CN108731969B - 一种土壤取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及取样装置技术领域，具体涉及一种土壤取样装置，包括支撑架、活塞件、助力装置和具有上下两个开口的采样管；所述采样管竖直设置在所述支撑架上，所述采样管与所述支撑架螺纹连接并可竖向移动，所述活塞件穿插在所述采样管内。有益效果：本发明可以利用螺旋刀片控制采样管旋转进入土层中，省时省力。本发明采样管采用双腔设计、分段采样，控制活塞件的移动范围，可设计不同的采样深度，利用助力装置助力推动活塞件向脱离采样管的方向移动，不仅能使采样过程中土壤顺利进入采集腔内不用额外控制活塞件，还能使进入采集腔内的土壤在一定大小的负压作用下被吸住，不轻易从采集腔内掉落，保持土壤样品的完整性，保证测试结果准确。

Description

一种土壤取样装置

技术领域

本发明涉及取样装置技术领域，具体涉及一种土壤取样装置。

背景技术

采集土壤并对采集到的土壤进行分析后可获取理化生性质、组分含量等，土壤采集工作具有重要意义，例如研究农业生产、土壤污染治理、动农作物研究等。

在农业领域，农作物生长需要良好的土壤环境，不同的农作物或同一种农作物在不同生长阶段对土壤环境的需求也不一样，通过检测土壤中的温度、水分含量、酸碱度的变化，可以帮助人们及时了解土壤基本情况的变化，判断出土壤中农作物生长是否急需水分或添加酸碱性肥料，对农作物生长环境的温度变化信息的及时获取，能够防止天气突然降温和升温对农作物造成的伤害，从而保证农作物在一个比较理想的土壤环境中生长，达到增产增收。

现有的土壤取样设备一般是利用铲子或取土装置人工进行直接推进土壤取样，这种取样方式不仅费时费力，而且取样深度较浅，不利于土壤成分的分析，对土壤取样深度不能有效的进行控制或测量。例如中国专利CN107449630A公开的一种直接推进土壤取样的装置及其取样方法，包括外钻杆金额位于外钻杆下端的第一切削钻头，外钻杆为空心管，内部设有表层土壤取样台或者深层土壤取样器，表层土壤取样器包括内钻杆、位于内钻杆下端的第二切削钻头以及内钻杆内部的第二取样管。采用该装置进行土壤取样时，采用直压式取样将装置推进至土壤内部，整个过程费时费力。且在土壤样本取出阶段容易导致泥土掉落，影响测试。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种土壤取样装置。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种土壤采样装置，包括支撑架、活塞件、助力装置和具有上下两个开口的采样管；所述采样管竖直设置在所述支撑架上，所述采样管与所述支撑架螺纹连接并可竖向移动，所述活塞件穿插在所述采样管内；所述采样管的内壁上设有一卡位环，卡位环将所述采样管的内腔分隔形成一定位腔和一采集腔，采集腔位于所述定位腔的下方；所述活塞件包括推拉杆和与所述推拉杆一端相连的活塞头，所述推拉杆贯穿所述定位腔和采集腔，所述活塞头位于所述采集腔内并与所述采集腔的内壁密封配合，所述活塞头在所述推拉杆带动下可于所述采集腔内上下移动；所述定位腔的腔壁上沿所述推拉杆的移动方向设有若干定位孔，所述推拉杆上设有定位件，定位件在所述推拉杆的驱动下移动至相应位置处后与所述定位孔定位配合；所述助力装置设置于所述定位腔内并与所述推拉杆相连，所述助力装置用于使所述推拉杆向上运动；所述采样管于所述采集腔所对应的外壁上环绕设有螺旋刀片。

优选的，所述定位件包括固定杆，固定杆的一端固定设置在所述推拉杆上，另一端设有受挤压而向管内弯曲变形的定位部，定位部的端头大小与所述定位孔的孔径相配。

优选的，所述采样管上于所述定位孔对应处设有一长条形的挤压件，挤压件的一端贯穿所述采样管的管壁后通入所述定位孔内，另一端位于所述采样管4外并设有按压块，所述挤压件用于将进入所述定位孔的所述定位部的端头挤压至所述定位腔内。

