CN114486332B - 一种具有防干扰功能的土壤层级钻孔取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有防干扰功能的土壤层级钻孔取样装置，涉及土壤采样技术领域，包括取样车、外框架、液压油箱、顶升组件、取样组件、收集组件，外框架设置在取样车的底盘上方，外框架设置有一层板、二层板，顶升组件和二层板紧固连接，顶升组件和取样车的底盘滑动连接，液压油箱和外框架的一层板紧固连接，液压油箱通过管道和顶升组件相连，取样组件一端和一层板相连接，取样组件另一端和取样车相连接，收集组件和一层板上表面紧固连接。本发明提取的土壤在输入时包裹套保持同步移动，避免了采样土壤上移过程中和取样器之间出现摩擦，降低了土壤层级之间交叉混合的几率。

Description

一种具有防干扰功能的土壤层级钻孔取样装置

技术领域

本发明涉及土壤采样技术领域，具体为一种具有防干扰功能的土壤层级钻孔取样装置。

背景技术

土壤采样是地质勘探过程中一项十分重要的任务，能够为地质研究提供重要的数据，常规的土壤钻孔取样装置是通过在地面钻孔，再利用取样机构将钻孔中的土壤提取出来。这种采样方式虽然能够执行取样工作，但仍然存在较多的缺陷。

传统的取样装置在取样时需要让采样土壤在取样器中移动，这种移动容易导致土壤各个层级之间出现交叉混合，进而影响地质研究的结果。传统的取样设备通常需要在单次取样后对取样土壤进行检测后，才能进行二次取样，且一次取样的土壤残留还会对二次采样的结果造成影响，既降低了采样效率，也降低了采样精度。

常规的钻孔取样装置在取样后会留下取样坑，破坏了土壤的原有结构，坑洞的留存会导致坑洞周围的泥土流失，一方面容易出现积水的堆积，另一方面也对周边植被的生长造成了影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有防干扰功能的土壤层级钻孔取样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具有防干扰功能的土壤层级钻孔取样装置，包括取样车、外框架、液压油箱、顶升组件、取样组件、收集组件，外框架设置在取样车的底盘上方，外框架设置有一层板、二层板，顶升组件和二层板紧固连接，顶升组件和取样车的底盘滑动连接，液压油箱和外框架的一层板紧固连接，液压油箱通过管道和顶升组件相连，取样组件一端和一层板相连接，取样组件另一端和取样车相连接，收集组件和一层板上表面紧固连接。本发明提取的土壤在输入时包裹套保持同步移动，避免了采样土壤上移过程中和取样器之间出现摩擦，降低了土壤层级之间交叉混合的几率。另一方面包裹套将取样土壤封存在包裹套内，保存了取样土壤的初始形态，避免了取样土壤在输送过程中和外界的接触，极大程度了提升了后续检测的准确性。传统的取样设备通常需要在单次取样后对取样土壤进行检测，再进行二次取样，而本发明的取样土壤可重复多次取样，集中存储，且相互之间不会产生干扰，极大程度的提升了取样效率。本发明的钻取头转速保持不变的状况下，土壤密实部分的下钻速度会降低，则该部分土壤受到进料板的刮除圈数会增加，土壤密实部分在提取时一方面压缩量更大，刮除圈数增多有利于平衡压缩量，另一方面对密实部分土壤进行更多的刮除，可以避免在土壤装入包裹套中后会输送土壤出现挤压，降低了对土层结构的影响。发明通过粉碎片将土壤颗粒分离，各个土壤颗粒聚成团状，并对团状土壤表面进行干燥，土壤再次填充回开采坑洞后，各个土壤团相互分离，且团状的土壤叠加过程中会出现密布的缝隙，增加了土壤的体积，这样即使土壤被取样一部分，剩下的土壤回填后仍然能将坑洞填补。团状土壤的缝隙相互联通，在出现降雨天气时，泥水能够更加顺利的将土壤缝隙填充，进而使得土壤更快恢复原状。

