CN110231193A - 一种土壤快速取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种土壤快速取样装置，属于土壤取样技术领域，包括取样筒、提土器、钻杆、电机和旋转钻头；取样筒内部沿轴向设有贯穿取样筒顶壁和底壁的收集腔以及沿轴向设有至少一个贯穿取样筒顶壁的集土腔，且收集腔与集土腔相邻并经至少一个通孔相通；提土器上端位于取样筒的顶壁外，且下端经集土腔穿入并延伸至集土腔的底端，用于将进入集土腔内的土壤样本取出；钻杆上端位于取样筒的顶壁外，且下端经收集腔穿入并延伸至收集腔的底端；电机与钻杆的下端连接；旋转钻头与电机的输出轴连接。本发明提供的一种土壤快速取样装置，操作方便快捷、缩短了取样时间、增强了实用性、提高了取样效率。

Description

一种土壤快速取样装置

技术领域

本发明属于土壤取样技术领域，更具体地说，是涉及一种土壤快速取样装置。

背景技术

土壤既是自然环境的构成要素，又是农业生产最重要的自然资源。随着城市及工业化进程的迅速发展，污染元素通过灌溉、大气烟尘沉降等途径进入土壤，其中一些污染元素不被微生物降解，容易富集，造成了土壤污染，而且，部分污染元素可被植物的根系吸收，随植物果实流入食物链中，给农产品的质量安全造成巨大的隐患，甚至危害公众健康。因此，对土壤中的污染元素进行检测及治理，将成为我国环境保护和农业生产的重要工作，而在检测污染元素之前，需对土壤进行取样。

目前，往往先采用管体部件插入土壤中进行取样，然后拔出，再用其他工具将土壤取出，步骤繁琐、劳动强度大，影响取样效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土壤快速取样装置，旨在解决现有手动土壤取样装置，使用不便、操作繁琐、效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种土壤快速取样装置，包括取样筒、提土器、钻杆、电机和旋转钻头；取样筒内部沿轴向设有贯穿所述取样筒顶壁和底壁的收集腔以及沿轴向设有至少一个贯穿所述取样筒顶壁的集土腔，且所述收集腔与所述集土腔之间经至少一个通孔相通；提土器上端位于所述取样筒的顶壁外，且下端经所述集土腔穿入并延伸至所述集土腔的底端，用于将进入所述集土腔内的土壤样本取出；钻杆上端位于所述取样筒的顶壁外，且下端经所述收集腔穿入并延伸至所述收集腔的底端；电机与所述钻杆的下端连接；旋转钻头与所述电机的输出轴连接。

进一步地，所述取样筒的顶壁和底壁上分别设有与所述收集腔贯通的滑行孔和钻孔，所述滑行孔与所述钻杆滑动配合，所述钻孔用于供所述旋转钻头旋进旋出；所述取样筒的顶壁上还设有与所述集土腔贯通的用于供取出土壤的取样口。

进一步地，所述集土腔为两个，对称设置在所述收集腔的两侧。

进一步地，所述提土器包括提土板、拉杆、拉环和盖板；提土板水平设置在所述集土腔内，且与所述集土腔的内壁滑动配合；拉杆下端与所述提土板连接，上端位于所述集土腔外；拉环与所述拉杆的顶端固定连接；盖板设置在所述拉杆上，用于封盖所述取样口。

进一步地，所述取样筒的外壁相对设置有两个辅助踏板。

进一步地，所述钻杆的上端设有供手部扶持的握柄。

进一步地，所述钻杆的上端侧壁上设有用于供测量移动深度的刻度值。

进一步地，所述旋转钻头包括旋转本体和螺旋刀片；旋转本体一端为用于与所述电机输出轴连接的柱体，另一端为用于钻入土壤的锥体；螺旋刀片沿所述旋转本体的长度方向螺旋设置。

进一步地，所述取样筒靠近所述集土腔底壁的一端为锥体，所述锥体的中心设有用于所述旋转钻头旋进旋出的钻孔。

进一步地，所述钻杆上水平设置有与所述收集腔的内壁滑动配合的活塞板。

本发明提供的一种土壤快速取样装置的有益效果在于：与现有技术相比，使用本发明一种土壤快速取样装置前，先选取待取样土壤所在地段，将取样筒固定在该地段，再推动钻杆上端，使钻杆带动下端的旋转钻头沿收集腔推至土壤表面后按压住钻杆上端，此时启动电机，电机带动旋转钻头对该地段的土壤进行破碎，由于收集腔与取样筒的底壁贯通，随着土壤的破碎，取样筒逐渐向下沉降，从而使被破碎的土壤进入收集腔内并逐渐向上堆积，由于收集腔与集土腔相邻且经通孔相通，故，当收集腔内的土壤上堆至通孔处时，即会经通孔进入集土腔内。待集土腔内的土壤达到取样需求时，关闭电机，然后使用集土腔内的提土器将待检测土壤取出，即完成全部的取样工作。本发明一种土壤快速取样装置，操作方便快捷、缩短了取样时间、增强了实用性、提高了取样效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种土壤快速取样装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种土壤快速取样装置的俯视图；

