CN113484071A - 一种车载土壤地球化学取样设备及取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载土壤地球化学取样设备及取样方法，涉及土壤化学检测技术领域，解决了取样过程受地形影响较大以及操作效率低下的问题，其技术方案要点是：包括移动载体以及设在移动载体上的承载台，承载台上表面两端呈镜像对称分布固定安装有滑动框架，两组滑动框架的中间位置滑动安装有滑动板,滑动板中心位置固定安装有球形外套，球形外套的内部设置有与球形外套内径匹配的活动球体，活动球体靠近下端的圆心点位置固定安装有钻孔电机，钻孔电机的下端设置有入地套,活动球体位于滑动板上侧的圆周外壁上开设有呈水平分布的活动标线槽；可以适用于多种地形环境，可以进行不同角度的取样过程，便于土壤化学取样，且易于保存土壤样本。

Description

一种车载土壤地球化学取样设备及取样方法

技术领域

本发明涉及土壤化学检测技术领域，尤其涉及一种车载土壤地球化学取样设备及取样方法。

背景技术

土壤地球化学测量(geochemical soil survey)简称土壤测量，是通过系统采集地表疏松覆盖物样品，分析其中元素含量或其他地球化学特征，发现土壤异常，以达到矿产勘查目的的地球化学勘查方法；

土壤地球化学测量方法，主要用于详查阶段，即在普查后所圈出的靶区、矿区外围成矿有利地段进行。其目的是圈出矿体或矿化体，指导山地工程的布置。有些地区没有进行水系沉积物地球化学测量(分散流)方法的条件，例如地形平坦水系不发育，或地形陡峻水系被崩积物充填等，也可用土壤测量方法进行大面积普查；

目前的土壤地球化学测量方法中首先需要对指定场地进行化学取样，取样过程中存在如下的问题：第一是场地大多处于凹凸不平的状态，受地形影响较大，给取样过程带来不便，第二是需要对不同深度的土壤进行分层取样，再对不同深度的土壤进行单独存放，操作效率低下，因此，为解决此类问题，我们提出一种车载土壤地球化学取样设备及取样方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种车载土壤地球化学取样设备及取样方法，可以适用于多种地形环境，可以进行不同角度的取样过程，便于土壤化学取样，且易于保存土壤样本。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种车载土壤地球化学取样设备，包括移动载体以及设在移动载体上的承载台，所述承载台上表面两端呈镜像对称分布固定安装有滑动框架，两组所述滑动框架的中间位置滑动安装有滑动板；

所述滑动板中心位置固定安装有球形外套，所述球形外套的内部设置有与球形外套内径匹配的活动球体，所述活动球体靠近下端的圆心点位置固定安装有钻孔电机，所述钻孔电机的下端设置有入地套；

所述活动球体位于滑动板上侧的圆周外壁上开设有呈水平分布的活动标线槽，所述球形外套的圆周外壁上端开设有呈水平分布的定向标线槽。

通过采用上述技术方案，整体的取样器械由钻孔电机进行驱动，而钻孔电机通过活动球体进行连接，通过活动连接方式的活动球体和球形外套，可以沿着重力作用进行自由转动，使钻孔电机的指向方向与重力方向保持平行。

本发明进一步设置为：所述承载台内部开设有放置仓，所述放置仓与球形外套的设置位置与设置大小之间均匹配；

所述球形外套与活动球体的中间位置设置有限制爪架，所述限制爪架的中心位置固定安装有竖向分布的连接螺纹柱，所述球形外套上端固定安装有与连接螺纹柱螺纹连接的定向螺纹套。

通过采用上述技术方案，在收纳滑动板的过程中，通过放置仓用来放置球形外套、钻孔电机，便于收纳；

并在活动球体自由活动的前提下，设置有限制爪架，通过限制爪架的作用，可以限制活动球体的活动，起到了固定活动球体的作用。

本发明进一步设置为：所述滑动板下表面呈对称分布固定安装有滑动连接杆，且所述滑动板内部呈均匀分布开设有与滑动连接杆匹配的滑动连接槽。

通过采用上述技术方案，在抽出滑动板的过程中，可以通过滑动连接杆与承载台之间进行配合，起到了支撑滑动板一端的作用。

本发明进一步设置为：两组所述滑动连接杆内部均铰接有垂直支脚，且所述滑动连接杆和垂直支脚之间设置有三角支撑杆，所述滑动连接杆内部开设有与三角支撑杆上端匹配的支撑滑槽，所述垂直支脚内部开设有与三角支撑杆下端匹配的配合滑槽；

