CN114235475B - 一种土壤定深取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土壤定深取样装置，涉及土壤采样技术领域，包括取样管、取样套筒、顶杆、升降机构以及密封机构，所述取样套筒安装于升降机构上并能够在升降机构的驱动下上下移动，所述密封机构安装于升降机构上并用于对取样管的下端做密封处理，底板上还设有两个对称设置并用于对密封机构进行限位的限位柱，限位柱之间的底板上设有排泥孔，本发明在初期借助于顶杆及取样管的组合进行钻孔，并在到达一定深度后通过调整顶杆的伸长长度来使得取样管处于取样状态，继续向下移动取样管以实现特定深度的采样，且在采样结束后能够借助于密封机构快速地对取样管的下端做密封处理，以降低土壤流失的概率。
Description
技术领域
本发明属于土壤采样技术领域，具体涉及一种土壤定深取样装置。
背景技术
基建领域经常要先对土壤进行特定深度的采样，然后对土壤样品进行分析。传统的采样方式中有挖掘、钻孔等方式，前者需要挖掘周围的土壤，破坏性大，后者会采集土壤表层至预定深度的全部土壤，后期分离难度及误差较大。专利公开号为CN103439142A公开了一种土壤分层采样装置，虽然其借助于多个分段的采样管实现了分层采样，但其仍然采集了土壤表层至预定深度的全部土壤，存在一定程度的浪费，且采样管的底部未能及时进行密封处理，容易在转移的过程中造成土壤的流失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种土壤定深取样装置，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
一种土壤定深取样装置，包括取样管、取样套筒、顶杆、升降机构以及密封机构，所述取样套筒安装于升降机构上并能够在升降机构的驱动下上下移动，所述取样管螺纹连接于取样套筒的下端且取样管的下端设有倒角，所述顶杆的下部套接于取样套筒内，顶杆的上部设有一段外螺纹并与取样套筒螺纹连接，所述顶杆的下端设有与倒角相配合的圆锥面，所述密封机构安装于升降机构上并用于对取样管的下端做密封处理，底板上还设有两个对称设置并用于对密封机构进行限位的限位柱，限位柱之间的底板上设有排泥孔。
优选的，所述升降机构包括底板、顶板、活动板、连接杆、滑杆、丝杠以及伺服电机，所述底板与顶板之间通过连接杆连接固定，所述滑杆固定于底板与顶板之间且所述活动板滑动连接于滑杆上，所述丝杠也安装于底板与顶板之间且丝杠还与活动板上的丝杠螺母螺纹连接，丝杠的上端连接至伺服电机的输出端，所述伺服电机借助于电机座安装于顶板上，所述取样套筒安装于活动板上，底板上设有与取样套筒的外径相配合的滑孔。
优选的，所述密封机构包括底座、滑块一、滑块二、伸缩机构、放置座、拉簧以及刮土机构，所述底座及伸缩机构均安装于底板上，所述底座的顶部设有与滑块一配合的竖向设置的滑槽一，所述底座的前侧设有与滑块二配合的水平设置的通孔，所述滑块一的前侧、滑块二的后侧均设有倾斜面且两个倾斜面相互平行，所述滑块一滑动连接于滑槽一内且滑块一的左右两侧设有拉杆，所述放置座内用于放置密封取样管下端的密封塞且放置座固定于滑块一的上端，所述拉杆滑动连接于底座上设置的滑槽二内，拉杆还与底座左右两侧设置的拉簧连接，所述滑块二滑动连接于通孔内且滑块二左右两侧还设有侧耳，侧耳上设有水平方向的导柱，导柱滑动连接于底座上的导向孔内，底座与侧耳之间的导柱上还套设有复位弹簧，滑块二的前侧连接至伸缩机构，所述刮土机构安装于底座的后侧并与拉杆连接以实现对附着于底座后侧的泥土进行清理。
优选的，所述滑槽二的上端还安装有压板，且压板的顶面与底座的顶面共面。
优选的，所述伸缩机构包括基座、电推杆以及推板，所述基座安装于底板上，所述电推杆水平安装于基座上且其输出端连接至推板，所述推板与滑块二连接。
