CN114323767B - 一种土壤成分检测用的定深取土装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于土壤取样技术领域，提供了一种土壤成分检测用的定深取土装置，包括第一板体、第二板体和驱动机构，还包括：可调节伸缩机构，可调节伸缩机构包括有支撑件和伸缩件，支撑件安装固定于第一板体上，第二板体安装于伸缩件上；取土筒，取土筒转动安装于第二板体上，驱动机构固定安装于第二板体上；辅助承载机构，辅助承载机构安装固定于可调节伸缩机构的伸缩件上，辅助承载机构上转动安装有能够与取土筒靠近第二板体的一端抵靠固定连接的棱台，棱台远离辅助承载机构的一端通过连杆与柱体连接，柱体配合滑动安装于取土筒内。本发明操作方便，且能够先钻探到指定的深度，再进行取土采样工作，取土效果好、效率高。

Description

一种土壤成分检测用的定深取土装置

技术领域

本发明属于土壤取样技术领域，尤其涉及一种土壤成分检测用的定深取土装置。

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。在进行土壤检测时，需要用到土壤采样装置，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。

现有的土壤采样装置，一般结构复杂，操作不便，且无法先钻探到指定的深度，再进行取土采样工作，取土效果差、效率低。因此，针对以上现状，迫切需要开发一种土壤成分检测用的定深取土装置，以克服当前实际应用中的不足。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种土壤成分检测用的定深取土装置，旨在解决现有的土壤采样装置，一般结构复杂，操作不便，且无法先钻探到指定的深度，再进行取土采样工作，取土效果差、效率低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种土壤成分检测用的定深取土装置，包括第一板体、第二板体和驱动机构，还包括：可调节伸缩机构，所述可调节伸缩机构包括有支撑件和伸缩件，所述支撑件安装固定于第一板体上，第二板体安装于伸缩件上，可调节伸缩机构用于对第二板体进行支撑以及通过伸缩件控制调节第一板体和第二板体之间的距离，所述第二板体还能够自主调节其在所述伸缩件上的位置；取土筒，所述取土筒转动安装于第二板体上，驱动机构固定安装于第二板体上，且所述驱动机构用于驱动所述取土筒转动，通过取土筒进行钻土、取土作业；辅助承载机构，所述辅助承载机构安装固定于所述可调节伸缩机构的伸缩件上，辅助承载机构上转动安装有能够与取土筒靠近第二板体的一端抵靠固定连接的棱台，棱台远离辅助承载机构的一端通过连杆与柱体连接，所述柱体配合滑动安装于取土筒内，且当所述棱台与取土筒靠近第二板体的一端抵靠固定时，柱体远离连杆的一端与取土筒远离第二板体的一端组合构成锥形尖端。

进一步的技术方案，所述支撑件包括有调节套筒和第一锁紧螺栓，伸缩件包括有内杆和第二锁紧螺栓，所述第一板体和第二板体平行设置，所述第一板体的两侧分别安装固定有一个调节套筒，调节套筒和内杆配合滑动安装，调节套筒靠近第二板体的一端设有对内杆进行锁定的第一锁紧螺栓，所述内杆从第二板体滑动穿过，第二板体上安装有用于将其锁紧固定在内杆上的第二锁紧螺栓。

进一步的技术方案，所述第一板体远离第二板体的一侧中部还安装有外部连接构件，外部连接构件用于对第一板体进行支撑以及控制调节第一板体的位置。

进一步的技术方案，所述第一板体的外侧还安装有多个把持杆；所述内杆远离调节套筒的一端安装固定有端帽；所述内杆上还设有刻度。

进一步的技术方案，所述驱动机构包括有伺服电机、第一齿轮和第二齿轮，所述取土筒和第二板体垂直设置，取土筒转动安装于第二板体的中部，且取土筒贯穿第二板体设置，第二板体的一侧于取土筒上安装固定有第二齿轮，第二齿轮与伺服电机输出轴上安装固定的第一齿轮啮合连接，所述伺服电机安装固定于第二板体上。

进一步的技术方案，所述取土筒的内侧开设有贯通的内腔体，内腔体靠近第二板体的一端设有能够与棱台相配合抵靠固定连接的插接固定槽，所述棱台的大端与辅助承载机构连接，棱台的小端与连杆连接。