所述支撑滑槽与连接滑动杆之间呈平行状态，且所述支撑滑槽靠近垂直支脚的一端呈向上侧的凸出状。

通过采用上述技术方案，在完全抽出滑动板的过程中，可以通过三角支撑杆和垂直支脚支撑滑动板的另一端。

本发明进一步设置为：所述钻孔电机的输出端固定安装有连接端口，所述连接端口与入地套之间设置有固定螺丝连接。

通过采用上述技术方案，整体的入地套通过固定螺丝，可以实现与钻孔电机之间的快速分离或快速安装的作用，拆卸自由。

本发明进一步设置为：所述入地套的圆周外壁上呈均匀分布固定安装有螺旋刀片，且所述入地套的下端固定安装有钻地齿。

通过采用上述技术方案，在取样过程中，设置有螺旋刀片和钻地齿，便于入地套快速进入到土壤中，便于取样。

本发明进一步设置为：所述入地套的内部上端固定安装有固定挡板，所述固定挡板下表面固定安装有缓冲弹簧，且所述固定挡板的中心位置开设有通孔；

所述缓冲弹簧的末端固定安装有活动推片，所述活动推片下端设置有与入地套内壁之间匹配的收集筒，所述收集筒下端的外缘边开设有向外侧的倒斜角状，且所述收集筒靠近入地套下端的位置呈开口状。

通过采用上述技术方案，取样完成后，土壤样本位于采集筒内部，因为收集筒与入地套之间不是固定连接，所以可以通过通孔推出收集筒，便于收集土壤样本。

本发明进一步设置为：所述滑动板上表面一端固定安装有储存箱，所述储存箱用于放置收集筒。

通过采用上述技术方案，采样完成后，每组土壤样本可以单独存放在同一个储存箱体中，便于运输和放置。

本发明进一步设置为：所述滑动板上表面另一端固定安装有水平测绘仪，所述球形外套的设置角度与水平测绘仪的指向方向呈平行或者垂直状态中的一种。

通过采用上述技术方案，取样设备在重力作用下可以自由转动，并保持与水平测绘仪之间呈平行或者垂直状态，通过定向标线槽和活动标线槽，可以更加准确的调节钻孔电机的指向角度。

车载土壤地球化学取样设备的取样方法，包括如下步骤：

S1：在移动载体移动到指定场所中，并向外抽出滑动板，转动垂直支脚与三角支撑杆，通过垂直支脚与三角支撑杆支撑滑动板的一端，滑动板的另一端通过滑动连接杆与承载台相互支撑；

S2：拧松连接螺纹柱，活动球体与球形外套之间相互滑动，并在钻孔电机的重力作用下，使活动球体始终保持与重力方向呈平行状态，并通过固定螺丝安装好入地套，并在入地套内部放置空的收集筒，通过拧紧连接螺纹柱并启动钻孔电机，在钻地齿和螺旋刀片的作用下，土壤慢慢深入到收集筒中，完成土壤取样作业；

S3：在上述S2步骤中，分为如下两个部分：

A：在对凹凸不平或者呈倾斜状的地面进行采样的过程中，由钻孔电机自身的重力作用，使钻孔电机的输出端保持与重力方向平行状态；

B：在倾斜状的地面进行采样的过程中，通过定向标线槽与活动标线槽来调节活动球体的角度，使入地套沿着倾斜地面的法向呈平行状态；

S4：取样完成后，通过固定螺丝取下入地套，并通过通孔推下收集筒，并将收集筒收纳在储存箱。

本发明提出的一种车载土壤地球化学取样设备及取样方法，有益效果在于：

1、该设备可以适用于多种地形环境，整体装置中以钻孔电机为主题，在重力的作用下，使钻孔电机的输出端始终保持与重力方向平行的方向，可以快速找出钻孔电机的指向方向；

2、设置有活动标线槽和定向标线槽，可以根据施工要求，并以水平测绘仪为基准，结合水平测绘仪、活动标线槽和定向标线槽上的各项数据，快速调节活动球体相对于球形外套的位置，依次来调节钻孔电机的指向角度，便于采样作业过程中的角度调节；

