CN112229672A - 一种移动式土壤检测取样装置及取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动式土壤检测取样装置，包括取样箱、取样机构、折叠移动机构、接料机构、加固支撑机构和辅助机构，用于多区域位置的土壤电动取样的取样机构连接于取样箱的内部中心位置，用于使用过程能够展开支撑进行转运，不使用过程折叠收缩减少储存空间的折叠移动机构连接于取样箱的左右两侧面，在取样箱的顶部还设置有导气机构。本发明提出的移动式土壤检测取样装置能够让弯曲形摆动杆旋转贯插入设定通道内，并置于取样箱的内部，以减少整体体积大小，通过辅助机构背带采用背包方式进行转运，提供多种转运方式，利于人们针对不同路面情况选择合适转运方式，增加适用范围，通过导气机构提升土壤采样的吸附和脱附性能。

Description

一种移动式土壤检测取样装置及取样方法

技术领域

本发明涉及土壤检测技术领域，具体涉及一种用于土壤检测的移动式土壤取样装置。

背景技术

土壤环境监测是指通过对影响土壤环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势。我们通常所说的土壤监测是指土壤环境监测，其一般包括布点采样、样品制备、分析方法、结果表征、资料统计和质量评价等技术内容。

土壤采样是指采集土壤样品的方法，包括采样的布设和取样技术。若要分析土壤中金属含量，则应避免使用金属器具取样。在田间采样时，由于土壤本身存在着空间分布的不均一性，因此应以地块为单位，多点取样，再混合成一个混合样品，这样才能更好地代表取样区域的土壤性状。采样方法一般有以下几种，对角线采样法：适宜于污水灌溉地块，在对角线各等分中央点采样；梅花形采样法：适宜于面积不大、地形平坦、土壤均匀的地块；棋盘式采样法：适宜于中等面积、地势平坦、地形基本完整、土壤不太均匀的地块；蛇形采样法：适应于面积较小地形不太平坦、土壤不够均匀须取采样点较多的地块。深度视采样目的而定，一般采耕层0-20cm，取混合样1-2kg；如数量太多可用四分法将多余土壤弃去。将所采土样装入布袋或聚乙烯塑料袋，内外均应附标签，标明采样编号、名称、采样深度、采样地点、日期、采集人。用作化学分析(除重金属分析)的土壤样品可用土钻采样，用作容量测定的土壤样品，应用环刀法采样。

现有的土壤采样设备中，如中国专利公开CN111141551A公开的一种用于土壤调查的非扰动采样器装置，包括采样手柄、空体积滑动连杆、活塞式推杆、注射器式外壳、多孔样品切转面板和恒温样品保存箱，可以方便快捷的采集非扰动的土壤原状样品，同时将切去部分暴露空气一侧的土壤样品，在密闭的条件下置入棕色土壤采样瓶中，从而最大程度防止土壤采样过程中污染物的释放风险。虽然该采样装置提高了土壤样品污染物测定的准确性，但是该方法采样费时费力，采样效率低。

另外，现有的移动式土壤检测采用滑轮与土壤表面接触，由于土壤表面较为柔软，取样装置电动取样过程也容易发生晃动，容易造成取样装置整体发生晃动，影响工作过程稳定性，当面对阶梯路面上进行转运过程，由于整体体积较大，需要多人协助搬运进行转运，操作繁琐，影响转运效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种移动式土壤检测取样装置，包括取样箱、取样机构、折叠移动机构、接料机构、加固支撑机构和辅助机构，用于多区域位置的土壤电动取样的取样机构连接于取样箱的内部中心位置，用于使用过程能够展开支撑进行转运，不使用过程折叠收缩减少储存空间的折叠移动机构连接于取样箱的左右两侧面，在取样箱的顶部还设置有导气机构。本发明提出的移动式土壤检测取样装置能够让弯曲形摆动杆旋转贯插入设定通道内，并置于取样箱的内部，以减少整体体积大小，通过辅助机构背带采用背包方式进行转运，提供多种转运方式，利于人们针对不同路面情况选择合适转运方式，增加适用范围，通过导气机构提升土壤采样的吸附和脱附性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种移动式土壤检测取样装置，包括取样箱、设在取样箱上的取样机构、辅助机构和蓄电池，还包括设在取样箱左右两侧的折叠移动机构、设在折叠移动机构上的加固支撑机构，以及设在取样箱下端的接料机构；

所述折叠移动机构包括弯曲形摆动杆，在弯曲形摆动杆的折弯外侧固定连接有垫块，在垫块的底部安装有万向轮；在取样箱的左右两侧设有通道，通道呈凹形结构并开设在取样箱前后壁的中间部位，在取样箱上设有贯穿取样箱前后壁及通道的主轴，弯曲形摆动杆连接在主轴上，设在弯曲形摆动杆上的垫块和万向轮能随弯曲形摆动杆向上转动收纳至通道中；

所述取样机构包括竖直设置在取样箱内的取样管和导向管，导向管设于取样箱内且上下端分别与取样箱内腔的顶板和底板固定连接，在导向管内穿设有丝杆，在丝杆上通过螺纹旋合的方式套设有滑块，在滑块外侧壁上固定连接有连杆；在取样箱顶端外侧安装有与蓄电池电性连接的第一电机，第一电机的输出轴向下贯穿取样箱的上壁并与丝杆的上端固定连接，在导向管的圆周上沿其轴向竖向开设有贯穿导向管侧壁的长条槽，连杆贯穿长条槽后与取样管固定连接，连杆能在长条槽内上下滑动；

