CN112179703B - 一种土壤修复用取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤修复用取样装置，包括带有行走轮的机体，所述机体上设有水平横向移动机构，所述水平横向移动机构上设有竖直向下的伸缩杆，所述伸缩杆的伸缩端设有取样机构，所述旋转外管的外壁设有螺旋缠绕向上的送土翅片，所述取样内管内设有土块夹持防脱机构；所述取样内管上设有驱动旋转外管转动的驱动机构，所述驱动机构包括设置在第一限位环块上的内齿圈，所述取样内管上设有与内齿圈啮合传动的传动齿轮，所述连接杆上固定有与传动齿轮传动连接的驱动电机；所述机体在位于取样机构的前方设有土面清杂机构。本发明具有取样完整和取样效果好的特点，避免了在取样内管上移时，取样内管内土块发生脱离现象。

Description

一种土壤修复用取样装置

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，特别涉及一种土壤修复用取样装置。

背景技术

土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施，在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法，二十世纪八十年代以来，世界上许多国家特别是发达国家均制定并开展了污染土壤治理与修复计划，因此也形成了一个新兴的土壤修复行业；在土壤修复的过程中需要先对待修复的土壤进行取样检测。目前在对土壤进行取样，也有用取样装置进行取样的，但是现有的取样装置在取样时由于缺乏取样土块定位机构，在利用取样管取样时，因机器震动以及土块的重力，其中取样内管内的土块的底部与地面土壤还有连接，使得在取样管的上移的过程中取样的土块不能顺利的被带出，另外还需要工作人员手动拿出，增加了工作强度。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种土壤修复用取样装置。本发明具有取样完整和取样效果好的特点，避免了在取样内管上移时，取样内管内土块发生脱离现象。

本发明的技术方案：一种土壤修复用取样装置，包括带有行走轮的机体，所述机体上设有水平横向移动机构，所述水平横向移动机构上设有竖直向下的伸缩杆，所述伸缩杆的伸缩端设有取样机构，所述取样机构包括与伸缩杆的伸缩端固定连接的连接杆，所述连接杆的底端连接竖直向下的取样内管，所述取样内管的外围设有旋转外管，所述旋转外管的上端设有向内的第一限位环块，所述旋转外管的底端设有用于遮住取样内管底端面的第二限位环块，所述第二限位环块的底端设有切割齿牙，所述旋转外管的外壁设有螺旋缠绕向上的送土翅片，所述取样内管内设有土块夹持防脱机构；所述取样内管上设有驱动旋转外管转动的驱动机构，所述驱动机构包括设置在第一限位环块上的内齿圈，所述取样内管上设有与内齿圈啮合传动的传动齿轮，所述连接杆上固定有与传动齿轮传动连接的驱动电机；所述机体在位于取样机构的前方设有土面清杂机构。

上述的土壤修复用取样装置中，所述土块夹持防脱机构包括设置在取样内管内的安装腔，所述取样内管的底端部设有相对设置的槽口，所述槽口内设有夹持片，所述安装腔内设有全齿轮，所述夹持片经连杆与全齿轮固定连接，所述安装腔内设有驱动全齿轮来回转动的摆动机构。

前述的土壤修复用取样装置中，所述摆动机构包括设置在安装腔内部的竖直向下的限位滑轨，所述限位滑轨上设有沿限位滑轨竖直滑动的滑块，所述滑块上设有与全齿轮配合的齿条，所述安装腔内设有竖直设置的伸缩气缸，所述伸缩气缸的伸缩端与滑块相固定。

前述的土壤修复用取样装置中，所述水平横向移动机构包括设置在机体末端的横向设置的通口，所述通口内设有水平横向设置的导轨，所述导轨上设有沿导轨移动的移动块，所述机体与移动块之间设有平移伸缩气缸。

