CN111649978B - 基于形状记忆合金驱动的土壤采样器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，包括：一体式采样系统、采样驱动机构以及智能感知控制系统，采样驱动机构上端连接动力源；一体式采样系统固定套设于所述采样驱动机构，以随所述采样驱动机构往复转动及上下震动；采样驱动机构包括：主动轴和位于主动轴下端的钻头；所述主动轴包括形状记忆合金轴，所述形状记忆合金轴上开设有容纳加热装置的槽。利用记忆合金的记忆效应驱动采样筒上下震动以使土壤进入采样筒，完成土壤采集工作。实现了对表面松软土壤样品的快速采集、旋挖采样和样品容纳的一体式设计。

Description

基于形状记忆合金驱动的土壤采样器

技术领域

本发明涉及土壤采集工具技术领域，尤其涉及一种基于形状记忆合金驱动的土壤采样器。

背景技术

对地球外的科学探索与研究一直是人类的一项研究热点，其中对外星土壤的研究是这类工作的重点之一。以月球探测为例，探测器从月球带回大量来自月球的标本，也就是月壤和月岩，对研究月球表面的岩石以及与地球对比起到了非常重要的作用，为研究月球和地球的起源提供了一些直接的证据。科学家通过观察外星土壤和岩石的元素及化合物等信息，还可以了解外星球上是否有生命存在等等。

现有的外星土壤采集设备中，多以机械手等复杂的机械结构来进行复杂的土壤采集工作。为了简化土壤采样工作的方式，需要一种新型的外星土壤采样器。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种基于形状记忆合金驱动的土壤采样器，为一体式的土壤采集装置，其实现了对包括行星在内的多种土层表面松软土壤样品的快速采集、旋挖采样和样品容纳的一体式设计。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，包括：桶状的一体式采样系统、采样驱动机构以及智能感知控制系统，所述采样驱动机构上端连接动力源，以驱动所述土壤取样器往目标土层运动；所述一体式采样系统固定套设于所述采样驱动机构，以在取样时随所述采样驱动机构往复转动及上下震动；

所述采样驱动机构包括：主动轴和位于主动轴下端的钻头，主动轴的上端与所述动力源连接；所述主动轴为三段式设置：上段和下段为非形状记忆合金轴，中段为形状记忆合金轴，所述形状记忆合金轴上开设有容纳加热装置的槽；所述一体式采样系统固定套设于所述采样驱动机构的形状记忆合金轴上；

所述智能感知控制系统包括：设置在所述形状记忆合金轴上的温度传感器，以对所述形状记忆合金轴的温度进行测量；设置在所述槽内、以对所述形状记忆合金轴进行加热的所述加热装置；以及与所述温度传感器和加热装置通信连接的控制器，根据所述温度传感器反馈的温度，所述控制器控制所述加热装置对所述形状记忆合金轴进行加热，以使固定套设于所述采样驱动机构上的一体式采样系统实现往复转动和上下震动。

优选地，所述一体式采样系统包括：

采样筒，呈中空圆台形，其筒壁上设置有数个进土口，待采样的土壤通过所述进土口进入采样筒内部；所述采样筒下端与所述采样驱动机构下段的非形状记忆合金轴固定连接；

上端盖，其设置在所述采样筒上端以封闭所述采样筒。

优选地，所述采样筒包括形状相同的采样外筒和采样内筒，所述采样外筒套设于所述采样内筒外部，所述进土口贯穿所述采样外筒和所述采样内筒；对应每一个进土口的上端，所述采样外筒的筒壁上形成有进土铲；

所述采样内筒内壁上形成数个相互平行的环形隔板滑槽，以容置数个相互平行的分层隔板，所述分层隔板将所述采样内筒分隔成多个采样区域。

优选地，在所述采样外筒和采样内筒之间，形成有容置滑动挡板的容腔，所述滑动挡板对应所述进土口设置，并在所述容腔内滑动，从而打开或关闭所述进土口；其中，所述滑动挡板的两个相对面分别贴合所述采样外筒的内壁和所述采样内筒的外壁。