优选的，所述刮土机构包括连杆和U形的刮板，所述刮板滑动连接于底座的后侧，刮板的两端设有滑柱，底座上设有与滑柱配合的滑槽三，所述连杆的两端均设置有条形孔，连杆的两端借助于条形孔分别与拉杆、滑柱连接并借助于螺母限位，连杆的中部转动连接有转轴，转轴的一端固定于底座上。
优选的，所述顶杆的上端还设有把手。
优选的，所述顶板的几何中心处还设有供顶杆穿过的让位孔。
本发明的优点在于：
1.本方案在初期借助于顶杆及取样管的组合进行钻孔，并在到达一定深度后通过调整顶杆的伸长长度来使得取样管处于取样状态，继续向下移动取样管以实现特定深度的采样，且在采样结束后能够借助于密封机构快速地对取样管的下端做密封处理，以降低土壤流失的概率。
2.本方案中的底座在平移的过程中，还能够对取样管下端多出的泥土进行刮除处理，且在滑块一升降的过程中，能够对底座后侧附着的泥土进行清理，并最终从排泥孔排出。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明中顶杆、取样管及取样套筒部分的截面剖视图。
图4为本发明中密封机构部分的结构示意图。
图5为图4中A处的局部放大图。
图6为图4中B处的局部放大图。
图7为图4中D处的局部放大图。
图8为本发明中底座、滑块一及滑块二部分的俯视图。
图9为图8中沿C-C方向的剖视图。
图10为本发明中放上密封塞后的放置座部分的示意图。
其中：1取样管，2取样套筒，3顶杆，30把手，4升降机构，40底板，400限位柱，401排泥孔，41顶板，42活动板，43连接杆，44滑杆，45丝杠，46伺服电机，47电机座，48让位孔，5密封机构，50底座，51滑块一，52滑块二，53伸缩机构，530基座，531电推杆，532推板，54放置座，55拉簧，56刮土机构，560连杆，561刮板，562条形孔，563滑柱，564滑槽三，565转轴，57滑槽一，58滑槽二，59拉杆，510侧耳，511导柱，512复位弹簧，513压板，514通孔。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图10所示，一种土壤定深取样装置，包括取样管1、取样套筒2、顶杆3、升降机构4以及密封机构5，所述取样套筒2安装于升降机构4上并能够在升降机构4的驱动下上下移动，所述取样管1螺纹连接于取样套筒2的下端且取样管1的下端设有倒角，所述顶杆3的下部套接于取样套筒2内，顶杆3的上部设有一段外螺纹，取样套筒2的上部内壁设有一段与之配合的内螺纹，顶杆3与取样套筒2螺纹连接，以便于调整顶杆3的高度，所述顶杆3的下端设有与倒角相配合的圆锥面，如此，取样管1与取样套筒2的下端共同形成一个圆锥形的钻孔面，以提高钻孔效率。所述顶杆3的上端还设有把手30，所述密封机构5安装于升降机构4上并用于对取样管1的下端做密封处理，所述顶板41的几何中心处还设有供顶杆3穿过的让位孔48。
在本实施例中，所述升降机构4包括底板40、顶板41、活动板42、连接杆43、滑杆44、丝杠45以及伺服电机46，所述底板40与顶板41之间通过连接杆43连接固定，所述滑杆44固定于底板40与顶板41之间且所述活动板42滑动连接于滑杆44上，所述丝杠45也安装于底板40与顶板41之间且丝杠45还与活动板42上的丝杠45螺母螺纹连接，丝杠45的上端连接至伺服电机46的输出端，所述伺服电机46借助于电机座47安装于顶板41上，所述取样套筒2安装于活动板42上，活动板42上设有供取样套筒2穿过的安装孔，底板40上设有与取样套筒2的外径相配合的滑孔。