前述的土壤修复用取样装置中，所述机体上设有与取样内管相配合的卸土机构，所述卸土机构包括设置在机体上的位于水平横向移动机构端侧的且竖直向下的卸土气缸，所述卸土气缸的伸缩端设有卸载压板，所述取样内管的顶部设有竖直向下的中空管，所述中空管内设有卸土推杆，所述卸土推杆上设有沿中空管移动的活塞块，所述中空管的内部上下端均设有限位块，下端所述的限位块与活塞块之间设有压紧复位弹簧，在压紧复位弹簧的作用下，卸土推杆的顶端伸出中空管外，所述取样内管的顶部设有卸土推板，所述卸土推板与卸土推杆的底端相固定。

前述的土壤修复用取样装置中，所述机体设有与卸土机构相配合接土机构，用于对卸土过程中的土块进行承接，接土机构包括设置在机体上定位座，所述定位座内设有定位凹槽，所述定位凹槽内设有接土容器。

前述的土壤修复用取样装置中，所述土面清杂机构包括设置在机体上的且竖直向下的升降气缸，所述升降气缸的伸缩端设有升降座，所述升降座的底部设有清杂刷盘，所述升降座上设有与清杂刷盘传动连接的伺服电机。

前述的土壤修复用取样装置中，所述取样内管与第一限位环块的接触面设有多个滚球。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过将特定的取样机构对土壤进行取样，其中取样得到的土块是一个完整的土块，使得在对土壤进行分析的结果较为准确，在取样时，通过驱动机构驱动旋转外管转动，主要是通过驱动电机带动传动齿轮转动，转动的传统齿轮则通过与内齿圈啮合带动取样外管转动，利用转动的取样外管的底部的第二限位环块上的切割齿牙来对土壤进行切割挖掘，其中在切割齿牙对土壤进行切割挖掘过程中产生的碎土则利用旋转外管的外壁上的送土翅片输送到外部，在随着伸缩杆的下压，则切割挖掘取样过程中产生的完整的凸块则进入到取样内管的内部，在取样机构停止旋转完成取样时，则土块夹持防脱机构工作，来对取样内管的内部完整的土块进行夹持，然后伸缩杆回收，取样内管的内部完整的土块则在土块夹持防脱机构的夹持固定下，随着取样内管的上移被带出，有效地避免了在取样过程中，因机器震动以及土块的重力，在取样内管的上移的过程中取样的土块不能顺利的被带出，另外还需要工作人员手动拿出，增加了工作强度；并且在取样机构进行取样过程中，因为取样内管内的土块的底部与地面土壤还有连接，在取样机构回收时，取样内管内的土块在土块夹持防脱机构的定位作用下，能够顺利的与取样土块的底部与地面土壤能够进行分离，从而将取样土块固定在取样内管内，从而使得本发明具有取样效果好的特点；本发明中机体在位于取样机构的前方设有土面清杂机构，来对取样土壤的表面进行清杂，来清除杂石、杂草等等杂物。

2、本发明通过设置特定的土块夹持防脱机构，主要是在取样机构完成取样动作不再继续下降后，土块夹持防脱机构对取样内管内的土块进行夹持定位，主要是通过伸缩气缸延伸，带动滑块沿着限位滑块移动，在滑块移动过程中，因为滑块上的齿条与全齿轮啮合，则带动全齿轮转动，随着全齿轮的转动则，夹持片向内进行夹持，在两个夹持片的作用下，来对土块进行夹持定位；在解除夹持片对土块的夹持动作时，通过控制伸缩气缸回缩，带动滑块沿着限位滑块反向移动，则带动全齿轮反向转动，在夹持片向外运动，解除对土块进行夹持定位动作，而便于对取样内管内的土块进行卸土。

3、本发明中通过设置卸土机构来对取样机构内取样土块进行自动卸土，主要是通过水平横向移动机构对取样后取样机构进行平移，将取样后的取样机构送入到卸土机构的下方，然后卸土气缸工作，将卸载压板下压，但卸载压板下压到一定程度后，与卸土推杆顶部接触，并带动卸土推杆进行下压，则卸土推杆带动取样内管内腔顶部的卸土推板向下移动，进而将取样内管内的取样土块从取样内管内推出，从而完成对取样后的土块进行自动卸土，其中卸土后的土块则落入到接土机构内的接土容器内，从而自动完成对取样土块的采样收集工作，极大地降低了工作强度，并且随着卸土气缸的回缩复位，卸土推杆在压紧复位弹簧的弹性作用下复位，同时也带动卸土推板进行复位，而便于进行下一次的卸土工作。