进一步的技术方案，所述辅助承载机构包括有支撑架、中间架和旋转体，所述支撑架跨设安装固定于内杆之间，支撑架上安装固定有中间架，中间架通过旋转体与棱台连接。

进一步的技术方案，所述柱体与内腔体配合滑动设置，内腔体远离第二板体的一端腔壁上还开设有螺旋槽，所述取土筒的外侧还设有螺旋凸棱。

进一步的技术方案，所述柱体远离连杆的一端设有尖端，取土筒远离第二板体的一端设有斜面，且当所述棱台和插接固定槽抵靠固定连接时，斜面和尖端组合构成锥形尖端。

进一步的技术方案，所述支撑架上还安装固定有可控伸缩缸，可控伸缩缸靠近第二板体的伸缩芯轴端部安装固定有推块。

本发明实施例提供的一种土壤成分检测用的定深取土装置，通过限定棱台与取土筒靠近第二板体的一端抵靠固定时，柱体远离连杆的一端与取土筒远离第二板体的一端组合构成锥形尖端，且通过第二板体和伸缩件的相对位置锁定，取土筒和柱体能够组合成一个整体，通过驱动机构工作即可利用取土筒进行钻土、取土作业；钻探到指定深度后，解除第二板体和伸缩件之间的锁定状态，因辅助承载机构、棱台、连杆和柱体为一个整体，按压第二板体使得棱台和取土筒分离，再通过驱动机构带动取土筒转动，取土筒可继续进行钻土，柱体和取土筒之间的位置发生变化，土壤可进入到取土筒内腔中达到取土的目的，而后将整个装置从土壤中取出，完成取土工作。

综上，整个装置结构简单，操作便捷，先钻探到指定的深度，再进行取土工作，取土效果好、效率高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的土壤成分检测用的定深取土装置的俯视状态立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的土壤成分检测用的定深取土装置的仰视状态立体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的土壤成分检测用的定深取土装置的主视剖视结构示意图；

图4为图3第一阶段取土工作时的结构示意图；

图5为图3第二阶段取土工作时的结构示意图；

图6为图5中通过可控伸缩缸辅助推动第二板体移动的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的土壤成分检测用的定深取土装置中的棱台、连杆和柱体部分的立体结构示意图。

图中：1-把持杆，2-调节套筒，3-第一板体，4-外部连接构件，5-可控伸缩缸，6-第一锁紧螺栓，7-内杆，8-刻度，9-第二锁紧螺栓，10-第二板体，11-端帽，12-推块，13-第二齿轮，14-螺旋凸棱，15-取土筒，16-第一齿轮，17-伺服电机，18-支撑架，19-中间架，20-棱台，21-旋转体，22-插接固定槽，23-内腔体，24-连杆，25-柱体，26-螺旋槽，27-斜面，28-尖端。

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。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1-图3所示，为本发明一个实施例提供的一种土壤成分检测用的定深取土装置，包括第一板体3、第二板体10和驱动机构，还包括：

可调节伸缩机构，所述可调节伸缩机构包括有支撑件和伸缩件，所述支撑件安装固定于第一板体3上，第二板体10安装于伸缩件上，可调节伸缩机构用于对第二板体10进行支撑以及通过伸缩件控制调节第一板体3和第二板体10之间的距离，所述第二板体10还能够自主调节其在所述伸缩件上的位置；

取土筒15，所述取土筒15转动安装于第二板体10上，驱动机构固定安装于第二板体10上，且所述驱动机构用于驱动所述取土筒15转动，通过取土筒15进行钻土、取土作业；

辅助承载机构，所述辅助承载机构安装固定于所述可调节伸缩机构的伸缩件上，辅助承载机构上转动安装有能够与取土筒15靠近第二板体10的一端抵靠固定连接的棱台20，棱台20远离辅助承载机构的一端通过连杆24与柱体25连接，所述柱体25配合滑动安装于取土筒15内，且当所述棱台20与取土筒15靠近第二板体10的一端抵靠固定时，柱体25远离连杆24的一端与取土筒15远离第二板体10的一端组合构成锥形尖端。

在本发明实施例中，通过限定棱台20与取土筒15靠近第二板体10的一端抵靠固定时，柱体25远离连杆24的一端与取土筒15远离第二板体10的一端组合成锥形尖端，且通过第二板体10和伸缩件的相对位置锁定，取土筒15和柱体25能够组合成一个整体，通过驱动机构工作即可利用取土筒15进行钻土、取土作业；钻探到指定深度后，解除第二板体10和伸缩件之间的锁定状态，因辅助承载机构、棱台20、连杆24和柱体25为一个整体，按压第二板体10使得棱台20和取土筒15分离，再通过驱动机构带动取土筒15转动，取土筒15可继续进行钻土，柱体25和取土筒15之间的位置发生变化，土壤可进入到取土筒15内腔中达到取土的目的，而后将整个装置从土壤中取出，完成取土工作。综上，整个装置结构简单，操作便捷，先钻探到指定的深度，再进行取土工作，取土效果好、效率高。

