CN110987523A - 一种土壤取样设备及取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土壤取样设备，包括筒状的外壳和设置在外壳内的取样机构，外壳一端为端面开口的开口端，另一端为端面封闭的封闭端；取样机构包括取土管和驱动件；取土管沿着外壳的径向方向穿过外壳并且与外壳连接，取土管沿着外壳的周向与轴向分布多个，取土管滑动后进土端平齐或突出于外壳的外表面，驱动端始终位于外壳内，驱动端朝向外壳的轴线并且与轴线之间存在间隙；取土管与外壳的内壁之间设置有弹性件，驱动件包括驱动杆和驱动块，驱动块呈圆柱状，驱动块的一端为平面，另一端为尖锐设置的锥形，并且驱动块尖锐的一端朝向封闭端，驱动杆与驱动块为平面的一端连接。本发明具有能够一次取多组土样，降低样本偶然性偏差的效果。

Description

一种土壤取样设备及取样方法

技术领域

本发明涉及土壤取样技术领域，尤其是涉及一种土壤取样设备及取样方法。

背景技术

在大型设备难以进场的区域一般是通过传统的洛阳铲对深层土壤进行取样的。

目前，授权公告号为CN104988958B公开了一种工程地质勘探工具的改进，具体涉及一种洛阳铲。本发明包括铲刀、加重杆，所述的铲刀为圆筒状，其下部为取土筒，上部为冲击筒，冲击筒直径大于取土筒直径，冲击筒与取土筒连接处形成冲击筒台阶；冲击筒的顶部固定有铲刀顶盖，铲刀顶盖上设置有铲刀顶盖中心孔；在冲击筒中布置有冲击板，冲击板与铲刀顶盖间设置有弹簧，冲击板的直径大于取土筒直径而小于冲击筒直径；加重杆穿过铲刀顶盖中心孔与冲击板固定在一起；取土筒的底部设置有铲刀底刃。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：取土筒一般是竖直的打入土层中，其只能对取土筒进入的土层进行取样，取样范围较小，容易导致土样出现偶然性偏差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种土壤取样设备及取样方法，其优势在于能够一次取多组土样，降低样本偶然性偏差。

本发明的第一个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种土壤取样设备，包括筒状的外壳和设置在外壳内的取样机构，所述外壳一端为端面开口的开口端，另一端为端面封闭的封闭端；

所述取样机构包括取土管和驱动件；

所述取土管沿着外壳的径向方向穿过外壳并且与外壳连接，所述取土管沿着外壳的周向与轴向分布多个，所述取土管一端为进土端，另一端为驱动端，所述取土管滑动后进土端平齐或突出于外壳的外表面，所述驱动端始终位于外壳内，所述驱动端朝向外壳的轴线并且与轴线之间存在间隙；所述取土管与外壳的内壁之间设置有弹性件，所述取土管在仅受弹性件的作用下进土端与外壳表面平齐；

所述驱动件包括驱动杆和驱动块，所述驱动块呈圆柱状，所述驱动块的一端为平面，另一端为尖锐设置的锥形，并且驱动块尖锐的一端朝向封闭端，所述驱动杆与驱动块为平面的一端连接。

通过采用上述技术方案，将外壳打入土层中，然后通过驱动杆将驱动块像封闭端前进，在驱动块前进的过程中，驱动块的斜面与取土管的驱动端接触，进而将进土端推动突出于外壳的表面并且插入至土层中，而土样则从进土端进入取土管中。

接着将驱动块驱动远离取土管，取土管在弹性件的作用下又退回至外壳内，并且进土端与外壳的表面保持平齐。然后将外壳从土层中拔出，并且将土样从取土管中取出即可完成取样。

因为取土管在外壳上设置有多组，当驱动块驱动取土管时，会有多根取土管进入至土层中取得土样，因此能够使得所取得的土样数量更多，降低取样导致的偶然性偏差。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述取土管为方管，所述进土端的端面与外壳的外表面具有一致的弧度。

通过采用上述技术方案，取土管时方管，所以取土管在进出外壳时不会周向转动，因为进土端的端面与外壳的表面保持了一致的弧度，所以当外壳被置入土层的过程中进土端不会与土层接触而使得外壳难以被压入土层中。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述封闭端的端面设置为锥形的分泥头。