3、采样过程中的多组样本可以通过储存箱进行存放，并且通过螺旋刀片和钻地齿，便于钻地取样。

附图说明

图1为本发明提出的一种车载土壤地球化学取样设备的结构示意图；

图2为本发明提出的一种车载土壤地球化学取样设备的滑动板部件的结构示意图；

图3为本发明提出的一种车载土壤地球化学取样设备的图2的剖切图；

图4为本发明提出的一种车载土壤地球化学取样设备的球形外套部件的剖切图；

图5为本发明提出的一种车载土壤地球化学取样设备的钻孔电机部件的结构示意图；

图6为本发明提出的一种车载土壤地球化学取样设备的入地套部件的剖切图。

图中：1、移动载体；2、放置仓；3、水平测绘仪；4、滑动板；5、储存箱；6、滑动框架；7、承载台；8、球形外套；9、垂直支脚；10、三角支撑杆；11、滑动连接杆；12、滑动连接槽；13、支撑滑槽；14、配合滑槽；15、定位螺纹套；16、定向标线槽；17、活动标线槽；18、连接螺纹柱；19、限制爪架；20、活动球体；21、钻孔电机；22、入地套；23、螺旋刀片；24、连接端口；25、固定螺丝；26、活动推片；27、缓冲弹簧；28、固定挡板；29、通孔；30、收集筒；31、钻地齿。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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的限制。

参照图1-6，一种车载土壤地球化学取样设备，包括移动载体1以及设在移动载体1上的承载台7，承载台7上表面两端呈镜像对称分布固定安装有滑动框架6，两组滑动框架6的中间位置滑动安装有滑动板4；

滑动板4中心位置固定安装有球形外套8，球形外套8的内部设置有与球形外套8内径匹配的活动球体20，活动球体20靠近下端的圆心点位置固定安装有钻孔电机21，钻孔电机21的下端设置有入地套22；

活动球体20位于滑动板4上侧的圆周外壁上开设有呈水平分布的活动标线槽17，球形外套8的圆周外壁上端开设有呈水平分布的定向标线槽16，承载台7内部开设有放置仓2，放置仓2与球形外套8的设置位置与设置大小之间均匹配；

球形外套8与活动球体20的中间位置设置有限制爪架19，限制爪架19的中心位置固定安装有竖向分布的连接螺纹柱18，球形外套8上端固定安装有与连接螺纹柱18螺纹连接的定向螺纹套15，滑动板4下表面呈对称分布固定安装有滑动连接杆11，且滑动板4内部呈均匀分布开设有与滑动连接杆11匹配的滑动连接槽12，两组滑动连接杆11内部均铰接有垂直支脚9，且滑动连接杆11和垂直支脚9之间设置有三角支撑杆10，滑动连接杆11内部开设有与三角支撑杆10上端匹配的支撑滑槽13，垂直支脚9内部开设有与三角支撑杆10下端匹配的配合滑槽14；

支撑滑槽13与连接滑动杆11之间呈平行状态，且支撑滑槽13靠近垂直支脚9的一端呈向上侧的凸出状，钻孔电机21的输出端固定安装有连接端口24，连接端口24与入地套22之间设置有固定螺丝25连接，入地套22的圆周外壁上呈均匀分布固定安装有螺旋刀片23，且入地套22的下端固定安装有钻地齿31，入地套22的内部上端固定安装有固定挡板28，固定挡板28下表面固定安装有缓冲弹簧27，且固定挡板28的中心位置开设有通孔29；

缓冲弹簧27的末端固定安装有活动推片26，活动推片26下端设置有与入地套22内壁之间匹配的收集筒30，收集筒30下端的外缘边开设有向外侧的倒斜角状，且收集筒30靠近入地套22下端的位置呈开口状，滑动板4上表面一端固定安装有储存箱5，储存箱5用于放置收集筒30，滑动板4上表面另一端固定安装有水平测绘仪3，球形外套8的设置角度与水平测绘仪3的指向方向呈平行或者垂直状态中的一种。