优选地，所述滑动挡板通过第一连接杆、套设于所述主动轴上段的非形状记忆合金轴的第一固定套筒，与所述主动轴滑动连接，所述智能感知控制系统控制第一固定套筒相对所述主动轴转动，以使所述滑动挡板在所述容腔内滑动以打开或关闭进土口。

优选地，所述采样内筒内部，对应每一个采样区域，还设置有一个同轴刮板，所述同轴刮板活动套设于所述形状记忆合金轴，以在所述形状记忆合金轴发生往复转动时，与所述采样筒发生相对转动，刮下进土口中进入的土壤；

每一个同轴刮板包括：将所述同轴刮板套设于所述形状记忆合金轴的套环；数个稍呈弧形的刮板，以更好地贴合所述采样内筒的内壁；以及连接所述套环和刮板的第二连接杆。

优选地，所述采样驱动机构的形状记忆合金轴上还设置有第二固定套筒，所述第二固定套筒通过数个转动轴承设置于形状记忆合金轴上；

所述同轴刮板的套环连接所述第二固定套筒，以在所述形状记忆合金轴往复转动时，所述同轴刮板与所述采样筒发生相对转动。

优选地，所述转动轴承为滚子轴承。

优选地，所述加热装置为电热丝，所述容纳加热装置的槽呈螺旋形开设于所述形状记忆合金轴上。

(三)有益效果

本发明的技术方案，具有如下优点：

1、本发明提供的一种基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，所述取样器到达目标土层后再使滑动挡板滑动以打开进土口，之后再利用记忆合金的记忆效应驱动采样筒往复转动和上下震动以使土石层其不同深度的土壤进入采样筒，完成土壤采集工作。分层设计可以根据其需要精准地采集不同深度的土壤。

2、本发明提供的一种基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，所述采样筒的内部设置有多个隔板，所述隔板将所述采样筒内室分割成不同的采样区域。通过上述多个区域可以对不同深度的土壤分别进行采集和储存，从而避免土石层其不同深度的土壤混合在一起，造成实验数据不准确。

3、本发明提供的一种基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，所述采样筒为中空圆台型结构，且所述滑动挡板两个相对面分别与采样内筒的外壁和采样外筒的内壁相贴合，且滑动挡板与所述容腔的形状相适配，有效防止在取土样的过程中，土壤进入造成进土口处滑动挡板无法滑动的情况出现。

4、本发明提供的一种基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，采样驱动机构驱动采样筒往复轴端的过程中，同轴刮板会将进入上述进土口的土壤拨入通过分层隔板分隔成的采样区域内，从而避免发生土壤在进土口附近堆积堵塞进土口的情况；且上述刮板与采样筒的内壁相贴合，可以更有效地将进入上述进土口的土壤进行拨动，使进土口附近的土壤远离进土口，进一步保证土壤不会堵塞进土口。

附图说明

图1为本发明的基于形状记忆合金驱动的土壤取样器的示意图；

图2为图1中的土壤取样器的采样驱动机构的示意图；

图3为本发明的土壤取样器的同轴刮板的示意图；

图4为本发明的土壤取样器的采样筒的示意图。

【附图标记说明】

1：主动轴；

2：上端盖；

3：进土铲；

4：采样筒；

41：采样外筒；

42：采样内筒；

5：进土口；

6：钻头；

7：第一固定套筒；

8：第一连接杆；

9：第二固定套筒；

10：形状记忆合金轴；

11：非形状记忆合金轴；

12：同轴刮板；

121：第二连接杆；

122：刮板；

123：套环；

13：挡板滑槽；

14：滑动挡板；

15：分层隔板；

16：槽。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”等方位名词以图1的定向为参照。

本实施例提供的一种基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，包括：桶状的一体式采样系统、采样驱动机构以及智能感知控制系统，所述采样驱动机构上端连接动力源，以驱动所述土壤取样器往目标土层运动；所述一体式采样系统固定套设于所述采样驱动机构，以在取样时随所述采样驱动机构往复转动及上下震动；