进一步的，顶升组件有两组，两组顶升组件分别位于二层板两侧，顶升组件包括液压缸、支撑腿，液压缸和二层板紧固连接，液压缸的输出轴和支撑腿紧固连接，支撑腿和取样车的底盘滑动连接。当取样车开到需要取样的位置处时，液压缸驱动支撑腿下移，支撑腿将取样车顶起，保持取样车的位置稳定，从而提升取样精度。

进一步的，取样组件包括外套筒、内套筒、第一驱动电机、第二驱动电机、丝杆、螺母套、安全门、钻取头、提取部件、安装板，内套筒设置在外套筒内部，外套筒和安装板下表面转动连接，内套筒和安装板下表面紧固连接，安装板和内套筒对应位置设置有导通孔，安装板一侧和丝杆紧固连接，安装板另一侧设置有导向杆，导向杆和安装板滑动连接，导向杆和取样车的底盘紧固连接，第一驱动电机和一层板上表面紧固连接，螺母套和一层板转动连接，丝杆从螺母套中穿过，丝杆和螺母套内啮合，第一驱动电机输出轴上设置有第一齿轮，螺母套上设置有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合，第二驱动电机和安装板下表面紧固连接，第二驱动电机的输出轴上设置有第三齿轮，外套筒外壁上设置有外齿圈，第三齿轮和外齿圈啮合，外套筒远离安装板的一侧和钻取头紧固连接，钻取头远离外套筒的一端设置有锯齿，外套筒靠近钻取头一端的侧壁上设置有安全门，提取部件设置在外套筒内部。第一驱动电机带动螺母套转动，螺母套通过内啮合控制丝杆上下移动，当需要取样时，丝杆带动安装板下移，安装板带动外套筒下移，外套筒带动钻取头插入土壤中，第二驱动电机带动外套筒转动，外套筒带动钻取头转动，钻取头钻入土壤中，对土壤进行取样，提取部件对提取的土壤进行保存。

进一步的，提取部件包括传送带、包裹套、翻盖板、限位板、进料板、环形槽带，内套筒远离安装板的一端设置有若干个条形槽，条形槽围绕内套筒均匀分布，条形槽一端延伸到内套筒远离安装板一侧的末端，传送带有若干条，传送带设置在条形槽内，传送带表面设置有轮齿，相邻的传送带之间还设置有环形槽带，内套筒表面设置有穿带孔，环形槽带从穿带孔中穿过，环形槽带另一侧从内套筒远离安装板的一侧处穿过，环形槽带和内套筒侧壁紧固连接，包裹套外表面设置有若干条独立齿条、滑条，包裹套两端设置有若干块限位板，限位板和包裹套紧固连接，限位板和包裹套端面平行设置，翻盖板和限位板转动连接，翻盖板为三角形，翻盖板的翻转方向朝向包裹套内部，进料板设置有若干块，进料板和钻取头朝向内套筒的一侧转动连接，进料板的转动连接部位设置有扭簧。本发明的包裹套上设置有拉链结构，在未使用时，包裹套处于展开状态，当需要提取土样时，打开安全门，将包裹套内侧朝外，外侧朝内套在内套筒上，保证包裹套外表面上的滑条和环形槽带滑动连接，独立齿条和传送带表面的轮齿局部啮合。本发明设置的翻盖板只能翻转到和限位板平行位置，当所有翻盖板都翻转时，包裹套上下两端形成完整的圆形封盖。当设备启动时，传送带带动包裹套下移，当包裹套底部下移到内套筒最底端时，包裹套下方的翻盖板翻转，此时翻盖板和包裹套贴合，并转入到内套筒内侧，本发明的进料板由可复位的弹性材料制作，当翻盖板翻转时会将进料板挤压弯曲，进料板将土壤下推，从而将局部土壤压实，该部分土壤后续上顶时会挤入翻盖板和内套筒的缝隙中，翻盖板会被顶起，翻盖板全部顶起后将包裹套一端密封，此时包裹套在传送带的带动下上移，上移速度和钻取头下移速度保持一致，当位于包裹套另一侧的翻盖板也翻转时，提取的土壤下端也被翻盖板密封。本发明的包裹套内壁上设置有摩擦粒，能提升对土壤的局部附着效果，避免土壤层级出现混合。靠近翻盖板的土层被压实，其和包裹套表面的摩擦力较大，为上层土壤压力提供缓冲，压实土壤下方就是需要采用检测的土壤，这些土壤在输入时包裹套保持同步移动，避免了采样土壤上移过程中和取样器之间出现摩擦，降低了土壤层级之间交叉混合的几率。另一方面包裹套将取样土壤封存在包裹套内，保存了取样土壤的初始形态，避免了取样土壤在输送过程中和外界的接触，极大程度了提升了后续检测的准确性。传统的取样设备通常需要在单次取样后对取样土壤进行检测，再进行二次取样，而本发明的取样土壤可重复多次取样，集中存储，且相互之间不会产生干扰，极大程度的提升了取样效率。