通过采用上述技术方案，因为分泥头是锥形的，所以能够使得外壳能够更加容易的插入至土层中。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述分泥头内部为空腔，所述分泥头与外壳内部连通，并且所述分泥头与外壳可拆卸连接，所述驱动端的周面上开设有出泥口。

通过采用上述技术方案，设置出泥口使得取土管与外壳内连通，并且气压平衡，从而使得土样更加容易进入至取土管中，而通过出泥口进入至外壳中的土样则可以通过拆卸分泥头进行清理。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外壳的外表面上设置有外螺纹，所述外壳的外表面上设置有配位槽，所述外壳上套设有两瓣相互可拆卸连接的连接瓣，所述连接瓣为弧形，所述连接瓣的内弧面上设置有与配位槽配合的配位块，所述连接瓣的外弧面上设置有转杆。

通过采用上述技术方案，连接瓣套接固定在外壳上，通过配位块和配位槽的配位槽的配合使得连接瓣无法相对于外壳周向转动，所以，通过握持转杆即可让外壳转动，进而使得外壳旋入至土层中。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外壳内部固定有同轴的螺套，所述驱动杆为螺杆，所述驱动杆穿过并与螺套螺接，所述驱动杆远离驱动块一端的端面上螺接有接长螺杆，所述外壳远离分泥头的一端螺接有接长壳，所述接长壳呈筒状，所述接长壳的外表面设置有外螺纹和配位槽，所述接长螺杆的端部可拆卸连接有把手。

通过采用上述技术方案，通过在接长螺杆的端部加装把手，然后通过手持把手转动接长螺杆转动即可让驱动块向取土管前进或远离，进而驱动取土管进入至土层中取得土样。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外壳远离分泥头一端的端面上设置有接长轴，所述接长壳一端的端面上设置有接长孔，另一端的端面上也设置有接长轴，所述接长轴伸入接长孔中并且通过热熔胶连接，所述驱动杆远离驱动块的一端端面同轴设置有螺柱，所述接长螺杆一端的端面上同轴设置有螺柱，另一端端面上设置有螺孔，所述螺柱与螺孔螺接。

通过采用上述技术方案，可以接长外壳和接长螺杆，从而使得外壳能够进入至更深的土层中取得土样。而接长螺杆与接长螺杆、驱动杆之间可拆卸连接，接长壳与外壳、接长壳之间可拆卸连接，从使得零部件都能够重复使用。

本发明的第二个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种土壤取样方法，其特征是：包括如下的步骤：

步骤一：将外壳设置有分泥头的一端插入土层中；

步骤二：将两瓣连接瓣套接固定在外壳上，然后手持转杆转动外壳，从而使得外壳旋入土层中；

步骤三：当外壳旋入至预定深度时，将连接瓣从外壳上拆卸下；

步骤四：利用接长螺杆对驱动杆进行接长，利用接长壳对外壳进行接长；

步骤五：将连接瓣安装在接长壳上，然后握持转杆继续将外壳、接长壳旋入土层中；

步骤六：当外壳旋入到预定深度时，在接长螺杆的端部连接把手，然后通过转动把手带动接长螺杆、驱动杆转动，进而将驱动块驱动向分泥头运动，在驱动块运动的过程中与取土器的驱动端接触，并且将进土端驱动突出于外壳的表面进入至土层中；

步骤七：反向转动把手，从而使得驱动块与驱动端分离，并且使得取土管在弹性件的作用下向外壳内运动；

步骤十：握持转杆反向转动外壳、接长壳将外壳、接长壳从土层中取出；

步骤十一：将土样从取土管取出，并且旋下分泥头对分泥头内的土壤进行清理。

通过采用上述技术方案，将设备打入土层中，因为取土管在外壳上设置有多组，当驱动块驱动取土管时，会有多根取土管进入至土层中取得土样，因此能够使得所取得的土样数量更多，降低取样导致的偶然性偏差。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、因为取土管在外壳上设置有多组，当驱动块驱动取土管时，会有多根取土管进入至土层中取得土样，因此能够使得所取得的土样数量更多，降低取样导致的偶然性偏差；

