CN112485050A - 一种土壤检测用土壤取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤检测用土壤取样装置，涉及土壤检测设备领域，技术方案为，包括行走机构，行走机构包括底板，底板的板体上设置纵向贯穿底板的方孔，方孔一侧固定设置竖直的导轨，导轨延伸至底板的两侧，导轨中部转动设置丝杆，丝杆上螺纹连接滑块，滑块与导轨滑动连接，导轨的上端固定设置驱动电机，驱动电机的电机轴与丝杆同轴固定连接；滑块上固定设置悬挂单元，悬挂单元可拆卸连接用于土壤采集的采样机构；还包括底板上滑动连接用于存储采样机构的存储机构。本发明的有益效果是：结构简单，操作方便，适应复杂的工作环境；有效提高采样作业的工作效率，降低工作强度。

Description

一种土壤检测用土壤取样装置

技术领域

本发明涉及土壤检测设备领域，特别涉及一种土壤检测用土壤取样装置。

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。在一些特殊的地区，土壤环境监测尤为困难，特别是在一些沼泽地、湿地等地区，沼泽地土壤剖面上部为腐泥沼泽土或泥炭沼泽土，下部为潜育层。

现在对土壤进行采样一般选取离地面15厘米左右的土壤。现有的土壤采样大多是在找到合适的位置后，人力挖掘进行采样。由于沼泽地独特的地质特性，导致人员和车辆无法在沼泽地面上进行行走，无法对沼泽地的土壤进行取样，不能对沼泽地的环境质量或污染程度进行分析。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种土壤检测用土壤取样装置。

其技术方案为，包括行走机构，所述行走机构包括底板，所述底板的板体上设置纵向贯穿底板的方孔，所述方孔一侧固定设置竖直的导轨，所述导轨延伸至所述底板的两侧，所述导轨中部转动设置丝杆，所述丝杆上螺纹连接滑块，所述滑块与所述导轨滑动连接，所述导轨的上端固定设置驱动电机，所述驱动电机的电机轴与所述丝杆同轴固定连接；

所述滑块上固定设置悬挂单元，所述悬挂单元可拆卸连接用于土壤采集的采样机构；

还包括水平设置在所述底板上的滑轨，所述滑轨上滑动连接用于存储采样机构的存储机构。

优选为，所述存储机构包括与所述滑轨滑动连接的立柱，所述立柱的下端与所述滑轨滑动连接，所述立柱的上端转动设置顶板，沿所述顶板的板体周向阵列设置若干通道，所述顶板与所述立柱之间设置旋转单元；

所述旋转单元包括与所述立柱固定连接的伞齿盘，还包括与所述顶板的下表面固定连接的旋转电机，所述旋转电机的电机轴上固定连接伞齿轮，所述伞齿轮与所述伞齿盘啮合；

所述立柱上设置旋转角度传感器，所述旋转角度传感器的感应端朝所述顶板的下表面设置，所述旋转角度传感器与所述旋转电机形成控制回路。

优选为，所述悬挂单元包括固定设置在所述滑块上的“U”形的板状支架，所述支架的闭合端与所述滑块固定连接，所述支架的开口端的两侧下表面分别垂直设置插轴，所述插轴的下端垂直设置电磁销；

还包括固定设置在所述支架闭合端上方的减速电机，所述减速电机的电机轴上固定设置锥齿轮，所述锥齿轮的小端朝所述支架的开口端设置。

优选为，所述采样机构包括筒状的外筒，和固定设置在所述外筒内部的收集桶，所述外筒和所述收集桶的下端均设置开口；

所述外筒的上端中部设置通孔，所述通孔的上方转动连接斜齿轮，所述斜齿轮中部设置螺纹孔；

还包括位于所述收集桶和所述外筒之间滑动连接的封口单元。

优选为，所述封口单元包括撑架，所述撑架与所述外筒的内壁滑动连接，所述撑架的上端固定设置螺杆，所述螺杆与所述斜齿轮螺纹连接；

所述撑架的下端阵列设置若干弧形的封堵板，；所述封堵板一侧与所述撑架的下边缘铰接，所述封堵板依次排列，所述封堵板闭合后将所述收集桶的开口处进行封堵，封堵后每个所述封堵板在水平方向的投影均为三角形。