4、本发明中土面清杂机构主要是在对土面进行清杂时，升降气缸下降，将升降座放下，此时清杂刷盘在伺服电机的作用下，驱动清杂刷盘转动，进而利用转动清杂刷盘对图面上的碎石杂草进行清除，方便了后续的取样机构进行取样。

5、本发明中取样内管与第一限位环块的接触面设有多个滚球，降低取样内管与旋转外管之间的摩擦力，而便于旋转外管进行旋转来进行取样工作。

6、本发明中取样内管是静止的，通过利用旋转外管的旋转进行取样工作的，而静止设置的取样内管便于内部土块夹持防脱机构的安装，极大简化了土块夹持防脱机构内部的电气连接复杂程度，便于进行生产和制造。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是接土机构的结构示意图；

图3是卸土机构的结构示意图；

图4是土块夹持防脱机构的结构示意图；

图5是摆动机构的结构示意图；

图6是滚珠的结构示意图。

1、机体；2、行走轮；3、水平横向移动机构；4、伸缩杆；5、取样机构；6、连接杆；7、取样内管；8、旋转外管；9、第一限位环块；10、第二限位环块；11、切割齿牙；12、送土翅片；13、土块夹持防脱机构；14、驱动机构；15、内齿圈；16、传动齿轮；17、驱动电机；18、土面清杂机构；19、安装腔；20、槽口；21、夹持片；22、全齿轮；23、连杆；24、摆动机构；25、限位滑轨；26、滑块；27、齿条；28、伸缩气缸；29、通口；30、导轨；31、移动块；32、平移伸缩气缸；33、卸土机构；34、卸土气缸；35、中空管；36、卸土推杆；37、活塞块；38、限位块；39、压紧复位弹簧；40、卸土推板；41、接土机构；42、定位座；44、接土容器；45、升降气缸；46、升降座；47、清杂刷盘；48、伺服电机；49、滚球；50、卸载压板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：一种土壤修复用取样装置，如图1-6所示，包括带有行走轮2的机体1，所述机体1上设有水平横向移动机构3，所述水平横向移动机构3上设有竖直向下的伸缩杆4，所述伸缩杆4的伸缩端设有取样机构5，所述取样机构5包括与伸缩杆4的伸缩端固定连接的连接杆6，所述连接杆6的底端连接竖直向下的取样内管7，所述取样内管7的外围设有旋转外管8，所述旋转外管8的上端设有向内的第一限位环块9，所述旋转外管8的底端设有用于遮住取样内管7底端面的第二限位环块10，所述第二限位环块10的底端设有切割齿牙11，所述旋转外管8的外壁设有螺旋缠绕向上的送土翅片12，所述取样内管7内设有土块夹持防脱机构13；所述取样内管7上设有驱动旋转外管8转动的驱动机构14，所述驱动机构14包括设置在第一限位环块9上的内齿圈15，所述取样内管7上设有与内齿圈15啮合传动的传动齿轮16，所述连接杆6上固定有与传动齿轮16传动连接的驱动电机17；所述机体1在位于取样机构5的前方设有土面清杂机构18。本发明通过将特定的取样机构5对土壤进行取样，其中取样得到的土块是一个完整的土块，使得在对土壤进行分析的结果较为准确，在取样时，通过驱动机构14驱动旋转外管8转动，主要是通过驱动电机17带动传动齿轮16转动，转动的传统齿轮则通过与内齿圈15啮合带动取样外管转动，利用转动的取样外管的底部的第二限位环块10上的切割齿牙11来对土壤进行切割挖掘，其中在切割齿牙11对土壤进行切割挖掘过程中产生的碎土则利用旋转外管8的外壁上的送土翅片12输送到外部，在随着伸缩杆4的下压，则切割挖掘取样过程中产生的完整的凸块则进入到取样内管7的内部，在取样机构5停止旋转完成取样时，则土块夹持防脱机构13工作，来对取样内管7的内部完整的土块进行夹持，然后伸缩杆4回收，取样内管7的内部完整的土块则在土块夹持防脱机构13的夹持固定下，随着取样内管7的上移被带出，有效地避免了在取样过程中，因机器震动以及土块的重力，在取样内管7的上移的过程中取样的土块不能顺利的被带出，另外还需要工作人员手动拿出，增加了工作强度；并且在取样机构5进行取样过程中，因为取样内管7内的土块的底部与地面土壤还有连接，在取样机构5回收时，取样内管7内的土块在土块夹持防脱机构13的定位作用下，能够顺利的与取样土块的底部与地面土壤能够进行分离，从而将取样土块固定在取样内管7内，从而使得本发明具有取样效果好的特点；本发明中机体1在位于取样机构5的前方设有土面清杂机构18，来对取样土壤的表面进行清杂，来清除杂石、杂草等等杂物。

