CN110849659B - 一种用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置，包括移动底座、驱动箱和采样组件；移动底座底部设有行走轮，驱动箱内设有驱动电机、采样驱动套和移动电源，驱动电机上设有驱动齿轮，采样驱动套与驱动齿轮啮合连接，移动电源为驱动电机提高电源，采样组件包括取样套管、取样杆和取样盒，取样套管与采样驱动套螺纹连接，取样套管底部设有螺纹钻头，取样套管上设有取样口，取样杆套设在取样套管内部，取样杆上设有端盖，端盖与取样套管卡接，取样杆侧壁上设置有弧形挡土板，取样盒设在取样杆上，取样盒上铰接有活动板；本发明结构设计合理，精确控制土壤样品的采集深度，而且能够一次采集多个土壤样品，有利于提高土壤检测结果的准确性。

Description

一种用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置

技术领域

本发明涉及土壤采样设备技术领域，具体涉及一种用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置。

背景技术

土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。土壤重金属是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。随着人们环保意识的逐渐增强，各地均已经采取了各种措施进行污染土壤的治理，但是，土壤治理之前需要对各污染区域的土壤样品进行采集、分析和检测，这样才能做到“对症下药”，土壤采样过程中，采样装置必不可少，目前常用的土壤采集方式可以分为人工采集和机械化采集，

但是，传统的人工土壤样品采集装置结构较为简单，操作较为不便，劳动强度较大，采集到的土壤样品不易从采样装置上取下，容易对土壤检测结果造成影响；同时，采样深度不易控制，完全凭借采样人员经验进行，这就有可能导致采集到的土壤样品不具有代表性，从而影响检测结果的可靠性。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种采样深度可控的用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置。

本发明的技术方案为：一种用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置，包括移动底座、驱动箱和采样组件；移动底座底部设置有行走轮，移动底座上设置有通孔；驱动箱内部设置有驱动电机、采样驱动套和移动电源，驱动电机的输出轴上设置有驱动齿轮，采样驱动套可转动卡接在驱动箱上，采样驱动套外壁上设置有连接齿牙，采样驱动套通过连接齿牙与驱动齿轮啮合连接，采样驱动套与通孔上下位置对应，移动电源为驱动电机提供电源，驱动箱上设置电源开关，电源开关与移动电源连接；采样组件包括取样套管、取样杆和取样盒，取样套管为底部密封的管状结构，取样套管活动套设在采样驱动套内部，且取样套管与采样驱动套螺纹连接，取样套管能够穿过通孔，取样套管底部设置有螺纹钻头，取样套管外壁上设置有高度标尺和取样口，取样套管内部底端设置有插接座；取样杆活动套设在取样套管内部，且取样杆插接在插接座上，取样杆上贯穿设置有端盖，端盖与取样套管卡接，取样杆顶端设置有手轮，取样杆侧壁上设置有弧形挡土板，取样杆插入插接座后，弧形挡土板与取样口位置重合，且弧形挡土板紧靠取样口的内侧，取样盒活动设置在取样杆上，且取样盒和弧形挡土板位于同一水平面，取样盒和弧形挡土板分别位于取样杆的两侧，取样盒的横截面为扇形结构，取样盒的一条直角边上铰接有活动板，活动板与取样盒铰接处设置有复位扭簧。

进一步地，驱动箱底部设置有调节座，驱动箱通过调节座活动卡接在移动底座上，且调节座与移动底座卡接处设置有调整螺栓，调整螺栓设置有四个，4个调整螺栓分别螺纹连接在调节座的四角位置，且4个调整螺栓分别与移动底座活动卡接，通过设置调节座和调整螺栓，便于调节驱动箱与移动底座之间的倾斜角度，便于控制取样套管进入土壤的角度，使取样套管始终垂直与地面。