进一步的，进料板在扭簧展开状态下和内套筒平行，钻取头上设置有限位面，进料板被限位面所阻挡，若干根进料板相互叠加排布，进料板边缘被相邻的进料板覆盖。本发明的进料板和内套筒底端靠近，当包裹套套在内套筒上时，进料板和包裹套内壁贴合，对土壤进行导向，当土壤向内套筒内部移动时，进料板随着钻取头一起转动，进料板压在相邻进料板上侧的一端和土壤的转向相反，进料板会将提取土壤的表层刮落，提取土壤在钻取头作用下会向内部产生局部压缩，进料板正好将该部分土壤刮除，对于土壤层级中较为密实的土壤，在钻孔时难度较大，本发明的钻取头转速保持不变的状况下，土壤密实部分的下钻速度会降低，则该部分土壤受到进料板的刮除圈数会增加，土壤密实部分在提取时一方面压缩量更大，刮除圈数增多有利于平衡压缩量，另一方面对密实部分土壤进行更多的刮除，可以避免在土壤装入包裹套中后会输送土壤出现挤压，降低了对土层结构的影响。

进一步的，收集组件包括第一电缸、第二电缸、吸盘、进气块、粉碎部件、双作用气压泵，第一电缸和一层板上表面滑动连接，第二电缸和一层板上表面紧固连接，第一电缸的输出轴和进气块紧固连接，第二电缸的输出轴和第一电缸紧固连接，吸盘和进气块紧固连接，吸盘中心位置设置有进料孔，进料孔的直径小于包裹套的直径，进气块通过管道和粉碎部件相联通，粉碎部件远离进气块的一侧和双作用气压泵紧固连接。当取样组件工作完成后，第一电缸会带动吸盘下移，吸盘将内套筒覆盖，双作用气压泵此时正转吸气，吸盘将土壤吸入到粉碎部件中，当吸到包裹套时，由于包裹套直径大于吸盘的进料孔，包裹套将吸盘堵住，在负压作用下吸盘将包裹套吸起，本发明在二层板上设置有储存仓，此时第一电缸回缩，第二电缸带动第一电缸移动，将包裹套移入到储存仓内。随后双作用气压泵继续正转，粉碎部件对土壤进行粉碎，粉碎完成后双作用气压泵翻转，再将土壤排出，吸盘移动到内套筒位置，经过粉碎处理的土壤重新填充到土壤提取处。

进一步的，粉碎部件包括粉碎盒、导向腔、环形槽、粉碎片、阻挡网、转轮，粉碎盒和一层板上表面紧固连接，双作用气压泵和粉碎盒紧固连接，粉碎盒内部设置有导向腔、环形槽，导向腔一端通过管道和进气块相联通，导向腔另一端和双作用气压泵相联通，环形槽设置在导向腔下侧，环形槽和导向腔相联通，粉碎片和转轮紧固连接，粉碎片有若干片，若干片粉碎片围绕转轮均匀分布，转轮和环形槽转动连接，转轮位于导向腔下方，粉碎片远离转轮的一端设置有刮刀，刮刀和环形槽内壁相贴合，阻挡网设置在导向腔靠近双作用气压泵的一端。当土壤进入粉碎盒内部时，粉碎片在双作用气压泵的带动下开始转动，刮刀避免土壤贴在壁面上，在吸起状态下，粉碎片阻挡土壤排出，土壤在环形槽中不断旋转，粉碎完成后，双作用气压泵反转，带动粉碎片也反转，粉碎片反转时将土壤抛出，阻挡网防止土壤外泄。