优选为，所述收集桶与所述外筒的下端开口处分别设置弧形的导向板，所述导向板圆心的一侧朝所述收集桶的轴线方向。

优选为，所述收集桶的顶部设置排气孔，所述收集桶的上部设置接近传感器，所述接近传感器的感应端朝向所述收集桶的开口端一侧，所述传感器与所述减速电机形成控制回路。

优选为，所述外筒的顶端垂直设置两个插槽，所述插槽内垂直设置销孔，所述采样机构通过所述插槽及电磁销与所述悬挂单元可拆卸连接。

优选为，所述外筒的上部两侧壁对向设置水平的凸台，所述凸台中部设置水平的凹槽，所述凹槽的宽度与所述顶板的厚度对应。

优选为，所述底板的四个角部分别转动连接车轮，所述车轮内部中空，所述车轮的外壁上阵列设置若干凸起，所述底板上固定设置行走电机，所述行走电机的电机轴与所述车轮通过链条联动。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：结构简单，操作方便，适应复杂的工作环境，能够进行多点取样，多点取样能得到沼泽地土壤的平均（代表）情况；有效提高采样作业的工作效率，降低工作强度。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为图1的A部分放大示意图。

图3为本发明实施例的行走机构和存储机构示意图。

图4为本发明实施例的旋转单元示意图。

图5为本发明实施例的采样机构示意图。

图6为本发明实施例的采样机构的剖视图。

图7为本发明实施例的封口单元示意图。

图8为本发明实施例的悬挂单元示意图。

其中，附图标记为：1、行走机构；1-1、底板；1-2、车轮；1-3、方孔；1-4、导轨；1-5、丝杆；1-6、滑块；1-7、驱动电机；1-8、滑轨；2、存储机构；2-1、立柱；2-2、顶板；2-3、通道；2-4、旋转单元；2-41、伞齿盘；2-42、旋转电机；2-43、伞齿轮；3、采样机构；3-1、外筒；3-2、收集桶；3-3、斜齿轮；3-4、封口单元；3-41、撑架；3-42、封堵板；3-43、螺杆；3-5、导向板；3-6、插槽；3-7、凸台；3-8、凹槽；4、悬挂单元；4-1、支架；4-2、插轴；4-3、电磁销； 4-4、减速电机；4-5、锥齿轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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发明创造和简化描述，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发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，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”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1

参见图1至图8，本发明提供一种土壤检测用土壤取样装置，包括行走机构1，行走机构1包括底板1-1，底板1-1的板体上设置纵向贯穿底板1-1的方孔1-3，方孔1-3一侧固定设置竖直的导轨1-4，导轨1-4延伸至底板1-1的两侧，导轨1-4中部转动设置丝杆1-5，丝杆1-5上螺纹连接滑块1-6，滑块1-6与导轨1-4滑动连接，导轨1-4的上端固定设置驱动电机1-7，驱动电机1-7的电机轴与丝杆1-5同轴固定连接；

滑块1-6上固定设置悬挂单元4，悬挂单元4可拆卸连接用于土壤采集的采样机构3；

还包括水平设置在底板1-1上的滑轨1-8，滑轨1-8上滑动连接用于存储采样机构3的存储机构2。

存储机构2包括与滑轨1-8滑动连接的立柱2-1，立柱2-1的下端设置滑槽3-8，滑槽3-8与滑轨1-8对应，还包括设置滑槽3-8上的电动推杆，电动推杆的活动端与滑轨1-8的一端固定连接，电动推杆的固定端与滑槽3-8的一端固定连接；通过电动推杆驱动存储机构2进行往复运动，在需要对采样机构3进行更换时，电动推杆启动，推动存储机构2靠近导轨1-4，从而实现对采样机构3的更换，在更换完成后，电动推杆收缩，推动存储机构2远离导轨1-4，给采样机构3的上下移动带来活动空间。

立柱2-1的下端与滑轨1-8滑动连接，立柱2-1的上端转动设置顶板2-2，沿顶板2-2的板体周向阵列设置若干通道2-3，每个通道2-3均与采样机构3对应，通道2-3的开口端两侧壁分别对向设置弹簧定位球销，通过弹簧定位球销对放置在通道2-3内的采样机构3进行限位，避免顶板2-2在进行旋转的过程中采样机构3产生位移，顶板2-2与立柱2-1之间设置旋转单元2-4；

旋转单元2-4包括与立柱2-1固定连接的伞齿盘2-41，还包括与顶板2-2的下表面固定连接的旋转电机2-42，旋转电机2-42的电机轴上固定连接伞齿轮2-43，伞齿轮2-43与伞齿盘2-41啮合；通过旋转电机2-42带动伞齿轮2-43进行旋转，由伞齿轮2-43的自转带动顶板2-2进行旋转；