进一步地，取样盒上设置有卡块，取样杆上轴向设置有卡槽，取样盒通过卡块卡接在卡槽内部，卡块上设置有定位槽，卡槽内部铰接有固定爪，固定爪上设置有定位球，固定爪与卡槽之间还设置有压缩弹簧，当卡块与卡槽卡接后，定位槽与定位球卡接在压缩弹簧的作用下卡接固定，使用时，将取样盒通过卡块卡接在卡槽内部，并通过固定爪将卡块进行卡接固定，避免土壤采样过程中取样盒松动，另一方面，卡扣连接的取样盒和取样杆便于取样盒的拆卸，进而便于对取样盒内的土壤样品进行收集和检测。

进一步地，取样套管外壁上设置有导向条，导向条与插接座位于同一条竖直线上，通过设置导向条，便于取样杆快速的插入插接座中，提高重金属污染土壤的采样效率。

进一步地，取样盒设置有3个，3个取样盒沿取样杆轴向均匀排列，取样口和弧形挡土板的数量与取样盒的数量对应；设置3个取样盒，能够对同一深度，不同层面的土壤层件采集，使得土壤检测更加全面，提高土壤检测的准确性和可靠性。

进一步地，驱动箱上设置有备用驱动件，备用驱动件包括备用齿轮和摇杆，摇杆通过安装座固定设置在驱动箱上，备用齿轮固定设置在摇杆上，且备用齿轮能够与驱动齿轮啮合连接；通过设置备用驱动件，避免在野外进行采样工作时，由于移动电源电量短缺而对土壤采样工作造成影响，提高了装置的可靠性。

进一步地，安装座上设置有推进组件，推进组件包括推进螺杆和推动块，安装座上设置有开槽，摇杆能够在开槽内左右移动，推动块套设在摇杆上，推动块与安装座之间设置有复位弹簧，推进螺杆水平设置在安装座上，且与安装座螺纹连接，推进螺杆与推动块抵接，通过设置推进组件，当无需使用备用驱动件时，备用驱动件在复位弹簧的作用下，与采样驱动套脱离，防止驱动电机启动时，备用驱动件在驱动齿轮的作用下空转而对装置周围的工作人员造成安全威胁。

本发明的工作原理为：使用时，将该装置通过行走轮移动至土壤采样区域，通过调整螺栓，调整调节座与移动座之间的角度，使调节座与水平面平行；将取样盒通过卡块插入取样杆上的卡槽中，并通过固定爪对卡块进行卡接固定；将取样杆连通取样盒一同置入取样套管，取样杆底部插接在插接座上，上端通过端盖与取样套管卡接固定，此时弧形挡土板正好与取样口重合；开启电源开关，驱动电机带动采样驱动套旋转，取样套管在螺纹钻头和采样驱动套的共同作用下进入土壤；通过高度标尺判断取样套管进入土壤的深度，当取样套管进入指定深度后，关闭驱动电机，通过手轮旋转取样杆，使取样盒、弧形挡土板随取样杆一同旋转，取样盒穿过取样口，活动板在土壤的阻力作用下打开，土壤样品进入取样盒中，取样完成后，反方向旋转手轮，使弧形挡土板再次与取样口重合，取下取样套管，将取样盒和取样杆从取样套管中取出，最后将取样盒长取样杆上拆下，对取样盒上的土壤样品进行收集检测即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构设计合理，由于土壤采集为野外工作，故设置行走轮，便于装置的移动，大大减轻了工作人员的劳动强度；通过设置高度标尺，便于准确控制取样套管进入土壤的深度，有利于提高重金属污染土壤样品检测的准确性；取样套管上设置多个取样口，便于对同一深度不同土壤层进行样品采集，提高了土壤样品采集的全面性，使得土壤检测结果更具有代表性；通过设置可拆卸的取样盒，便于对采集到的土壤样品进行收集，避免土壤样品与其他层面的土壤混合而对检测结果造成影响；通过设置备用驱动件，避免进行土壤采样工作时，由于移动电源电量短缺而对影响工作进度，提高了装置的可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的取样套管的结构示意图；

