CN112747959A - 一种分层取土壤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分层取土壤装置，分层取样器本体设有钻土装置、取土采样结构；钻土装置为钻头体和环状带，钻头体设置在分层取样器本体最下方，环状带设置在取样器本体左右两侧，取土采样结构为孔、门、土样仓、油缸，油缸上下移动连接拉杆，拉杆移动连接凸块，门上设有控制装置，所述的控制装置为压簧和钢丝绳，钢丝绳数量为两根，两根钢丝绳一端连接门，两根钢丝在另一端分别连接挖存土样结构和取出土样结构，挖存土样结构为挖土杠杆、挖土杆，挖土杠杆和凸块相互接触，取出土样结构为推土杠杆、推土塞，推土杠杆和凸块相互接触，本发明自动监测钻头钻孔深度，自动选择采集，自动储存，采集完成自动从钻头内取出所采土样。

Description

一种分层取土壤装置

技术领域

本发明涉及土壤取样领域，确切地说是一种分层取土壤装置。

背景技术

土壤取样器是指用于获取土壤样品的工具，目前的土壤取样器通常有土钻、铁锹和铁铲等，通常是使用向下按压或者手动转动的方式将取样器插入硬质土壤，并通过向上提拉的方式将取样器取出，此种方式需要重复的把铁锹提升落下，提取不同深度的土样时需要不停的测量钻孔的深度，能将土壤取出，使用不方便。为解决上述问题，提出一种适用于一次钻孔能提取不同深度土壤的省力取样器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是目前的土壤取样器通常有土钻、铁锹和铁铲等，通常是使用向下按压或者手动转动的方式将取样器插入硬质土壤，并通过向上提拉的方式将取样器取出，此种方式需要重复的把铁锹提升落下，提取不同深度的土样时需要不停的测量钻孔的深度，能将土壤取出，使用不方便。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：

一种分层取土壤装置，包括分层取样器本体，分层取样器本体设有钻土装置、取土采样结构；所述的钻土装置为钻头体和环状带，钻头体设置在分层取样器本体最下方，环状带设置在取样器本体左右两侧，所述的取土采样结构为孔、门、土样仓、油缸，所述的油缸上下移动连接拉杆，拉杆移动连接凸块，所述的门上设有控制装置，所述的控制装置为压簧和钢丝绳，所述的钢丝绳数量为两根，两根钢丝绳一端连接门，两根钢丝在另一端分别连接挖存土样结构和取出土样结构，所述的挖存土样结构为挖土杠杆、挖土杆，所述的挖土杠杆和凸块相互接触，所述的取出土样结构为推土杠杆、推土塞，所述的推土杠杆和凸块相互接触。

作为优选，本发明更进一步的技术方案是：

所述的环状带设有多个凸起，多个凸起位置交叉排列在取样器本体左右两侧，所述的钻头体内侧壁安装固定滑套，所述的固定滑套内安装拉杆。

所述的孔的数量为多个，多个孔间隔排列设置在钻头体的两侧，所述的门的数量与孔的数量相互匹配，门的位置和孔的位置相互匹配，门的尺寸和孔直径相互匹配，孔和门可形成打开或密封的腔体，该腔体为土样仓。

所述的压簧设置在门的上方，所述的钢丝绳均绕过钢丝过渡轮。

所述的扭力弹簧的力量小于压簧的力量。

所述的油缸设置在分层取样器本体的顶部，分层取样器本体的顶部还设有拉线编码器，拉线编码器通过无线信号发射器连接控制器，控制器通过控制线和无线信号发射器控制油缸和伺服电机。

所述的挖土杠杆和推土杠杆上均安装有扭力弹簧，挖土杆和推土塞上均设有复位结构，所述的复位结构为复位弹簧。

所述的分层取样器本体设有控制器控制伺服电机转动带动摆动块摆动，摆动块连接拉杆，拉杆上端连接摆动块，所述的伺服电机跟齿轮连接，所述的齿轮跟丝母齿轮啮合，所述的丝母齿轮连接丝杆，所述的丝杆两端连接轴承，所述的轴承能够沿钻头内壁上下滚动，所述的摆动块连接油缸。