所述土块夹持防脱机构13包括设置在取样内管7内的安装腔19，所述取样内管7的底端部设有相对设置的槽口20，所述槽口20内设有夹持片21，所述安装腔19内设有全齿轮22，所述夹持片21经连杆23与全齿轮22固定连接，所述安装腔19内设有驱动全齿轮22来回转动的摆动机构24。所述摆动机构24包括设置在安装腔19内部的竖直向下的限位滑轨25，所述限位滑轨25上设有沿限位滑轨25竖直滑动的滑块26，所述滑块26上设有与全齿轮22配合的齿条27，所述安装腔19内设有竖直设置的伸缩气缸28，所述伸缩气缸28的伸缩端与滑块26相固定，本发明通过设置特定的土块夹持防脱机构13，主要是在取样机构5完成取样动作不再继续下降后，土块夹持防脱机构13对取样内管7内的土块进行夹持定位，主要是通过伸缩气缸28延伸，带动滑块26沿着限位滑块26移动，在滑块26移动过程中，因为滑块26上的齿条27与全齿轮22啮合，则带动全齿轮22转动，随着全齿轮22的转动则，夹持片21向内进行夹持，在两个夹持片21的作用下，来对土块进行夹持定位；在解除夹持片21对土块的夹持动作时，通过控制伸缩气缸28回缩，带动滑块26沿着限位滑块26反向移动，则带动全齿轮22反向转动，在夹持片21向外运动，解除对土块进行夹持定位动作，而便于对取样内管7内的土块进行卸土。

所述水平横向移动机构3包括设置在机体1末端的横向设置的通口29，所述通口29内设有水平横向设置的导轨30，所述导轨30上设有沿导轨30移动的移动块31，所述机体1与移动块31之间设有平移伸缩气缸32。

所述机体1上设有与取样内管7相配合的卸土机构33，所述卸土机构33包括设置在机体1上的位于水平横向移动机构3端侧的且竖直向下的卸土气缸34，所述卸土气缸34的伸缩端设有卸载压板50，所述取样内管7的顶部设有竖直向下的中空管35，所述中空管35内设有卸土推杆36，所述卸土推杆36上设有沿中空管35移动的活塞块37，所述中空管35的内部上下端均设有限位块38，下端所述的限位块38与活塞块37之间设有压紧复位弹簧39，在压紧复位弹簧39的作用下，卸土推杆36的顶端伸出中空管35外，所述取样内管7的顶部设有卸土推板40，所述卸土推板40与卸土推杆36的底端相固定。所述机体1设有与卸土机构33相配合接土机构41，用于对卸土过程中的土块进行承接，接土机构41包括设置在机体上定位座42，所述定位座42内设有定位凹槽，所述定位凹槽内设有接土容器44，本发明中通过设置卸土机构33来对取样机构5内取样土块进行自动卸土，主要是通过水平横向移动机构3对取样后取样机构5进行平移，将取样后的取样机构5送入到卸土机构33的下方，然后卸土气缸34工作，将卸载压板50下压，但卸载压板50下压到一定程度后，与卸土推杆36顶部接触，并带动卸土推杆36进行下压，则卸土推杆36带动取样内管7内腔顶部的卸土推板40向下移动，进而将取样内管7内的取样土块从取样内管7内推出，从而完成对取样后的土块进行自动卸土，其中卸土后的土块则落入到接土机构41内的接土容器44内，从而自动完成对取样土块的采样收集工作，极大地降低了工作强度，并且随着卸土气缸34的回缩复位，卸土推杆36在压紧复位弹簧39的弹性作用下复位，同时也带动卸土推板40进行复位，而便于进行下一次的卸土工作。