在取样箱的内腔顶部固定连接有竖直设置的T形挤压杆，T形挤压杆的设置位置与取样管的位置相对应，T形挤压杆的下端能插入取样管内；在取样箱的下端开设有与供取样管上下穿设的空槽。

上述移动式土壤检测取样装置，所述取样管和T形挤压杆分别各设置有四个，四个取样管和四个T形挤压杆均以丝杆为轴心，环绕丝杆并设置在丝杆的前后左右四侧，四个T形挤压杆的设置位置与四个取样管的位置相对应，且四个T形挤压杆的下端能分别插入对应的取样管的内部；对应四个取样管，在滑块的外侧壁上连接有四根环形设置的连杆，在导向管上也开设有贯穿导向管侧壁的四个长条槽，四根连杆的另一端分别贯穿长条槽后与对应的取样管固定连接；

T形挤压杆的下端为大头端，其大头端的台阶轴呈扁平的圆柱状，且大头端的圆柱外周与取样管的内腔外周滑动配合，滑块的中心部位设有与丝杆相匹配的螺纹孔，取样管的下端面呈斜切开口状或尖端状。

进一步的，在取样箱下方的左右两侧，还各设有一根贯穿取样箱前后壁的转轴，两根转轴平行设置，且两根转轴位于两根主轴之间的区域内，转轴和主轴前后两端分别与取样箱的前后壁转动连接，两根转轴的后端贯穿取样箱的后壁并分别连接有第一齿轮，两个第一齿轮啮合；两根主轴的后端贯穿取样箱的后壁并分别连接有皮带轮；两根转轴连接第一齿轮的外端还连接有皮带轮，主轴上的皮带轮通过皮带与相邻转轴上的皮带轮传动连接；

在取样箱内安装有与蓄电池电性连接的第二电机，第二电机的输出轴与其中一根转轴连接，第二电机能驱动与其连接的转轴旋转，并带动两根主轴旋转，实现弯曲形摆动杆的转动。

上述移动式土壤检测取样装置，取样箱包括前板和后板，在取样箱的顶部和底部，还设有连接前板和后板的顶板和底板，主轴穿设连接在前板和后板上，前板和后板之间的间隔空间形成通道；

第一齿轮、皮带轮和皮带均设在取样箱后方的后板上，第二电机为伺服电机；

所述取样箱的后板上还设置有防护罩盒，所述皮带、皮带轮和第一齿轮均设置于防护罩盒的内部；

在取样箱的底板上开设有与四个取样管的形状和位置相匹配的四个圆形空槽。

上述移动式土壤检测取样装置，加固支撑机构设置在弯曲形摆动杆的折弯内侧，所述加固支撑机构包括梯形垫块和垫板，在弯曲形摆动杆远离主轴的端部固定连接垫板，在弯曲形摆动杆靠近主轴端的外侧壁上固定连接梯形垫块，在梯形垫块的外侧面安装有液压缸，在液压缸的输出轴上连接有齿条杆，在垫板靠近弯曲形摆动杆侧壁的顶部位置固定连接有两个平行设置的支撑杆，在两个支撑杆上转动连接有水平设置的转动杆，在转动杆中间位置固定安装有第二齿轮，齿条杆与第二齿轮啮合，在转动杆的两端外侧壁固定连接有若干个L形锥杆，在垫板内部设有与L形锥杆相适配的储存腔，L形锥杆的另一端设置于储存腔的内部，储存腔为上下贯穿的通槽。

进一步的，上述移动式土壤检测取样装置，所述接料机构包括圆形接料盒和圆形套筒，所述圆形套筒固定连接在取样箱底部的中心位置，圆形接料盒转动连接在圆形套筒内；

所述圆形接料盒顶部为敞口设置并在内腔中固定连接有十字板，在十字板的前后左右四个边的中部分别安装有上下贯通的插管，竖直设置的插管底端与圆形接料盒的底部连通设置，取样管的下端能贯穿插管及圆形接料盒的底部并向下插入土壤中；

在圆形套筒内腔的圆周面上开设有环形槽，并在圆形套筒的内腔圆周面上对称开设有与环形槽连通的两个长条槽，所述长条槽沿圆形套筒的轴向开设并延伸至圆形套筒的底面；在圆形接料盒的外圆周上对称设置有两个凸块，所述凸块能穿过长条槽并在环形槽内作圆周滑动。

作为优选方案，所述圆形接料盒和圆形套筒均采用透明塑料材料制成，在圆形接料盒顶部外侧壁连接有阻尼圈。

进一步的，所述T形挤压杆为空心管状结构，T形挤压杆的上端贯穿伸出取样箱的顶壁，且在T形挤压杆的顶端设有抽气管口，在T形挤压杆大头端台阶轴的下端面上开设有若干个通气孔，T形挤压杆顶端设置的抽气管口与下端开设的通气孔通过T形挤压杆的空心内腔而连通；

在取样箱的顶部还安装有导气机构，所述导气机构包括气泵和U形板，所述U形板倒扣固定安装在取样箱的顶部，在U形板顶端安装气泵，气泵与蓄电池电性连接，在气泵的出口端连接有一进四出的四通连接管，在四通连接管的四个分支端口分别连接有通气软管，四根通气软管的另一端分别对应连接在四个T形挤压杆顶端上方设置的抽气管口上，气泵通过四通连接管、通气软管和T形挤压杆的内腔孔道，对T形挤压杆下端面以下部位的取样管内腔进行抽气或送气。

