CN111141546B - 一种土壤采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土壤采样装置，其包括驱动机体和设置于驱动机体下方的钻筒，钻筒远离驱动机体的一端设置有钻头，驱动机体的底部设置有三个支撑腿，钻筒分割形成多个采样筒和多个支撑筒，采样筒和支撑筒间隔设置，钻筒固定设置有转轴，支撑筒与转轴固定连接，采样筒与转轴转动连接，采样筒与支撑筒通过固定机构相互固定，采样筒设置有帮助土壤样品脱落的辅助机构。不同采样筒代表不用深度的土壤样品，将采样筒绕转轴转动脱离支撑筒位置，利用辅助机构将采样筒内部的土壤脱落下来，方便采样操作。

Description

一种土壤采样装置

技术领域

本发明涉及土壤采样器的技术领域，尤其是涉及一种土壤采样装置。

背景技术

土壤样品采集及其理化性质分析广泛应用于建设工程、环境科学、地理学、农学生产等领域研究，除破坏性挖掘采样外，通常采用钻头旋转压插入土壤内部，利用钻头和土壤间的摩擦力带出土层深度的土壤样品。

现有的，如中国专利实用新型专利申请公告号CN208091748U公开了一种土壤采样取土装置，包括主杆和钻头，主杆外套接有外管，主杆下端设置有钻头；钻头端头设有锯齿，钻头端头内部设有十字交叉叶片，十字交叉叶片靠钻头外侧一端设有刀口，十字交叉叶片倾斜方向和锯齿的方向相适应设置。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：钻头每次取样时只能对土壤某一深度的土层进行采集，不能同时对同一位置不同深度的土壤进行取样，工作效率较低；同时土壤样品在钻头内部难以取出，费事费力，在实际使用过程中带来不便。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种土壤采样装置，其可以同时对不同深度的土壤进行取样，同时方便将样品脱落钻头。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种土壤采样装置，包括驱动机体和设置于驱动机体下方的钻筒，所述钻筒远离驱动机体的一端设置有钻头，所述驱动机体的底部设置有三个支撑腿，所述钻筒分割形成多个采样筒和多个支撑筒，所述采样筒和支撑筒间隔设置，所述钻筒固定设置有转轴，所述支撑筒与转轴固定连接，所述采样筒与转轴转动连接，所述采样筒与支撑筒通过固定机构相互固定，所述采样筒设置有帮助土壤样品脱落的辅助机构。

通过采用上述技术方案，采样筒和支撑筒通过固定机构相互固定，驱动机体内部的驱动装置可以驱动钻筒钻入土壤内部，钻筒将深层的土壤采集在钻筒的内部，将钻筒拔出土壤后，解除固定机构，采样筒可以绕转轴转动脱离相邻两个支撑筒之间的位置，不同位置采样筒内部的土壤代表不同深度的土层样品，可以根据需求一次采集多个不同深度的土层样品，利用辅助机构帮助采样筒内部的土壤脱离，方便实际操作，提高工作效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述钻筒设置有竖直的定位杆，所述支撑筒与定位杆固定连接，所述采样筒的侧壁开设有与定位杆配合卡接的定位槽，所述定位杆位于转轴的一侧。

通过采用上述技术方案，对采样筒进行安装固定时，将采样筒绕转轴转动到相邻两个支撑筒之间，定位杆与定位槽相互卡接，对采样筒的与支撑筒的连接位置进行预固定，方便对采样筒进行固定。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述固定机构包括螺纹套、拉杆、多个连接杆和多个插杆，所述定位杆上开设有穿孔，所述拉杆穿设于穿孔，所述钻筒位于顶部的侧壁环向开设有环槽，所述螺纹套螺纹套设于环槽的槽壁，所述拉杆的顶端伸出穿孔且与螺纹套转动连接，所述支撑筒的底面开设有收纳槽，所述收纳槽开设有连通穿孔的长形孔，所述连接杆垂直设置于拉杆，所述连接杆穿设于长形孔，所述插杆垂直设置于弧形孔远离拉杆的一端，所述采样筒的顶面开设有与插杆相互插接的插孔。