所述土面清杂机构18包括设置在机体1上的且竖直向下的升降气缸45，所述升降气缸45的伸缩端设有升降座46，所述升降座46的底部设有清杂刷盘47，所述升降座46上设有与清杂刷盘传动连接的伺服电机48，本发明中土面清杂机构18主要是在对土面进行清杂时，升降气缸45下降，将升降座46放下，此时清杂刷盘47在伺服电机48的作用下，驱动清杂刷盘47转动，进而利用转动清杂刷盘47对图面上的碎石杂草进行清除，方便了后续的取样机构5进行取样。

所述取样内管7与第一限位环块9的接触面设有多个滚球49，降低取样内管7与旋转外管8之间的摩擦力，而便于旋转外管8进行旋转来进行取样工作。

本发明中取样内管7是静止的，通过利用旋转外管8的旋转进行取样工作的，而静止设置的取样内管7便于内部土块夹持防脱机构13的安装，极大简化了土块夹持防脱机构13内部的电气连接复杂程度，便于进行生产和制造。

工作原理：本发明通过将特定的取样机构5对土壤进行取样，其中取样得到的土块是一个完整的土块，使得在对土壤进行分析的结果较为准确，在取样时，通过驱动机构14驱动旋转外管8转动，主要是通过驱动电机17带动传动齿轮16转动，转动的传统齿轮则通过与内齿圈15啮合带动取样外管转动，利用转动的取样外管的底部的第二限位环块10上的切割齿牙11来对土壤进行切割挖掘，其中在切割齿牙11对土壤进行切割挖掘过程中产生的碎土则利用旋转外管8的外壁上的送土翅片12输送到外部，在随着伸缩杆4的下压，则切割挖掘取样过程中产生的完整的凸块则进入到取样内管7的内部，在取样机构5停止旋转完成取样时，则土块夹持防脱机构13工作，来对取样内管7的内部完整的土块进行夹持，然后伸缩杆4回收，取样内管7的内部完整的土块则在土块夹持防脱机构13的夹持固定下，随着取样内管7的上移被带出，有效地避免了在取样过程中，因机器震动以及土块的重力，在取样内管7的上移的过程中取样的土块不能顺利的被带出，另外还需要工作人员手动拿出，增加了工作强度；并且在取样机构5进行取样过程中，因为取样内管7内的土块的底部与地面土壤还有连接，在取样机构5回收时，取样内管7内的土块在土块夹持防脱机构13的定位作用下，能够顺利的与取样土块的底部与地面土壤能够进行分离，从而将取样土块固定在取样内管7内，从而使得本发明具有取样效果好的特点；本发明中机体1在位于取样机构5的前方设有土面清杂机构18，来对取样土壤的表面进行清杂，来清除杂石、杂草等等杂物。

Claims (6)

