CN111289290A - 一种面源污染土壤采样收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种面源污染土壤采样收集装置，属于土壤采样收集设备技术领域，解决了现有设备移动不便、针对不同深度的土壤采样不便的问题。包括底座、升降机构和钻孔采样机构，底座上端固定有两个对称的立杆，升降机构包括升降架，升降架滑动设置在两个立杆上，升降架的一侧固定有旋转轴，钻孔采样机构包括钻取架，钻取架可转动的设置在旋转轴上，钻取架的横板上转动设置有转动杆，转动杆的上下两端分别滑动设置有钻孔螺旋杆和采样中空杆。本发明采用升降机构与钻孔采样机构配合，用同一动力进行钻孔或采样，结构更简单，质量更轻，更方便搬运移动；钻孔采样机构采用钻孔螺旋杆及采样中空杆与转动杆配合，满足不同深度的土壤采样。

Description

一种面源污染土壤采样收集装置

技术领域

本发明属于土壤采样收集设备技术领域，涉及一种土壤采样收集装置，特别是一种面源污染土壤采样收集装置。

背景技术

面源污染又称非点源污染，主要由土壤泥沙颗粒、氮磷等营养物质、农药、各种大气颗粒物等组成，通过地表径流、土壤侵蚀、农田排水等方式进入水、土壤或大气环境。其具有的随机性、广泛性、滞后性、模糊性、潜伏性等特点，加大了相应的研究、治理和管理政策制定的难度。

针对于面源污染的土壤中的污染物进行相应的研究，就必须进行采样分析，充分检测污染物的种类及污染程度，从而更好的“对症下药”，快速的修复土壤。

但是现有土壤采样收集设备，虽然可以进行采样收集，但机构复杂，比较笨重，很难移动，不利于使用者对复杂面源污染的地区进行土壤采样，且采样效率低，当需要针对不同深度的土壤进行采样时，特别是针对较深的土壤进行采样时，操作困难，效率低。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种面源污染土壤采样收集装置，该装置要解决的技术问题是：如何便捷的在面源污染区域移动且针对不同深度的土壤快速采样。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种面源污染土壤采样收集装置，包括底座、升降机构和钻孔采样机构，所述底座上端固定有两个对称的立杆，升降机构包括升降架，升降架滑动设置在两个立杆上，升降架上固定有控制蓄电箱，升降架的一侧固定有旋转轴，钻孔采样机构包括钻取架，钻取架可转动的设置在旋转轴上，钻取架的横板上转动设置有转动杆，转动杆的上下两端分别滑动设置有钻孔螺旋杆和采样中空杆。

本发明的工作原理：将底座移动并固定到需要采样的位置，然后将钻孔螺旋杆转动到竖直向下的位置，转动杆带动钻孔螺旋杆高速正转，施加向下压力在升降架，升降架沿着立杆向下移动，带动钻取架向下移动，钻孔螺旋杆在地上钻孔，此时钻孔的最大深度为钻孔螺旋杆的长度，钻孔后，钻孔螺旋杆高速反转，向上收回升降架，将钻取架翻转度，将采样中空杆转动到竖直向下的位置，采样中空杆高速转动，升降架沿着立杆向下移动，带动钻取架向下移动，采样中空杆取出所钻孔的底部的土壤，然后向上收回升降架，采样中空杆的底部高于地面后，采样中空杆向上推动，转动杆将采样中空杆内部土壤推出采样中空杆，得到采样土壤；

当需要更深的土壤采样时，当钻孔螺旋杆在地上钻孔，钻到最大深度后，将钻孔螺旋杆高速反转，向上收回升降架，然后调节并锁定钻孔螺旋杆相对于转动杆的位置，此时钻孔的最大深度为钻孔螺旋杆的长度加上钻孔螺旋杆相对于转动杆的位置距离，同理，调节采样中空杆相对于转动杆的位置，即可进行采样，本装置可钻孔及采样的最大深度为钻孔螺旋杆的长度加上转动杆一半的长度。

所述底座下端四角均固定有插杆，立杆的侧面下端均固定有移动防滑轮，立杆的侧面上端均固定有主把手，立杆的上端转动设置有转轴，转轴上均固定有导线滑轮。

采用以上机构，插杆可以插入土壤内部，固定本装置，避免钻孔采样时倾倒或移动，将本装置倾斜，移动防滑轮与地面接触，即可拉动本装置移动，移动本装置时，握在主把手，方便施力，导线滑轮随着转轴转动。