通过采用上述技术方案，转动螺纹套可以带动拉杆在穿孔内向下移动，拉杆移动过程中带动连接杆在长形孔内部移动，同时带动插柱插入插孔内部，将采样筒与支撑筒相互固定，采样筒不能绕转轴转动；当螺纹套向上移动时，拉杆带动插杆向上移动脱离插孔，解除对采样筒的固定，采样筒可以绕转轴转动脱离出相邻两个支撑筒之间的位置，结构简单，方便工作人员的采样操作。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述辅助机构包括两个转环，所述采样筒的内壁开设有两个嵌合槽，所述转环转动设置于嵌合槽的内部，所述采样筒内开设有与嵌合槽相连通的空腔，所述采样筒的顶面开设有与空腔相连通的弧形孔，所述弧形孔的圆心位置与钻筒的圆心轴线相互重合，所述弧形孔穿设有移杆，所述移杆与两个转环固定连接。

通过采用上述技术方案，采样筒绕转轴转动脱离相邻两个支撑筒之间的位置后，手部带动移杆在弧形孔内部移动，可以同时带动转环在嵌合槽的内部转动，使转环与采样筒内部的土壤发生相对自转，减少采样筒内侧壁与土壤样品之间的摩擦力，方便使土壤样品从采样筒内部脱落下来，保证样品的完整性，提高取样质量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述移杆位于空腔内的侧壁固定设置有弧形的限位杆，所述限位杆的圆心位置与钻筒的圆心位置相互重合，所述定位槽开设有连通空腔的通孔，所述限位杆位于通孔内部，所述限位杆朝向定位槽延伸，当所述移杆位于弧形孔远离通孔的一端时，所述限位杆与定位杆相互抵接。

通过采用上述技术方案，当钻筒伸入土层内部进行采样操作时，钻筒转动可以提高切削力度，带动钻筒伸入土壤内部，转环与采样筒转动连接，采样时转环不能跟随采样筒同步转动，会降低钻筒的切削力度，当定位杆与定位槽相互卡接时，限位杆与定位杆相互抵接，移杆位于弧形孔远离通孔的一端，利用定位杆和弧形孔对限位柱进行固定，使移杆不能在弧形孔内部移动，从而将转环与采样筒相互固定，采样筒可以带动转环同步转动，提高切削力度，保证土壤采样顺利。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述移杆远离空腔的一端固定设置有圆块，所述圆块设置有防滑纹。

通过采用上述技术方案，防滑纹增大手部与圆块的摩擦力，圆块方便手部带动移杆在弧形孔内移动，从而方便工作人员将土壤样品从采样筒中脱落下来。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述采样筒的顶面且位于空腔上方开设有弧形槽，所述弧形孔开设于弧形槽的槽底，所述圆块与采样筒的顶面相互齐平。

通过采用上述技术方案，圆块位于弧形槽的内部，圆块与采样筒的顶面相互齐平，使采样筒与支撑筒可以紧密抵接，避免采样筒与支撑筒之间存在较大的缝隙，从而使土壤样品从缝隙位置渗漏出去。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：当所述插杆与插孔相互插接时，所述螺纹套位于环槽的底端，所述螺纹套与环槽顶端的间距等于插杆的长度。

通过采用上述技术方案，转动螺纹套，使螺纹套在钻筒侧壁向上移动，带动拉杆和插杆向上移动，当螺纹套位于环槽的顶端时，插柱脱离插孔，且位于收纳槽内部，工作人员可以快速使插杆脱离插孔，方便操作。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述拉杆的顶端伸出穿孔固定设置有卡球，所述螺纹套的一端环向开设有内凹槽，所述卡球与内凹槽滑动连接。

通过采用上述技术方案，卡球卡接于内凹槽的内部，螺纹套转动时，卡球在内凹槽内部滑动，卡球不能脱离内凹槽，使螺纹套可以带动拉杆在穿孔内上下移动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述定位杆朝向定位槽的一面呈弧面设置，所述定位杆背向定位槽的一面与采样筒的侧壁相互衔接形成圆周面。

通过采用上述技术方案，弧面设置可以减少定位杆的边棱，避免定位杆的边棱与采样筒的移动形成阻碍，从而不便于定位杆与定位槽相互卡接或相互脱离。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.采样筒和支撑筒通过固定机构相互固定，驱动机体内部的驱动装置可以驱动钻筒钻入土壤内部，钻筒将深层的土壤采集在钻筒的内部，将钻筒拔出土壤后，解除固定机构，采样筒可以绕转轴转动脱离相邻两个支撑筒之间的位置，不同位置采样筒内部的土壤代表不同深度的土层样品，可以根据需求一次采集多个不同深度的土层样品，利用辅助机构帮助采样筒内部的土壤脱离，方便实际操作，提高工作效率；