优选的，所述助力装置包括固定件和弹性件，所述固定件固定设置在所述推拉杆上，所述弹性件一端与所述固定件连接，另一端与所述卡位环连接。

优选的，所述采样管围绕其上端开口边缘设置一旋柄，所述采样管在所述旋柄控制下转动并向上或向下移动。

优选的，所述推拉杆的上端设置一推拉手把，推拉手把的直径大于所述采样管的管径。

优选的，所述支撑架包括水平尺板，所述采样管贯穿所述水平尺板设置，并与所述水平尺板螺纹连接。

优选的，所述支撑架还包括两个支撑托杆，所述水平尺板的底部与两支撑托杆的上端固定连接。

优选的，所述支撑架还包括一升降杆和一连接轴承，连接轴承位于所述水平尺板的下方，且连接轴承套接在所述采样管上，所述升降杆的一端与所述连接轴承固定连接，另一端与所述支撑托杆滑动连接。

优选的，所述采样管设有轴承卡接部，所述连接轴承套接在所述轴承卡接部上，所述轴承卡接部位于所述螺旋刀片的上方。

优选的，所述采样管的下管口的直径小于所述活塞头的直径，且所述采样管的下管口呈锥形。

本发明与现有技术相比，有益效果是：本发明可以利用螺旋刀片控制采样管旋转进入土层中，省时省力。本发明采样管采用双腔设计、分段采样，控制活塞件的移动范围，可设计不同的采样深度，利用助力装置助力推动活塞件向脱离采样管的方向移动，不仅能使采样过程中土壤顺利进入采集腔内不用额外控制活塞件，还能使进入采集腔内的土壤在一定大小的负压作用下被吸住，不轻易从采集腔内掉落，保持土壤样品的完整性，保证测试结果准确。通过定位件和定位孔配合使活塞件固定，取样完成后，只需使定位件脱离定位孔，推动推拉杆将土壤样品推出，整个过程轻松简单，效率高。另外，需要测试不同深度的土壤理化生性质时，通过水平尺板，可使取样时调整整个装置的水平状态。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的取样时的结构示意图；

图3是本发明的采样管结构示意图；

图4是本发明采集第一段土壤样品时的结构示意图；

图5是本发明采集第二段土壤样品时的结构示意图；

图6是图4的局部放大图。

图中：1支撑架，2活塞件，3助力装置，4采样管，5卡位环，6定位腔，7采集腔，8推拉杆，9活塞头，10定位件，11定位孔，11-1第一定位孔，11-2第二定位孔，12螺旋刀片，13固定杆，14定位部，15挤压件，16按压块，17固定件，18弹性件，19旋柄，20推拉手把，21水平尺板，22支撑托杆，23升降杆，24连接轴承，25轴承卡接部，26平底托盘。

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1~6，本发明实施例中，一种土壤采样装置，包括支撑架1、活塞件2、助力装置3和具有上下两个开口、圆筒状的采样管4。所述采样管4竖直安装在所述支撑架1上，所述采样管4与所述支撑架1螺纹连接。所述采样管4于所述采集腔7所对应的外壁上环绕设有螺旋刀片12；所述采样管4围绕其上端开口边缘设置一旋柄19，所述采样管4在所述旋柄19控制下转动并向上或向下边旋转边移动，从而通过螺旋刀片12进入土层中。

所述采样管4的内壁上设有一卡位环5，卡位环5将所述采样管4的内腔分隔形成一定位腔6和一采集腔7，采集腔7位于所述定位腔6的下方。

所述活塞件2穿插在所述采样管4内；所述活塞件2包括推拉杆8和与所述推拉杆8一端相连的活塞头9，所述推拉杆8贯穿所述定位腔6和采集腔7，所述活塞头9位于所述采集腔7内并与所述采集腔7的内壁密封配合，所述推拉杆8的上端设置一推拉手把20，推拉手把20的直径大于所述采样管4的管径。所述活塞头9在所述推拉杆8带动下可于所述采集腔7内上下移动。