如图1-图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述支撑件包括有调节套筒2和第一锁紧螺栓6，伸缩件包括有内杆7和第二锁紧螺栓9，所述第一板体3和第二板体10平行设置，所述第一板体3的两侧分别安装固定有一个调节套筒2，调节套筒2和内杆7配合滑动安装，调节套筒2靠近第二板体10的一端设有对内杆7进行锁定的第一锁紧螺栓6，所述内杆7从第二板体10滑动穿过，第二板体10上安装有用于将其锁紧固定在内杆7上的第二锁紧螺栓9。

进一步的，所述第一板体3远离第二板体10的一侧中部还安装有外部连接构件4，外部连接构件4用于对第一板体3进行支撑以及控制调节第一板体3的位置，外部连接构件4优选为现有技术中公开的机械手等，不作限定。

进一步的，所述第一板体3的外侧还安装有多个把持杆1，通过把持杆1便于对第一板体3进行辅助把持，如在不安装外部连接构件4时，方便手动控制操作；所述内杆7远离调节套筒2的一端安装固定有端帽11，通过端帽11起到限位防脱作用，安全可靠。

进一步的，所述内杆7上还设有刻度8，通过刻度8便于指示内杆7的伸长长度，以及第二板体10在内杆7上的位置，进而通过换算后便于进行定深取土作业。

在本发明实施例中，通过第一锁紧螺栓6便于调节内杆7相对调节套筒2伸缩，进而调节第一板体3和第二板体10之间的距离；通过第二锁紧螺栓9便于调节内杆7和第二板体10的相对位置，进而控制棱台20是否与取土筒15的端部抵靠固定以及进行取土作业，方便快捷。

如图1-图2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述驱动机构包括有伺服电机17、第一齿轮16和第二齿轮13，所述取土筒15和第二板体10垂直设置，取土筒15转动安装于第二板体10的中部，且取土筒15贯穿第二板体10设置，第二板体10的一侧于取土筒15上安装固定有第二齿轮13，第二齿轮13与伺服电机17输出轴上安装固定的第一齿轮16啮合连接，所述伺服电机17安装固定于第二板体10上，通过控制伺服电机17工作即可驱动第一齿轮16转动，进而通过第一齿轮16带动第二齿轮13和取土筒15构成的整体转动。

如图1-图7所示，作为本发明的一种优选实施例，所述取土筒15的内侧开设有贯通的内腔体23，内腔体23靠近第二板体10的一端设有能够与棱台20相配合抵靠固定连接的插接固定槽22，所述棱台20的大端与辅助承载机构连接，棱台20的小端与连杆24连接。

所述辅助承载机构包括有支撑架18、中间架19和旋转体21，所述支撑架18跨设安装固定于内杆7之间，支撑架18上安装固定有中间架19，中间架19通过旋转体21与棱台20连接，通过支撑架18和中间架19配合可对旋转体21进行承载，旋转体21用于适应棱台20随着取土筒15转动。

所述柱体25与内腔体23配合滑动设置，内腔体23远离第二板体10的一端腔壁上还开设有螺旋槽26，所述取土筒15的外侧还设有螺旋凸棱14。

所述柱体25远离连杆24的一端设有尖端28，取土筒15远离第二板体10的一端设有斜面27，且当所述棱台20和插接固定槽22抵靠固定连接时，斜面27和尖端28组合构成锥形尖端，利于进行钻土、取土作业，提升应用效果。

所述支撑架18上还安装固定有可控伸缩缸5，可控伸缩缸5优选为液压缸，可控伸缩缸5靠近第二板体10的伸缩芯轴端部安装固定有推块12。

在本发明实施例中，实际工作时，具体流程如下：

1)首先控制调节第二板体10的位置，使得棱台20和插接固定槽22抵靠固定连接，后将第二锁紧螺栓9锁紧固定(如图3所示)；

2)通过控制伺服电机17工作带动取土筒15转动，因旋转体21的设置，以及棱台20和插接固定槽22的固定连接关系，取土筒15、柱体25、连杆24和棱台20同步转动，可操作把持杆1进行手动辅助按压，并配合螺旋凸棱14的钻探力进行钻土；或者通过外部连接构件4进行辅助按压，并配合螺旋凸棱14的钻探力进行钻土；再或者将第一锁紧螺栓6松开，操作把持杆1进行手动把持，单纯通过螺旋凸棱14的钻探力进行钻土(如图4所示)；

3)钻探到一定深度后，将第一锁紧螺栓6锁紧，并将第二锁紧螺栓9松开，可手动按压第二板体10，使得棱台20和插接固定槽22分离，也可通过控制可控伸缩缸5伸长使得推块12对第二板体10进行按压；而后继续控制伺服电机17工作带动取土筒15旋转，因取土筒15和柱体25滑动连接，以及辅助承载机构保持棱台20、连杆24和柱体25稳定，取土筒15能够继续钻土，柱体25相对取土筒15移动，使得取土筒15的内腔体23留出土壤存放的空间；此外，可通过控制可控伸缩缸5继续伸长，通过推块12对第二板体10推动，提升按压钻探取土的效果(如图6所示)；内腔体23腔壁上设置的螺旋槽26，可避免土壤掉落，提升取土的可靠性(如图5所示)；