2.转动螺纹套可以带动拉杆在穿孔内向下移动，拉杆移动过程中带动连接杆在长形孔内部移动，同时带动插柱插入插孔内部，将采样筒与支撑筒相互固定，采样筒不能绕转轴转动，当螺纹套向上移动时，拉杆带动插杆向上移动脱离插孔，解除对采样筒的固定，采样筒可以绕转轴转动脱离出相邻两个支撑筒之间的位置，结构简单，方便工作人员的采样操作；

3.采样筒绕转轴转动脱离相邻两个支撑筒之间的位置后，手部带动移杆在弧形孔内部移动，可以同时带动转环在嵌合槽的内部转动，使转环与采样筒内部的土壤发生相对自转，减少采样筒内侧壁与土壤样品之间的摩擦力，方便使土壤样品从采样筒内部脱落下来，方便工作人员的采样操作；

4.当钻筒伸入土层内部进行采样操作时，钻筒转动可以提高切削力度，带动钻筒伸入土壤内部，转环与采样筒转动连接，采样时转环不能跟随采样筒同步转动，会降低钻筒的切削力度，当定位杆与定位槽相互卡接时，限位杆与定位杆相互抵接，移杆位于弧形孔远离通孔的一端，利用定位杆和弧形孔对限位柱进行固定，使移杆不能在弧形孔内部移动，从而将转环与采样筒相互固定，采样筒可以带动转环同步转动，提高切削力度，保障土壤采样顺利。

附图说明

图1是一种土壤采样装置的采样筒展开结构示意图；

图2是采样筒的横剖结构示意图；

图3是一种土壤采样装置的局部结构示意图；

图4是一种土壤采样装置的采样筒闭合结构示意图；

图5是采样筒竖剖结构示意图；

图6是图1中A部分的局部放大示意图。

图中，1、驱动机体；11、支撑腿；2、钻筒；21、支撑筒；211、收纳槽；212、长形孔；213、转轴；214、环槽；215、钻头；22、采样筒；221、插孔；222、空腔；223、嵌合槽；224、通孔；225、弧形槽；226、弧形孔；227、定位槽；3、定位杆；31、穿孔；4、拉杆；41、连接杆；42、插杆；43、卡球；5、螺纹套；51、内凹槽；6、移杆；61、转环；62、圆块；63、限位杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1和图2，为本发明公开的一种土壤采样装置，包括驱动机体1和钻筒2，驱动机体1的底部安装有三个倾斜设置的支撑腿11，钻筒2安装于驱动机体1的底部，钻筒2远离驱动机体1的一端固定有呈锯齿状设置的钻头215，驱动机体1内部安装有驱动钻筒2旋转和上下移动的驱动装置。

钻筒2沿其轴向分割形成多个采样筒22和多个支撑筒21，采样筒22和支撑筒21间隔设置，位于钻筒2的顶端和底端均设置为支撑筒21，钻筒2固定有转轴213，转轴213固定穿设于多个支撑筒21的一侧，采样筒22与转轴213转动连接。采样时，采样筒22通过固定机构与支撑筒21相互固定，采样筒22取样完成后，土壤样品采集在钻筒2中，将不同的采样筒22绕转轴213转动可以脱离相对应支撑筒21的上方位置，可以一次性对土壤的不同位置进行取样，同时方便工作人员将土壤样品从钻筒2中取出。

钻筒2固定有定位杆3，定位杆3固定穿设于多个支撑筒21的一侧，定位杆3位于转轴213的一侧，采样筒22相对应开设有定位槽227，定位槽227与定位杆3相互卡接。定位杆3对采样筒22的安装位置进行预定位，方便将采样筒22固定在支撑筒21上方。定位杆3背向采样筒22的一面与采样筒22的外侧壁相互衔接形成圆周面，定位杆3朝向采样筒22的一面呈弧面设置，可以减少定位杆3的边棱，方便使定位杆3和定位槽227相互卡接或脱离。

参照图3和图4，固定机构包括螺纹套5、拉杆4、多个连接杆41和多个插杆42，定位杆3上开设有穿孔31，拉杆4穿设于穿孔31内部，穿孔31的长度大于拉杆4的长度，支撑筒21靠近定位杆3的底面开设有收纳槽211，收纳槽211的侧壁开设有与穿孔31相连通的长形孔212，长形孔212的长度朝向定位杆3的长度方向设置。连接杆41垂直固定于拉杆4的侧壁，多个连接杆41沿拉杆4的长度方向排布设置，连接杆41远离拉杆4的一端穿过长形孔212且伸入收纳槽211的内部，插杆42垂直固定于连接杆41远离拉杆4的一端，插杆42朝向下方延伸。采样筒22的顶面与插杆42相对应位置开设有插孔221，插杆42与插孔221相互插接，采样筒22不能绕转轴213旋转，将采样筒22固定在相对应的支撑筒21上方。