所述升降机构还包括锁定螺母、升降电机和收线轮，锁定螺母和升降电机均固定在升降架的另一侧，控制蓄电箱与升降电机电性连接，收线轮固定在升降电机的输出轴上，收线轮上连接有升降钢绳，升降钢绳的端部连接在升降架上，升降架的另一侧两边固定有两个对称的升降把手。

采用以上机构，控制蓄电箱为升降电机提供电能，升降电机的输出轴转动，带动收线轮转动，从而将升降钢绳沿着导线滑轮放出或者收起，升降钢绳随着升降架下降，升降钢绳拉动升降架上升，升降把手方便使用者施力，向下压动升降架。

所述钻取架的竖板上固定有转动套轮，转动套轮转动套设在旋转轴上，转动套轮上设置有锁定销，钻取架的竖板上固定有两个锁定弹簧螺栓，两个锁定弹簧螺栓位于的竖板的对角位置，两个锁定弹簧螺栓均可与锁定螺母螺纹连接，钻取架的横板上固定有轴承座，转动杆固定在轴承座的转动内圈内部，转动杆的中部固定有钻取从动链轮。

采用以上机构，转动套轮可在旋转轴上转动，调节钻孔螺旋杆或采样中空杆向下，然后用锁定销销定，再用两个锁定弹簧螺栓与锁定螺母螺纹连接，将钻取架的位置固定，转动杆可随着轴承座的转动内圈转动。

所述钻孔采样机构还包括钻取电机，控制蓄电箱与钻取电机电性连接，钻取电机的输出轴上固定有钻取主动链轮，钻取主动链轮与钻取从动链轮之间通过钻取传动链连接。

采用以上机构，控制蓄电箱控制钻取电机启停，钻取电机的输出轴带动钻取主动链轮转动，钻取主动链轮通过钻取传动链带动钻取从动链轮转动，从而带动转动杆转动。

所述钻孔螺旋杆的端部设置有两个对称的钻孔锁定螺丝，采样中空杆的端部设置有两个对称的采样锁定螺丝，钻孔锁定螺丝和采样锁定螺丝的末端均抵触在转动杆上。

采用以上机构，根据需要采样的钻孔深度，调节钻孔螺旋杆以及采样中空杆相对于转动杆的位置后，拧紧钻孔锁定螺丝和采样锁定螺丝，分别将钻孔螺旋杆及采样中空杆固定，由钻孔锁定螺丝和采样锁定螺丝提供转动力。

所述钻孔螺旋杆的外径大于采样中空杆的外径，钻孔螺旋杆和采样中空杆的内径均等于转动杆的内径，钻孔螺旋杆和采样中空杆的长度均小于转动杆的长度的一半。

采用以上机构，钻孔螺旋杆的外径大于采样中空杆的外径，保证采样时，钻孔底部的土壤，钻孔螺旋杆和采样中空杆的内径均等于转动杆的内径，避免晃动，孔螺旋杆和采样中空杆的长度均小于转动杆的长度的一半，方便快速将采样中空杆内部采样的土壤取出。

与现有技术相比，本面源污染土壤采样收集装置具有以下优点：

采用升降机构与两个立杆滑动配合，快速上下移动，方便快速钻孔或采样，采用升降机构与钻孔采样机构配合，可快速切换钻孔或采样，采用同一动力进行钻孔或采样，结构更简单，质量更轻，更方便搬运移动；钻孔采样机构采用钻孔螺旋杆以及采样中空杆与转动杆配合，可根据需求调节钻孔深度，满足不同深度的土壤采样，有效利用自身机构。

附图说明

图1是本发明在钻孔状态下的结构示意图；

图2是本发明在采样状态下的结构示意图；

图3是本发明中部分部件的结构示意图；

图4是本发明中钻孔采样机构的结构示意图；

图中：1-底座、1a-插杆、1b-立杆、1c-移动防滑轮、1d-转轴、1e-主把手、1f-导线滑轮、2-升降机构、2a-旋转轴、2b-升降架、2c-锁定螺母、2d-升降把手、2e-升降电机、2f-收线轮、2g-升降钢绳、3-钻孔采样机构、3a-钻孔螺旋杆、3b-采样中空杆、3c-钻取架、3d-转动套轮、3e-锁定销、3f-锁定弹簧螺栓、3g-轴承座、3h-转动杆、3i-钻取从动链轮、3j-钻取电机、3k-钻取传动链、3l-钻孔锁定螺丝、3m-采样锁定螺丝、4-控制蓄电箱。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可是固定相连、设置，也可是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