更进一步的，在T形挤压杆下端的大头端台阶轴的圆周上开设有环槽，在所述环槽内设置有密封圈，通过密封圈实现T形挤压杆下部的大头端与取样管内腔表面之间的接触密封。

上述移动式土壤检测取样装置，所述辅助机构包括U形弯曲形握杆和旋转管，在取样箱的前端面和后端面顶部拐角位置处分别连接有套管，套管外端通过旋转凸轴转动连接在旋转管的一端，U形弯曲形握杆的两端分别贯插入两个旋转管的另一端内腔，并与旋转管的内腔滑动连接，在旋转管远离旋转凸轴一端的外侧螺纹连接有压紧螺栓；

在取样箱前端面靠近中心位置处设置有软包，在软包的左右两侧连接有两根平行设置的背带。

本发明采用上述技术方案后，所实现的有益效果是：

1、本发明能够让弯曲形摆动杆旋转贯插入设定通道内，并置于取样箱的内部，减少整体体积大小，通过辅助机构背带采用背包方式进行转运，提供多种转运方式，利于人们针对不同路面情况选择合适转运方式，增加适用范围，转运过程省时省力；

2、本发明能够让取样管向上移动，取样管与T形挤压杆完成接触，能够取样土壤挤压移出，能够快速将取样管的内部土壤取出，不需要人工捣鼓移出，操作省时省力，提高效率；

3、本发明能够让四个取样管分别插设于对应十字板分隔区域内部，且凸块依然偏离长条槽位置，让取样管继续上升移动，挤压移出土壤落入到对应十字板分隔区域，完成对应区域接料过程，再旋转圆形接料盒，使得凸块于长条槽对齐，从而能够让圆形接料盒从圆形套筒内部滑动移出，能够将土壤原料取出，接料操作过程简易，利于工人手动操作；

4、本发明能够让L形锥杆旋转移出储存腔的内部，与土壤表面发生穿刺，能够让L形锥杆锥形端插入到土壤内部，形成与路面抓力，提高取样过程与地面接触稳定性，能够保证放置于一定坡度土壤表面稳定性。

附图说明

图1为本发明提供的移动式土壤检测取样装置的主体结构示意图；

图2为图1所示取样箱的正视方向的外部结构示意图；

图3为图1所示取样箱的后视方向的外部结构示意图；

图4为图1接料机构的俯视方向的结构示意图；

图5为图1所示A处的局部放大结构示意图；

图6为图1所示B处的局部放大结构示意图；

图7为图1所示折叠移动机构折叠后的结构示意图；

图8为图1所示加固支撑机构俯视方向的结构示意图。

图9为通气软管71与T形挤压杆连接的结构示意图。

图中标号：1、取样箱；2、取样机构；3、折叠移动机构；4、接料机构；5、加固支撑机构；6、辅助机构；21、取样管；22、T形挤压杆；23、丝杆；24、第一电机；25、导向管；26、长条槽；27、滑块；28、连杆；31、通道；32、第二电机；33、主轴；34、弯曲形摆动杆；35、垫块；36、万向轮；37、皮带；38、防护罩盒；39、转轴；3a、第一齿轮；3b、皮带轮；41、圆形接料盒；42、圆形套筒；43、十字板；44、插管；45、环形槽；46、长条槽；47、凸块；51、梯形垫块；52、液压缸；53、齿条杆；54、第二齿轮；55、垫板；56、转动杆；57、支撑杆；58、L形锥杆；59、储存腔；61、U形弯曲形握杆；62、压紧螺栓；63、旋转管；64、旋转凸轴；65、蓄电池；66、软包；67、背带；68、套管；7、导气机构；71、通气软管71、72、四通连接管；73、气泵73；74、U形板74。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图8所示，本发明提供一种移动式土壤检测取样装置，包括：取样箱1、取样机构2、折叠移动机构3、接料机构4、加固支撑机构5、辅助机构6和导气机构7。

在具体实施过程中，如图1和图2所示，本发明提出的移动式土壤检测取样装置，在使用过程能够展开支撑进行转运，在不使用过程中能够折叠收缩减少储存空间，折叠移动机构3连接于取样箱1的左右两侧，设在取样箱1左右两侧的折叠移动机构3分别包括第二电机32、主轴33、弯曲形摆动杆34、垫块35、万向轮36、皮带37、转轴39、第一齿轮3a和皮带轮3b，取样箱1的两侧面分别设有通道31，在取样箱1位于通道31附近的下方位置，水平设置有贯穿取样箱1的主轴33，弯曲形摆动杆34转动连接在主轴33上，且设在弯曲形摆动杆34上的垫块35和万向轮36能随弯曲形摆动杆34向上转动收纳至通道31中，具体的，取样箱1包括前板和后板，前板和后板通过主轴33连成一体，前板和后板之间的间隔空间形成通道31。且在取样箱1的顶部和底部，还设有连接前板和后板的顶板和底板。

在与主轴33轴转连接的弯曲形摆动杆34上，还设置有垫块35和万向轮36。具体的，在弯曲形摆动杆34靠近折弯处的折弯外侧固定连接有垫块35，在垫块35的底部安装万向轮36，在弯曲形摆动杆34的折弯内侧设置有加固支撑机构5。