所述采样驱动机构包括：主动轴和位于主动轴下端的钻头，主动轴的上端与所述动力源连接；所述主动轴设置为三段式设置：上段和下段为非形状记忆合金轴，中段为形状记忆合金轴，所述形状记忆合金轴上开设有容纳加热装置的槽；所述一体式采样系统固定套设于所述采样驱动机构的形状记忆合金轴上；

所述智能感知控制系统包括：设置在所述形状记忆合金轴上的温度传感器，以对所述形状记忆合金轴的温度进行测量；设置在所述槽内、以对所述形状记忆合金轴进行加热的所述加热装置；以及与所述温度传感器和加热装置通信连接的控制器，根据所述温度传感器反馈的温度，所述控制器控制所述加热装置对所述形状记忆合金轴进行加热，以使固定套设于所述采样驱动机构上的一体式采样系统实现往复转动和上下震动。

上述土壤取样器结构简单，利用形状记忆合金的双程形状记忆效应，采用加热装置对形状记忆合金轴进行加热处理，使得形状记忆合金轴相应产生扭矩，带动所述一体式采样系统往复转动和上下震动，使得待采集土壤进入采样筒，完成土壤采集工作，极大简化了土壤采样工作的方式。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，其包括：大致为桶状的一体式采样系统、采样驱动机构以及智能感知控制系统；所述一体式采样系统固定套设于所述采样驱动机构，采样驱动机构的上端可以连接电机等动力源(未示出)，以驱动所述土壤取样器到达待取样土壤所在深度的土层，也即目标土层；同时，在所述土壤取样器到达目标土层后，停止动力源的驱动；所述采样驱动机构由于采用形状记忆合金轴，通过对所述形状记忆合金轴加热，可以实现一体式采样系统往复转动和上下震动。

参见图4，所述一体式采样系统包括：采样筒4，呈中空圆台形，其筒壁上设置有数个进土口5，待采样的土壤通过所述进土口5进入采样筒4内部；所述采样筒4下端与所述采样驱动机构下段的非形状记忆合金轴11固定连接，以在采样时，通过加热使形状记忆合金轴10产生扭矩，带动所述采样筒4往复转动和有限的上下震动。

上端盖2，其设置在所述采样筒4上端以封闭所述采样筒4。可以理解，上端盖2可以固定连接于所述采样筒4上端，随着采样筒4运动而运动；上端盖2也可以通过轴承连接于形状记忆合金轴10，当形状记忆合金轴10受热产生扭矩时，并不随着形状记忆合金轴10一起转动。也就是说，上端盖2只需要封闭采样筒即可，对其连接方式不作具体限定。

进一步地，所述采样筒4包括形状相同的采样外筒41和采样内筒42，所述采样外筒41套设于所述采样内筒42外部，采样外筒41和采样内筒41之间没有相对运动；所述进土口5贯穿所述采样外筒41和所述采样内筒42；对应每一个进土口5的上端，所述采样外筒41的筒壁上形成有进土铲3，所述进土铲3稍呈弧形的倒三角形设置，尖端朝下，这样在所述土壤取样器进入土层时，可以有效减少土壤取样器的阻力；在土壤取样器进行取样时，由于采样筒4随采样驱动机构发生往复转动，稍呈弧形、倒三角形设置的进土铲3能够迅速刮下松软土壤，大幅提高土壤取样速度。

进一步地，为了获取不同深度土层的土壤，所述采样内筒42内壁上形成数个相互平行的环形隔板滑槽，以容置数个相互平行的分层隔板15，所述分层隔板15将所述采样内筒42分隔成多个采样区域。不同深度土层的土壤通过所述进土口5进入所述采样内筒42，即可保持在所对应的采样区域，从而避免不同深度的土壤混合在一起，造成实验数据不准确。