钻筒2位于顶端的侧壁环向开设有环槽214，环槽214与穿孔31相连通，钻筒2位于环槽214的侧壁设置有螺纹，螺纹套5套设于钻筒2位于螺纹的侧壁，螺纹套5与钻筒2螺纹连接，螺纹套5的底端与拉杆4的顶端转动连接。

拉杆4的顶端伸入环槽214固定有卡球43，螺纹套5的底端环向开设有内凹槽51，内凹槽51的圆心位置与钻筒2的圆心轴线相互重合，内凹槽51与卡球43相互配合滑动连接。通过转动螺纹套5，螺纹套5拉动拉杆4上下移动，拉杆4带动连接杆41和插杆42上下移动。

当插杆42与插孔221相互插接时，螺纹套5位于环槽214的底端，螺纹套5与环槽214顶端的间距等于插杆42的长度，当螺纹套5向上移动到环槽214的顶端位置时，插杆42向上移动脱离插孔221且位于收纳槽211内部，采样筒22可以绕转轴213转动，结构简单，方便操作。

参照图2和图5，采样筒22上安装有帮助土壤样品脱落的辅助机构，辅助机构包括两个转环61，采样筒22的内侧壁开设有两个环形的嵌合槽223，转环61与嵌合槽223配合卡接，转环61与采样筒22转动连接，转环61的内径与采样筒22的内径相等。采样筒22内开设有连通嵌合槽223的空腔222，采样筒22的顶面开设有弧形槽225，弧形槽225位于空腔222的上方，弧形槽225的槽底开设有贯穿空腔222的弧形孔226，弧形孔226的圆心位置与钻筒2的圆心轴线相互重合。弧形孔226内穿设有移杆6，移杆6的一端伸入空腔222内部与两个转环61固定连接，移杆6在弧形孔226内部转动，可以同时带动转环61在嵌合槽223内部转动，转环61与位于采样筒22内部的土壤样品发生相对旋转，可以降低采样筒22的内侧壁与土壤样品之间的摩擦力，方便使土壤样品从采样筒22的内部脱落。

移杆6位于弧形槽225的一端固定有圆块62，圆块62的顶面设置有防滑纹，圆块62方便工作人员带动移杆6在弧形孔226内部移动，从而方便将土壤样品脱离采样筒22。圆块62与采样筒22的顶面相互齐平，采样筒22可以和支撑筒21紧密抵接，避免采样筒22与支撑筒21之间存在较大的缝隙，使钻筒2内部的土壤样品从缝隙处渗漏出来。

参照图5和图6，移杆6位于空腔222内部的侧壁固定有弧形的限位杆63，限位杆63朝向定位杆3的方向延伸，定位槽227的侧壁开设有贯穿空腔222的通孔224，通孔224呈弧形设置，限位杆63位于通孔224内部，限位杆63和通孔224的圆心位置与钻筒2（参照图1）的中心轴线相互重合。当定位槽227与定位杆3（参照图1）相互卡接时，限位杆63远离移杆6的一端与定位杆3（参照图1）相互抵接，移杆6位于弧形孔226远离通孔224的一端，对转环61进行固定，避免转环61与采样筒22发生相对自转。钻筒2伸入土壤内部取样时，转环61与采样筒22同步转动，可以提高钻筒2的切削力度，保证取样顺利。当移杆6位于弧形孔226靠近通孔224的一端时，限位杆63远离移杆6的一端伸出通孔224且位于定位槽227的内部。

本实施例的实施原理为：将采样筒22绕转轴213转动到相邻两个支撑筒21之间，定位杆3与定位槽227相互卡接，对采样筒22的固定位置进行预定位。转动螺纹套5使其向下移动到环槽214的底端，可以驱动拉杆4在穿孔31内向下移动，带动连接杆41在长形孔212内部移动，插杆42插接在插孔221内部，采样筒22不能转动，将采样筒22与支撑筒21相互固定。利用驱动装置驱动钻筒2旋转同时向下移动，钻头215带动钻筒2伸入土壤内部进行取样操作。取样完成后拔出钻筒2，转动螺纹套5向上移动到环槽214顶端，带动插杆42脱离插孔221收纳在收纳槽211内部，采样筒22可以绕转轴213转动脱离相邻两个支撑筒21之间的位置。不同的采样筒22代表同一位置不同深度的土壤样品，可以根据需求同时对多个深度的土层进行取样。利用手部带动移杆6在弧形孔226移动，可以带动转环61在嵌合槽223内部转动，转环61与采样筒22内的土壤样品相互发生自转，可以减少采样筒22侧壁与土壤样品之间的摩擦力，方便使土壤样品整体从采样筒22内掉落出来，提高采样质量。