所述的一种分层取土壤装置工作步骤，其特征在于：

步骤1：钻土：钻头体通过旋转的动力钻入土层中，到达指定深度，拉线编码器、发信号给控制器；

步骤2：挖土样：控制器发信号给油缸，油缸控制带动拉杆向下移动，拉杆移动带动凸块接触挖土杠杆，挖土杠杆绕转轴向下转动压迫挖土杆向外移动，挖土杠杆向下移动过程中拉动钢丝绳，钢丝绳另一端连接门，门向上打开，挖土杆伸出钻头体挖去土样；

步骤3：留存土样：油缸继续伸出，凸块不再压迫挖土杠杆时，压簧就会推动门回复原位，所述挖土杠杆在钢丝绳的拉力下回复原位，挖土杆在复位弹簧作用下回到钻头体内，并把所挖土样带回土样仓内；

步骤4：取出钻头体：钻头体整体从所钻土内取出，控制器控制伺服电机转动带动摆动块摆动指定角度，由于摆动块连接拉杆，拉杆又跟凸块连接，凸块相应的转动到所需角度；

步骤5：取出土样：凸块对准推土杠杆，油缸回缩，凸块向上移动，凸块压迫推土杠杆，推土杠杆通过钢丝绳连接门，推土杠杆向上移动过程中拉动钢丝绳，钢丝绳又拉动门上升打开门，推土杆在推土杠杆的压迫下推动推土塞向外移动，土样仓内的土样被自动推出钻头体内；

步骤6：复位：油缸继续回缩，凸块不再压迫推土杠杆时，压簧就会推动门回复原位，推土杠杆在钢丝绳的拉力下回复原位，推土塞在复位弹簧作用下回到土样仓底部。

所述的复位步骤完成后，油缸8继续上升就会依次把土样仓内土样依次取出。

综上所述，本发明所述的一种分层取土壤装置能够自动监测钻头钻孔深度，实现自动选择采集，自动储存，采集完成自动从钻头内取出所采土样，实现了一次钻孔能提取不同深度土壤的过程，省时省力。

附图说明

图1为本发明的一种具体实施例的结构示意图。

图2为本发明的摆动块运动局部放大图。

图3为本发明的挖存土样结构的结构示意图。

图4为本发明的取出土样结构的结构示意图。

图5为本发明的打开挖土的示意图图。

图6为本发明的打开取土的示意图图。

附图标记说明：1-钢丝绳；2-复位弹簧；3-转轴；4-挖土杠杆；5-凸块；6-环状带；7-拉杆；8-油缸；9-压簧；10-扭力弹簧；11-挖土杆；12-推土塞；13-推土杠杆；14-门；15-摆动块；16-齿轮；17-伺服电机；18-轴承；19-丝杆；20-丝母齿轮；21-固定滑套；22-钢丝绳过渡轮1；23-钢丝绳过渡轮2；24-推土塞连杆；25-挖土杆连杆；26-钢丝绳过渡轮轴；27-杠杆固定轴；29-拉线编码器。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

具体实施例1：

参见图1、图2、图3、图4可知，本发明一种分层取土壤装置，包括分层取样器本体，分层取样器本体设有钻土装置、取土采样结构；所述的钻土装置为钻头体和环状带6，钻头体设置在分层取样器本体最下方，环状带6设置在取样器本体左右两侧，所述的取土采样结构为孔、门14、土样仓、油缸8，所述的油缸8上下移动连接拉杆7，拉杆7移动连接凸块5，所述的门14上设有控制装置，所述的控制装置为压簧9和钢丝绳，所述的钢丝绳1数量为两根，两根钢丝绳1一端连接门14，两根钢丝在另一端分别连接挖存土样结构和取出土样结构，所述的挖存土样结构为挖土杠杆4、挖土杆11，所述的挖土杠杆4和凸块5相互接触，所述的取出土样结构为推土杠杆13、推土塞12，所述的推土杠杆13和凸块5相互接触。