一种车载土壤地球化学取样设备的取样方法，包括如下步骤：

S1：在移动载体1移动到指定场所中，并向外抽出滑动板4，转动垂直支脚9与三角支撑杆10，通过垂直支脚9与三角支撑杆10支撑滑动板4的一端，滑动板4的另一端通过滑动连接杆11与承载台7相互支撑；

S2：拧松连接螺纹柱18，活动球体20与球形外套8之间相互滑动，并在钻孔电机21的重力作用下，使活动球体20始终保持与重力方向呈平行状态，并通过固定螺丝25安装好入地套22，并在入地套22内部放置空的收集筒30，通过拧紧连接螺纹柱18并启动钻孔电机21，在钻地齿31和螺旋刀片23的作用下，土壤慢慢深入到收集筒30中，完成土壤取样作业；

S3：在上述S2步骤中，分为如下两个部分：

A：在对凹凸不平或者呈倾斜状的地面进行采样的过程中，由钻孔电机21自身的重力作用，使钻孔电机21的输出端保持与重力方向平行状态；

B：在倾斜状的地面进行采样的过程中，通过定向标线槽16与活动标线槽17来调节活动球体20的角度，使入地套22沿着倾斜地面的法向呈平行状态；

S4：取样完成后，通过固定螺丝25取下入地套22，并通过通孔29推下收集筒30，并将收集筒30收纳在储存箱5。

本发明中，通过移动载体1移动到指定场所进行土壤取样作业，在取样作业中，首先抽出滑动板4，并转动垂直支脚9，使垂直支脚9与滑动板4之间保持垂直，此时，转动三角支撑杆10，通过三角支撑杆10分别固定好垂直支脚9和滑动板4，维持滑动板4的稳定；

然后在入地套22内部放置收集筒30，再通过固定螺丝25固定在连接端口24中；

最后根据实际地形环境或者取样作业要求，分为如下部分；

1)：在凹凸不平的地面之上，拧松连接螺纹柱18，放松限制爪架19，在重力作用下，钻孔电机21输出端的指向方向与重力方向保持一直，再拧紧连接螺纹柱18，从而固定好活动球体20；

2)：在倾斜的地面之上，可以按照部分(1)进行操作，完成重力方向的取样作业；

也可以通过水平测绘仪3测出相关角度数据，以该数据为基础，通过定向标线槽16和活动标线槽17来调节活动球体20的角度，最终调节钻孔电机21的指向方向与倾斜面的法向保持一致。

在取样过程中，启动钻孔电机21，带动入地套22旋转且向下移动，在螺旋刀片23和钻地齿31的作用下，入地套22快速深入到土壤里面，土壤慢慢被挤压到收集筒30中，直至完成土壤取样作业；

最后，带动入地套22恢复原位，通过固定螺丝25取下入地套22，通过通孔29推下收集筒30，将收集筒30储存在储存箱5中，再次在入地套22中放入新的收集筒30.

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载土壤地球化学取样设备，包括移动载体(1)以及设在移动载体(1)上的承载台(7)，其特征在于，所述承载台(7)上表面两端呈镜像对称分布固定安装有滑动框架(6)，两组所述滑动框架(6)的中间位置滑动安装有滑动板(4)；

所述滑动板(4)中心位置固定安装有球形外套(8)，所述球形外套(8)的内部设置有与球形外套(8)内径匹配的活动球体(20)，所述活动球体(20)靠近下端的圆心点位置固定安装有钻孔电机(21)，所述钻孔电机(21)的下端设置有入地套(22)；

所述活动球体(20)位于滑动板(4)上侧的圆周外壁上开设有呈水平分布的活动标线槽(17)，所述球形外套(8)的圆周外壁上端开设有呈水平分布的定向标线槽(16)。

2.根据权利要求1所述的一种车载土壤地球化学取样设备，其特征在于，所述承载台(7)内部开设有放置仓(2)，所述放置仓(2)与球形外套(8)的设置位置与设置大小之间均匹配；

所述球形外套(8)与活动球体(20)的中间位置设置有限制爪架(19)，所述限制爪架(19)的中心位置固定安装有竖向分布的连接螺纹柱(18)，所述球形外套(8)上端固定安装有与连接螺纹柱(18)螺纹连接的定向螺纹套(15)。