进一步的，粉碎片上设置有若干个锥形孔、切割条，锥形孔设置在粉碎片内部，在粉碎片转动到导向腔内部时，锥形孔孔径大的一侧朝向双作用气压泵，切割条设置在粉碎片表面靠近锥形孔孔径大的一侧。当粉碎片正转时，位于环形槽中的粉碎片运动方向和气流方向是相对的，此处的土壤和粉碎片发生撞击，在撞击的过程中，土壤会沿着锥形孔移动，锥形孔将土壤挤压成细条状，细条状土壤穿过粉碎片后又会和下一片粉碎片接触，粉碎片上的切割条会将土壤切成短条，短条土壤在随着粉碎片转动时会逐渐成团状，在气流快速流动过程中，土壤团表面的水分会快速流失，土壤团表层土壤干涸，土壤团表面粘度快速下降。常规的钻孔取样装置在取样后会留下取样坑，破坏了土壤的原有结构，坑洞的留存会导致坑洞周围的泥土流失，一方面容易出现积水的堆积，另一方面也对周边植被的生长造成了影响。而本发明通过粉碎片将土壤颗粒分离，各个土壤颗粒聚成团状，并对团状土壤表面进行干燥，土壤再次填充回开采坑洞后，各个土壤团相互分离，且团状的土壤叠加过程中会出现密布的缝隙，增加了土壤的体积，这样即使土壤被取样一部分，剩下的土壤回填后仍然能将坑洞填补。团状土壤的缝隙相互联通，在出现降雨天气时，泥水能够更加顺利的将土壤缝隙填充，进而使得土壤更快恢复原状。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明提取的土壤在输入时包裹套保持同步移动，避免了采样土壤上移过程中和取样器之间出现摩擦，降低了土壤层级之间交叉混合的几率。另一方面包裹套将取样土壤封存在包裹套内，保存了取样土壤的初始形态，避免了取样土壤在输送过程中和外界的接触，极大程度了提升了后续检测的准确性。传统的取样设备通常需要在单次取样后对取样土壤进行检测，再进行二次取样，而本发明的取样土壤可重复多次取样，集中存储，且相互之间不会产生干扰，极大程度的提升了取样效率。本发明的钻取头转速保持不变的状况下，土壤密实部分的下钻速度会降低，则该部分土壤受到进料板的刮除圈数会增加，土壤密实部分在提取时一方面压缩量更大，刮除圈数增多有利于平衡压缩量，另一方面对密实部分土壤进行更多的刮除，可以避免在土壤装入包裹套中后会输送土壤出现挤压，降低了对土层结构的影响。发明通过粉碎片将土壤颗粒分离，各个土壤颗粒聚成团状，并对团状土壤表面进行干燥，土壤再次填充回开采坑洞后，各个土壤团相互分离，且团状的土壤叠加过程中会出现密布的缝隙，增加了土壤的体积，这样即使土壤被取样一部分，剩下的土壤回填后仍然能将坑洞填补。团状土壤的缝隙相互联通，在出现降雨天气时，泥水能够更加顺利的将土壤缝隙填充，进而使得土壤更快恢复原状。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的取样组件伸出状态下的整体结构示意图；