图4是本发明的取样套管的内部结构示意图；

图5是本发明的取样盒与弧形挡土板在取样杆上的分布图；

图6是本发明的取样盒与取样杆的连接示意图；

图7是本发明的活动板与取样盒的连接示意图；

图8是本发明的卡块与卡槽的连接示意图；

其中，1-移动底座、10-行走轮、11-通孔、2-驱动箱、20-调节座、21-调整螺栓、22-驱动电机、220-驱动齿轮、23-采样驱动套、24-移动电源、25-备用驱动件、250-备用齿轮、251-摇杆、252-安装座、26-推进组件、260-推进螺杆、261-推动块、262-复位弹簧、3-采样组件、30-取样套管、300-高度标尺、301-取样口、302-插接座、303-导向条、31-取样杆、310-端盖、311-手轮、312-弧形挡土板、313-卡槽、3130-固定爪、3131-定位球、3132-压缩弹簧、32-取样盒、320-活动板、321-复位扭簧、322-卡块、3220-定位槽、33-螺纹钻头。

具体实施方式

实施例：如图1所示的一种用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置，包括移动底座1、驱动箱2和采样组件3；移动底座1底部设置有行走轮10，移动底座1上设置有通孔11；

如图1、2所示，驱动箱2底部设置有调节座20，驱动箱2通过调节座20活动卡接在移动底座1上，且调节座20与移动底座1卡接处设置有调整螺栓21，调整螺栓21设置有四个，4个调整螺栓21分别螺纹连接在调节座20的四角位置，且4个调整螺栓21分别与移动底座1活动卡接，通过设置调节座20和调整螺栓21，便于调节驱动箱2与移动底座1之间的倾斜角度，便于控制取样套管30进入土壤的角度，使取样套管30始终垂直与地面；驱动箱2内部设置有驱动电机22、采样驱动套23和移动电源24，驱动电机22采用福建闽东电机股份有限公司生产的EM250M-6型三相异步电动机，驱动电机22的输出轴上设置有驱动齿轮220，采样驱动套23可转动卡接在驱动箱2上，采样驱动套23外壁上设置有连接齿牙，采样驱动套23通过连接齿牙与驱动齿轮220啮合连接，采样驱动套23与通孔11上下位置对应，移动电源24为驱动电机22提供电源，驱动箱20上设置有电源开关，电源开关与移动电源24连接；驱动箱2上设置有备用驱动件25，备用驱动件25包括备用齿轮250和摇杆251，摇杆251通过安装座252固定设置在驱动箱2上，备用齿轮250固定设置在摇杆251上，且备用齿轮250能够与驱动齿轮220啮合连接；通过设置备用驱动件25，避免在野外进行采样工作时，由于移动电源24电量短缺而对土壤采样工作造成影响，提高了装置的可靠性；安装座252上设置有推进组件26，推进组件26包括推进螺杆260和推动块261，安装座252上设置有开槽，摇杆251能够在开槽内左右移动，推动块261套设在摇杆251上，推动块261与安装座252之间设置有复位弹簧262，推进螺杆260水平设置在安装座252上，且与安装座252螺纹连接，推进螺杆260与推动块261抵接，通过设置推进组件26，当无需使用备用驱动件25时，备用驱动件25在复位弹簧262的作用下，与采样驱动套23脱离，防止驱动电机22启动时，备用驱动件25在驱动齿轮220的作用下空转而对装置周围的工作人员造成安全威胁；