3.根据权利要求1所述的一种车载土壤地球化学取样设备，其特征在于，所述滑动板(4)下表面呈对称分布固定安装有滑动连接杆(11)，且所述滑动板(4)内部呈均匀分布开设有与滑动连接杆(11)匹配的滑动连接槽(12)。

4.根据权利要求3所述的一种车载土壤地球化学取样设备，其特征在于，两组所述滑动连接杆(11)内部均铰接有垂直支脚(9)，且所述滑动连接杆(11)和垂直支脚(9)之间设置有三角支撑杆(10)，所述滑动连接杆(11)内部开设有与三角支撑杆(10)上端匹配的支撑滑槽(13)，所述垂直支脚(9)内部开设有与三角支撑杆(10)下端匹配的配合滑槽(14)；

所述支撑滑槽(13)与连接滑动杆(11)之间呈平行状态，且所述支撑滑槽(13)靠近垂直支脚(9)的一端呈向上侧的凸出状。

5.根据权利要求1所述的一种车载土壤地球化学取样设备，其特征在于，所述钻孔电机(21)的输出端固定安装有连接端口(24)，所述连接端口(24)与入地套(22)之间设置有固定螺丝(25)连接。

6.根据权利要求5所述的一种车载土壤地球化学取样设备，其特征在于，所述入地套(22)的圆周外壁上呈均匀分布固定安装有螺旋刀片(23)，且所述入地套(22)的下端固定安装有钻地齿(31)。

7.根据权利要求5所述的一种车载土壤地球化学取样设备，其特征在于，所述入地套(22)的内部上端固定安装有固定挡板(28)，所述固定挡板(28)下表面固定安装有缓冲弹簧(27)，且所述固定挡板(28)的中心位置开设有通孔(29)；

所述缓冲弹簧(27)的末端固定安装有活动推片(26)，所述活动推片(26)下端设置有与入地套(22)内壁之间匹配的收集筒(30)，所述收集筒(30)下端的外缘边开设有向外侧的倒斜角状，且所述收集筒(30)靠近入地套(22)下端的位置呈开口状。

8.根据权利要求1所述的一种车载土壤地球化学取样设备，其特征在于，所述滑动板(4)上表面一端固定安装有储存箱(5)，所述储存箱(5)用于放置收集筒(30)。

9.根据权利要求1所述的一种车载土壤地球化学取样设备，其特征在于，所述滑动板(4)上表面另一端固定安装有水平测绘仪(3)，所述球形外套(8)的设置角度与水平测绘仪(3)的指向方向呈平行或者垂直状态中的一种。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种车载土壤地球化学取样设备的取样方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在移动载体(1)移动到指定场所中，并向外抽出滑动板(4)，转动垂直支脚(9)与三角支撑杆(10)，通过垂直支脚(9)与三角支撑杆(10)支撑滑动板(4)的一端，滑动板(4)的另一端通过滑动连接杆(11)与承载台(7)相互支撑；

S2：拧松连接螺纹柱(18)，活动球体(20)与球形外套(8)之间相互滑动，并在钻孔电机(21)的重力作用下，使活动球体(20)始终保持与重力方向呈平行状态，并通过固定螺丝(25)安装好入地套(22)，并在入地套(22)内部放置空的收集筒(30)，通过拧紧连接螺纹柱(18)并启动钻孔电机(21)，在钻地齿(31)和螺旋刀片(23)的作用下，土壤慢慢深入到收集筒(30)中，完成土壤取样作业；

S3：在上述S2步骤中，分为如下两个部分：

A：在对凹凸不平或者呈倾斜状的地面进行采样的过程中，由钻孔电机(21)自身的重力作用，使钻孔电机(21)的输出端保持与重力方向平行状态；

B：在倾斜状的地面进行采样的过程中，通过定向标线槽(16)与活动标线槽(17)来调节活动球体(20)的角度，使入地套(22)沿着倾斜地面的法向呈平行状态；

S4：取样完成后，通过固定螺丝(25)取下入地套(22)，并通过通孔(29)推下收集筒(30)，并将收集筒(30)收纳在储存箱(5)。

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