓取机构的三维结构示意图；

图6为取样抓取机构的剖视图；

图7为取样定位机构的三维结构示意图；

图8为取样定位机构的剖视图；

图9为盛盒筒的剖视图；

图10为图6中A处的局部放大图。

图中：1浮体，2驱动机构，

31安装主板，32导向槽，33中部盘，34连接杆，35上置板，36样品推动方孔，

41转动轴，42长连杆，43套筒，44左爪，45右爪，46导向轮，47导向杆，48齿条，49上导向块，410上置杆，411下置杆，412第一弹簧，413第一连杆，414第二连杆，415第三连杆，416第四连杆，

51第一气缸，52第二气缸，53中部连杆，54回推板，

61小齿轮，62大齿轮，63封口环，64下料管，65短杆，66圆柱杆，621容料腔，622溢料管，631下料口，

71主动轮，72从动轮，73传送带，74盛盒筒，75推动气缸，76放置弧板，741外壳，742第二弹簧，743顶板，744样品盒。

具体实施方式

如图1至图10所示，该工业废水污染土壤定位采样装置包括一驱动机构2，所述驱动机构周边设有避免设备下沉的浮体1，利用浮体提升整个装置的浮力，避免设备陷落在浅滩、淤泥中。该驱动机构可包括有汽油机或柴油机，所述汽油机或柴油机连接有螺旋桨，汽油机柴油机驱动螺旋桨把水或淤泥压向后方，利用反冲力，使设备前进。

进一步地，所述驱动机构还包括有一可高度调节的陆地行走机构，所述陆地行走机构包括高度可调节的底盘，所述底盘上设置有行走轮，所述行走轮连接有电机。电机通过驱动行走轮实现整个设备的前行。

在驱动机构一侧设有取样组件，所述取样组件包括安装主板31、取样抓取组件和取样定位组件，所述安装主板中部设有一圆孔，所述圆孔周边设有多个连接杆34，多个所述连接杆连接有一中部盘33，所述中部盘与圆孔同轴心且中部盘直径小于圆孔直径。中部盘与安装主板之间形成一导向槽32，所述安装主板上设有用于土壤样品抓取的取样抓取组件。

所述取样抓取组件包括转动轴41、长连杆42、套筒43、左爪44、右爪45、导向轮46、导向杆47、齿条48及上导向块49，所述中部盘内部安装有中部电机，所述中部电机的输出轴连接有转动轴41，所述转动轴上垂直连接有长连杆，所述长连杆末端设有一套筒43，所述套筒内滑动配合有导向杆47，所述导向杆端部铰接有导向轮46，所述导向轮可围绕导向槽不断的转动，当中部电机带动长连杆转动时，导向轮也随之在导向槽内移动。所述转动轴设置在偏离中部盘中心的位置，这种设计就形成了偏心机构，导向轮在导向槽内的位置不同，导向杆上端部相对于套筒的位置有所不同，其中当导向杆的上端部竖直向上时，导向杆上端部离套筒上开口最近。当导向杆转动至竖直向下时，导向杆上端部离套筒上开口最远。

如图5、图6及图10所示，所述导向杆通过连杆机构与上导向块49相连接，所述上导向块连接有齿条48，所述套筒上开口设有左爪44和右爪45，所述齿条分别与左爪44和右爪45相啮合，当齿条竖直方向移动时，齿条能够带动左爪和右爪的开合。

所述连杆机构包括上置杆410、下置杆411、第一弹簧412、第一连杆413、第二连杆414、第三连杆415及第四连杆416，

上导向块下侧设有上置杆410，导向杆上端部设有下置杆411，所述上置杆与下置杆之间设有第一弹簧412，上置杆一端铰接有第二连杆，第二连杆铰接在第一连杆上，第一连杆铰接在下置杆一端，上置杆另一端铰接有第四连杆，第四连杆铰接有第三连杆，第三连杆铰接在下置杆另一端。

当该装置进行污染土壤取样时，中部电机转动，带动上连杆围绕转动轴转动，进而将导向杆逐渐移动至导向轮相对在上，导向杆竖直在下的状态，在此过程中导向杆的上端部是逐渐远离套筒上端部的。如图10所示，首先导向杆会逐渐远离上导向块，此时第一弹簧逐渐由压缩、恢复原状变为拉伸的过程。而因此存在连杆机构，导向杆并不会带动上导向块的移动，从而不改变左爪和右爪的相对状态，此时左爪和右爪还是处于张开的状态，随着导向杆继续转动，此时第一连杆、第二连杆成一条直线，第三连杆、第四连杆成一条直线，弹簧变为拉伸状态，导向杆开始带动上导向块向下移动，使得齿条向下移动，从而左爪和右爪开始闭合，从而将污染土壤抓取在左爪和右爪之间。