立柱2-1上设置旋转角度传感器，旋转角度传感器的感应端朝顶板2-2的下表面设置，旋转角度传感器与旋转电机2-42形成控制回路。

通过角度传感器监测顶板2-2的旋转角度，使每次转动后顶板2-2的插槽3-6的开口端均与导轨1-4对应，通过电动推杆的推动，使存储机构2靠近滑块1-6，实现对取样机构的取放。

悬挂单元4包括固定设置在滑块1-6上的“U”形的板状支架4-1，支架4-1的闭合端与滑块1-6固定连接，支架4-1的开口端的两侧下表面分别垂直设置插轴4-2，插轴4-2的下端垂直设置电磁销4-3；通过插轴4-2和电磁销4-3使采样机构3和支架4-1实现可拆卸连接；

还包括固定设置在支架4-1闭合端上方的减速电机4-4，减速电机4-4的电机轴上固定设置锥齿轮4-5，锥齿轮4-5的小端朝支架4-1的开口端设置。

采样机构3包括筒状的外筒3-1，和固定设置在外筒3-1内部的收集桶3-2，收集桶3-2位于外筒3-1内部的下半部分，收集桶3-2的外壁固定设置若干撑杆，每个撑杆的一端分别与外筒3-1的内壁固定连接，通过撑杆使收集桶3-2与外筒3-1固定连接，收集桶3-1的外壁和外筒3-1的内壁之间设置间隙，；外筒3-1和收集桶3-2的下端均设置开口；

外筒3-1的上端中部设置通孔，通孔的上方转动连接斜齿轮3-3，斜齿轮3-3中部设置螺纹孔；

还包括位于收集桶3-2和外筒3-1之间滑动连接的封口单元3-4。

封口单元3-4包括撑架3-41，撑架3-41与外筒3-1的内壁滑动连接，撑架3-41的上端固定设置螺杆3-43，螺杆3-43与斜齿轮3-3螺纹连接；

在采样机构3放置到支架4-1上时，采样机构3上的斜齿轮3-3与支架4-1上的锥齿轮4-5啮合，通过减速电机4-4驱动锥齿轮4-5进行旋转，锥齿轮4-5驱动斜齿轮3-3转动，斜齿轮3-3内的螺纹驱动螺杆3-43进行上下移动，从而实现撑架3-41的上下移动；

撑架3-41的下端阵列设置若干弧形的封堵板3-42，；封堵板3-42一侧与撑架3-41的下边缘铰接，封堵板3-42依次排列，封堵板3-42闭合后将收集桶3-2的开口处进行封堵，封堵后每个封堵板3-42在水平方向的投影均为三角形；

通过撑架3-41的上下移动，带动封堵板3-42的移动，通过导向板3-5的作用，使封堵板3-42的前端不断向中部进行靠拢。封口单元3-4在空闲状态下，封堵板3-42和撑架3-41收缩在外筒3-1和收集桶3-2之间，收集桶3-2下方的开口完全敞开，方便对土壤进行收集。

收集桶3-2与外筒3-1的下端开口处分别设置弧形的导向板3-5，导向板3-5圆心的一侧朝收集桶3-2的轴线方向。

封口单元3-4在进行工作状态是，通过导向板3-5使封堵板3-42在移动的过程中封堵板3-42的下部不断向收集桶3-2的轴线处进行靠拢，若干个封堵板3-42将收集桶3-2下方的开口进行封堵，能够将收集桶3-2内的土壤保留在采样机构3内，另一方面弧形的导向板3-5在采样机构3插入土壤时能够减少受到的阻力。

收集桶3-2的顶部设置排气孔，通过排气孔使收集桶3-2内的空气排出收集桶3-2内，使收集桶3-2内的气压与外界大气压一致，收集桶3-2的上部设置接近传感器，接近传感器的感应端朝向收集桶3-2的开口端一侧，传感器与减速电机4-4形成控制回路。

通过传感器监测收集桶3-2内的土壤的体积，到达一定体积后，减速电机4-4工作，驱动封口单元3-4进行工作，使采样机构3的下端进行封口，通过封口单元3-4避免收集桶3-2内的土壤流出，在采样机构3进行向上移动的过程中，使土壤保留在收集桶3-2内。

外筒3-1的顶端垂直设置两个插槽3-6，插槽3-6内垂直设置销孔，采样机构3通过插槽3-6及电磁销4-3与悬挂单元4可拆卸连接。

通过电磁销4-3的伸出，使采样机构3固定在支架4-1上，通过导轨1-4带动滑块1-6的上下移动，带动取样装置移动带沼泽地中，实现对沼泽地中的土壤进行取样，取样结束后，电磁销4-3收缩，使支架4-1脱离采样机构3。