2、设置出泥口使得取土管与外壳内连通，并且气压平衡，从而使得土样更加容易进入至取土管中，而通过出泥口进入至外壳中的土样则可以通过拆卸分泥头进行清理；

3、可以接长外壳和接长螺杆，从而使得外壳能够进入至更深的土层中取得土样。而接长螺杆与接长螺杆、驱动杆之间可拆卸连接，接长壳与外壳、接长壳之间可拆卸连接，从使得零部件都能够重复使用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

附图标记：1、外壳；2、开口端；3、封闭端；4、连接环；5、配位槽；6、连接瓣；7、配位块；8、转杆；9、接长壳；10、接长轴；11、接长孔；12、取土管；13、进土端；14、驱动端；15、弹性件；16、连接片；17、驱动杆；18、驱动块；19、螺套；20、接长螺杆；21、螺柱；22、螺孔；23、把手；24、分泥头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

如图1所示，为本发明公开的一种土壤取样设备，包括筒状的外壳1和设置在外壳1内的取样机构。

外壳1一端为端面开口的开口端2，另一端为端面封闭的封闭端3，并且封闭端3的端面形成为尖锐的锥形分泥头24；封闭端3的端面一端为尖锐状，另一端同轴的设置有一个连接环4，连接环4插入至外壳1内部，并且通过螺栓件可拆卸的连接外壳1的封闭端3与连接环4，在封闭端3的锥形端面内形成的空腔与外壳1内连通。

外壳1的外表面上形成了外螺纹，外壳1的外表面上开设有两个配位槽5，配位槽5位于外壳1径向的两端。外壳1上套设有两瓣通过螺栓件实现相互可拆卸连接的连接瓣6，连接瓣6为弧形，两片连接瓣6能够拼接形成管状，连接瓣6的内弧面上设置有与配位槽5配合的配位块7。连接瓣6的外弧面上设置有转杆8，转杆8沿着连接瓣6的径向方向设置。连接瓣6套接固定在外壳1上，通过配位块7和配位槽5的配位槽5的配合使得连接瓣6无法相对于外壳1周向转动，所以，通过握持转杆8即可让外壳1转动，进而使得外壳1旋入至土层中。

外壳1还可利用接长壳9接长，接长壳9为筒状，同样的在接长壳9的外表面上设置有外螺纹，每一节接长壳9上也同样设置有两个配位槽5。外壳1远离分泥头24一端的端面上开设有接长轴10，接长轴10沿着与外壳1的轴线平行的方向开设并且沿着周向分布。接长壳9一端的端面上开设有接长孔11，另一端的端面上也设置有接长轴10，接长轴10伸入接长孔11中并且通过热熔胶连接。

当外壳1旋入土层中后，通过拆卸连接瓣6安装在接长的接长壳9上，然后继续转动接长壳9可以使得外壳1进入更深的土层中。

如图1所示，取样机构包括取土管12和驱动件；

方管状的取土管12沿着外壳1的径向方向穿过外壳1并且与外壳1连接，取土管12沿着外壳1的周向与轴向分布多个，取土管12一端为进土端13，另一端为驱动端14。进土端13的端面设置为与外壳1表面弧度一致的弧形，取土管12滑动后进土端13的端面平齐或突出于外壳1的外表面，而驱动端14始终位于外壳1内。驱动端14朝向外壳1的轴线并且与轴线之间存在间隙；取土管12与外壳1的内壁之间设置有弹性件15，取土管12在仅受弹性件15的作用下进土端13与外壳1表面平齐，

具体地，取土管12驱动端14的外表面上设置有连接片16，在连接片16与外壳1的内壁之间固定有拉簧作为弹性件15，拉簧的轴向与取土管12的轴向平行。

驱动件包括驱动杆17和驱动块18，驱动块18呈圆柱状，驱动块18的一端为平面，另一端为尖锐设置的锥形，并且驱动块18尖锐的一端朝向封闭端3，驱动杆17与驱动块18为平面的一端连接。