所述定位腔6的腔壁上沿所述推拉杆8的移动方向设有四个定位孔11，分别为两个对称设置的第一定位孔11-1和两个对称设置的第二定位孔11-2，第二定位孔11-2位于第一定位孔11-1的上方，所述推拉杆8上设有定位件10，定位件10在所述推拉杆8的驱动下移动至相应位置处后与所述定位孔11定位配合；所述助力装置3设置于所述定位腔6内并与所述推拉杆8相连，所述助力装置3用于使所述推拉杆8向上运动。本实施例中，助力装置3将推拉杆8向上推动卡在第一定位孔11-1处，此时定位件10与第一定位孔11-1卡住不动。此时，土壤进入采集腔7内不会充满整个采集腔7，采集完成第一段土壤样本。

具体的，所述定位件10包括固定杆13，固定杆13的一端固定设置在所述推拉杆8上，另一端设有受挤压而向管内弯曲变形的定位部14，定位部14的端头大小与所述定位孔11的孔径相配。定位部14的端头可以是弧形头。

所述采样管4上于每个定位孔11对应处设有一长条形的挤压件15，挤压件15的一端贯穿所述采样管4的管壁后通入所述定位孔11内，另一端位于所述采样管4外并设有按压块16，所述挤压件15用于将进入所述定位孔11的所述定位部14的端头挤压至所述定位腔6内。采集完第一段土壤样本后继续采集第二段土壤样本，只需按压所述按压块16，推动挤压件15对所述定位件10的定位部14施加一个作用力，使定位部14的端头滑出定位孔11-1，从而使推拉杆8继续向上运动，当定位件10随推拉杆8向上滑动时，其定位部14滑入第二定位孔11-2进行定位固定，从而在采样管4向下移动的过程中能轻松的吸入土壤样品，完成采集工作。

本实施例中，当定位件10未与定位孔11卡接时，按压块16未触碰到定位部14，此时的按压块16嵌入在所述采样管4的管壁上，当定位件10的定位部14顶触所述定位件10，按压块16也随之被顶出采样管4的管壁的凹槽外。

所述助力装置3包括固定件17和弹性件18，所述固定件17固定设置在所述推拉杆8上，所述弹性件18一端与所述固定件17连接，另一端与所述卡位环5连接。本实施例中弹性件18为压缩弹簧

所述支撑架1包括水平尺板，所述采样管4贯穿所述水平尺板21设置，并与所述水平尺板21螺纹连接。所述支撑架1还包括两个支撑托杆22，所述水平尺板21的底部与两支撑托杆22的上端固定连接。

所述支撑架1还包括一升降杆23和一连接轴承24，连接轴承24位于所述水平尺板21的下方，且连接轴承24套接在所述采样管4上，所述升降杆23的一端与所述连接轴承24固定连接，另一端与其中一个支撑托杆22滑动连接。所述采样管4设有轴承卡接部25，所述连接轴承24套接在所述轴承卡接部25上。所述采样管4位于轴承卡接部25的上方的管壁上设置螺纹，与所述水平尺板21螺纹连接。所述螺旋刀片12位于所述轴承卡接部25的下方。