具体实施例2：

参见图1、图3、图4可知，本发明一种分层取土壤装置，型环状带6设有多个凸起，多个凸起位置交叉排列在取样器本体左右两侧，所述的钻头体内侧壁安装固定滑套21，所述的固定滑套21内安装拉杆7，孔的数量为多个，多个孔间隔排列设置在钻头体的两侧，所述的门14的数量与孔的数量相互匹配，门14的位置和孔的位置相互匹配，门14的尺寸和孔直径相互匹配，孔和门14可形成打开或密封的腔体，该腔体为土样仓。

具体实施例3：

参见图2可知，本发明一种分层取土壤装置，压簧9设置在门14的上方，所述的钢丝绳1均绕过钢丝过渡轮，扭力弹簧10的力量小于压簧9的力量。

具体实施例4：

参见图5、图6可知，本发明一种分层取土壤装置，油缸8设置在分层取样器本体的顶部，分层取样器本体的顶部还设有拉线编码器29，拉线编码器29通过无线信号发射器连接控制器，控制器通过控制线和无线信号发射器控制油缸8和伺服电机17，挖土杠杆4和推土杠杆13上均安装有扭力弹簧10，挖土杆11和推土塞12上均设有复位结构，所述的复位结构为复位弹簧2，分层取样器本体设有控制器控制伺服电机17转动带动摆动块15摆动，摆动块15连接拉杆7，拉杆7上端连接摆动块15，所述的伺服电机17跟齿轮16连接，所述的齿轮16跟丝母齿轮20啮合，所述的丝母齿轮20连接丝杆19，所述的丝杆19两端连接轴承18，所述的轴承18能够沿钻头内壁上下滚动，所述的摆动块15连接油缸8。

具体实施例5：

参见图1、2可知本发明为一种分层取土壤装置工作步骤：

步骤1：钻土：钻头体通过旋转的动力钻入土层中，到达指定深度，拉线编码器29、发信号给控制器；

步骤2：挖土样：控制器发信号给油缸8，油缸8控制带动拉杆7向下移动，拉杆7移动带动凸块5接触挖土杠杆4，挖土杠杆4绕转轴3向下转动压迫挖土杆11向外移动，挖土杠杆4向下移动过程中拉动钢丝绳1，钢丝绳1另一端连接门14，门14向上打开，挖土杆11伸出钻头体挖去土样；

步骤3：留存土样：油缸8继续伸出，凸块5不再压迫挖土杠杆4时，压簧9就会推动门14回复原位，所述挖土杠杆4在钢丝绳1的拉力下回复原位，挖土杆11在复位弹簧2作用下回到钻头体内，并把所挖土样带回土样仓内；

步骤4：取出钻头体：钻头体整体从所钻土内取出，控制器控制伺服电机17转动带动摆动块15摆动指定角度，由于摆动块15连接拉杆7，拉杆7又跟凸块5连接，凸块5相应的转动到所需角度；

步骤5：取出土样：凸块对准推土杠杆13，油缸8回缩，凸块向上移动，凸块5压迫推土杠杆13，推土杠杆13通过钢丝绳1连接门，推土杠杆13向上移动过程中拉动钢丝绳1，钢丝绳1又拉动门14上升打开门，推土杆在推土杠杆13的压迫下推动推土塞12向外移动，土样仓内的土样被自动推出钻头体内；

步骤6：复位：油缸8继续回缩，凸块5不再压迫推土杠杆13时，压簧9就会推动门14回复原位，推土杠杆13在钢丝绳1的拉力下回复原位，推土塞12在复位弹簧2作用下回到土样仓底部，复位步骤完成后，油缸8继续上升就会依次把土样仓内土样依次取出。