外壳1内部固定有同轴的螺套19，驱动杆17为螺杆，驱动杆17穿过并与螺套19螺接，驱动杆17远离驱动块18一端的端面上螺接有接长螺杆20，接长螺杆20一端的端面上同轴设置有螺柱21，另一端端面上设置有螺孔22，螺柱21与螺孔22螺接，接长螺杆20的端部可拆卸连接有把手23。

通过在接长螺杆20的端部加装把手23，然后通过手持把手23转动接长螺杆20转动即可让驱动块18向取土管12前进或远离，进而驱动取土管12进入至土层中取得土样。当驱动块18旋至于分泥头24内侧抵接时，驱动端14依旧抵接在驱动块18的侧面上。

本实施例的实施原理为：外壳1利用接长壳9接长并且旋入土层中，然后通过驱动杆17接长驱动杆17，再将将驱动块18像封闭端3前进，在驱动块18前进的过程中，驱动块18的斜面与取土管12的驱动端14接触，进而将进土端13推动突出于外壳1的表面并且插入至土层中，而土样则从进土端13进入取土管12中。

接着将驱动块18驱动远离取土管12，取土管12在弹性件15的作用下又退回至外壳1内，并且进土端13与外壳1的表面保持平齐。然后将外壳1从土层中旋出，并且将土样从取土管12中取出即可完成取样。

因为取土管12在外壳1上设置有多组，当驱动块18驱动取土管12时，会有多根取土管12进入至土层中取得土样，因此能够使得所取得的土样数量更多，降低取样导致的偶然性偏差。

取样完毕后，还可拆卸分解接长螺杆20、驱动杆17、外壳1以及接长壳9，以便重复使用。而且通过出泥口进入至外壳1中的土样则可以通过拆卸分泥头24进行清理。

实施例二：

一种土壤取样方法，其特征是：包括如下的步骤：

步骤一：将外壳1设置有分泥头24的一端插入土层中；

步骤二：将两瓣连接瓣6套接固定在外壳1上，然后手持转杆8转动外壳1，从而使得外壳1旋入土层中；

步骤三：当外壳1旋入至预定深度时，将连接瓣6从外壳1上拆卸下；

步骤四：利用接长螺杆20对驱动杆17进行接长，利用接长壳9对外壳1进行接长；

步骤五：将连接瓣6安装在接长壳9上，然后握持转杆8继续将外壳1、接长壳9旋入土层中；

步骤六：当外壳1旋入到预定深度时，在接长螺杆20的端部连接把手23，然后通过转动把手23带动接长螺杆20、驱动杆17转动，进而将驱动块18驱动向分泥头24运动，在驱动块18运动的过程中与取土器的驱动端14接触，并且将进土端13驱动突出于外壳1的表面进入至土层中；

步骤七：反向转动把手23，从而使得驱动块18与驱动端14分离，并且使得取土管12在弹性件15的作用下向外壳1内运动；

步骤十：握持转杆8反向转动外壳1、接长壳9将外壳1、接长壳9从土层中取出；

步骤十一：将土样从取土管12取出，并且旋下分泥头24对分泥头24内的土壤进行清理。

通过采用上述技术方案，将设备打入土层中，因为取土管12在外壳1上设置有多组，当驱动块18驱动取土管12时，会有多根取土管12进入至土层中取得土样，因此能够使得所取得的土样数量更多，降低取样导致的偶然性偏差。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种土壤取样设备，其特征是：包括筒状的外壳(1)和设置在外壳(1)内的取样机构，所述外壳(1)一端为端面开口的开口端(2)，另一端为端面封闭的封闭端(3)；

所述取样机构包括取土管(12)和驱动件；

所述取土管(12)沿着外壳(1)的径向方向穿过外壳(1)并且与外壳(1)连接，所述取土管(12)沿着外壳(1)的周向与轴向分布多个，所述取土管(12)一端为进土端(13)，另一端为驱动端(14)，所述取土管(12)滑动后进土端(13)平齐或突出于外壳(1)的外表面，所述驱动端(14)始终位于外壳(1)内，所述驱动端(14)朝向外壳(1)的轴线并且与轴线之间存在间隙；所述取土管(12)与外壳(1)的内壁之间设置有弹性件(15)，所述取土管(12)在仅受弹性件(15)的作用下进土端(13)与外壳(1)表面平齐；