请参阅图1-4，本实施例提供了一种面源污染土壤采样收集装置，包括底座1、升降机构2和钻孔采样机构3，底座1上端固定有两个对称的立杆1b，升降机构2包括升降架2b，升降架2b滑动设置在两个立杆1b上，升降架2b上固定有控制蓄电箱4，升降架2b的一侧固定有旋转轴2a，钻孔采样机构3包括钻取架3c，钻取架3c可转动的设置在旋转轴2a上，钻取架3c的横板上转动设置有转动杆3h，转动杆3h的上下两端分别滑动设置有钻孔螺旋杆3a和采样中空杆3b；

将底座1移动并固定到需要采样的位置，然后将钻孔螺旋杆3a转动到竖直向下的位置，转动杆3h带动钻孔螺旋杆3a高速正转，施加向下压力在升降架2b，升降架2b沿着立杆1b向下移动，带动钻取架3c向下移动，钻孔螺旋杆3在地上钻孔，此时钻孔的最大深度为钻孔螺旋杆3a的长度，钻孔后，钻孔螺旋杆3a高速反转，向上收回升降架2b，将钻取架3c翻转180度，将采样中空杆3b转动到竖直向下的位置，采样中空杆3b高速转动，升降架2b沿着立杆1b向下移动，带动钻取架3c向下移动，采样中空杆3b取出所钻孔的底部的土壤，然后向上收回升降架2b，采样中空杆3b的底部高于地面后，采样中空杆3b向上推动，转动杆3h将采样中空杆3b内部土壤推出采样中空杆3b，得到采样土壤；

当需要更深的土壤采样时，当钻孔螺旋杆3在地上钻孔，钻到最大深度后，将钻孔螺旋杆3a高速反转，向上收回升降架2b，然后调节并锁定钻孔螺旋杆3a相对于转动杆3h的位置，此时钻孔的最大深度为钻孔螺旋杆3a的长度加上钻孔螺旋杆3a相对于转动杆3h的位置距离，同理，调节采样中空杆3b相对于转动杆3h的位置，即可进行采样，本装置可钻孔及采样的最大深度为钻孔螺旋杆3a的长度加上转动杆3h一半的长度。

底座1下端四角均固定有插杆1a，立杆1b的侧面下端均固定有移动防滑轮1c，立杆1b的侧面上端均固定有主把手1e，立杆1b的上端转动设置有转轴1d，转轴1d上均固定有导线滑轮1f；插杆1a可以插入土壤内部，固定本装置，避免钻孔采样时倾倒或移动，将本装置倾斜，移动防滑轮1c与地面接触，即可拉动本装置移动，移动本装置时，握在主把手1e，方便施力，导线滑轮1f随着转轴1d转动。

升降机构2还包括锁定螺母2c、升降电机2e和收线轮2f，锁定螺母2c和升降电机2e均固定在升降架2b的另一侧，控制蓄电箱4与升降电机2e电性连接，收线轮2f固定在升降电机2e的输出轴上，收线轮2f上连接有升降钢绳2g，升降钢绳2g的端部连接在升降架2b上，升降架2b的另一侧两边固定有两个对称的升降把手2d；控制蓄电箱4为升降电机2e提供电能，升降电机2e的输出轴转动，带动收线轮2f转动，从而将升降钢绳2g沿着导线滑轮1f放出或者收起，升降钢绳2g随着升降架2b下降，升降钢绳2g拉动升降架2b上升，升降把手2d方便使用者施力，向下压动升降架2b。

钻取架3c的竖板上固定有转动套轮3d，转动套轮3d转动套设在旋转轴2a上，转动套轮3d上设置有锁定销3e，钻取架3c的竖板上固定有两个锁定弹簧螺栓3f，两个锁定弹簧螺栓3f位于的竖板的对角位置，两个锁定弹簧螺栓3f均可与锁定螺母2c螺纹连接，钻取架3c的横板上固定有轴承座3g，转动杆3h固定在轴承座3g的转动内圈内部，转动杆3h的中部固定有钻取从动链轮3i；转动套轮3d可在旋转轴2a上转动，调节钻孔螺旋杆3a或采样中空杆3b向下，然后用锁定销3e销定，再用两个锁定弹簧螺栓3f与锁定螺母2c螺纹连接，将钻取架3c的位置固定，转动杆3h可随着轴承座3g的转动内圈转动。