外筒3-1的上部两侧壁对向设置水平的凸台3-7，凸台3-7中部设置水平的凹槽3-8，凹槽3-8的宽度与顶板2-2的厚度对应。

通过凹槽在顶板2-2上进行滑动，通过凹槽使采样机构3放置在顶板2-2上。

底板1-1的四个角部分别转动连接车轮1-2，车轮1-2内部中空，规格较大的车轮1-2能够增加装置在复杂路面的接触面积，增大与沼泽地面的浮力，避免装置在沼泽地中产生下陷，车轮1-2的外壁上阵列设置若干凸起，凸起能够增加车轮1-2与地面的摩擦力，在泥泞地区有更好的抓地力，方便装置在泥泞地区的行走，底板1-1上固定设置行走电机，行走电机的电机轴与车轮1-2通过链条联动。

行走电机的电机轴上固定设置主动链轮，对向设置的两个车轮1-2直接通过车轴连接，车轴上固定设置从动链轮，主动链轮和从动链轮之间通过链条连接，通过行走电机驱动车轮1-2进行旋转，从而驱动行走机构1进行行走。

还包括设置在底盘上的电池箱，电池箱分别通过电线与每个电机形成电连接，通过电池箱进行供电驱动电机1-7进行工作。

本发明使用时，将若干个采样机构3分别放置在存储机构2上不同的通道内，通过控制行走电机控制行走机构1移动到需要采样的区域，电动推杆启动，推动存储机构2向悬挂单元4一侧移动，采样机构3移动至悬挂单元下方时，驱动电机1-7启动，带动滑块1-6向下移动，悬挂单元4上的插轴4-2插入插槽3-6中，电磁销4-3启动，电磁销4-3插入销孔内，此时采样机构3和悬挂单元4连接成一体，此时斜齿轮3-3和锥齿轮4-5啮合，电动推杆收缩，存储机构2远离悬挂单元4，通过驱动电机1-7控制采样机构进行上下移动，实现对土壤的采样、收集。

通过驱动电机1-7驱动采样机构3插入需要采样的土壤中，采样机构3不断向土壤中移动，使收集桶3-2内不断填充土壤，接近传感器检测收集桶3-2内的土壤容量，容量到达上限后，减速电机4-4启动，带动螺杆3-43进行转动，封口单元3-4向收集桶3-2的开口端进行移动，通过外筒3-1和收集桶3-2下方的导向板能够使封堵板3-42的下部不断向收集桶3-2的轴线处进行靠拢，通过封口单元3-4避免收集桶3-2内的土壤流出，在采样机构3进行向上移动的过程中，使土壤保留在收集桶3-2内。

采样完成后，驱动电机1-7反转，向上移动采样机构3，使采样机构3脱离土壤，移动至凹槽3-8的上表面与顶板2-2的上表面平齐，电动推杆启动，推动存储机构2向悬挂单元4处移动，顶板2-2插入凹槽3-8内，电磁销4-3收缩，悬挂单元4向上移动，使悬挂单元4与采样机构3分离。

通过行走电机驱动行走机构1到达另一处的采样区域后，旋转单元2-4启动，旋转电机2-42带动顶板2-2旋转一定的角度，使顶板2-2上的通道与悬挂单元4对应，电动推杆启动，将一个未使用的采样机构3放置到悬挂单元4上，继续对土壤进行取样作业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土壤检测用土壤取样装置，其特征在于，包括行走机构（1），所述行走机构（1）包括底板（1-1），所述底板（1-1）的板体上设置纵向贯穿底板（1-1）的方孔（1-3），所述方孔（1-3）一侧固定设置竖直的导轨（1-4），所述导轨（1-4）延伸至所述底板（1-1）的两侧，所述导轨（1-4）中部转动设置丝杆（1-5），所述丝杆（1-5）上螺纹连接滑块（1-6），所述滑块（1-6）与所述导轨（1-4）滑动连接，所述导轨（1-4）的上端固定设置驱动电机（1-7），所述驱动电机（1-7）的电机轴与所述丝杆（1-5）同轴固定连接；

所述滑块（1-6）上固定设置悬挂单元（4），所述悬挂单元（4）可拆卸连接用于土壤采集的采样机构（3）；

还包括水平设置在所述底板（1-1）上的滑轨（1-8），所述滑轨（1-8）上滑动连接用于存储采样机构（3）的存储机构（2）。

2.根据权利要求1所述的土壤检测用土壤取样装置，其特征在于，所述存储机构（2）包括与所述滑轨（1-8）滑动连接的立柱（2-1），所述立柱（2-1）的下端与所述滑轨（1-8）滑动连接，所述立柱（2-1）的上端转动设置顶板（2-2），沿所述顶板（2-2）的板体周向阵列设置若干通道（2-3），所述顶板（2-2）与所述立柱（2-1）之间设置旋转单元（2-4）；

