CN108731971A - 一种自动取土器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动取土器，包括升降装置和取土装置，升降装置包括多根升降外管，升降外管之间通过固定支架连接在一起，固定支架的上方设置有驱动电机，驱动电机的下方固定有动力传动杆且穿过固定支架，取土装置包括取土盒体，取土盒体顶部固定有与升降外管滑动配合的升降内管，动力传动杆还穿过取土盒体伸出到其下方，动力转动杆上分别具有提升旋转螺纹段和取土螺旋段，取土盒体上方设置有两个半卡箍且能够合拢形成螺套，通过两个半卡箍的合拢和分开来控制动力传动杆的提升。本发明结构简单，使用方便，不仅能够轻松的将取土螺旋段提出地面，同时还能够使采集的土壤进入到取土盒体中，减轻了操作人员工作负担，提高了取土效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种取土装置，具体涉及一种自动取土器。
背景技术
取土器用来提起下层试验土壤原状土作为试样以了解其性质，为使更多的了解基层性质，以及在工程地质勘探和勘察工作中，为了求得地基土的物理力学性能指标，有时甚至要在较深处取原样土，而这种取土设备称之为取土器。在农业科学研究中，根际是植物与土壤进行水分、养分交换的枢纽，土壤微生物活性高，养分迁移和转化快，因此进行根际土壤水分、养分、微生物种群分布和活性等是探索植物吸收水分、养分等机理的重要途径。在进行根际土壤为生态区域的生物和理化性状研究的过程中，通常需要采集多处土壤样本进行分析。而常见的取土器，包括钻土杆和位于钻土杆头部且呈螺旋延伸的取土叶片，使用时，边旋转边向土壤中钻进，这样土壤就能够嵌入到取土叶片中，土壤钻进深度越深，钻土杆提起的力量就越大，难度越高。手工提起钻土杆后，人工手动对取土叶片中的土壤进行取出，然后再去其它采集点进行采集。但是一旦采集点数量过多，每次采集后都需要人工将土壤从叶片中取出，不仅增加了操作人员的工作负担，另外取土效率也较低。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种减轻操作人员工作负担，提高取土效率的自动取土器。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种自动取土器，包括升降装置和位于升降装置下方的取土装置，升降装置包括至少三根位于同一水平面且沿竖直方向平行设置的升降外管，任意三根升降外管的中心线不位于同一竖直平面内，升降外管之间设置有固定支架且通过固定支架将升降外管固定连接在一起，固定支架的上方设置有驱动电机，驱动电机通过安装支架固定连接在固定支架上，驱动电机的下方沿竖直方向设置有一根动力传动杆，动力传动杆的下端穿过固定支架且伸出于固定支架下方，动力传动杆的下端具有用于钻土的尖锥部，动力传动杆与固定支架转动配合，驱动电机与动力传动杆的上端传动连接以能够驱动动力传动杆进行转动；
取土装置包括取土盒体，取土盒体的一侧具有可开闭的闸门，取土盒体的顶部且分别对应升降外管的位置均固定连接有竖向延伸的升降内杆，升降内杆的上端穿过对应升降外管且伸出于升降外管的上方，升降内杆能够沿升降外管轴线方向与其滑动配合，升降内杆的上端固定连接有上限位块以能够抵接在升降外管上端对升降内杆进行限位，动力转动杆且位于固定支架下方的杆身上分别具有提升旋转螺纹段和取土螺旋段，提升旋转螺纹段位于取土螺旋段上方且相隔设置，提升旋转螺纹段的外径小于取土螺旋段的外径，提升旋转螺纹段包括由动力传动杆靠近于固定支架的位置沿动力传动杆轴线方向向下延伸的外螺纹，取土螺纹段包括由尖锥部沿动力转动杆轴线方向向上延伸的螺旋叶片，螺旋叶片的旋转方向与外螺纹的旋转方向相反，动力传动杆的下端穿过于取土盒体且伸出于取土盒体