图3为本发明实施例提供的一种土壤快速取样装置的剖视图。

图中：1、取样筒；101、滑行孔；102、钻孔；103、通孔；11、收集腔；12、集土腔；2、提土器；21、提土板；22、拉杆；23、拉环；24、盖板；3、钻杆；4、电机；5、旋转钻头；51、旋转本体；52、螺旋刀片；6、辅助踏板；7、握柄；8、活塞板。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图3，现对本发明提供的一种土壤快速取样装置进行说明。所述一种土壤快速取样装置，包括取样筒1、提土器2、钻杆3、电机4和旋转钻头5；取样筒1内部沿轴向开设有贯穿所述取样筒1顶壁和底壁的收集腔11以及沿轴向开设有至少一个贯穿所述取样筒1顶壁的集土腔12，且所述收集腔11与所述集土腔12之间经至少一个通孔103相通；提土器2上端位于所述取样筒1的顶壁外，且下端经所述集土腔12穿入并延伸至所述集土腔12的底端，用于将进入所述集土腔12内的土壤样本取出；钻杆3上端位于所述取样筒1的顶壁外，且下端经所述收集腔11顶端穿入并延伸至所述收集腔11的底端；电机4与所述钻杆3的下端连接；旋转钻头5与所述电机4的输出轴连接。

本发明提供的一种土壤快速取样装置的有益效果在于：与现有技术相比，使用本发明一种土壤快速取样装置前，先选取待取样土壤所在地段，将取样筒1固定在该地段，再推动钻杆3上端，使钻杆3带动下端的旋转钻头5沿收集腔11推至土壤表面后按压住钻杆3上端，此时启动电机4，电机4带动旋转钻头5对该地段的土壤进行破碎，由于收集腔11与取样筒1的底壁贯通，随着土壤的破碎，取样筒1逐渐向下沉降，从而使被破碎的土壤进入收集腔11内并逐渐向上堆积，由于收集腔11与集土腔12相邻且经通孔103相通，故，当收集腔11内的土壤上堆至通孔103处时，即会经通孔103进入集土腔12内。待集土腔12内的土壤达到取样需求时，关闭电机4，然后使用集土腔12内的提土器2将待检测土壤取出，即完成全部的取样工作。本发明一种土壤快速取样装置，操作方便快捷、缩短了取样时间、增强了实用性、提高了取样效率。

作为本发明提供的一种土壤快速取样装置的一种具体实施方式，请参阅图1及图3，所述取样筒1的顶壁和底壁上分别开设有与所述收集腔11贯通的滑行孔101和钻孔102，所述滑行孔101与所述钻杆3滑动配合，所述钻孔102用于供所述旋转钻头5旋进旋出；所述取样筒1的顶壁上还开设有与所述集土腔12贯通的用于供取出土壤的取样口。为了方便将钻杆3准确竖直地伸向土壤，在取样筒1的顶壁上开设一个与钻杆3滑动配合的滑行孔101，使钻杆3沿滑行孔101上下移动，从而起到精准导向的作用，也能够确保旋转钻头5竖直对准土壤表面，更利于旋转钻头5施力，破碎效果更好。

作为本发明提供的一种土壤快速取样装置的一种具体实施方式，请参阅图1及图3，所述集土腔12为两个，对称设置在所述收集腔11的两侧。收集腔11的两侧各设置一个集土腔12，则收集腔11内容纳的待检测土壤分别经对应的通孔103进入各集土腔12内待取，从而进一步提高了取样效率。可选的，集土腔12还可以沿着收集腔11的周向设置更多。同时，为了提高收集腔11内的待检测土壤进入集土腔12内的速度，相邻的集土腔12与收集腔11之间的通孔103也可以间隔设置多个。由于收集腔11下端待检测土壤所受的挤压强度较大，为了使待检测土壤更易进入集土腔12，将各通孔103设置在收集腔11的下端。