所述旋转单元（2-4）包括与所述立柱（2-1）固定连接的伞齿盘（2-41），还包括与所述顶板（2-2）的下表面固定连接的旋转电机（2-42），所述旋转电机（2-42）的电机轴上固定连接伞齿轮（2-43），所述伞齿轮（2-43）与所述伞齿盘（2-41）啮合；

所述立柱（2-1）上设置旋转角度传感器，所述旋转角度传感器的感应端朝所述顶板（2-2）的下表面设置，所述旋转角度传感器与所述旋转电机（2-42）形成控制回路。

3.根据权利要求1所述的土壤检测用土壤取样装置，其特征在于，所述悬挂单元（4）包括固定设置在所述滑块（1-6）上的“U”形的板状支架（4-1），所述支架（4-1）的闭合端与所述滑块（1-6）固定连接，所述支架（4-1）的开口端的两侧下表面分别垂直设置插轴（4-2），所述插轴（4-2）的下端垂直设置电磁销（4-3）；

还包括固定设置在所述支架（4-1）闭合端上方的减速电机（4-4），所述减速电机（4-4）的电机轴上固定设置锥齿轮（4-5），所述锥齿轮（4-5）的小端朝所述支架（4-1）的开口端设置。

4.根据权利要求1所述的土壤检测用土壤取样装置，其特征在于，所述采样机构（3）包括筒状的外筒（3-1），和固定设置在所述外筒（3-1）内部的收集桶（3-2），所述外筒（3-1）和所述收集桶（3-2）的下端均设置开口；

所述外筒（3-1）的上端中部设置通孔，所述通孔的上方转动连接斜齿轮（3-3），所述斜齿轮（3-3）中部设置螺纹孔；

还包括位于所述收集桶（3-2）和所述外筒（3-1）之间滑动连接的封口单元（3-4）。

5.根据权利要求4所述的土壤检测用土壤取样装置，其特征在于，所述封口单元（3-4）包括撑架（3-41），所述撑架（3-41）与所述外筒（3-1）的内壁滑动连接，所述撑架（3-41）的上端固定设置螺杆（3-43），所述螺杆（3-43）与所述斜齿轮（3-3）螺纹连接；

所述撑架（3-41）的下端阵列设置若干弧形的封堵板（3-42），；所述封堵板（3-42）一侧与所述撑架（3-41）的下边缘铰接，所述封堵板（3-42）依次排列，所述封堵板（3-42）闭合后将所述收集桶（3-2）的开口处进行封堵，封堵后每个所述封堵板（3-42）在水平方向的投影均为三角形。

6.根据权利要求5所述的土壤检测用土壤取样装置，其特征在于，所述收集桶（3-2）与所述外筒（3-1）的下端开口处分别设置弧形的导向板（3-5），所述导向板（3-5）圆心的一侧朝所述收集桶（3-2）的轴线方向。

7.根据权利要求6所述的土壤检测用土壤取样装置，其特征在于，所述收集桶（3-2）的顶部设置排气孔，所述收集桶（3-2）的上部设置接近传感器，所述接近传感器的感应端朝向所述收集桶（3-2）的开口端一侧，所述传感器与所述减速电机（4-4）形成控制回路。

8.根据权利要求7所述的土壤检测用土壤取样装置，其特征在于，所述外筒（3-1）的顶端垂直设置两个插槽（3-6），所述插槽（3-6）内垂直设置销孔，所述采样机构（3）通过所述插槽（3-6）及电磁销（4-3）与所述悬挂单元（4）可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的土壤检测用土壤取样装置，其特征在于，所述外筒（3-1）的上部两侧壁对向设置水平的凸台（3-7），所述凸台（3-7）中部设置水平的凹槽（3-8），所述凹槽（3-8）的宽度与所述顶板（2-2）的厚度对应。

10.根据权利要求1所述的土壤检测用土壤取样装置，其特征在于，所述底板（1-1）的四个角部分别转动连接车轮（1-2），所述车轮（1-2）内部中空，所述车轮（1-2）的外壁上阵列设置若干凸起，所述底板（1-1）上固定设置行走电机，所述行走电机的电机轴与所述车轮（1-2）通过链条联动。

Images