CN111122231B - 一种能精准定位的土壤采样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能精准定位的土壤采样装置，包括机架、采样单元和控制面板，所述采样单元包括第一移动器、滑板和采样头，所述滑板的上下两端分别与第一移动器和采样头相连接，所述第一移动器竖直固定在机架的顶板上并驱动滑板和采样头上下移动，所述采样头包括支撑块、第二移动器、钉板和管型土铲，所述第二移动器竖直固定在支撑块的前侧并驱动钉板上下移动，所述管型土铲固定在支撑块的底面且底端穿过钉板，所述控制面板与采样单元电连接，通过第一移动器带动管型土铲逐渐向下插入地面内，使土壤样本自动进入管型土铲中，同时配合第二移动器不断带动钉板上下移动，扎松管型土铲周围的土壤，有效避免外部硬土的摩擦力阻碍管型土铲的下降。

Description

一种能精准定位的土壤采样装置
【技术领域】
本发明涉及土壤采样的技术领域，特别是一种能精准定位的土壤采样装置的技术领域。
【背景技术】
土壤是经济和农业发展的资源，是人类赖以生存的基础。在土壤学、地理信息科学和生态学等领域，人们常常需要获取不同深度的土壤样品，用于研究土壤的理化性质、污染状况、土壤成分以及土壤养分对动植物的影响等等。现有的手动土壤采样器，在操作过程中，需要人工将采样头垂直插入土壤中，然后通过挤压和转动等动作将土壤压入采样头中，最后再通过向上的抬举和转动等反作用将土壤样品从土层中抽出，完成取样。但是，当土壤的质地较硬并且所需取样的土壤位置较深时，此种方式的取样难度较大，亟待改进。此外，在采样头钻入土壤的过程中，采样头外壁的齿会在转动时带动其附近的土壤上下移动，导致偏离原位，而位置精准的土壤样品是客观评估各层土壤质量的前提。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种能精准定位的土壤采样装置，结构简单，适用于硬质较深处的土壤取样，取样时土壤层间位置偏移较小。
为实现上述目的，本发明提出了一种能精准定位的土壤采样装置，包括机架、采样单元和控制面板，所述采样单元包括第一移动器、滑板和采样头，所述滑板的上下两端分别与第一移动器和采样头相连接，所述第一移动器竖直固定在机架的顶板上并驱动滑板和采样头上下移动，所述采样头包括支撑块、第二移动器、钉板和管型土铲，所述第二移动器竖直固定在支撑块的前侧并驱动钉板上下移动，所述管型土铲固定在支撑块的底面且底端穿过钉板，所述控制面板与采样单元电连接。
作为优选，所述滑板的边沿滑动固定在机架的立柱上。
作为优选，所述第一移动器包括第一丝杆、第一电机和第一丝母，所述第一电机固定在顶板的顶面并驱动其内的第一丝母转动，所述第一丝杆与第一丝母螺纹连接且底端在竖直穿过顶板后与滑板相连接，第二移动器包括第二丝杆、第二电机和第二丝母，所述第二电机固定在支撑块的前侧并驱动其内的第二丝母转动，所述第二丝杆与第二丝母螺纹连接且底端与钉板相连接。
作为优选，所述第二丝杆的顶端固定有滑块，所述滑块滑动固定在支撑块的前侧的滑道内。
作为优选，所述管型土铲的侧面设有开口。
作为优选，还包括清理单元，所述清理单元包括外壳体、风机、第三电机、第一管路和第二管路，所述风机固定在外壳体顶部的风机仓内，所述第三电机的输出轴与风机的转轴相连接，所述第一管路的一端与外壳体的内腔相连通而另一端与风机仓的出料口相连接，所述第二管路的一端与风机仓的入料口相连接而另一端设有吸料头，所述吸料头在穿过顶板和滑板后朝向地面设置，所述外壳体的一侧设有仓门，所述清理单元与控制面板电连接。
作为优选，所述吸料头向管型土铲一侧偏斜。