钻孔采样机构3还包括钻取电机3j，控制蓄电箱4与钻取电机3j电性连接，钻取电机3j的输出轴上固定有钻取主动链轮，钻取主动链轮与钻取从动链轮3i之间通过钻取传动链3k连接；控制蓄电箱4控制钻取电机3j启停，钻取电机3j的输出轴带动钻取主动链轮转动，钻取主动链轮通过钻取传动链3k带动钻取从动链轮3i转动，从而带动转动杆3h转动。

钻孔螺旋杆3a的端部设置有两个对称的钻孔锁定螺丝3l，采样中空杆3b的端部设置有两个对称的采样锁定螺丝3m，钻孔锁定螺丝3l和采样锁定螺丝3m的末端均抵触在转动杆3h上；根据需要采样的钻孔深度，调节钻孔螺旋杆3a以及采样中空杆3b相对于转动杆3h的位置后，拧紧钻孔锁定螺丝3l和采样锁定螺丝3m，分别将钻孔螺旋杆3a及采样中空杆3固定，由钻孔锁定螺丝3l和采样锁定螺丝3m提供转动力。

钻孔螺旋杆3a的外径大于采样中空杆3b的外径，保证采样时，钻孔底部的土壤，钻孔螺旋杆3a和采样中空杆3b的内径均等于转动杆3h的内径，避免晃动，孔螺旋杆3a和采样中空杆3b的长度均小于转动杆3h的长度的一半，方便快速将采样中空杆3b内部采样的土壤取出。

本发明的工作原理：将本装置倾斜放置，移动防滑轮1c与地面接触，使用者双手握住主把手1e，即可拉动本装置移动，移动需要采样的位置，将本装置竖直放置，插杆1a插入采样的地面，底座1抵触在地面上，然后通过控制蓄电箱4启动钻取电机3j，钻取电机3j的输出轴带动钻取主动链轮转动，钻取主动链轮通过钻取传动链3k带动钻取从动链轮3i转动，从而带动转动杆3h在轴承座3g的转动内圈转动，转动杆3h带动钻孔螺旋杆3a和采样中空杆3b高速转动，然后通过控制蓄电箱4启动升降电机2e，控制蓄电箱4设定放出升降钢绳2g的长度，升降电机2e的输出轴带动收线轮2f转动，带动收线轮2f将升降钢绳2g缓慢沿着导线滑轮1f放出，升降架2b由于重力在下降，同时使用者握住升降把手2d，向下压动升降架2b，从而钻孔螺旋杆3a在地上钻孔，此时钻孔的最大深度为钻孔螺旋杆3a的长度，钻孔后，通过控制蓄电箱4启动钻取电机3j以及升降电机2e反向转动，钻孔螺旋杆3a反转的同时，升降电机2e的输出轴带动收线轮2f反向转动，带动收线轮2f将升降钢绳2g缓慢沿着导线滑轮1f放出，向上收回升降架2b，即向上收回钻孔螺旋杆3a，将钻孔的土带出孔，直到钻孔螺旋杆3a复位，关闭升降电机2e和钻取电机3j；

然后将一个锁定弹簧螺栓3f拧出锁定螺母2c，取出锁定销3e，将钻取架3c的转动套轮3d围绕着旋转轴2a翻转180度，此时采样中空杆3b转动到竖直向下的位置，然后锁上锁定销3e，再将另一个锁定弹簧螺栓3f拧入锁定螺母2c，将此时的钻取架3c位置锁定，通过控制蓄电箱4启动钻取电机3j以及升降电机2e，采样中空杆3b高速转动，带动收线轮2f将升降钢绳2g缓慢沿着导线滑轮1f放出，升降架2b由于重力在下降，同时使用者握住升降把手2d，向下压动升降架2b，带动钻取架3c向下移动，采样中空杆3b取出所钻孔的底部的土壤，通过控制蓄电箱4启动升降电机2e反向转动并关闭钻取电机3j，升降电机2e的输出轴带动收线轮2f反向转动，带动收线轮2f将升降钢绳2g缓慢沿着导线滑轮1f放出，向上收回升降架2b，即向上收回采样中空杆3b，直到采样中空杆3b复位，关闭升降电机2e，拧松采样锁定螺丝3m，向上推动采样中空杆3b，转动杆3h将采样中空杆3b内部土壤推出采样中空杆3b，获得采样土壤；