取样箱1的下方，还设置有两根贯穿前板和后板的转轴39，两根转轴39平行设置，且两根转轴39位于两根主轴33之间的区域内。

转轴39和主轴33两端分别与取样箱1的前端面和后端面转动连接，两根转轴39的后端贯穿取样箱1的后端面并且分别连接有第一齿轮3a，两个第一齿轮3a啮合；两根主轴33的后端贯穿取样箱1的后端面并且分别固定连接有皮带轮3b；具体的，两根转轴39连接第一齿轮3a一端的外端也连接有皮带轮3b，主轴33上的皮带轮3b通过皮带37与相邻转轴39上的皮带轮3b传动连接，在取样箱1内部后端面靠近底部的位置还安装有第二电机32，第二电机32为伺服电机，第二电机32的输出轴与其中一根转轴39连接，第二电机32能驱动与其连接的转轴39旋转，通过两个啮合的第一齿轮3a而带动另一根转轴39也跟随旋转，两根转轴39的旋转通过皮带37而带动两根主轴33旋转。另外，在取样箱1的后端面安装有蓄电池65，第二电机32与蓄电池电性连接。

第一齿轮3a、皮带轮3b和皮带37均设在取样箱1后方的后板上。

需要说明的是，当位于平直路面上，双人搬运将取样箱1抬起到一定高度，再开启第二电机32的电源开关，第二电机32启动，带动第一齿轮3a转动，两个相邻的第一齿轮3a啮合作用，带动两个转轴39同步旋转，两个皮带轮3b通过皮带37传动连接，从而带动两个主轴33同步旋转且旋转方向相反，两个主轴33相背旋转过程中，能够让弯曲形摆动杆34从取样箱1的通道31中向外旋转移出，使得万向轮36旋转置于取样箱1的底部，双人搬运将取样箱1放置在平直路面上，能够推动使用，为转运过程提供便利，当位于阶梯形路面，双人搬运将取样箱1抬起到一定高度，再次开启第二电机32，使之第二电机32与之前主轴旋转方向相反，带动两个主轴33同步且相对旋转，能够让弯曲形摆动杆34向内旋转收纳藏入取样箱1内部的通道31中，减少整体体积，通过辅助机构6上的背带67，采用背包方式进行转运，提供多种转运方式，利于人们针对不同路面情况选择合适转运方式，增加适用范围。

参考图2所示，所述取样箱1的后板上还设置有防护罩盒38，所述皮带37、皮带轮3b和第一齿轮3a均设置于防护罩盒38的内部，防护罩盒38能够遮挡旋转过程中的皮带轮3b和第一齿轮3a，防止操作工人不小心触碰造成伤害，保证安全性。

参考图1所示，所述取样机构2连接于取样箱1的内腔中部，所述取样机构2包括取样管21、T形挤压杆22、丝杆23、第一电机24、导向管25、滑块27和连杆28，在取样箱1的顶部中心位置安装第一电机24，导向管25位于取样箱1中间位置并且上下两端分别与取样箱1内腔的顶板和底板固定连接，第一电机24的输出轴贯穿取样箱1的上壁并且延伸到导向管25顶端内部，第一电机24的输出轴与丝杆23的上端连接，且第一电机24能驱动丝杆23旋转。丝杆23竖直设置，导向管25的内部滑动连接有滑块27，滑块27的内部设有与丝杆23相匹配的螺纹孔，导向管25的圆周外侧上设有四个环形设置的长条槽26，滑块27外侧壁上连接有四个环形设置的连杆28，四根连杆28的另一端分别贯穿长条槽26后与每个取样管21固定连接，四个取样管21均竖直设置，且取样管21的下端面呈斜切开口状或尖端状，以利于其能顺利插设于土壤中，在取样箱1的底板上开设有与四个取样管21的形状和位置相匹配的四个圆形空槽，在取样箱1的内腔顶部固定连接有四个竖直设置的T形挤压杆22，四个T形挤压杆22的设置位置与四个取样管21的位置相对应，且四个T形挤压杆22的下端能分别插入四个取样管21的内部。第一电机24与取样箱1后端面安装的蓄电池65电性连接。

需要说明的是，将取样箱1转运到合适位置后，开启第一电机24，带动丝杆23旋转，从而驱动位于导向管25内部的滑块27向上或向下移动，从而同步带动四个取样管21向上或向下移动，四个取样管21向下移动时，四个取样管21分别能贯穿取样箱1底部开设的四个通孔后与地面土壤发生接触，从而将需要取样的土壤压入到取样管21内，四个取样管21能够同时进行多点多区域的土壤取样，为测量过程提供多组数据，保证测量多样性和准确性，取样完成后，再次开启第一电机24，使得第一电机24主轴与之前的旋转方向相反，能够让取样管21向上移动，当取样管21向上移动至取样管21内土壤与T形挤压杆22的下端接触时，T形挤压杆22的下端能够将取样管21内的取样土壤挤压移出，能够快速将取样管21的内部土壤取出，不需要人工捣鼓移出，操作省时省力，提高效率。