采样内筒42的分层设计可以根据实验精度需要，设置相应数量的采样区域，从而精准实现对不同深度的土壤分别进行采集和储存。

进一步地，在所述采样外筒41和采样内筒42之间，还可以形成有容置滑动挡板14的容腔，所述滑动挡板14用于打开和关闭进土口，故所述滑动挡板14对应所述进土口5设置。其中，所述滑动挡板14的两个相对面分别贴合所述采样外筒41的内壁和所述采样内筒42的外壁，这样，在土壤取样器不使用时，或者土壤取样器还处于往所需土层深度运动时，能够很好地关闭进土口5，避免杂质或非目标土层的土壤进入采样筒内部，造成测量误差。

为了使滑动挡板14能够自动打开或关闭，所述滑动挡板14通过第一连接杆8与主动轴1上设置的第一固定套筒7连接，从而在需要打开或关闭时，通过智能感知控制系统使所述第一固定套筒7相对于所述主动轴1发生转动，从而驱动滑动挡板14在所述容腔内滑动，以打开或关闭所述进土口5。

可以理解的是，所述滑动挡板14的滑动，也可以仅通过电机等外部动力源使第一固定套筒7转动，甚至在需要时手动转动第一固定套筒7也可以，本实施例对此不作具体限定。

所述滑动挡板14在容腔内的滑动，可以是沿设置在所述采样外筒41内壁、或者设置在所述采样内筒42外壁上的挡板滑槽13来限制和平稳滑动挡板14的滑动。本实施例对滑动挡板14与采样筒4之间的配合方式不作进一步限制。

进一步地，参见图3，在所述采样内筒42内部，对应每一个采样区域，还设置有同轴刮板12，所述同轴刮板12活动套设于所述形状记忆合金轴10，以在所述形状记忆合金轴10发生往复转动与上下震动时，与所述采样筒4发生相对转动，刮下进土口5中进入的土壤，以避免堵塞进土口。其中，所述同轴刮板12活动套设于所述形状记忆合金轴10，具体是指，所述同轴刮板12通过第二固定套筒9设置于形状记忆合金轴10，所述第二固定套筒9与所述形状记忆合金轴之间还设置有转动轴承(未示出)，这样，当形状记忆合金轴10发生往复转动时，同轴刮板12不会随形状记忆合金轴10一起转动，从而与采样筒4之间，形成相对运动，方便刮下进入进土口的土壤，避免进土口5附近土壤堆积堵塞进土口5。

当然，同轴刮板12与形状记忆合金轴10之间的连接方式并不局限于此。

每一个同轴刮板12包括：将所述同轴刮板12套设于所述形状记忆合金轴10上的第二固定套筒9的套环123；数个稍呈弧形的刮板122，以更好地贴合所述采样内筒42的内壁；以及连接所述套环123和刮板122的第二连接杆121。每一个同轴刮板123上，刮板122和第二连接杆121的数量是对应的，可以是4-6个，根据制造成本、目标土层土壤的松软程度等来进行设置即可。

参见图2，所述采样驱动机构包括：主动轴1和位于主动轴下端的钻头2，主动轴1的上端与电机(未示出)等动力源连接；所述主动轴1为三段式设置：上段和下段皆为非形状记忆合金轴11，中段则是形状记忆合金轴10，所述形状记忆合金轴10上开设有容纳加热装置的槽16；所述一体式采样系统的采样筒4固定套设于所述主动轴1上，具体可以是通过采样筒4的下端与主动轴1下段的非形状记忆合金轴11固定连接。