在本实施例中，所述密封机构5包括底座50、滑块一51、滑块二52、伸缩机构53、放置座54、拉簧55以及刮土机构56，所述底座50及伸缩机构53均安装于底板40上，所述底座50的顶部设有与滑块一51配合的竖向设置的滑槽一57，所述底座50的前侧设有与滑块二52配合的水平设置的通孔514，所述滑块一51的前侧、滑块二52的后侧均设有倾斜面且两个倾斜面相互平行，所述滑块一51滑动连接于滑槽一57内且滑块一51的左右两侧设有拉杆59，所述放置座54内用于放置密封取样管1下端的密封塞且放置座54固定于滑块一51的上端，所述拉杆59滑动连接于底座50上设置的滑槽二58内，拉杆59还与底座50左右两侧设置的拉簧55连接，拉簧55的下端连接至底座50左右两侧设置的螺栓上，所述滑块二52滑动连接于通孔514内且滑块二52左右两侧还设有侧耳510，侧耳510上设有水平方向的导柱511，导柱511滑动连接于底座50上的导向孔内，底座50与侧耳510之间的导柱511上还套设有复位弹簧512，滑块二52的前侧连接至伸缩机构53，底板40上还设有两个对称设置的限位柱400，限位柱400位于底座50的后侧方向，限位柱400之间的底板40上设有排泥孔401；
所述伸缩机构53包括基座530、电推杆531以及推板532，所述基座530安装于底板40上，所述电推杆531水平安装于基座530上且其输出端连接至推板532，所述推板532与滑块二52连接；
所述刮土机构56安装于底座50的后侧并与拉杆59连接以实现对附着于底座50后侧的泥土进行清理，所述刮土机构56包括连杆560和U形的刮板561，所述刮板561滑动连接于底座50的后侧，刮板561的两端设有滑柱563，底座50上设有与滑柱563配合的滑槽三564，所述连杆560的两端均设置有条形孔562，连杆560的两端借助于条形孔562分别与拉杆59、滑柱563连接并借助于螺母限位，连杆560的中部转动连接有转轴565，转轴565的一端固定于底座50上。
在本实施例中，所述滑槽二58的上端还安装有压板513，且压板513的顶面与底座50的顶面共面。
本发明的工作过程如下：
首先，将密封塞放置于放置槽内，且此时的底座50位于滑孔的一侧，而顶杆3的下端延伸至取样管1的下端并与其配合，接着启动伺服电机46开始钻孔，待到达取样深度后，逆时针旋转顶杆3，使其向上移动，腾出取样管1内的空间，待顶杆3全部移出取样管1后，继续钻孔与取样管1长度尺寸相同的深度；
接着，伺服电机46反转并驱动取样管1上移，当取样管1的下端面到达底座50的上端面的高度时，伺服电机46停止反转，此时启动电推杆531并推动滑块二52向后移动，由于复位弹簧512的作用，滑块二52先不与滑块一51接触，而是先行推动底座50想后侧移动，将取样管1下端多出的泥土刮除，当被限位柱400挡住后无法继续向后方移动，此时滑块二52继续向后移动并驱动滑块一51向上移动，进而将密封塞塞进取样管1的下端开口处，以防止土壤从取样管1下端流出，接着电推杆531复位，滑块一51和滑块二52也随之复位，在此过程中，刮板561能够对底座50后侧附着的泥土进行清理，并最终从排泥孔401排出，取样结束后，再拆下取样管1，将其上端用密封塞密封保存即可。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (7)
1.一种土壤定深取样装置，其特征在于，包括取样管(1)、取样套筒(2)、顶杆(3)、升降机构(4)以及密封机构(5)，所述取样套筒(2)安装于升降机构(4)上并能够在升降机构(4)的驱动下上下移动，所述取样管(1)螺纹连接于取样套筒(2)的下端且取样管(1)的下端设有倒角，所述顶杆(3)的下部套接于取样套筒(2)内，顶杆(3)的上部设有一段外螺纹并与取样套筒(2)螺纹连接，所述顶杆(3)的下端设有与倒角相配合的圆锥面，所述密封机构(5)安装于升降机构(4)上并用于对取样管(1)的下端做密封处理，底板(40)上还设有两个对称设置并用于对密封机构(5)进行限位的限位柱(400)，限位柱(400)之间的底板(40)上设有排泥孔(401)；