参考图1所示，所述T形挤压杆22的底端呈圆扁形状，圆扁形状能够与取样管21内侧壁完全接触，从而最大化全部挤出位于取样管21内部的土壤。

参考图1、图4和图6所示，用于将取出土壤样本接料到各个区域的接料机构4连接于取样箱1的底部，所述接料机构4包括圆形接料盒41、圆形套筒42、十字板43、插管44和凸块47，取样箱1的底部中心位置连接圆形套筒42，圆形套筒42的底部转动连接圆形接料盒41，圆形接料盒41顶部为敞口设置并且内底部固定连接十字板43，十字板43四端的侧面中心位置分别安装插管44，取样管21的一端贯穿插管44并且与插管44内部滑动连接，竖直设置的插管44底端与圆形接料盒41的底部连通设置，圆形套筒42内侧面中心位置设有环形槽45，且圆形套筒42的内侧面还设有两个对称设置的长条槽46，所述长条槽46沿圆形套筒的轴向设置并贯穿圆形套筒42的底面，且长条槽46与环形槽45连通设置，圆形接料盒41外侧面连接两个对称设置的凸块47，所述凸块47能穿过长条槽46并在环形槽45内作圆周滑动。

需要说明的是，手动接触圆形接料盒41外侧壁，旋转圆形接料盒41，使凸块47偏离长条槽46位置，且插管44与取样管21对齐，使得取样管21能够正常向下移动完成取料，取样管21向上移动过程，刚移出插管44的内部时，则手动旋转圆形接料盒41，使得取样管21下端位于十字板43分隔区域内部，四个取样管21分别插设于对应十字板43分隔区域内部，且凸块47依然偏离长条槽46位置，让取样管21继续上升移动，挤压移出土壤落入到对应十字板43分隔区域，完成对应区域接料过程，再旋转圆形接料盒41，使得凸块47与长条槽46对齐，从而能够让圆形接料盒41从圆形套筒42内部滑动移出，能够将土壤原料取出，接料操作过程简易，利于工人手动操作，补充说明，关于插管44与取样管21如何对齐，可通过从通道31位置目测方式来进行对齐确认，由于手动过程，可以手动校准对齐后，再进行取样操作，圆心接料盒41和圆形套筒42侧壁分别刻有若干数量环形设置的刻度线，能够让操作工人目测合适精准角度对齐，来保证校准对齐的准确性。

参考图4和图6所示，所述凸块47与长条槽46错位设置，圆形接料盒41和圆形套筒42采用透明塑料材料制成，透明能够让操作工人看清插管44的位置，能够准确判断插管44是否与取样管21对齐，圆形接料盒41顶部外侧壁连接阻尼圈，增加旋转过程摩擦力，使得旋转到合适位置后能稳定放置。

参考图1、图5和图8所示，用于电动取样过程中稳定支撑的加固支撑机构5连接在弯曲形摆动杆34上，所述加固支撑机构5包括梯形垫块51、液压缸52、齿条杆53、第二齿轮54、垫板55、转动杆56、支撑杆57和L形锥杆58，在弯曲形摆动杆34远离主轴33的端部固定连接有垫板55，在弯曲形摆动杆34靠近主轴33端的外侧壁上固定连接梯形垫块51，在梯形垫块51的外侧面安装液压缸52，液压缸52的输出轴上连接齿条杆53，在垫板55靠近弯曲形摆动杆34侧壁的顶部位置固定连接有两个平行设置的支撑杆57，在两个支撑杆57上转动连接水平设置的转动杆56，转动杆56中间位置安装第二齿轮54，且转动杆56与第二齿轮54固定连接或一体化设置，齿条杆53与第二齿轮54啮合，转动杆56的两端外侧壁固定连接有若干个L形锥杆58，垫板55内部设有与L形锥杆58数量相适配的储存腔59，L形锥杆58的另一端设置于储存腔59的内部，储存腔59为上下贯穿的通槽。

需要说明的是，当弯曲形摆动杆34移出支撑过程中，可通过开启液压缸52，带动齿条杆53向上移动，从而使得安装第二齿轮54的转动杆56旋转，进而能够让L形锥杆58旋转移出储存腔59的内部，与土壤表面发生穿刺，能够让L形锥杆58的锥形尖端插入到土壤中，形成与路面抓力，提高取样过程与地面接触的稳定性，即便将本申请提出的取样装置放置在具有一定坡度的土壤表面，通过锥形尖的设置也能提高其稳定性。

参考图1和图6所示，用于推动式转运或背包式转运的辅助机构6连接于取样箱1的前端面和后端面，所述辅助机构6包括U形弯曲形握杆61、压紧螺栓62、旋转管63、旋转凸轴64、软包66、背带67和套管68，取样箱1的前端面和后端面顶部拐角位置分别连接套管68，套管68外端通过旋转凸轴64转动连接旋转管63的一端，U形弯曲形握杆61的两端贯插旋转管63的另一端内部并且与旋转管63的内部滑动连接，旋转管63远离旋转凸轴64一端外侧壁螺纹连接压紧螺栓62，套管68外侧壁螺纹连接压紧螺栓62，取样箱1前端面靠近中心位置连接软包66，取样箱1前端面连接两个平行设置的背带67。

需要说明的是：拧松套管68上的压紧螺栓，能够调节旋转管63旋转角度，当不使用时，能将辅助机构6旋转放置到取样箱1顶部，减少占用空间，拧松旋转管63上的压紧螺栓62，能够伸长U形弯曲形握杆61到合适长度，适用于不同高度或臂长人们推动使用，软包66与背包式转运人们后背接触，保证接触弹性，增加背动过程舒适度。