所述下段的非形状记忆合金轴11的下端连接所述钻头2。所述土壤取样器开始工作时，先通过主动轴1上端连接的电机驱动土壤取样器往目标深度的土层运动，在到达目标深度的土层之后，停止电机驱动，通过设置在形状记忆合金轴10上的加热装置对所述形状记忆合金轴10进行加热处理，利用形状记忆合金的双程形状记忆相应产生扭矩，驱动所述钻头6往复转动并有限地上下震动，采样筒也随形状记忆合金轴往复转动和上下震动，以便进行土壤取样。

进一步地，为了使所述形状记忆合金轴10更好地实现往复转动和上下震动，在其上开设的槽16为螺旋形，将诸如电热丝的加热装置容置于所述螺旋形的槽16内，螺旋形的槽16使得加热装置也呈螺旋形地设置在槽内，加热过程中可以使得形状记忆合金更好地产生扭矩，驱动采样筒4往复转动和上下震动。

进一步地，所述采样驱动机构的主动轴1上还设置有第二固定套筒9，所述第二固定套筒9通过数个转动轴承(未示出)设置于形状记忆合金轴10上，转动轴承的内环连接于所述形状以及合金轴10，所述转动轴承的外环连接第二固定套筒9。

所述同轴刮板12的套环123连接所述第二固定套筒9，使得所述主动轴1往复转动时，所述同轴刮板12与所述采样筒4发生相对转动。

所述转动轴承可以为滚子轴承，这里不作限定。

智能感知控制系统包括：设置在所述形状记忆合金轴上的温度传感器，以对所述形状记忆合金轴的温度进行测量；设置在所述槽16内、以对所述形状记忆合金轴10进行加热的所述加热装置；以及与所述温度传感器和加热装置通信连接的控制器，根据所述温度传感器反馈的温度，所述控制器控制所述加热装置对所述形状记忆合金轴10进行加热，以使所述采样筒4实现往复转动和上下震动。

所述加热装置可以为电热丝，由于所述容纳加热装置的槽16呈螺旋形开设于所述形状记忆合金轴10上，因此，电热丝也呈螺旋形地设置于槽16内。

实施例二

如图1所示，本发明的的结构主要包括有一体式采样系统、智能感知控制系统、采样驱动机构。

所述一体式采样系统包括：同采样驱动机构固定相连的采样筒4、分层隔板15、与第二固定套筒9相连的同轴刮板12、滑动挡板14、上端盖2等；所述采样筒4包括采样内筒42和采样外筒41，并设有贯穿所述采样内筒41和采样外筒42的进土口5，采样内筒和采样外筒之间不存在相对运动，二者随驱动机构一起往复转动和上下震动；二者之间留出滑动挡板14的容腔，在采样筒4的上端设有上端盖2。

本发明中，所述滑动挡板14在所述容腔内，与智能感知控制系统连接，从而控制所述进土口4的打开或关闭；所述采样筒4下端与主动轴1固定相连，在对土壤采样时，采样筒4随着形状记忆合金轴10的转动沿而往复转动，所述同轴刮板12与第二固定套筒9相连，与采样筒4发生相对转动，从而将进土口5中进入的土壤刮下，以免突然堵塞进土口5。

所述采样筒的内室有多个分层隔板15，在内筒内壁设置对应的隔板滑槽13，放置所述隔板将所述采样筒内室分隔成为多个采样区域。分层设计可以根据其需要精准地对不同深度的土壤分别进行采集和储存，从而避免土石层其不同深度的土壤混合在一起，造成实验数据不准确。

所述采样筒4为中空圆圆台形结构，对应每一个所述进土口5均设置有一个滑动挡板14；所述滑动挡板14与所述容腔的形状相适配，并在容腔内挡板的内侧设有滑道，适当的增加摩擦力，防止在取土过程中采样筒的震动导致滑动挡板14关闭进土口。所述滑动挡板14通过第一连接杆8、第一固定套筒7与主动轴1固定连接，所述固定套筒固定套设与所述主动轴1。在需要打开或关闭进土口5时，通过电机控制与智能感知控制系统相连接的固定套筒转动，从而带动所述滑动挡板14在容腔内滑动，即可完成进土口5的打开过关闭。