所述升降机构(4)包括底板(40)、顶板(41)、活动板(42)、连接杆(43)、滑杆(44)、丝杠(45)以及伺服电机(46)，所述底板(40)与顶板(41)之间通过连接杆(43)连接固定，所述滑杆(44)固定于底板(40)与顶板(41)之间且所述活动板(42)滑动连接于滑杆(44)上，所述丝杠(45)也安装于底板(40)与顶板(41)之间且丝杠(45)还与活动板(42)上的丝杠(45)螺母螺纹连接，丝杠(45)的上端连接至伺服电机(46)的输出端，所述伺服电机(46)借助于电机座(47)安装于顶板(41)上，所述取样套筒(2)安装于活动板(42)上，底板(40)上设有与取样套筒(2)的外径相配合的滑孔；
所述密封机构(5)包括底座(50)、滑块一(51)、滑块二(52)、伸缩机构(53)、放置座(54)、拉簧(55)以及刮土机构(56)，所述底座(50)及伸缩机构(53)均安装于底板(40)上，所述底座(50)的顶部设有与滑块一(51)配合的竖向设置的滑槽一(57)，所述底座(50)的前侧设有与滑块二(52)配合的水平设置的通孔(514)，所述滑块一(51)的前侧、滑块二(52)的后侧均设有倾斜面且两个倾斜面相互平行，所述滑块一(51)滑动连接于滑槽一(57)内且滑块一(51)的左右两侧设有拉杆(59)，所述放置座(54)内用于放置密封取样管(1)下端的密封塞且放置座(54)固定于滑块一(51)的上端，所述拉杆(59)滑动连接于底座(50)上设置的滑槽二(58)内，拉杆(59)还与底座(50)左右两侧设置的拉簧(55)连接，所述滑块二(52)滑动连接于通孔(514)内且滑块二(52)左右两侧还设有侧耳(510)，侧耳(510)上设有水平方向的导柱(511)，导柱(511)滑动连接于底座(50)上的导向孔内，底座(50)与侧耳(510)之间的导柱(511)上还套设有复位弹簧(512)，滑块二(52)的前侧连接至伸缩机构(53)，所述刮土机构(56)安装于底座(50)的后侧并与拉杆(59)连接以实现对附着于底座(50)后侧的泥土进行清理。
2.根据权利要求1所述的一种土壤定深取样装置，其特征在于，所述滑槽二(58)的上端还安装有压板(513)，且压板(513)的顶面与底座(50)的顶面共面。
3.根据权利要求1所述的一种土壤定深取样装置，其特征在于，所述伸缩机构(53)包括基座(530)、电推杆(531)以及推板(532)，所述基座(530)安装于底板(40)上，所述电推杆(531)水平安装于基座(530)上且其输出端连接至推板(532)，所述推板(532)与滑块二(52)连接。
4.根据权利要求1所述的一种土壤定深取样装置，其特征在于，所述刮土机构(56)包括连杆(560)和U形的刮板(561)，所述刮板(561)滑动连接于底座(50)的后侧，刮板(561)的两端设有滑柱(563)，底座(50)上设有与滑柱(563)配合的滑槽三(564)，所述连杆(560)的两端均设置有条形孔(562)，连杆(560)的两端借助于条形孔(562)分别与拉杆(59)、滑柱(563)连接并借助于螺母限位，连杆(560)的中部转动连接有转轴(565)，转轴(565)的一端固定于底座(50)上。
5.根据权利要求1所述的一种土壤定深取样装置，其特征在于，所述顶杆(3)的上端还设有把手(30)。
6.根据权利要求1所述的一种土壤定深取样装置，其特征在于，所述顶板(41)的几何中心处还设有供顶杆(3)穿过的让位孔(48)。
7.根据权利要求1所述的一种土壤定深取样装置，其特征在于，底板(40)上还设有两个对称设置的限位柱(400)，限位柱(400)之间的底板(40)上设有排泥孔(401)。
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