所述驱动件包括驱动杆(17)和驱动块(18)，所述驱动块(18)呈圆柱状，所述驱动块(18)的一端为平面，另一端为尖锐设置的锥形，并且驱动块(18)尖锐的一端朝向封闭端(3)，所述驱动杆(17)与驱动块(18)为平面的一端连接。

2.根据权利要求1所述的一种土壤取样设备，其特征是：所述取土管(12)为方管，所述进土端(13)的端面与外壳(1)的外表面具有一致的弧度。

3.根据权利要求2所述的一种土壤取样设备，其特征是：所述封闭端(3)的端面设置为锥形的分泥头(24)。

4.根据权利要求3所述的一种土壤取样设备，其特征是：所述分泥头(24)内部为空腔，所述分泥头(24)与外壳(1)内部连通，并且所述分泥头(24)与外壳(1)可拆卸连接，所述驱动端(14)的周面上开设有出泥口。

5.根据权利要求4所述的一种土壤取样设备，其特征是：所述外壳(1)的外表面上设置有外螺纹，所述外壳(1)的外表面上设置有配位槽(5)，所述外壳(1)上套设有两瓣相互可拆卸连接的连接瓣(6)，所述连接瓣(6)为弧形，所述连接瓣(6)的内弧面上设置有与配位槽(5)配合的配位块(7)，所述连接瓣(6)的外弧面上设置有转杆(8)。

6.根据权利要求1所述的一种土壤取样设备，其特征是：所述外壳(1)内部固定有同轴的螺套(19)，所述驱动杆(17)为螺杆，所述驱动杆(17)穿过并与螺套(19)螺接，所述驱动杆(17)远离驱动块(18)一端的端面上螺接有接长螺杆(20)，所述外壳(1)远离分泥头(24)的一端螺接有接长壳(9)，所述接长壳(9)呈筒状，所述接长壳(9)的外表面设置有外螺纹和配位槽(5)，所述接长螺杆(20)的端部可拆卸连接有把手(23)。

7.根据权利要求6所述的一种土壤取样设备，其特征是：所述外壳(1)远离分泥头(24)一端的端面上设置有接长轴(10)，所述接长壳(9)一端的端面上设置有接长孔(11)，另一端的端面上也设置有接长轴(10)，所述接长轴(10)伸入接长孔(11)中并且通过热熔胶连接，所述驱动杆(17)远离驱动块(18)的一端端面同轴设置有螺柱(21)，所述接长螺杆(20)一端的端面上同轴设置有螺柱(21)，另一端端面上设置有螺孔(22)，所述螺柱(21)与螺孔(22)螺接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种土壤取样方法，其特征是：包括如下的步骤：

步骤一：将外壳(1)设置有分泥头(24)的一端插入土层中；

步骤二：将两瓣连接瓣(6)套接固定在外壳(1)上，然后手持转杆(8)转动外壳(1)，从而使得外壳(1)旋入土层中；

步骤三：当外壳(1)旋入至预定深度时，将连接瓣(6)从外壳(1)上拆卸下；

步骤四：利用接长螺杆(20)对驱动杆(17)进行接长，利用接长壳(9)对外壳(1)进行接长；

步骤五：将连接瓣(6)安装在接长壳(9)上，然后握持转杆(8)继续将外壳(1)、接长壳(9)旋入土层中；

步骤六：当外壳(1)旋入到预定深度时，在接长螺杆(20)的端部连接把手(23)，然后通过转动把手(23)带动接长螺杆(20)、驱动杆(17)转动，进而将驱动块(18)驱动向分泥头(24)运动，在驱动块(18)运动的过程中与取土器的驱动端(14)接触，并且将进土端(13)驱动突出于外壳(1)的表面进入至土层中；

步骤七：反向转动把手(23)，从而使得驱动块(18)与驱动端(14)分离，并且使得取土管(12)在弹性件(15)的作用下向外壳(1)内运动；

步骤十：握持转杆(8)反向转动外壳(1)、接长壳(9)将外壳(1)、接长壳(9)从土层中取出；

步骤十一：将土样从取土管(12)取出，并且旋下分泥头(24)对分泥头(24)内的土壤进行清理。

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