如图1、3、4、5、6、7、8所示，采样组件3包括取样套管30、取样杆31和取样盒32，取样套管30为底部密封的管状结构，取样套管30活动套设在采样驱动套23内部，且取样套管30与采样驱动套23螺纹连接，取样套管30能够穿过通孔11，取样套管30底部设置有螺纹钻头33，取样套管30外壁上设置有高度标尺300和取样口301，取样套管30内部底端设置有插接座302，取样套管30外壁上设置有导向条303，导向条303与插接座302位于同一条竖直线上，通过设置导向条303，便于取样杆31快速的插入插接座302中，提高重金属污染土壤的采样效率；取样杆31活动套设在取样套管30内部，且取样杆31插接在插接座302上，取样杆31上贯穿设置有端盖310，端盖310与取样套管30卡接，取样杆31顶端设置有手轮311，取样杆31侧壁上设置有弧形挡土板312，取样杆31插入插接座302后，弧形挡土板312与取样口301位置重合，且弧形挡土板312紧靠取样口301的内侧，取样盒32活动设置在取样杆31上，且取样盒32和弧形挡土板312位于同一水平面，取样盒32和弧形挡土板312分别位于取样杆31的两侧，取样盒32的横截面为扇形结构，取样盒32的一条直角边上铰接有活动板320，活动板320与取样盒32铰接处设置有复位扭簧321；取样盒32上设置有卡块322，取样杆31上轴向设置有卡槽313，取样盒32通过卡块322卡接在卡槽313内部，卡块322上设置有定位槽3220，卡槽313内部铰接有固定爪3130，固定爪3130上设置有定位球3131，固定爪3130与卡槽313之间还设置有压缩弹簧3132，当卡块322与卡槽313卡接后，定位槽3220与定位球3131卡接在压缩弹簧3132的作用下卡接固定，使用时，将取样盒32通过卡块322卡接在卡槽313内部，并通过固定爪3130将卡块322进行卡接固定，避免土壤采样过程中取样盒32松动，另一方面，卡扣连接的取样盒32和取样杆31便于取样盒32的拆卸，进而便于对取样盒32内的土壤样品进行收集和检测；取样盒32设置有3个，3个取样盒32沿取样杆31轴向均匀排列，取样口301和弧形挡土板312的数量与取样盒32的数量对应；设置3个取样盒32，能够对同一深度，不同层面的土壤层件采集，使得土壤检测更加全面，提高土壤检测的准确性和可靠性。

使用时，将该装置通过行走轮10移动至土壤采样区域，通过调整螺栓21，调整调节座20与移动座1之间的角度，使调节座20与水平面平行；将取样盒32通过卡块322插入取样杆31上的卡槽313中，并通过固定爪3130对卡块322进行卡接固定；将取样杆31连通取样盒32一同置入取样套管30，取样杆31底部插接在插接座302上，上端通过端盖310与取样套管30卡接固定，此时弧形挡土板312正好与取样口301重合；开启电源开关，驱动电机22带动采样驱动套23旋转，取样套管30在螺纹钻头33和采样驱动套23的共同作用下进入土壤；通过高度标尺300判断取样套管30进入土壤的深度，当取样套管30进入指定深度后，关闭驱动电机22，通过手轮311旋转取样杆31，使取样盒32、弧形挡土板312随取样杆31一同旋转，取样盒32穿过取样口301，活动板320在土壤的阻力作用下打开，土壤样品进入取样盒32中，取样完成后，反方向旋转手轮311，使弧形挡土板312再次与取样口301重合，取下取样套管30，将取样盒32和取样杆31从取样套管30中取出，最后将取样盒32长取样杆31上拆下，对取样盒32上的土壤样品进行收集检测即可。

Claims (7)