假设本装置的长连杆是逆时针转动，当导向杆继续转动时，导向杆不再拉动上导向块向着远离套筒上口的方向移动，导向杆靠近上导向块，使得第一弹簧由拉伸状态逐渐变为恢复原状、压缩状态，而第一连杆、第二连杆也会变为成一定夹角后，然后重叠为一直线的状态，当导向杆移动至导向轮在下，导向杆竖直向上状态时，导向杆顶着上导向块带动上导向块向上移动，使得齿条与左爪和右爪发生变化，从而左爪和右爪张开，而齿条的上端部为平面，也会顶起污染土壤一定高度，完成污染土壤的采用工作。

所述中部盘顶部设有一上置板35，所述上置板中部设有一样品推动方孔36，用于将污染土壤推送至处于样品推动方孔下侧的样品盒744中。

所述上置板上设有一可将取样抓取组件抓取的污染土壤推送至样品推动方孔中的土壤推动机构，所述土壤推动机构包括第一气缸51、第二气缸52、中部连杆53及回推板54，所述第一气缸与第二气缸分别处于样品推动方孔两侧，所述第一气缸的伸缩杆和第二气缸的伸缩杆通过中部连杆相连接，所述中部连杆上设有一回推板54，当导向杆尚未转动至竖直向上状态时，第一气缸、第二气缸伸出，当导向杆转动至如图1、图2所处状态时，第一气缸、第二气缸回缩，使得回推板将污染土壤带回至样品推动方孔中。

如图3和图4所示，在上置板下侧设有样品盒推动机构、样品盒移动机构和样品盒导向机构。所述样品盒推动机构包括成盒筒74和推动气缸75，如图9所示，所述成盒筒安装在安装主板一侧，所述成盒筒包括外壳741、第二弹簧742、顶板743和样品盒744，所述外壳741底部设有多个第二弹簧，所述第二弹簧上侧连接有顶板，所述顶板上放置有多个样品盒。在第二弹簧的作用下，顶板挤压样品盒使得处于最上层的样品盒紧密靠在上置板下表面，在成盒筒一侧设有推动气缸75，所述推动气缸可将样品盒推至样品盒移动机构的传送带73上。

所述样品盒移动机构包括主动轮71、从动轮72和传送带73，所述主动轮、从动轮均安装在安装主板上，主动轮通过传送带与从动轮相连接，所述主动轮连接有传送带电机，通过传动带电机驱动主动轮，从而实现传送带的传送。

在样品盒移动机构侧面设有样品盒导向机构，所述样品盒导向机构包括放置弧板76，所述放置弧板包括一竖直板、一弧形板及一水平板，所述竖直板、弧形板及水平板可由一板弯曲形成。在竖直板、弧形板及水平板远离安装主板一侧设置有一高度大于等于样品盒高度的护板。

所述安装主板上还设有取样定位组件，所述取样定位组件处于样品盒导向机构的正下方。

所述取样定位机构包括小齿轮61、大齿轮62、封口环63、下料管64、短杆65及圆柱杆66，如图3、图4、图7和图8所示，其中小齿轮与中部电机的输出轴相连接，小齿轮的转动速度与长连杆的转动速度相同。

在安装主板上转动连接有大齿轮，所述大齿轮与小齿轮相啮合，所述大齿轮包括若干容料腔621，每个容料腔各设有一个溢料管622，容料腔内设有不同颜色的涂料，用于取样点的定位使用。

在大齿轮的外侧设有一用于封闭溢料管的封口环63，所述封口环上设有一下料口631，用于涂料的下料。当小齿轮每转动一圈，代表取样抓取组件抓取一个样品点，那么大齿轮转动一格，此时溢料管转动至下料口631正上方，涂料从该处落出、所述下料口下侧设有下料管64，涂料经过溢料管、下料口落入下料管中，下料管距离地面一定距离，能够避免涂料在下料过程中受到其他外力作用造成涂料的分散。

所述封口环63上设有多个用于和安装主板固定的圆柱杆和短杆。

所述大齿轮与小齿轮的齿数比数量等于大齿轮内的容料腔数量。

工作原理，在驱动机构的带动下，该设备移动至被污染的淤泥浅滩中，然后中部电机转动，带动导向杆的转动，从而进行土壤的转动取样，与此同时，中部电机带动小齿轮转动，大齿轮也随之转动，将涂料落入下料管中进行定位。土壤采用完成后，土壤推动机构推动土壤至样品推送方孔中，土壤落入样品推动方孔下侧的样品盒中，然后样品盒被样品盒移动机构传送至样品盒导向机构中。此时样品盒推动机构利用推动气缸继续推送样品盒至传送带上。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (9)