具体实施例6：

参见图1、2可知，一种分层取土壤装置，本发明的目的在于提供一种适用于土壤取样的省力取样器，以解决上述背景技术中提出的土壤取样器。所述土壤取样外体包括钻头体、环状带6组成，所述钻头体开间隔相同数量众多的孔，所述孔安装门14，所述门14上安装压簧9，所述门14的上端连接两根钢丝绳1，所述两根钢丝绳1绕过钢丝过渡轮22分别连接挖土杠杆4跟推土杠杆13，所述推土杠杆4、挖土杠杆13安装扭力弹簧10，所述扭力弹簧10的力量小于压簧9的力量，所述门14后边安装装土样的土样仓，所述土样仓内安装推土塞12，所述土样仓后壁以及推土塞12贯穿挖土杆11；所述钻头体内侧壁安装固定滑套21，所述固定滑套21内安装拉杆7，所述拉杆7安装凸块5，所述拉杆7上端连接摆动块15，所述摆动块15安装伺服电机17，所述伺服电机17跟齿轮16连接，所述齿轮16跟丝母齿轮20啮合，所述丝母齿轮20连接丝杆19，所述丝杆19两端连接轴承18，所述轴承18能够沿钻头内壁上下滚动，所述摆动块15连接油缸8，所述油缸8固定到钻头体的一端，随着油缸8的伸缩能够带动拉杆7上升下降，所述凸块5会跟挖土杠杆4以及推土杠杆13接触，并推动挖土杆11、推土塞12移动。

具体实施例7：

参见图1、2可知，一种分层取土壤装置，钻头体通过旋转的动力钻入土层中，到达指定深度，拉线编码器29发信号给控制器，所述控制器发信号给油缸8，所述油缸8伸出带动拉杆7向下移动，所述拉杆7移动带动凸块5接触挖土杠杆4，所述挖土杠杆4绕转轴3向下转动压迫挖土杆11向外移动，所述挖土杠杆4向下移动过程中拉动钢丝绳1，所述钢丝绳1另一端连接门14，所述门14向上打开，所述挖土杆11伸出钻头体挖去土样，所述油缸8继续伸出，所述凸块5不再压迫挖土杠杆4时，压簧9就会推动门14回复原位，所述挖土杠杆4在钢丝绳1的拉力下回复原位，所述挖土杆11在复位弹簧2作用下回到钻头体内，并把所挖土样带回土样仓内；继续下钻控制器选用下一套挖土结构，一直到取土完毕。取土样完成时，所述钻头体整体从所钻土内取出，所述控制器控制伺服电机17转动带动摆动块15摆动指定角度，由于摆动块15连接拉杆7，所述拉杆7又跟凸块5连接，所述凸块5相应的转动一定角度，此时所述凸块对准推土杠杆，所述油缸回缩，所述凸块向上移动，所述凸块5压迫推土杠杆13，所述推土杠杆13通过钢丝绳1连接门，所述推土杠杆13向上移动过程中拉动钢丝绳1，所述钢丝绳1又拉动门14上升打开门，所述推土杆在推土杠杆13的压迫下推动推土塞12向外移动，所述土样仓内的土样被自动推出钻头体内，所述油缸8继续回缩，所述凸块5不再压迫推土杠杆13时，所述压簧9就会推动门14回复原位，所述推土杠杆13在钢丝绳1的拉力下回复原位，所述推土塞12在复位弹簧2作用下回到土样仓底部；所述油缸8继续上升就会依次吧土样仓内土样取出。

由于以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到本技术方案技术特征的等同的变化或替代，都涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分层取土壤装置，包括分层取样器本体，分层取样器本体设有钻土装置、取土采样结构；其特征在于：所述的钻土装置为钻头体和环状带，钻头体设置在分层取样器本体最下方，环状带设置在取样器本体左右两侧，所述的取土采样结构为孔、门、土样仓、油缸，所述的油缸上下移动连接拉杆，拉杆移动连接凸块，所述的门上设有控制装置，所述的控制装置为压簧和钢丝绳，所述的钢丝绳数量为两根，两根钢丝绳一端连接门，两根钢丝在另一端分别连接挖存土样结构和取出土样结构，所述的挖存土样结构为挖土杠杆、挖土杆，所述的挖土杠杆和凸块相互接触，所述的取出土样结构为推土杠杆、推土塞，所述的推土杠杆和凸块相互接触。