下方，取土盒体的上部和下部均开设有能够使取土螺旋段穿过的穿孔，取土盒体的上方且位于动力传动杆的两侧相对设置有半卡箍，两个半卡箍能够合拢形成与提升旋转螺纹段螺纹配合的螺套，半卡箍的外侧面固定连接有朝向其后斜下方向延伸的弹性支撑片，弹性支撑片远离半卡箍的一端固定连接在取土盒体的顶部，当上限位块抵接在升降外管上端时，取土螺旋段的上端位于取土盒体内且靠近于取土盒体上部穿孔的位置，同时两个半卡箍能够移动至位于提升旋转螺纹段与取土螺旋段之间的间隔处，当固定支架朝向取土盒体方向移动时，固定支架能够抵接在两个半卡箍上以使两个半卡箍能够合拢成螺套且与提升旋转螺纹段螺纹配合。
在本发明中，使用时，动力传动杆的尖锥部对准待采集土壤位置，启动驱动电机，一旦尖锥部转进土壤后，螺栓叶片就能够依靠其自身的螺旋方向切入到土壤中，顺势土壤就会进入到螺旋叶片之间。动力传动杆继续下钻，整个升降外管和固定支架同时下降，这样固定支架就会抵触到两个半卡箍上，两个半卡箍受力后下降，同时将作用力传递给弹性支撑片，弹性支撑片发生弹性变形。半卡箍在下降的过程中，弹性支撑片由倾斜状态逐渐朝向水平方向变化，那么在水平方向的长度就会变长，进而推动半卡箍朝向另外相对的半卡箍方向移动，最终使两个半卡箍合拢成螺套且与提升旋转螺纹段螺纹配合。螺套与提升旋转螺纹段螺纹配合后，由于外螺纹旋向与螺旋叶片旋向相反，螺套与提升旋转螺纹段能够为动力传动杆提供相反的作用力，使动力传动杆上升。操作者在螺套与提升旋转螺纹段螺纹配合后，操作整个升降装置对其施加一定向下的作用力，使外螺纹与螺套上相配合的螺纹在摩擦力的作用下，避免两个半卡箍分开。这样持续对升降装置施加作用力，动力传动杆上升，将取土螺旋段从土壤深处带出，取土螺旋段从土壤中出来后就直接进入到取土盒体中，这样土壤就不会掉落到外面。螺套在提升旋转螺纹段上向下移动，当移动到提升旋转螺纹段与取土螺旋段之间的间隔处，螺套滑空，没有外螺纹与其提供摩擦力，这样两个半卡箍就会在弹性支撑片做回弹力下分开，同时取土螺旋段也进入到取土盒体中，恢复成初始状态。而在取土过程中，旋转的螺旋力能够使螺旋叶片中的土壤超过取土螺旋段上端，自动掉落至取土盒体中，不再人工进行收集，只需要在取土盒体内土壤存满后，打开闸门倒出土壤即可。这样不仅能够轻松的将取土螺旋段提出地面，同时还能够使采集的土壤进入到取土盒体中，减轻了操作人员工作负担，提高了取土效率。
作为优化，所述固定支架包括靠近于所述升降外管上端的上支架和靠近于所述升降外管下端的下支架，上支架和下支架分别与所述固定外管固定在一起，上支架和下支架上且对应所述动力传动杆穿过的位置均安装有轴承，上支架和下支架分别通过轴承与所述动力传动杆转动配合。轴承不仅能够降低固定支架与动力传动杆之间的磨损，另外还能够对动力传动杆在水平方向进行限位，避免动力传动杆出现晃动。
作为优化，所述升降装置还包括握持手柄，握持手柄包括两根水平设置的连接杆，两根连接杆的中心线位于同一水平面上，连接杆的一端固定连接在所述固定支架上，另一端沿其轴线方向向外凸起形成有握柄，握柄的柄身靠近于连接杆的一端沿握柄周向凸起形成有环形挡块，握柄上还套设有橡胶握套，橡胶握套上沿其轴线方向均匀间隔设置有沿橡胶握套周向延伸的环形凹槽。方便操作者握持操作，同时便于对升降装置施加作用力。
作为优化，所述升降内杆且位于所述升降外管下方的杆身上凸起形成有下限位块，当两个所述半卡箍抵接在所述固定支架上以合拢成所述螺套时，下限位块能够抵接在所述升降外管的下端以对所述升降内杆进行限位。为了避免过度下降后对取土盒体造成损坏。
综上所述，本发明的有益效果在于：本发明结构简单，使用方便，不仅能够轻松的将取土螺旋段提出地面，同时还能够使采集的土壤进入到取土盒体中，减轻了操作人员工作负担，提高了取土效率。
附图说明