当需要更深的土壤采样时，当钻孔螺旋杆3在地上钻孔，钻到最大深度后，将钻孔螺旋杆3a高速反转，向上收回升降架2b，然后拧松钻孔锁定螺丝3l，调节钻孔螺旋杆3a相对于转动杆3h的位置，在拧紧钻孔锁定螺丝3l，此时钻孔的最大深度为钻孔螺旋杆3a的长度加上钻孔螺旋杆3a相对于转动杆3h的位置距离，同理，调节采样中空杆3b相对于转动杆3h的位置，即可进行采样，本装置可钻孔及采样的最大深度为钻孔螺旋杆3a的长度加上转动杆3h一半的长度。

综上，采用升降机构2与两个立杆1b滑动配合，快速上下移动，方便快速钻孔或采样，采用升降机构2与钻孔采样机构3配合，可快速切换钻孔或采样，采用同一动力进行钻孔或采样，结构更简单，质量更轻，更方便搬运移动；钻孔采样机构3采用钻孔螺旋杆3a以及采样中空杆3b与转动杆3h配合，可根据需求调节钻孔深度，满足不同深度的土壤采样，有效利用自身机构。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种面源污染土壤采样收集装置，包括底座（1）、升降机构（2）和钻孔采样机构（3），其特征在于，所述底座（1）上端固定有两个对称的立杆（1b），升降机构（2）包括升降架（2b），升降架（2b）滑动设置在两个立杆（1b）上，升降架（2b）上固定有控制蓄电箱（4），升降架（2b）的一侧固定有旋转轴（2a），钻孔采样机构（3）包括钻取架（3c），钻取架（3c）可转动的设置在旋转轴（2a）上，钻取架（3c）的横板上转动设置有转动杆（3h），转动杆（3h）的上下两端分别滑动设置有钻孔螺旋杆（3a）和采样中空杆（3b）。

2.根据权利要求1所述的一种面源污染土壤采样收集装置，其特征在于，所述底座（1）下端四角均固定有插杆（1a），立杆（1b）的侧面下端均固定有移动防滑轮（1c），立杆（1b）的侧面上端均固定有主把手（1e），立杆（1b）的上端转动设置有转轴（1d），转轴（1d）上均固定有导线滑轮（1f）。

3.根据权利要求1所述的一种面源污染土壤采样收集装置，其特征在于，所述升降机构（2）还包括锁定螺母（2c）、升降电机（2e）和收线轮（2f），锁定螺母（2c）和升降电机（2e）均固定在升降架（2b）的另一侧，控制蓄电箱（4）与升降电机（2e）电性连接，收线轮（2f）固定在升降电机（2e）的输出轴上，收线轮（2f）上连接有升降钢绳（2g），升降钢绳（2g）的端部连接在升降架（2b）上，升降架（2b）的另一侧两边固定有两个对称的升降把手（2d）。

4.根据权利要求3所述的一种面源污染土壤采样收集装置，其特征在于，所述钻取架（3c）的竖板上固定有转动套轮（3d），转动套轮（3d）转动套设在旋转轴（2a）上，转动套轮（3d）上设置有锁定销（3e），钻取架（3c）的竖板上固定有两个锁定弹簧螺栓（3f），两个锁定弹簧螺栓（3f）位于的竖板的对角位置，两个锁定弹簧螺栓（3f）均可与锁定螺母（2c）螺纹连接，钻取架（3c）的横板上固定有轴承座（3g），转动杆（3h）固定在轴承座（3g）的转动内圈内部，转动杆（3h）的中部固定有钻取从动链轮（3i）。

5.根据权利要求4所述的一种面源污染土壤采样收集装置，其特征在于，所述钻孔采样机构（3）还包括钻取电机（3j），控制蓄电箱（4）与钻取电机（3j）电性连接，钻取电机（3j）的输出轴上固定有钻取主动链轮，钻取主动链轮与钻取从动链轮（3i）之间通过钻取传动链（3k）连接。

6.根据权利要求4所述的一种面源污染土壤采样收集装置，其特征在于，所述钻孔螺旋杆（3a）的端部设置有两个对称的钻孔锁定螺丝（3l），采样中空杆（3b）的端部设置有两个对称的采样锁定螺丝（3m），钻孔锁定螺丝（3l）和采样锁定螺丝（3m）的末端均抵触在转动杆（3h）上。

7.根据权利要求1或4所述的一种面源污染土壤采样收集装置，其特征在于，所述钻孔螺旋杆（3a）的外径大于采样中空杆（3b）的外径，钻孔螺旋杆（3a）和采样中空杆（3b）的内径均等于转动杆（3h）的内径，钻孔螺旋杆（3a）和采样中空杆（3b）的长度均小于转动杆（3h）的长度的一半。

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