所述支撑托杆22的底端还可以设置平底托盘26，以适应不同的地势使装置更稳定。

本实施例中，其中一个支撑托杆22上至上而下设置有标尺，用于方便观察升降杆23在标尺上的位置以测得采样的深度。

本发明的工作原理：采样之前，通过观察水平尺板上的水滴偏向，使装置放置水平。用户对推拉手把20施加向下的作用力推动推拉杆8，使活塞头9推至采样管4的底部开口处，排空采集腔7内的空气，先将采样管4底端插入泥土中，后放开推拉手把20，转动旋柄19开始采样。此时，推拉杆8在助力装置3的作用下向上移动，驱动定位件10，使其定位部14先与第一定位孔11-1卡接，使采集腔7内留出采集第一段土壤样品的空间，此空间中，具有较小的空气压，使土壤更轻易的进入该第一段空间内。采集完第一段土壤样本后继续采集第二段土壤样本，只需按压所述按压块16，推动挤压件15对所述定位件10的定位部14施加一个作用力，使定位部14的端头滑出定位孔11-1，从而使推拉杆8继续向上运动，当定位件10随推拉杆8向上滑动时，其定位部14滑入第二定位孔11-2进行定位固定，此时活塞头9正好顶触到卡位环5上。从而在采样管向下移动的过程中能轻松的吸入土壤样品，完成采集工作。此时拔出采样管4，由于负压作用，土壤样品不会轻易从采集腔7内散落，具有充足的时间对样品进行收集。收集时，只需按压按压块16，使推动挤压件15对所述定位件10的定位部14施加一个作用力，使定位部14的端头滑出定位孔11-2，从而可以推动推拉手把20驱动推拉杆8将土壤样品挤出，且能保证整个土壤样品的完整形。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种土壤采样装置，其特征在于，包括支撑架(1)、活塞件(2)、助力装置(3)和具有上下两个开口的采样管(4)；所述采样管(4)竖直设置在所述支撑架(1)上，所述采样管(4)与所述支撑架(1)螺纹连接并可竖向移动，所述活塞件(2)穿插在所述采样管(4)内；所述采样管(4)的内壁上设有一卡位环(5)，卡位环(5)将所述采样管(4)的内腔分隔形成一定位腔(6)和一采集腔(7)，采集腔(7)位于所述定位腔(6)的下方；所述活塞件(2)包括推拉杆(8)和与所述推拉杆(8)一端相连的活塞头(9)，所述推拉杆(8)贯穿所述定位腔(6)和采集腔(7)，所述活塞头(9)位于所述采集腔(7)内并与所述采集腔(7)的内壁密封配合，所述活塞头(9)在所述推拉杆(8)带动下可于所述采集腔(7)内上下移动；所述定位腔(6)的腔壁上沿所述推拉杆(8)的移动方向设有若干定位孔(11)，所述推拉杆(8)上设有定位件(10)，定位件(10)在所述推拉杆(8)的驱动下移动至相应位置处后与所述定位孔(11)定位配合；所述助力装置(3)设置于所述定位腔(6)内并与所述推拉杆(8)相连，所述助力装置(3)用于使所述推拉杆(8)向上运动；所述采样管(4)于所述采集腔(7)所对应的外壁上环绕设有螺旋刀片(12)；所述定位件(10)包括固定杆(13)，固定杆(13)的一端固定设置在所述推拉杆(8)上，另一端设有受挤压而向管内弯曲变形的定位部(14)，定位部(14)的端头大小与所述定位孔(11)的孔径相配；所述采样管(4)上于所述定位孔(11)对应处设有一长条形的挤压件(15)，挤压件(15)的一端贯穿所述采样管(4)的管壁后通入所述定位孔(11)内，另一端位于所述采样管(4)外并设有按压块(16)，所述挤压件(15)用于将进入所述定位孔(11)的所述定位部(14)的端头挤压至所述定位腔(6)内；所述助力装置(3)包括固定件(17)和弹性件(18)，所述固定件(17)固定设置在所述推拉杆(8)上，所述弹性件(18)一端与所述固定件(17)连接，另一端与所述卡位环(5)连接。

2.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置，其特征在于，所述采样管(4)围绕其上端开口边缘设置一旋柄(19)，所述采样管(4)在所述旋柄(19)控制下转动并向上或向下移动。

3.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置，其特征在于，所述推拉杆(8)的上端设置一推拉手把(20)，推拉手把(20)的直径大于所述采样管(4)的管径。

4.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置，其特征在于，所述支撑架(1)包括水平尺板，所述采样管(4)贯穿所述水平尺板(21)设置，并与所述水平尺板(21)螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种土壤采样装置，其特征在于，所述支撑架(1)还包括两个支撑托杆(22)，所述水平尺板(21)的底部与两支撑托杆(22)的上端固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种土壤采样装置，其特征在于，所述支撑架(1)还包括一升降杆(23)和一连接轴承(24)，连接轴承(24)位于所述水平尺板(21)的下方，且连接轴承(24)套接在所述采样管(4)上，所述升降杆(23)的一端与所述连接轴承(24)固定连接，另一端与所述支撑托杆(22)滑动连接。

7.根据权利要求6所述的一种土壤采样装置，其特征在于，所述采样管(4)设有轴承卡接部(25)，所述轴承卡接部(25)位于所述螺旋刀片的上方，所述连接轴承(24)套接在所述轴承卡接部(25)上。

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