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明的未取土状态的结构示意图；
图2为本发明的取土状态的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1和图2所示，本具体实施方式中的一种自动取土器，包括升降装置和位于升降装置下方的取土装置，升降装置包括至少三根位于同一水平面且沿竖直方向平行设置的升降外管1，任意三根升降外管1的中心线不位于同一竖直平面内，升降外管1之间设置有固定支架且通过固定支架将升降外管1固定连接在一起，固定支架的上方设置有驱动电机2，驱动电机2通过安装支架3固定连接在固定支架上，驱动电机2的下方沿竖直方向设置有一根动力传动杆4，动力传动杆的下端穿过固定支架且伸出于固定支架下方，动力传动杆4的下端具有用于钻土的尖锥部，动力传动杆4与固定支架转动配合，驱动电机2与动力传动杆4的上端传动连接以能够驱动动力传动杆4进行转动；
取土装置包括取土盒体5，取土盒体5的一侧具有可开闭的闸门，取土盒体5的顶部且分别对应升降外管1的位置均固定连接有竖向延伸的升降内杆6，升降内杆6的上端穿过对应升降外管1且伸出于升降外管1的上方，升降内杆6能够沿升降外管1轴线方向与其滑动配合，升降内杆6的上端固定连接有上限位块7以能够抵接在升降外管1上端对升降内杆6进行限位，动力转动杆4且位于固定支架下方的杆身上分别具有提升旋转螺纹段8和取土螺旋段9，提升旋转螺纹段8位于取土螺旋段9上方且相隔设置，提升旋转螺纹段8的外径小于取土螺旋段9的外径，提升旋转螺纹段8包括由动力传动杆4靠近于固定支架的位置沿动力传动杆4轴线方向向下延伸的外螺纹，取土螺纹段9包括由尖锥部沿动力转动杆4轴线方向向上延伸的螺旋叶片，螺旋叶片的旋转方向与外螺纹的旋转方向相反，动力传动杆4的下端穿过于取土盒体5且伸出于取土盒体5下方，取土盒体5的上部和下部均开设有能够使取土螺旋段9穿过的穿孔，取土盒体5的上方且位于动力传动杆4的两侧相对设置有半卡箍10，两个半卡箍10能够合拢形成与提升旋转螺纹段8螺纹配合的螺套，半卡箍10的外侧面固定连接有朝向其后斜下方向延伸的弹性支撑片11，弹性支撑片11远离半卡箍10的一端固定连接在取土盒体5的顶部，当上限位块7抵接在升降外管1上端时，取土螺旋段9的上端位于取土盒体5内且靠近于取土盒体5上部穿孔的位置，同时两个半卡箍10能够移动至位于提升旋转螺纹段8与取土螺旋段9之间的间隔处，当固定支架朝向取土盒体5方向移动时，固定支架能够抵接在两个半卡箍10上以使两个半卡箍10能够合拢成螺套且与提升旋转螺纹段8螺纹配合。
本具体实施方式中，所述固定支架包括靠近于所述升降外管1上端的上支架12和靠近于所述升降外管1下端的下支架13，上支架12和下支架13分别与所述固定外管1固定在一起，上支架12和下支架13上且对应所述动力传动杆4穿过的位置均安装有轴承，上支架12和下支架13分别通过轴承与所述动力传动杆4转动配合。
本具体实施方式中，所述升降装置还包括握持手柄，握持手柄包括两根水平设置的连接杆，两根连接杆的中心线位于同一水平面上，连接杆的一端固定连接在所述固定支架上，另一端沿其轴线方向向外凸起形成有握柄14，握柄14的柄身靠近于连接杆的一端沿握柄14周向凸起形成有环形挡块15，握柄14上还套设有橡胶握套，橡胶握套上沿其轴线方向均匀间隔设置有沿橡胶握套周向延伸的环形凹槽。
本具体实施方式中，所述升降内杆6且位于所述升降外管1下方的杆身上凸起形成有下限位块16，当两个所述半卡箍10抵接在所述固定支架上以合拢成所述螺套时，下限位块16能够抵接在所述升降外管1的下端以对所述升降内杆6进行限位。