4)取土完毕后，为了进一步避免土壤从内腔体23中掉落，可对装置进行扭转晃动，使得内腔体23内的土壤和内腔体23外部的土壤分离开来，提升取土的可靠性；将装置拔出后，通过按压第二板体10，缩短棱台20和插接固定槽22之间的距离，直至棱台20和插接固定槽22配合连接，即可通过柱体25将内腔体23内的土壤顶出，以进行后续的检测作业。另外，螺旋槽26中的土壤残留进行简单的手动清理即可，不作赘述。

此外，可采用现有技术中的液压缸等替换可调节伸缩机构，这样就无需进行手动调节第一锁紧螺栓6，进一步提升操作的便利性；可控伸缩缸5和伺服电机17的控制采用现有技术中公开的PLC控制器即可，PLC控制器、可控伸缩缸5和伺服电机17的型号及电路连接不作具体限定，在实际应用时可灵活设置。

涉及到的电路、电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种土壤成分检测用的定深取土装置，包括第一板体、第二板体和驱动机构，其特征在于，还包括：

可调节伸缩机构，所述可调节伸缩机构包括有支撑件和伸缩件，所述支撑件安装固定于第一板体上，第二板体安装于伸缩件上，可调节伸缩机构用于对第二板体进行支撑以及通过伸缩件控制调节第一板体和第二板体之间的距离，所述第二板体还能够自主调节其在所述伸缩件上的位置；

取土筒，所述取土筒转动安装于第二板体上，驱动机构固定安装于第二板体上，且所述驱动机构用于驱动所述取土筒转动，通过取土筒进行钻土、取土作业；

辅助承载机构，所述辅助承载机构安装固定于所述可调节伸缩机构的伸缩件上，辅助承载机构上转动安装有能够与取土筒靠近第二板体的一端抵靠固定连接的棱台，棱台远离辅助承载机构的一端通过连杆与柱体连接，所述柱体配合滑动安装于取土筒内，且当所述棱台与取土筒靠近第二板体的一端抵靠固定时，柱体远离连杆的一端与取土筒远离第二板体的一端组合构成锥形尖端；

所述支撑件包括有调节套筒和第一锁紧螺栓，伸缩件包括有内杆和第二锁紧螺栓；所述第一板体和第二板体平行设置，所述第一板体的两侧分别安装固定有一个调节套筒，调节套筒和内杆配合滑动安装，调节套筒靠近第二板体的一端设有对内杆进行锁定的第一锁紧螺栓；所述内杆从第二板体滑动穿过，第二板体上安装有用于将其锁紧固定在内杆上的第二锁紧螺栓；

所述取土筒的内侧开设有贯通的内腔体，内腔体靠近第二板体的一端设有能够与棱台相配合抵靠固定连接的插接固定槽；所述棱台的大端与辅助承载机构连接，棱台的小端与连杆连接；

所述辅助承载机构包括有支撑架、中间架和旋转体；所述支撑架跨设安装固定于内杆之间，支撑架上安装固定有中间架，中间架通过旋转体与棱台连接；

所述柱体与内腔体配合滑动设置，内腔体远离第二板体的一端腔壁上还开设有螺旋槽；所述取土筒的外侧还设有螺旋凸棱；

所述柱体远离连杆的一端设有尖端，取土筒远离第二板体的一端设有斜面，且当所述棱台和插接固定槽抵靠固定连接时，斜面和尖端组合构成锥形尖端；

所述支撑架上还安装固定有可控伸缩缸，可控伸缩缸靠近第二板体的伸缩芯轴端部安装固定有推块；

所述第一板体远离第二板体的一侧中部还安装有外部连接构件，外部连接构件用于对第一板体进行支撑以及控制调节第一板体的位置；

所述第一板体的外侧还安装有多个把持杆；

所述内杆远离调节套筒的一端安装固定有端帽；

所述内杆上还设有刻度。

2.根据权利要求1所述的土壤成分检测用的定深取土装置，其特征在于，所述驱动机构包括有伺服电机、第一齿轮和第二齿轮；

所述取土筒和第二板体垂直设置，取土筒转动安装于第二板体的中部，且取土筒贯穿第二板体设置，第二板体的一侧于取土筒上安装固定有第二齿轮，第二齿轮与伺服电机输出轴上安装固定的第一齿轮啮合连接，所述伺服电机安装固定于第二板体上。

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