所述采样驱动机构包括钻头6、形状记忆合金主动轴10、非形状记忆合金主动轴11、第二固定套筒9等，电加热装置对所述形状记忆合金主动轴10进行加热处理，利用形状记忆合金的双程形状记忆相应产生扭矩，驱动所述钻头6往复转动并朝土石层方向上下震动，滑动挡板14关闭进土口，使所述采样筒4沉入所述土石层。与第二固定套筒9相连的同轴刮板12与采样筒4产生相对运动，将从进土口5进入的土壤刮下，以防进土口5堵塞；第二固定套筒9通过转动轴承设置于所述形状记忆合金主动轴10，所述转动轴承可以为滚子轴承且数量为多个，所述转动轴承均匀的布置在所述形状记忆合金主动轴10上。

一种基于形状记忆合金驱动的行星松软土壤取样器，还包括：智能感知控制系统，包括温度传感器和电加热装置。所述电加热装置布置在主动轴1上开设的槽16内，具体可以选择为电热丝，通过将形状记忆合金轴10加热到相应的温度控制形状记忆合金轴的形状变化，从而使形状记忆合金轴产生往复转动和轻微的上下震动。

所述温度传感器通过感知形状记忆合金主动轴10上的温度，将数据传递给感知控制系统，然后感知控制系统通过内加热系统加热电热丝，实现主动轴1的往复转动和上下震动。

实施例三

本发明的基于形状记忆合金驱动的土壤取样器的工作方式大致如下：

首先采用电机等动力源驱动主动轴1带动钻头6高速转动，在钻头6的钻取下，使得土壤取样器到达所需采样的土层深度，所述土层深度大致为：所述采样筒4的上端盖2稍低于土层表面；所述土壤取样器可以到达的最大土层深度，为上端盖2距离土层表面10cm左右。

停止对主动轴1和钻头6的驱动，使滑动挡板14滑动以打开进土口5。

智能感知系统将启动所述加热装置对所述主动轴1的形状记忆合金轴10进行加热，使得该主动轴1发生往复转动和有限的上下震动；同时温度传感器检测形状记忆合金轴10的温度并将检测结果反馈至智能感知系统，以更好地控制所述形状记忆合金轴10的温度在所需温度范围；

采样工作结束，关闭滑动挡板和加热装置，将土壤取样器从土层取出。

由此可见，本发明提供的一种基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，在取样器进入土层后再打开滑动挡板14以打开进土口5，之后再利用记忆合金的记忆效应驱动采样筒4往复转动和上下震动以使土石层其不同深度的土壤进入采样筒，完成土壤采集工作。分层设计可以根据其需要精准地采集不同深度的土壤，从而避免土石层其不同深度的土壤混合在一起，造成实验数据不准确。同轴刮板12与采样筒4的内壁相贴合，可以更有效地将进入上述进土口5的土壤进行拨动，从而使进土口附近的土壤远离进土口，进一步保证土壤不会堵塞进土口。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，包括：桶状的一体式采样系统、采样驱动机构以及智能感知控制系统，所述采样驱动机构上端连接动力源，以驱动所述土壤取样器往目标土层运动；所述一体式采样系统固定套设于所述采样驱动机构，以在取样时随所述采样驱动机构往复转动及上下震动；

所述采样驱动机构包括：主动轴(1)和位于主动轴下端的钻头(6)，主动轴(1)的上端与所述动力源连接；所述主动轴(1)为三段式设置：上段和下段为非形状记忆合金轴(11)，中段为形状记忆合金轴(10)；所述形状记忆合金轴(10)上开设有容纳加热装置的槽(16)；