在具体实施的过程中，其中任意一个半卡箍的外表面上固定连接有沿两个半卡箍相对方向延伸的导向杆，另外一个半卡箍上且对应导向杆的位置固定连接有导向套，导向杆远离其所在半卡箍的一端穿过于导向套且能够沿导向套长度方向与其滑动配合。这样两个半卡箍合拢对接的精度更高，更好的形成螺套与提升旋转螺纹段上的外螺纹螺纹配合。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
Claims (4)
1.一种自动取土器，其特征在于：包括升降装置和位于升降装置下方的取土装置，升降装置包括至少三根位于同一水平面且沿竖直方向平行设置的升降外管，任意三根升降外管的中心线不位于同一竖直平面内，升降外管之间设置有固定支架且通过固定支架将升降外管固定连接在一起，固定支架的上方设置有驱动电机，驱动电机通过安装支架固定连接在固定支架上，驱动电机的下方沿竖直方向设置有一根动力传动杆，动力传动杆的下端穿过固定支架且伸出于固定支架下方，动力传动杆的下端具有用于钻土的尖锥部，动力传动杆与固定支架转动配合，驱动电机与动力传动杆的上端传动连接以能够驱动动力传动杆进行转动；
取土装置包括取土盒体，取土盒体的一侧具有可开闭的闸门，取土盒体的顶部且分别对应升降外管的位置均固定连接有竖向延伸的升降内杆，升降内杆的上端穿过对应升降外管且伸出于升降外管的上方，升降内杆能够沿升降外管轴线方向与其滑动配合，升降内杆的上端固定连接有上限位块以能够抵接在升降外管上端对升降内杆进行限位，动力转动杆且位于固定支架下方的杆身上分别具有提升旋转螺纹段和取土螺旋段，提升旋转螺纹段位于取土螺旋段上方且相隔设置，提升旋转螺纹段的外径小于取土螺旋段的外径，提升旋转螺纹段包括由动力传动杆靠近于固定支架的位置沿动力传动杆轴线方向向下延伸的外螺纹，取土螺纹段包括由尖锥部沿动力转动杆轴线方向向上延伸的螺旋叶片，螺旋叶片的旋转方向与外螺纹的旋转方向相反，动力传动杆的下端穿过于取土盒体且伸出于取土盒体下方，取土盒体的上部和下部均开设有能够使取土螺旋段穿过的穿孔，取土盒体的上方且位于动力传动杆的两侧相对设置有半卡箍，两个半卡箍能够合拢形成与提升旋转螺纹段螺纹配合的螺套，半卡箍的外侧面固定连接有朝向其后斜下方向延伸的弹性支撑片，弹性支撑片远离半卡箍的一端固定连接在取土盒体的顶部，当上限位块抵接在升降外管上端时，取土螺旋段的上端位于取土盒体内且靠近于取土盒体上部穿孔的位置，同时两个半卡箍能够移动至位于提升旋转螺纹段与取土螺旋段之间的间隔处，当固定支架朝向取土盒体方向移动时，固定支架能够抵接在两个半卡箍上以使两个半卡箍能够合拢成螺套且与提升旋转螺纹段螺纹配合。
2.根据权利要求1所述的一种自动取土器，其特征在于：所述固定支架包括靠近于所述升降外管上端的上支架和靠近于所述升降外管下端的下支架，上支架和下支架分别与所述固定外管固定在一起，上支架和下支架上且对应所述动力传动杆穿过的位置均安装有轴承，上支架和下支架分别通过轴承与所述动力传动杆转动配合。
3.根据权利要求1所述的一种自动取土器，其特征在于：所述升降装置还包括握持手柄，握持手柄包括两根水平设置的连接杆，两根连接杆的中心线位于同一水平面上，连接杆的一端固定连接在所述固定支架上，另一端沿其轴线方向向外凸起形成有握柄，握柄的柄身靠近于连接杆的一端沿握柄周向凸起形成有环形挡块，握柄上还套设有橡胶握套，橡胶握套上沿其轴线方向均匀间隔设置有沿橡胶握套周向延伸的环形凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种自动取土器，其特征在于：所述升降内杆且位于所述升降外管下方的杆身上凸起形成有下限位块，当两个所述半卡箍抵接在所述固定支架上以合拢成所述螺套时，下限位块能够抵接在所述升降外管的下端以对所述升降内杆进行限位。
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