1.一种工业废水污染土壤定位采样装置，包括一驱动机构，所述驱动机构周边设有浮体，其特征是，所述驱动机构一侧设有取样机构，所述取样机构包括安装主板，所述安装主板一侧设有取样抓取组件，所述安装主板上部设有上置板，所述上置板上设有样品推动方孔，所述上置板上设有土壤推动机构，所述样品推动方孔下侧设有样品盒推动机构、样品盒移动机构和样品盒导向机构，样品盒导向机构下侧设有取样定位组件，

所述安装主板中部设有一圆孔，所述圆孔周边设有多个连接杆，多个所述连接杆连接有一中部盘，所述中部盘与圆孔同轴心且中部盘直径小于圆孔直径，中部盘与安装主板之间形成一导向槽，

所述取样抓取机构包括转动轴、长连杆、套筒、左爪、右爪、导向轮、导向杆、齿条和上导向块，所述中部盘内部安装有中部电机，所述中部电机的输出轴连接有转动轴，所述转动轴上垂直连接有长连杆，所述长连杆末端设有一套筒，所述套筒内滑动配合有导向杆，所述导向杆端部铰接有导向轮，所述导向轮围绕导向槽不断的转动，所述转动轴设置在偏离中部盘中心的位置，所述导向杆通过连杆机构与上导向块相连接，所述上导向块连接有齿条，所述套筒上开口设有左爪和右爪，所述齿条分别与左爪和右爪相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种工业废水污染土壤定位采样装置，其特征是，所述取样定位机构包括小齿轮、大齿轮、封口环、下料管、短杆及圆柱杆，小齿轮与中部电机的输出轴相连接，在安装主板上转动连接有大齿轮，所述大齿轮与小齿轮相啮合，所述大齿轮包括若干容料腔，每个容料腔各设有一个溢料管，在大齿轮的外侧设有一用于封闭溢料管的封口环，所述封口环上设有一下料口，所述下料口下侧设有下料管，所述封口环上设有多个用于和安装主板固定的圆柱杆和短杆。

3.根据权利要求1所述的一种工业废水污染土壤定位采样装置，其特征是，所述土壤推动机构包括第一气缸、第二气缸、中部连杆及回推板，所述第一气缸与第二气缸分别处于样品推动方孔两侧，所述第一气缸的伸缩杆和第二气缸的伸缩杆通过中部连杆相连接，所述中部连杆上设有一回推板。

4.根据权利要求2所述的一种工业废水污染土壤定位采样装置，其特征是，所述土壤推动机构包括第一气缸、第二气缸、中部连杆及回推板，所述第一气缸与第二气缸分别处于样品推动方孔两侧，所述第一气缸的伸缩杆和第二气缸的伸缩杆通过中部连杆相连接，所述中部连杆上设有一回推板。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种工业废水污染土壤定位采样装置，其特征是，所述连杆机构包括上置杆、下置杆、第一弹簧、第一连杆、第二连杆、第三连杆及第四连杆，上导向块下侧设有上置杆，导向杆上端部设有下置杆，所述上置杆与下置杆之间设有第一弹簧，上置杆一端铰接有第二连杆，第二连杆铰接在第一连杆上，第一连杆铰接在下置杆一端，上置杆另一端铰接有第四连杆，第四连杆铰接有第三连杆，第三连杆铰接在下置杆另一端。

6.根据权利要求2或4所述的一种工业废水污染土壤定位采样装置，其特征是，所述大齿轮与小齿轮的齿数比数量等于大齿轮内的容料腔数量。

7.根据权利要求5所述的一种工业废水污染土壤定位采样装置，其特征是，所述样品盒推动机构包括成盒筒和推动气缸，所述成盒筒安装在安装主板一侧，所述成盒筒包括外壳、第二弹簧、顶板和样品盒，所述外壳底部设有多个第二弹簧，所述第二弹簧上侧连接有顶板，所述顶板上放置有多个样品盒，在成盒筒一侧设有推动气缸。

8.根据权利要求7所述的一种工业废水污染土壤定位采样装置，其特征是，所述样品盒移动机构包括主动轮、从动轮和传送带，所述主动轮、从动轮均安装在安装主板上，主动轮通过传送带与从动轮相连接，所述主动轮连接有传送带电机。

9.根据权利要求8所述的一种工业废水污染土壤定位采样装置，其特征是，所述样品盒导向机构包括放置弧板，所述放置弧板包括一竖直板、一弧形板及一水平板，所述竖直板、弧形板及水平板可由一直板弯曲形成，在竖直板、弧形板及水平板远离安装主板一侧设置有一高度大于等于样品盒高度的护板。

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