1.一种用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置，其特征在于，包括移动底座(1)、驱动箱(2)和采样组件(3)；所述移动底座(1)底部设置有行走轮(10)，移动底座(1)上设置有通孔(11)；驱动箱(2)内部设置有驱动电机(22)、采样驱动套(23)和移动电源(24)，所述驱动电机(22)的输出轴上设置有驱动齿轮(220)，所述采样驱动套(23)可转动卡接在驱动箱(2)上，采样驱动套(23)外壁上设置有连接齿牙，采样驱动套(23)通过所述连接齿牙与驱动齿轮(220)啮合连接，采样驱动套(23)与通孔(11)上下位置对应，所述移动电源(24)为驱动电机(22)提供电源；所述采样组件(3)包括取样套管(30)、取样杆(31)和取样盒(32)，所述取样套管(30)为底部密封的管状结构，取样套管(30)活动套设在采样驱动套(23)内部，且取样套管(30)与采样驱动套(23)螺纹连接，取样套管(30)能够穿过通孔(11)，取样套管(30)底部设置有螺纹钻头(33)，取样套管(30)外壁上设置有高度标尺(300)和取样口(301)，取样套管(30)内部底端设置有插接座(302)；所述取样杆(31)活动套设在取样套管(30)内部，且取样杆(31)插接在所述插接座(302)上，取样杆(31)上贯穿设置有端盖(310)，所述端盖(310)与取样套管(30)卡接，取样杆(31)顶端设置有手轮(311)，取样杆(31)侧壁上设置有弧形挡土板(312)，取样杆(31)插入插接座(302)后，所述弧形挡土板(312)与取样口(301)位置重合，且弧形挡土板(312)紧靠取样口(301)的内侧，所述取样盒(32)活动设置在取样杆(31)上，且取样盒(32)和弧形挡土板(312)位于同一水平面，取样盒(32)和弧形挡土板(312)分别位于取样杆(31)的两侧，取样盒(32)的横截面为扇形结构，取样盒(32)的一条直角边上铰接有活动板(320)，所述活动板(320)与取样盒(32)铰接处设置有复位扭簧(321)。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置，其特征在于，所述驱动箱(2)底部设置有调节座(20)，驱动箱(2)通过所述调节座(20)活动卡接在移动底座(1)上，且调节座(20)与移动底座(1)卡接处设置有调整螺栓(21)，所述调整螺栓(21)设置有四个，4个调整螺栓(21)分别螺纹连接在调节座(20)的四角位置，且4个调整螺栓(21)分别与移动底座(1)活动卡接。

3.根据权利要求1所述的一种用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置，其特征在于，所述取样盒(32)上设置有卡块(322)，取样杆(31)上轴向设置有卡槽(313)，取样盒(32)通过所述卡块(322)卡接在所述卡槽(313)内部，卡块(322)上设置有定位槽(3220)，卡槽(313)内部铰接有固定爪(3130)，所述固定爪(3130)上设置有定位球(3131)，固定爪(3130)与卡槽(313)之间还设置有压缩弹簧(3132)，当卡块(322)与卡槽(313)卡接后，所述定位槽(3220)与定位球(3131)卡接在压缩弹簧(3132)的作用下卡接固定。

4.根据权利要求1所述的一种用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置，其特征在于，所述取样套管(30)外壁上设置有导向条(303)，所述导向条(303)与插接座(302)位于同一条竖直线上。

5.根据权利要求1所述的一种用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置，其特征在于，所述驱动箱(2)上设置有备用驱动件(25)，所述备用驱动件(25)包括备用齿轮(250)和摇杆(251)，所述摇杆(251)通过安装座(252)固定设置在驱动箱(2)上，所述备用齿轮(250)固定设置在摇杆(251)上，且备用齿轮(250)能够与驱动齿轮(220)啮合连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置，其特征在于，所述安装座(252)上设置有推进组件(26)，所述推进组件(26)包括推进螺杆(260)和推动块(261)，所述安装座(252)上设置有开槽，摇杆(251)能够在所述开槽内左右移动，所述推动块(261)套设在摇杆(251)上，推动块(261)与安装座(252)之间设置有复位弹簧(262)，所述推进螺杆(260)水平设置在安装座(252)上，且与安装座(252)螺纹连接，推进螺杆(260)与推动块(261)抵接。

7.根据权利要求1所述的一种用于检测重金属污染物土壤的移动采样装置，其特征在于，所述取样套管(30)上设置有导向条(303)。

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