参考图2和图3所示，所述取样箱1的后端面连接蓄电池65，需要说明的是，梯形垫块51上还安装有液压系统，液压缸52通过液压系统控制，蓄电池65能够供电使用，涉及电路和控制为现有技术，在此不再赘述。

作为第二种优选的实施方式，参考图1、图7和图9所示，本发明提出的第二种具体实施方式还在取样箱1的顶部安装有导气机构7，所述导气机构7包括通气软管71、四通连接管72、气泵73和U形板74，所述U形板74倒扣固定连接于取样箱1的顶部，且U形板74罩设在取样箱1顶部的第一电机24外部，即第一电机24设于倒扣的U形板74的内腔中。在U形板74顶部的外端面上安装气泵73，气泵73与蓄电池65电连接，气泵73采用小型真空泵，具有抽气或送气的功能。在气泵73的出口端连接有一进四出的四通连接管72，当然，所述四通连接管72也可以采用多个普通的三通管接头代替。在四通连接管72的四个分支端口分别连接有一根通气软管71，四根通气软管71的另一端分别连接在T形挤压杆22顶端上方设置的抽气管口上，在本实施方式中，T形挤压杆22为具有上下端面的空心管状结构。即在取样箱1的内腔顶部固定连接的四根竖直设置的T形挤压杆22全部为空心的管结构，T形挤压杆22的上端贯穿伸出取样箱1的顶壁，且在T形挤压杆22的顶端面上设有抽气管口，具体如图9所示，所述抽气管口与T形挤压杆22的内腔连通，在T形挤压杆22下端的圆扁台阶状的阶梯轴端平面上开设有若干个通气孔。在T形挤压杆22下端面开设的通气孔，与洗浴用的淋浴喷头上所开设的花洒孔的结构类似，T形挤压杆22上端设置的抽气管口与下端开设的通气孔通过T形挤压杆22的空心内腔而连通。在T形挤压杆22下端的圆扁台阶状的阶梯轴的圆周上开设有环槽，在所述环槽内设置有密封圈，通过密封圈实现T形挤压杆22下端与取样管21内腔表面之间的接触密封。

进一步的，在T形挤压杆22下端的圆扁台阶状的阶梯轴的圆周上可开设二至三道环槽，在每道环槽内均环设安装一个密封圈，所述密封圈可采用橡胶密封圈，如O型圈。设置多道密封圈，能进一步加强T形挤压杆22下端与取样管21内腔表面之间的接触密封性。

与四通连接管72的四个分支管口连接的四根通气软管71的另一端分别对应连接在四个T形挤压杆22顶端上方的抽气管口上，通过T形挤压杆22的内腔孔道，对T形挤压杆22下端面以下部位的取样管21内腔进行抽气或送气。

当进行土壤采样时，四个取样管21在获取到土壤样本后，开启气泵73的抽真空模式，通过四通连接管72、通气软管71以及T形挤压杆22的内腔孔道，对T形挤压杆22下端面以下部位的取样管21内腔进行抽气，从而使得取样管21下端内部形成负压形态，从而将取样管21内的土壤吸附在取样管21内，不易掉落，防止取样管21在向上提升的过程中，其管腔内已获取的土壤样本意外掉落。

当获取了土壤采样，需要将土壤样本从四个取样管21中排出时，开启气泵73的吹送气模式，通过四通连接管72、通气软管71以及T形挤压杆22的内腔孔道，对T形挤压杆22下端面以下部位的取样管21内腔进行吹送气，从而帮助T形挤压杆22下端圆扁台阶状的阶梯轴，顺利的将取样管21内的土壤样本排出取样管21。

如图9所示，T形挤压杆22采用倒T形的端部设置，利于将取样管21内的土壤最大化的从取样管21的内腔中挤压出。

使用本发明提供的移动式土壤检测用取样装置，进行土壤采集的取样方法如下：

当位于平直路面上，双人搬运将取样箱1抬起到一定高度，再通过开启第二电机32，带动第一齿轮3a转动，两个相邻的第一齿轮3a啮合作用，带动两个转轴39同步旋转，两个皮带轮3b通过皮带37传动连接，从而带动两个主轴33同步旋转且旋转方向相反，两个主轴33相对旋转过程中，能够让弯曲形摆动杆34从取样箱1的通道31中旋转移出，使得万向轮36旋转置于取样箱1的底部，双人搬运将取样箱1放置在平直路面上，能够推动使用，为转运过程提供便利，当位于阶梯形路面，双人搬运将取样箱1抬起到一定高度，再次开启第二电机32，使之第二电机32与之前主轴旋转方向相反，带动两个主轴33同步旋转且能够让弯曲形摆动杆34旋转贯插至通道31中并置于取样箱1的内部，减少整体体积大小，通过辅助机构6背带67采用背包方式进行转运；开启第一电机24，从而带动丝杆23旋转，位于导向管25内部滑块27向上或向下移动，从而同步带动四个取样管21向上或向下移动，四个取样管21向下移动过程，从而贯穿取样箱1底部与待取土土壤发生接触，将需要取样的土壤压入到取样管21的内部，完成取样，能够同步进行多点多区域的取样，为测量过程提供多组数据，保证测量多样性和准确性，取样完成后，再次开启第一电机24，使得第一电机24主轴与之前方向相反，能够让取样管21向上移动，取样管21与T形挤压杆22完成接触，能够将取样土壤挤压移出；手动接触圆形接料盒41外侧壁，旋转圆形接料盒41，且凸块47偏离长条槽46位置，且插管44与取样管21对齐，使得取样管21能够正常向下移动完成取料，取样管21向上移动过程，刚刚移出插管44的内部，则手动旋转圆形接料盒41，使得取样管21下端位于十字板43分隔区域内部，四个取样管21分别插设于对应十字板43分隔区域内部，且凸块47依然偏离长条槽46位置，让取样管21继续上升移动，挤压移出土壤落入到对应十字板43分隔区域，完成对应区域接料过程，再旋转圆形接料盒41，使得凸块47于长条槽46对齐，从而能够让圆形接料盒41从圆形套筒42内部滑动移出，能够将土壤原料取出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种移动式土壤检测取样装置，包括取样箱(1)、设在取样箱(1)上的取样机构(2)、辅助机构(6)和蓄电池(65)，其特征在于：还包括设在取样箱(1)左右两侧的折叠移动机构(3)、设在折叠移动机构(3)上的加固支撑机构(5)，以及设在取样箱(1)下端的接料机构(4)；