本发明的有益效果：本发明通过第一移动器带动管型土铲逐渐向下插入地面内，使土壤样本自动进入管型土铲中，同时配合第二移动器不断带动钉板上下移动，扎松管型土铲周围的土壤，有效避免外部硬土的摩擦力阻碍管型土铲的下降；通过设置清理单元抽吸走多余的被扎松的土壤，方便钉板对下一层土壤的针扎处理，此外亦便于工作人员对土壤采样区域的观测；通过将立柱穿过滑板的边沿，同时设置滑块和滑道，实现对第一丝杆和第二丝杆的导向作用。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种能精准定位的土壤采样装置的主视图；
图2是本发明一种能精准定位的土壤采样装置的采样头的左视图；
图3是本发明一种能精准定位的土壤采样装置的管型土铲的主视图；
图4是本发明一种能精准定位的土壤采样装置的清理单元的主视图。
图中：1-机架、11-顶板、12-立柱、2-采样单元、21-第一移动器、211-第一丝杆、212-第一电机、213-第一丝母、22-滑板、23-采样头、231-支撑块、2311-滑道、2312-滑块、232-第二移动器、2321-第二丝杆、2322-第二电机、2323-第二丝母、233-钉板、234-管型土铲、2341-开口、3-控制面板、4-清理单元、41-外壳体、411-仓门、412-风机仓、42-风机、43-第三电机、44-第一管路、45-第二管路、451-吸料头。
【具体实施方式】
参阅图1至图4，本发明一种能精准定位的土壤采样装置，包括机架1、采样单元2和控制面板3，所述采样单元2包括第一移动器21、滑板22和采样头23，所述滑板22的上下两端分别与第一移动器21和采样头23相连接，所述第一移动器21竖直固定在机架1的顶板11上并驱动滑板22和采样头23上下移动，所述采样头23包括支撑块231、第二移动器232、钉板233和管型土铲234，所述第二移动器232竖直固定在支撑块231的前侧并驱动钉板233上下移动，所述管型土铲234固定在支撑块231的底面且底端穿过钉板233，所述控制面板3与采样单元2电连接，所述滑板22的边沿滑动固定在机架1的立柱12上，所述第一移动器21包括第一丝杆211、第一电机212和第一丝母213，所述第一电机212固定在顶板11的顶面并驱动其内的第一丝母213转动，所述第一丝杆211与第一丝母213螺纹连接且底端在竖直穿过顶板11后与滑板22相连接，第二移动器232包括第二丝杆2321、第二电机2322和第二丝母2323，所述第二电机2322固定在支撑块231的前侧并驱动其内的第二丝母2323转动，所述第二丝杆2321与第二丝母2323螺纹连接且底端与钉板233相连接，所述第二丝杆2321的顶端固定有滑块2312，所述滑块2312滑动固定在支撑块231的前侧的滑道2311内，所述管型土铲234的侧面设有开口2341，还包括清理单元4，所述清理单元4包括外壳体41、风机42、第三电机43、第一管路44和第二管路45，所述风机42固定在外壳体41顶部的风机仓412内，所述第三电机43的输出轴与风机42的转轴相连接，所述第一管路44的一端与外壳体41的内腔相连通而另一端与风机仓412的出料口相连接，所述第二管路45的一端与风机仓412的入料口相连接而另一端设有吸料头451，所述吸料头451在穿过顶板11和滑板22后朝向地面设置，所述外壳体41的一侧设有仓门411，所述清理单元4与控制面板3电连接，所述吸料头451向管型土铲234一侧偏斜。
本发明工作过程：
首先，通过控制面板3控制第一电机212，利用第一电机212驱动第一丝母213转动，使第一丝杆211向下运动，从而带动滑板22和采样头23向下移动一定距离，直至管型土铲234的底端插入地表。接着，第二电机2322驱动第二丝母2323正向或者反向交替转动，使第二丝杆2321带动钉板233不断上下移动，从而扎松管型土铲234周围一定高度范围内的土层。随后，第三电机43驱动风机42转动，使被扎松的土壤经吸料头451吸入后再沿着第二管路45和第一管路44进入外壳体41的内腔中。然后，第一移动器21继续使管型土铲234向下移动，加深插入地面的距离，如此往复，直至管型土铲234插入地面内所需深度。在采样结束后，通过将刮刀从侧面沿着开口2341插入管型土铲内，从而将土壤样本推出。而当外壳体41的内腔装满了土壤时，可打开仓门411进行清理。