1.一种土壤修复用取样装置，其特征在于：包括带有行走轮（2）的机体（1），所述机体（1）上设有水平横向移动机构（3），所述水平横向移动机构（3）上设有竖直向下的伸缩杆（4），所述伸缩杆（4）的伸缩端设有取样机构（5），所述取样机构（5）包括与伸缩杆（4）的伸缩端固定连接的连接杆（6），所述连接杆（6）的底端连接竖直向下的取样内管（7），所述取样内管（7）的外围设有旋转外管（8），所述旋转外管（8）的上端设有向内的第一限位环块（9），所述旋转外管（8）的底端设有用于遮住取样内管（7）底端面的第二限位环块（10），所述第二限位环块（10）的底端设有切割齿牙（11），所述旋转外管（8）的外壁设有螺旋缠绕向上的送土翅片（12），所述取样内管（7）内设有土块夹持防脱机构（13）；所述取样内管（7）上设有驱动旋转外管（8）转动的驱动机构（14），所述驱动机构（14）包括设置在第一限位环块（9）上的内齿圈（15），所述取样内管（7）上设有与内齿圈（15）啮合传动的传动齿轮（16），所述连接杆（6）上固定有与传动齿轮（16）传动连接的驱动电机（17）；所述机体（1）在位于取样机构（5）的前方设有土面清杂机构（18）；

所述土块夹持防脱机构（13）包括设置在取样内管（7）内的安装腔（19），所述取样内管（7）的底端部设有相对设置的槽口（20），所述槽口（20）内设有夹持片（21），所述安装腔（19）内设有全齿轮（22），所述夹持片（21）经连杆（23）与全齿轮（22）固定连接，所述安装腔（19）内设有驱动全齿轮（22）来回转动的摆动机构（24）；

所述摆动机构（24）包括设置在安装腔（19）内部的竖直向下的限位滑轨（25），所述限位滑轨（25）上设有沿限位滑轨（25）竖直滑动的滑块（26），所述滑块（26）上设有与全齿轮（22）配合的齿条（27），所述安装腔（19）内设有竖直设置的伸缩气缸（28），所述伸缩气缸（28）的伸缩端与滑块（26）相固定。

2.根据权利要求1所述的土壤修复用取样装置，其特征在于，所述水平横向移动机构（3）包括设置在机体（1）末端的横向设置的通口（29），所述通口（29）内设有水平横向设置的导轨（30），所述导轨（30）上设有沿导轨（30）移动的移动块（31），所述机体（1）与移动块（31）之间设有平移伸缩气缸（32）。

3.根据权利要求1所述的土壤修复用取样装置，其特征在于，所述机体（1）上设有与取样内管（7）相配合的卸土机构（33），所述卸土机构（33）包括设置在机体（1）上的位于水平横向移动机构（3）端侧的且竖直向下的卸土气缸（34），所述卸土气缸（34）的伸缩端设有卸载压板（50），所述取样内管（7）的顶部设有竖直向下的中空管（35），所述中空管（35）内设有卸土推杆（36），所述卸土推杆（36）上设有沿中空管（35）移动的活塞块（37），所述中空管（35）的内部上下端均设有限位块（38），下端所述的限位块（38）与活塞块（37）之间设有压紧复位弹簧（39），在压紧复位弹簧（39）的作用下，卸土推杆（36）的顶端伸出中空管（35）外，所述取样内管（7）的顶部设有卸土推板（40），所述卸土推板（40）与卸土推杆（36）的底端相固定。

4.根据权利要求3所述的土壤修复用取样装置，其特征在于，所述机体（1）设有与卸土机构（33）相配合接土机构（41），用于对卸土过程中的土块进行承接，接土机构（41）包括设置在机体上定位座（42），所述定位座（42）内设有定位凹槽，所述定位凹槽内设有接土容器（44）。

5.根据权利要求1所述的土壤修复用取样装置，其特征在于，所述土面清杂机构（18）包括设置在机体（1）上的且竖直向下的升降气缸（45），所述升降气缸（45）的伸缩端设有升降座（46），所述升降座（46）的底部设有清杂刷盘（47），所述升降座（46）上设有与清杂刷盘传动连接的伺服电机（48）。

6.根据权利要求1所述的土壤修复用取样装置，其特征在于，所述取样内管（7）与第一限位环块（9）的接触面设有多个滚球（49）。

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