作为本发明提供的一种土壤快速取样装置的一种具体实施方式，参阅图3，所述提土器2包括提土板21、拉杆22、拉环23和盖板24；提土板21水平设置在所述集土腔12内，且与所述集土腔12的内壁滑动配合；拉杆22下端与所述提土板21连接，上端位于所述集土腔12外；拉环23与所述拉杆22的顶端固定连接；盖板24设置在所述拉杆22上，用于封盖所述取样口。由于取样筒1具有一定的深度，为了在短时间内取到所需量的待检测土壤，在集土腔12内设置提土器2，当待检测土壤收集到基本量时，握住拉环23将拉杆22拉出，由于提土板21水平设置在集土腔12内，当拉杆22向上移动时，提土板21上端面的待检测土壤会随着一起向上移动，当上端的土壤到达取样口时，即可直接对该处待检测土壤进行取样。盖板24可以固定连接在所述拉杆22上，也可以滑动连接在所述拉杆22上；为了确保提土板21上升过程中能把集土腔12内的土壤全部带起，避免残留土壤影响到下次使用，所述提土板21的外径与所述集土腔12的内径大小一致，使提土板21外壁紧贴于集土腔12内壁上。

作为本发明提供的一种土壤快速取样装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，为了在将取样筒1固定在待取样土壤区域时，更加方便施力，在所述取样筒1的外壁相对设置有两个辅助踏板6，所以在按压住钻杆3的同时，用脚部或其他工具对辅助踏板6进一步施力，使取样筒1稳定在待取样土壤区域。

作为本发明提供的一种土壤快速取样装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，为了便于手部施力，在所述钻杆3的上端设有供手部扶持的握柄7。

作为本发明提供的一种土壤快速取样装置的一种具体实施方式，所述钻杆3的上端侧壁上设有用于供测量移动深度的刻度值。为了便于观察记录所取样的土壤样品的土层深度，在钻杆3上还设置有刻度线，用于标识钻头取样的土层深度。

在本实施例中，由于特殊情况下需要对不同深度的土壤进行取样，将钻杆3设置为可调节的。可选的，钻杆3包括第一连接杆、第二连接杆以及第三连接杆，第一连接杆、第二连接杆以及第三连接杆之间通过螺纹结构可拆卸连接。在实际使用时，根据需要取样土壤样品的土层深度，调节钻杆3的连接杆的数量，从而使得钻杆3的整体长度与土壤样品的土层深度相适应，以完成土壤取样工作。例如，钻杆3可以单独使用第一连接杆；也可以是第一连接杆、第二连接杆以及第三连接杆这三个中的任意两个组合使用；当然，还可以为第一连接杆、第二连接杆以及第三连接杆一起连接使用。还可选的，钻杆3包括固定件以及伸缩件，固定件为内部中空的长杆，伸缩件套设于固定件内部，且伸缩件可沿固定件的纵向上下移动，伸缩件的端部设置有卡扣件，固定件的端部设置有与伸缩件的端部配合使用的卡扣件。通过将拉伸伸缩件以使坐杆具有不同的长度。例如，需要较深处的土壤进行取样时，将伸缩件从固定件中拉出，卡扣件使其固定于固定件的端部。需要对较浅处的土壤进行取样时，使伸缩件缩至固定件内，即获得了较短的钻杆3。

作为本发明提供的一种土壤快速取样装置的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，所述旋转钻头5包括旋转本体51和螺旋刀片52；旋转本体51一端为用于与所述电机4输出轴连接的柱体，另一端为用于钻入土壤的锥体；螺旋刀片52沿所述旋转本体51的长度方向螺旋设置。端部为椎体的旋转本体51更易扎进土壤，提高土壤破碎效果；在旋转本体51上设置螺旋刀片52能够进一步提高对土壤的破碎效果。

作为本发明提供的一种土壤快速取样装置的一种具体实施方式，请参阅图1及图3，为了将取样筒1牢牢固定在待取样土壤的区域，将所述取样筒1靠近与所述集土腔12底壁的一端设置为锥体，所述锥体的中心设有用于所述旋转钻头5旋进旋出的钻孔102。当电机4正转后将土壤破碎的同时，可将取样筒1扎入该破碎后的土壤中进行固定。可选的，该锥形的倾角角度与旋转本体51的端部椎体倾角角度相同。