2.根据权利要求1所述的一种分层取土壤装置，其特征在于：所述的环状带设有多个凸起，多个凸起位置交叉排列在取样器本体左右两侧，所述的钻头体内侧壁安装固定滑套，所述的固定滑套内安装拉杆。

3.根据权利要求1所述的一种分层取土壤装置，其特征在于：所述的孔的数量为多个，多个孔间隔排列设置在钻头体的两侧，所述的门的数量与孔的数量相互匹配，门的位置和孔的位置相互匹配，门的尺寸和孔直径相互匹配，孔和门可形成打开或密封的腔体，该腔体为土样仓。

4.根据权利要求1所述的一种分层取土壤装置，其特征在于：所述的压簧设置在门的上方，所述的钢丝绳均绕过钢丝过渡轮。

5.根据权利要求1所述的一种分层取土壤装置，其特征在于：所述的扭力弹簧的力量小于压簧的力量。

6.根据权利要求1所述的一种分层取土壤装置，其特征在于：所述的油缸设置在分层取样器本体的顶部，分层取样器本体的顶部还设有拉线编码器，拉线编码器通过无线信号发射器连接控制器，控制器通过控制线和无线信号发射器控制油缸和伺服电机。

7.根据权利要求1所述的一种分层取土壤装置，其特征在于：所述的挖土杠杆和推土杠杆上均安装有扭力弹簧，挖土杆和推土塞上均设有复位结构，所述的复位结构为复位弹簧。

8.根据权利要求1所述的一种分层取土壤装置，其特征在于：所述的分层取样器本体设有控制器控制伺服电机转动带动摆动块摆动，摆动块连接拉杆，拉杆上端连接摆动块，所述的伺服电机跟齿轮连接，所述的齿轮跟丝母齿轮啮合，所述的丝母齿轮连接丝杆，所述的丝杆两端连接轴承，所述的轴承能够沿钻头内壁上下滚动，所述的摆动块连接油缸。

9.权利要求1-8任一项所述的一种分层取土壤装置的工作步骤，其特征在于：

步骤1：钻土：钻头体通过旋转的动力钻入土层中，到达指定深度，拉线编码器、发信号给控制器；

步骤2：挖土样：控制器发信号给油缸，油缸控制带动拉杆向下移动，拉杆移动带动凸块接触挖土杠杆，挖土杠杆绕转轴向下转动压迫挖土杆向外移动，挖土杠杆向下移动过程中拉动钢丝绳，钢丝绳另一端连接门，门向上打开，挖土杆伸出钻头体挖去土样；

步骤3：留存土样：油缸继续伸出，凸块不再压迫挖土杠杆时，压簧就会推动门回复原位，所述挖土杠杆在钢丝绳的拉力下回复原位，挖土杆在复位弹簧作用下回到钻头体内，并把所挖土样带回土样仓内；

步骤4：取出钻头体：钻头体整体从所钻土内取出，控制器控制伺服电机转动带动摆动块摆动指定角度，由于摆动块连接拉杆，拉杆又跟凸块连接，凸块相应的转动到所需角度；

步骤5：取出土样：凸块对准推土杠杆，油缸回缩，凸块向上移动，凸块压迫推土杠杆，推土杠杆通过钢丝绳连接门，推土杠杆向上移动过程中拉动钢丝绳，钢丝绳又拉动门上升打开门，推土杆在推土杠杆的压迫下推动推土塞向外移动，土样仓内的土样被自动推出钻头体内；

步骤6：复位：油缸继续回缩，凸块不再压迫推土杠杆时，压簧就会推动门回复原位，推土杠杆在钢丝绳的拉力下回复原位，推土塞在复位弹簧作用下回到土样仓底部。

10.根据权利要求9所述的一种分层取土壤装的置工作步骤，其特征在于：所述的复位步骤完成后，油缸8继续上升就会依次把土样仓内土样依次取出。

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