图2是本发明的取样组件缩回状态下的整体结构示意图；

图3是本发明的外套筒局部结构剖面视图状态一；

图4是图3的A处局部放大图；

图5是本发明的外套筒局部结构剖面视图状态二；

图6是本发明的包裹套立体结构图；

图7是本发明的包裹套和内套筒安装关系剖面视图；

图8是本发明的粉碎部件整体结构剖面视图；

图9是图8的B处局部放大图；

图10是本发明的进料板位置排布图；

图中：1-取样车、2-外框架、3-液压油箱、4-顶升组件、41-液压缸、42-支撑腿、5-取样组件、51-外套筒、52-内套筒、53-第一驱动电机、54-第二驱动电机、55-丝杆、56-螺母套、57-安全门、58-钻取头、59-提取部件、591-传送带、592-包裹套、593-翻盖板、594-限位板、595-进料板、596-环形槽带、597-独立齿条、598-滑条、6-收集组件、61-第一电缸、62-第二电缸、63-吸盘、64-进气块、65-粉碎部件、651-粉碎盒、652-导向腔、653-环形槽、654-粉碎片、655-阻挡网、656-锥形孔、657-切割条、66-双作用气压泵。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图10，本发明提供技术方案：

如图1-图10所示，一种具有防干扰功能的土壤层级钻孔取样装置，包括取样车1、外框架2、液压油箱3、顶升组件4、取样组件5、收集组件6，外框架2设置在取样车1的底盘上方，外框架2设置有一层板、二层板，顶升组件4和二层板紧固连接，顶升组件4和取样车1的底盘滑动连接，液压油箱3和外框架2的一层板紧固连接，液压油箱3通过管道和顶升组件4相连，取样组件5一端和一层板相连接，取样组件5另一端和取样车1相连接，收集组件6和一层板上表面紧固连接。本发明提取的土壤在输入时包裹套592保持同步移动，避免了采样土壤上移过程中和取样器之间出现摩擦，降低了土壤层级之间交叉混合的几率。另一方面包裹套592将取样土壤封存在包裹套592内，保存了取样土壤的初始形态，避免了取样土壤在输送过程中和外界的接触，极大程度了提升了后续检测的准确性。传统的取样设备通常需要在单次取样后对取样土壤进行检测，再进行二次取样，而本发明的取样土壤可重复多次取样，集中存储，且相互之间不会产生干扰，极大程度的提升了取样效率。本发明的钻取头58转速保持不变的状况下，土壤密实部分的下钻速度会降低，则该部分土壤受到进料板595的刮除圈数会增加，土壤密实部分在提取时一方面压缩量更大，刮除圈数增多有利于平衡压缩量，另一方面对密实部分土壤进行更多的刮除，可以避免在土壤装入包裹套中后会输送土壤出现挤压，降低了对土层结构的影响。发明通过粉碎片将土壤颗粒分离，各个土壤颗粒聚成团状，并对团状土壤表面进行干燥，土壤再次填充回开采坑洞后，各个土壤团相互分离，且团状的土壤叠加过程中会出现密布的缝隙，增加了土壤的体积，这样即使土壤被取样一部分，剩下的土壤回填后仍然能将坑洞填补。团状土壤的缝隙相互联通，在出现降雨天气时，泥水能够更加顺利的将土壤缝隙填充，进而使得土壤更快恢复原状。

顶升组件4有两组，两组顶升组件4分别位于二层板两侧，顶升组件4包括液压缸41、支撑腿42，液压缸41和二层板紧固连接，液压缸41的输出轴和支撑腿42紧固连接，支撑腿42和取样车1的底盘滑动连接。当取样车1开到需要取样的位置处时，液压缸41驱动支撑腿下移，支撑腿42将取样车1顶起，保持取样车1的位置稳定，从而提升取样精度。