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)

1.一种土壤采样装置，包括驱动机体(1)和设置于驱动机体(1)下方的钻筒(2)，所述钻筒(2)远离驱动机体(1)的一端设置有钻头(215)，所述驱动机体(1)的底部设置有三个支撑腿(11)，其特征在于：所述钻筒(2)分割形成多个采样筒(22)和多个支撑筒(21)，所述采样筒(22)和支撑筒(21)间隔设置，所述钻筒(2)固定设置有转轴(213)，所述支撑筒(21)与转轴(213)固定连接，所述采样筒(22)与转轴(213)转动连接，所述采样筒(22)与支撑筒(21)通过固定机构相互固定，所述采样筒(22)设置有帮助土壤样品脱落的辅助机构；所述钻筒(2)设置有竖直的定位杆(3)，所述支撑筒(21)与定位杆(3)固定连接，所述采样筒(22)的侧壁开设有与定位杆(3)配合卡接的定位槽(227)，所述定位杆(3)位于转轴(213)的一侧；所述固定机构包括螺纹套(5)、拉杆(4)、多个连接杆(41)和多个插杆(42)，所述定位杆(3)上开设有穿孔(31)，所述拉杆(4)穿设于穿孔(31)，所述钻筒(2)位于顶部的侧壁环向开设有环槽(214)，所述螺纹套(5)螺纹套设于环槽(214)的槽壁，所述拉杆(4)的顶端伸出穿孔(31)且与螺纹套(5)转动连接，所述支撑筒(21)的底面开设有收纳槽(211)，所述收纳槽(211)开设有连通穿孔(31)的长形孔(212)，所述连接杆(41)垂直设置于拉杆(4)，所述连接杆(41)穿设于长形孔(212)，所述插杆(42)垂直设置于弧形孔(226)远离拉杆(4)的一端，所述采样筒(22)的顶面开设有与插杆(42)相互插接的插孔(221)。

2.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置，其特征在于：所述辅助机构包括两个转环(61)，所述采样筒(22)的内壁开设有两个嵌合槽(223)，所述转环(61)转动设置于嵌合槽(223)的内部，所述采样筒(22)内开设有与嵌合槽(223)相连通的空腔(222)，所述采样筒(22)的顶面开设有与空腔(222)相连通的弧形孔(226)，所述弧形孔(226)的圆心位置与钻筒(2)的圆心轴线相互重合，所述弧形孔(226)穿设有移杆(6)，所述移杆(6)与两个转环(61)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种土壤采样装置，其特征在于：所述移杆(6)位于空腔(222)内的侧壁固定设置有弧形的限位杆(63)，所述限位杆(63)的圆心位置与钻筒(2)的圆心位置相互重合，所述定位槽(227)开设有连通空腔(222)的通孔(224)，所述限位杆(63)位于通孔(224)内部，所述限位杆(63)朝向定位槽(227)延伸，当所述移杆(6)位于弧形孔(226)远离通孔(224)的一端时，所述限位杆(63)与定位杆(3)相互抵接。

4.根据权利要求2所述的一种土壤采样装置，其特征在于：所述移杆(6)远离空腔(222)的一端固定设置有圆块(62)，所述圆块(62)设置有防滑纹。

5.根据权利要求4所述的一种土壤采样装置，其特征在于：所述采样筒(22)的顶面且位于空腔(222)上方开设有弧形槽(225)，所述弧形孔(226)开设于弧形槽(225)的槽底，所述圆块(62)与采样筒(22)的顶面相互齐平。

6.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置，其特征在于：当所述插杆(42)与插孔(221)相互插接时，所述螺纹套(5)位于环槽(214)的底端，所述螺纹套(5)与环槽(214)顶端的间距等于插杆(42)的长度。

7.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置，其特征在于：所述拉杆(4)的顶端伸出穿孔(31)固定设置有卡球(43)，所述螺纹套(5)的一端环向开设有内凹槽(51)，所述卡球(43)与内凹槽(51)滑动连接。

8.根据权利要求1所述的一种土壤采样装置，其特征在于：所述定位杆(3)朝向定位槽(227)的一面呈弧面设置，所述定位杆(3)背向定位槽(227)的一面与采样筒(22)的侧壁相互衔接形成圆周面。

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