所述折叠移动机构(3)包括弯曲形摆动杆(34)，在弯曲形摆动杆(34)的折弯外侧固定连接有垫块(35)，在垫块(35)的底部安装有万向轮(36)；在取样箱(1)的左右两侧设有通道(31)，通道(31)呈凹形结构并开设在取样箱(1)前后壁的中间部位，在取样箱(1)上设有贯穿取样箱(1)前后壁及通道(31)的主轴(33)，弯曲形摆动杆(34)连接在主轴(33)上，设在弯曲形摆动杆(34)上的垫块(35)和万向轮(36)能随弯曲形摆动杆(34)向上转动收纳至通道(31)中；

所述取样机构(2)包括竖直设置在取样箱(1)内的取样管(21)和导向管(25)，导向管(25)设于取样箱(1)内且上下端分别与取样箱(1)内腔的顶板和底板固定连接，在导向管(25)内穿设有丝杆(23)，在丝杆(23)上通过螺纹旋合的方式套设有滑块(27)，在滑块(27)外侧壁上固定连接有连杆(28)；在取样箱(1)顶端外侧安装有与蓄电池(65)电性连接的第一电机(24)，第一电机(24)的输出轴向下贯穿取样箱(1)的上壁并与丝杆(23)的上端固定连接，在导向管(25)的圆周上沿其轴向竖向开设有贯穿导向管(25)侧壁的长条槽(26)，连杆(28)贯穿长条槽(26)后与取样管(21)固定连接，连杆(28)能在长条槽(26)内上下滑动；

在取样箱(1)的内腔顶部固定连接有竖直设置的T形挤压杆(22)，T形挤压杆(22)的设置位置与取样管(21)的位置相对应，T形挤压杆(22)的下端能插入取样管(21)内；在取样箱(1)的下端开设有与供取样管(21)上下穿设的空槽。

2.根据权利要求1所述的移动式土壤检测取样装置，其特征在于：所述取样管(21)和T形挤压杆(22)分别各设置有四个，四个取样管(21)和四个T形挤压杆(22)均以丝杆(23)为轴心，环绕丝杆(23)并设置在丝杆(23)的前后左右四侧，四个T形挤压杆(22)的设置位置与四个取样管(21)的位置相对应，且四个T形挤压杆(22)的下端能分别插入对应的取样管(21)的内部；对应四个取样管(21)，在滑块(27)的外侧壁上连接有四根环形设置的连杆(28)，在导向管(25)上也开设有贯穿导向管(25)侧壁的四个长条槽(26)，四根连杆(28)的另一端分别贯穿长条槽(26)后与对应的取样管(21)固定连接；

T形挤压杆(22)的下端为大头端，其大头端的台阶轴呈扁平的圆柱状，且大头端的圆柱外周与取样管(21)的内腔外周滑动配合，滑块(27)的中心部位设有与丝杆(23)相匹配的螺纹孔，取样管(21)的下端面呈斜切开口状或尖端状。

3.根据权利要求2所述的移动式土壤检测取样装置，其特征在于：在取样箱(1)下方的左右两侧，还各设有一根贯穿取样箱(1)前后壁的转轴(39)，两根转轴(39)平行设置，且两根转轴(39)位于两根主轴(33)之间的区域内，转轴(39)和主轴(33)前后两端分别与取样箱(1)的前后壁转动连接，两根转轴(39)的后端贯穿取样箱(1)的后壁并分别连接有第一齿轮(3a)，两个第一齿轮(3a)啮合；两根主轴(33)的后端贯穿取样箱(1)的后壁并分别连接有皮带轮(3b)；两根转轴(39)连接第一齿轮(3a)的外端还连接有皮带轮(3b)，主轴(33)上的皮带轮(3b)通过皮带(37)与相邻转轴(39)上的皮带轮(3b)传动连接；

在取样箱(1)内安装有与蓄电池(65)电性连接的第二电机(32)，第二电机(32)的输出轴与其中一根转轴(39)连接，第二电机(32)能驱动与其连接的转轴(39)旋转，并带动两根主轴(33)旋转，实现弯曲形摆动杆(34)的转动。

4.根据权利要求3所述的移动式土壤检测取样装置，其特征在于：取样箱(1)包括前板和后板，在取样箱(1)的顶部和底部，还设有连接前板和后板的顶板和底板，主轴(33)穿设连接在前板和后板上，前板和后板之间的间隔空间形成通道(31)；