在本实施例中，所述钻孔102的孔径大于所述螺旋刀片52的外径，以便土壤经两者的间隙进入收集腔11，还可以将所述钻孔102的孔径设置为与螺旋刀片52的外径相配适，使螺旋刀片52与钻孔102的内壁的间隙接近零，避免破碎后的土壤经间隙进入收集腔11。具体操作为：手部握住握柄7，借助辅助踏板6将取样筒1固定在待取样土壤区域，向下推动钻杆3直至旋转钻头5到达土壤层，用力按住握柄7，启动电机4进行正转，进而带动旋转钻头5顺时针转动，对土壤进行破碎，由于旋转钻头5带动螺旋刀片52顺时针转动时，不会带动土壤向上运动，同时由于螺旋刀片52的外径与钻孔102的孔径相配适，则能避免土壤从螺旋刀片52与钻孔102之间的间隙进入到收集腔11内部，同样可避免取样筒1在下沉时土壤进入到收集腔11内；当达到取样深度时，启动电机4反转，进而带动旋转钻头5逆时针转动，如此同时螺旋刀片52开始逆时针转动，使旋转刀片下方待检测土壤向上运动进入收集腔11，再经相应的通孔103进入到集土腔12，即完成对待检测土壤的取样。

在本实施例中，采用低转速高扭力电动机，低转速电动机不易将旋转钻头5内干土或沙土甩出，高扭力电动机有利于增加取样面积，该电动机采用常规电压220V，在试验站内连接到固定电源上便可方便使用。在野外工作时，使用小型发电机4既可。

作为本发明提供的一种土壤快速取样装置的一种具体实施方式，请参阅图图3，所述钻杆3上水平设置有与所述收集腔11的内壁滑动配合的活塞板8。当钻杆3上下移动时，活塞板8在收集腔11内壁上下滑动，进而提高钻杆3移动稳定性以及旋转钻头5工作时的稳定性，而且活塞板8还可以避免多余的土壤堆积在收集腔11的上端，使绝大部分上移的土壤进入集土腔12中内，从而进一步提高取样效率。需要说明的是，设置活塞板8的位置需要注意，在电机4反转，旋转钻头5对土壤进行破碎同时螺旋刀片52带动土壤进行上移时，活塞板8不会遮挡住所有的通孔103。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土壤快速取样装置，其特征在于，包括：

取样筒，内部沿轴向设有贯穿所述取样筒顶壁和底壁的收集腔以及沿轴向设有至少一个贯穿所述取样筒顶壁的集土腔，且所述收集腔与所述集土腔之间经至少一个通孔相通；

提土器，上端位于所述取样筒的顶壁外，且下端经所述集土腔穿入并延伸至所述集土腔的底端，用于将进入所述集土腔内的土壤样本取出；

钻杆，上端位于所述取样筒的顶壁外，且下端经所述收集腔穿入并延伸至所述收集腔的底端；

电机，与所述钻杆的下端连接；和

旋转钻头，与所述电机的输出轴连接。

2.如权利要求1所述的一种土壤快速取样装置，其特征在于，所述取样筒的顶壁和底壁上分别设有与所述收集腔贯通的滑行孔和钻孔，所述滑行孔与所述钻杆滑动配合，所述钻孔用于供所述旋转钻头旋进旋出；所述取样筒的顶壁上还设有与所述集土腔贯通的用于供取出土壤的取样口。

3.如权利要求2所述的一种土壤快速取样装置，其特征在于，所述集土腔为两个，对称设置在所述收集腔的两侧。

4.如权利要求2所述的一种土壤快速取样装置，其特征在于，所述提土器包括：

提土板，水平设置在所述集土腔内，且与所述集土腔的内壁滑动配合；

拉杆，下端与所述提土板连接，上端位于所述集土腔外；

拉环，与所述拉杆的顶端固定连接；和

盖板，设置在所述拉杆上，用于封盖所述取样口。

5.如权利要求1所述的一种土壤快速取样装置，其特征在于，所述取样筒的外壁相对设置有两个辅助踏板。

6.如权利要求1所述的一种土壤快速取样装置，其特征在于，所述钻杆的上端设有供手部扶持的握柄。

7.如权利要求1所述的一种土壤快速取样装置，其特征在于，所述钻杆的上端侧壁上设有用于供测量移动深度的刻度值。

8.如权利要求1-7任意一项所述的一种土壤快速取样装置，其特征在于，所述旋转钻头包括：

旋转本体，一端为用于与所述电机输出轴连接的柱体，另一端为用于钻入土壤的锥体；和

螺旋刀片，沿所述旋转本体的长度方向螺旋设置。

9.如权利要求8所述的一种土壤快速取样装置，其特征在于，所述取样筒靠近所述集土腔底壁的一端为锥体，所述锥体的中心设有用于所述旋转钻头旋进旋出的钻孔。

10.如权利要求8所述的一种土壤快速取样装置，其特征在于，所述钻杆上水平设置有与所述收集腔的内壁滑动配合的活塞板。