本发明通过第一移动器带动管型土铲逐渐向下插入地面内，使土壤样本自动进入管型土铲中，同时配合第二移动器不断带动钉板上下移动，扎松管型土铲周围的土壤，有效避免外部硬土的摩擦力阻碍管型土铲的下降；通过设置清理单元抽吸走多余的被扎松的土壤，方便钉板对下一层土壤的针扎处理，此外亦便于工作人员对土壤采样区域的观测；通过将立柱穿过滑板的边沿，同时设置滑块和滑道，实现对第一丝杆和第二丝杆的导向作用。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种能精准定位的土壤采样装置，其特征在于：包括机架（1）、采样单元（2）和控制面板（3），所述采样单元（2）包括第一移动器（21）、滑板（22）和采样头（23），所述滑板（22）的上下两端分别与第一移动器（21）和采样头（23）相连接，所述第一移动器（21）竖直固定在机架（1）的顶板（11）上并驱动滑板（22）和采样头（23）上下移动，所述采样头（23）包括支撑块（231）、第二移动器（232）、钉板（233）和管型土铲（234），所述第二移动器（232）竖直固定在支撑块（231）的前侧并驱动钉板（233）上下移动，所述管型土铲（234）固定在支撑块（231）的底面且底端穿过钉板（233），所述控制面板（3）与采样单元（2）电连接，还包括清理单元（4），所述清理单元（4）包括外壳体（41）、风机（42）、第三电机（43）、第一管路（44）和第二管路（45），所述风机（42）固定在外壳体（41）顶部的风机仓（412）内，所述第三电机（43）的输出轴与风机（42）的转轴相连接，所述第一管路（44）的一端与外壳体（41）的内腔相连通而另一端与风机仓（412）的出料口相连接，所述第二管路（45）的一端与风机仓（412）的入料口相连接而另一端设有吸料头（451），所述吸料头（451）在穿过顶板（11）和滑板（22）后朝向地面设置，所述外壳体（41）的一侧设有仓门（411），所述清理单元（4）与控制面板（3）电连接。
2.如权利要求1所述的一种能精准定位的土壤采样装置，其特征在于：所述滑板（22）的边沿滑动固定在机架（1）的立柱（12）上。
3.如权利要求1所述的一种能精准定位的土壤采样装置，其特征在于：所述第一移动器（21）包括第一丝杆（211）、第一电机（212）和第一丝母（213），所述第一电机（212）固定在顶板（11）的顶面并驱动其内的第一丝母（213）转动，所述第一丝杆（211）与第一丝母（213）螺纹连接且底端在竖直穿过顶板（11）后与滑板（22）相连接，第二移动器（232）包括第二丝杆（2321）、第二电机（2322）和第二丝母（2323），所述第二电机（2322）固定在支撑块（231）的前侧并驱动其内的第二丝母（2323）转动，所述第二丝杆（2321）与第二丝母（2323）螺纹连接且底端与钉板（233）相连接。
4.如权利要求3所述的一种能精准定位的土壤采样装置，其特征在于：所述第二丝杆（2321）的顶端固定有滑块（2312），所述滑块（2312）滑动固定在支撑块（231）的前侧的滑道（2311）内。
5.如权利要求1所述的一种能精准定位的土壤采样装置，其特征在于：所述管型土铲（234）的侧面设有开口（2341）。
6.如权利要求1所述的一种能精准定位的土壤采样装置，其特征在于：所述吸料头（451）向管型土铲（234）一侧偏斜。
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