第一齿轮(3a)、皮带轮(3b)和皮带(37)均设在取样箱(1)后方的后板上，第二电机(32)为伺服电机；

所述取样箱(1)的后板上还设置有防护罩盒(38)，所述皮带(37)、皮带轮(3b)和第一齿轮(3a)均设置于防护罩盒(38)的内部；

在取样箱(1)的底板上开设有与四个取样管(21)的形状和位置相匹配的四个圆形空槽。

5.根据权利要求1所述的移动式土壤检测取样装置，其特征在于：加固支撑机构(5)设置在弯曲形摆动杆(34)的折弯内侧，所述加固支撑机构(5)包括梯形垫块(51)和垫板(55)，在弯曲形摆动杆(34)远离主轴(33)的端部固定连接垫板(55)，在弯曲形摆动杆(34)靠近主轴(33)端的外侧壁上固定连接梯形垫块(51)，在梯形垫块(51)的外侧面安装有液压缸(52)，在液压缸(52)的输出轴上连接有齿条杆(53)，在垫板(55)靠近弯曲形摆动杆(34)侧壁的顶部位置固定连接有两个平行设置的支撑杆(57)，在两个支撑杆(57)上转动连接有水平设置的转动杆(56)，在转动杆(56)中间位置固定安装有第二齿轮(54)，齿条杆(53)与第二齿轮(54)啮合，在转动杆(56)的两端外侧壁固定连接有若干个L形锥杆(58)，在垫板(55)内部设有与L形锥杆(58)相适配的储存腔(59)，L形锥杆(58)的另一端设置于储存腔(59)的内部，储存腔(59)为上下贯穿的通槽。

6.根据权利要求1所述的移动式土壤检测取样装置，其特征在于：所述接料机构(4)包括圆形接料盒(41)和圆形套筒(42)，所述圆形套筒(42)固定连接在取样箱(1)底部的中心位置，圆形接料盒(41)转动连接在圆形套筒(42)内；

所述圆形接料盒(41)顶部为敞口设置并在内腔中固定连接有十字板(43)，在十字板(43)的前后左右四个边的中部分别安装有上下贯通的插管(44)，竖直设置的插管(44)底端与圆形接料盒(41)的底部连通设置，取样管(21)的下端能贯穿插管(44)及圆形接料盒(41)的底部并向下插入土壤中；

在圆形套筒(42)内腔的圆周面上开设有环形槽(45)，并在圆形套筒(42)的内腔圆周面上对称开设有与环形槽(45)连通的两个长条槽(46)，所述长条槽(46)沿圆形套筒的轴向开设并延伸至圆形套筒(42)的底面；在圆形接料盒(41)的外圆周上对称设置有两个凸块(47)，所述凸块(47)能穿过长条槽(46)并在环形槽(45)内作圆周滑动。

7.根据权利要求6所述的移动式土壤检测取样装置，其特征在于：所述圆形接料盒(41)和圆形套筒(42)均采用透明塑料材料制成，在圆形接料盒(41)顶部外侧壁连接有阻尼圈。

8.根据权利要求2所述的移动式土壤检测取样装置，其特征在于：所述T形挤压杆(22)为空心管状结构，T形挤压杆(22)的上端贯穿伸出取样箱(1)的顶壁，且在T形挤压杆(22)的顶端设有抽气管口，在T形挤压杆(22)大头端台阶轴的下端面上开设有若干个通气孔，T形挤压杆(22)顶端设置的抽气管口与下端开设的通气孔通过T形挤压杆(22)的空心内腔而连通；

在取样箱(1)的顶部还安装有导气机构(7)，所述导气机构(7)包括气泵(73)和U形板(74)，所述U形板(74)倒扣固定安装在取样箱(1)的顶部，在U形板(74)顶端安装气泵(73)，气泵(73)与蓄电池(65)电性连接，在气泵(73)的出口端连接有一进四出的四通连接管(72)，在四通连接管(72)的四个分支端口分别连接有通气软管(71)，四根通气软管(71)的另一端分别对应连接在四个T形挤压杆(22)顶端上方设置的抽气管口上，气泵(73)通过四通连接管(72)、通气软管(71)和T形挤压杆(22)的内腔孔道，对T形挤压杆(22)下端面以下部位的取样管(21)内腔进行抽气或送气。

9.根据权利要求8所述的移动式土壤检测取样装置，其特征在于：在T形挤压杆(22)下端的大头端台阶轴的圆周上开设有环槽，在所述环槽内设置有密封圈，通过密封圈实现T形挤压杆(22)下部的大头端与取样管(21)内腔表面之间的接触密封。

10.根据权利要求1所述的移动式土壤检测取样装置，其特征在于：所述辅助机构(6)包括U形弯曲形握杆(61)和旋转管(63)，在取样箱(1)的前端面和后端面顶部拐角位置处分别连接有套管(68)，套管(68)外端通过旋转凸轴(64)转动连接在旋转管(63)的一端，U形弯曲形握杆(61)的两端分别贯插入两个旋转管(63)的另一端内腔，并与旋转管(63)的内腔滑动连接，在旋转管(63)远离旋转凸轴(64)一端的外侧螺纹连接有压紧螺栓(62)；

在取样箱(1)前端面靠近中心位置处设置有软包(66)，在软包(66)的左右两侧连接有两根平行设置的背带(67)。

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