所述智能感知控制系统包括：设置在所述形状记忆合金轴(10)上的温度传感器，以对所述形状记忆合金轴(10)的温度进行测量；设置在所述槽(16)内、以对所述形状记忆合金轴(10)进行加热的所述加热装置；以及与所述温度传感器和加热装置通信连接的控制器，根据所述温度传感器反馈的温度，所述控制器控制所述加热装置对所述形状记忆合金轴(10)进行加热，以使固定套设于所述采样驱动机构上的一体式采样系统实现往复转动和上下震动；

其中，利用形状记忆合金的双程形状记忆效应，采用加热装置对形状记忆合金轴(10)进行加热处理。

2.如权利要求1所述的基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，其特征在于，所述一体式采样系统包括：

采样筒(4)，呈中空圆台形，其筒壁上设置有数个进土口(5)，待采样的土壤通过所述进土口(5)进入采样筒(4)内部；所述采样筒(4)下端与所述采样驱动机构下段的非形状记忆合金轴(11)固定连接；

上端盖(2)，其设置在所述采样筒(4)上端以封闭所述采样筒(4)。

3.如权利要求2所述的基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，其特征在于，

所述采样筒(4)包括形状相同的采样外筒(41)和采样内筒(42)，所述采样外筒(41)套设于所述采样内筒(42)外部，所述进土口(5)贯穿所述采样外筒(41)和所述采样内筒(42)；对应每一个进土口(5)的上端，所述采样外筒(41)的筒壁上形成有进土铲(3)；

所述采样内筒(42)内壁上形成数个相互平行的环形隔板滑槽，以容置数个相互平行的分层隔板(15)，所述分层隔板(15)将所述采样内筒(42)分隔成多个采样区域。

4.如权利要求3所述的基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，其特征在于，

在所述采样外筒(41)和采样内筒(42)之间，形成有容置滑动挡板(14)的容腔，所述滑动挡板(14)对应所述进土口(5)设置，并在所述容腔内滑动，从而打开或关闭所述进土口(5)；其中，所述滑动挡板(14)的两个相对面分别贴合所述采样外筒(41)的内壁和所述采样内筒(42)的外壁。

5.如权利要求4所述的基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，其特征在于，

所述滑动挡板(14)通过第一连接杆(8)、套设于所述主动轴(1)上段的非形状记忆合金轴的第一固定套筒(7)，与所述主动轴(1)滑动连接，所述智能感知控制系统控制第一固定套筒(7)相对所述主动轴(1)转动，以使所述滑动挡板在所述容腔内滑动以打开或关闭进土口(5)。

6.如权利要求3所述的基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，其特征在于，

所述采样内筒(42)内部，对应每一个采样区域，还设置有一个同轴刮板(12)，所述同轴刮板(12)活动套设于所述形状记忆合金轴(10)，以在所述形状记忆合金轴(10)发生往复转动时，与所述采样筒(4)发生相对转动，刮下进土口中进入的土壤；

每一个同轴刮板(12)包括：将所述同轴刮板套设于所述形状记忆合金轴的套环(123)；数个稍呈弧形的刮板(122)，以更好地贴合所述采样内筒的内壁；以及连接所述套环和刮板的第二连接杆(121)。

7.如权利要求6所述的基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，其特征在于，

所述采样驱动机构的形状记忆合金轴(10)上还设置有第二固定套筒(9)，所述第二固定套筒(9)通过数个转动轴承设置于形状记忆合金轴(10)上；

所述同轴刮板(12)的套环(123)连接所述第二固定套筒(9)，以在所述形状记忆合金轴(10)往复转动时，所述同轴刮板(12)与所述采样筒(4)发生相对转动。

8.如权利要求7所述的基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，其特征在于，

所述转动轴承为滚子轴承。

9.如权利要求1所述的基于形状记忆合金驱动的土壤取样器，其特征在于，

所述加热装置为电热丝，所述容纳加热装置的槽呈螺旋形开设于所述形状记忆合金轴(10)上。

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