取样组件5包括外套筒51、内套筒52、第一驱动电机53、第二驱动电机54、丝杆55、螺母套56、安全门57、钻取头58、提取部件59、安装板，内套筒52设置在外套筒51内部，外套筒51和安装板下表面转动连接，内套筒52和安装板下表面紧固连接，安装板和内套筒52对应位置设置有导通孔，安装板一侧和丝杆55紧固连接，安装板另一侧设置有导向杆，导向杆和安装板滑动连接，导向杆和取样车1的底盘紧固连接，第一驱动电机53和一层板上表面紧固连接，螺母套56和一层板转动连接，丝杆55从螺母套56中穿过，丝杆55和螺母套56内啮合，第一驱动电机53输出轴上设置有第一齿轮，螺母套56上设置有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合，第二驱动电机54和安装板下表面紧固连接，第二驱动电机54的输出轴上设置有第三齿轮，外套筒51外壁上设置有外齿圈，第三齿轮和外齿圈啮合，外套筒51远离安装板的一侧和钻取头58紧固连接，钻取头58远离外套筒51的一端设置有锯齿，外套筒51靠近钻取头一端的侧壁上设置有安全门57，提取部件59设置在外套筒51内部。第一驱动电机53带动螺母套56转动，螺母套56通过内啮合控制丝杆55上下移动，当需要取样时，丝杆55带动安装板下移，安装板带动外套筒51下移，外套筒51带动钻取头58插入土壤中，第二驱动电机54带动外套筒51转动，外套筒51带动钻取头58转动，钻取头58钻入土壤中，对土壤进行取样，提取部件59对提取的土壤进行保存。

提取部件59包括传送带591、包裹套592、翻盖板593、限位板594、进料板595、环形槽带596，内套筒52远离安装板的一端设置有若干个条形槽，条形槽围绕内套筒52均匀分布，条形槽一端延伸到内套筒52远离安装板一侧的末端，传送带591有若干条，传送带591设置在条形槽内，传送带591表面设置有轮齿，相邻的传送带之间还设置有环形槽带596，内套筒52表面设置有穿带孔，环形槽带596从穿带孔中穿过，环形槽带另一侧从内套筒52远离安装板的一侧处穿过，环形槽带596和内套筒52侧壁紧固连接，包裹套592外表面设置有若干条独立齿条597、滑条598，包裹套592两端设置有若干块限位板594，限位板594和包裹套592紧固连接，限位板594和包裹套592端面平行设置，翻盖板593和限位板594转动连接，翻盖板593为三角形，翻盖板593的翻转方向朝向包裹套592内部，进料板595设置有若干块，进料板595和钻取头58朝向内套筒52的一侧转动连接，进料板595的转动连接部位设置有扭簧。本发明的包裹套592上设置有拉链结构，在未使用时，包裹套592处于展开状态，当需要提取土样时，打开安全门57，将包裹套592内侧朝外，外侧朝内套在内套筒52上，保证包裹套592外表面上的滑条598和环形槽带596滑动连接，独立齿条597和传送带591表面的轮齿局部啮合。本发明设置的翻盖板593只能翻转到和限位板594平行位置，当所有翻盖板593都翻转时，包裹套592上下两端形成完整的圆形封盖。当设备启动时，传送带591带动包裹套592下移，当包裹套592底部下移到内套筒52最底端时，包裹套592下方的翻盖板593翻转，此时翻盖板593和包裹套592贴合，并转入到内套筒52内侧，本发明的进料板595由可复位的弹性材料制作，当翻盖板593翻转时会将进料板595挤压弯曲，进料板595将土壤下推，从而将局部土壤压实，该部分土壤后续上顶时会挤入翻盖板593和内套筒52的缝隙中，翻盖板593会被顶起，翻盖板593全部顶起后将包裹套592一端密封，此时包裹套592在传送带591的带动下上移，上移速度和钻取头58下移速度保持一致，当位于包裹套592另一侧的翻盖板593也翻转时，提取的土壤下端也被翻盖板593密封。本发明的包裹套592内壁上设置有摩擦粒，能提升对土壤的局部附着效果，避免土壤层级出现混合。靠近翻盖板593的土层被压实，其和包裹套592表面的摩擦力较大，为上层土壤压力提供缓冲，压实土壤下方就是需要采用检测的土壤，这些土壤在输入时包裹套592保持同步移动，避免了采样土壤上移过程中和取样器之间出现摩擦，降低了土壤层级之间交叉混合的几率。另一方面包裹套592将取样土壤封存在包裹套592内，保存了取样土壤的初始形态，避免了取样土壤在输送过程中和外界的接触，极大程度了提升了后续检测的准确性。传统的取样设备通常需要在单次取样后对取样土壤进行检测，再进行二次取样，而本发明的取样土壤可重复多次取样，集中存储，且相互之间不会产生干扰，极大程度的提升了取样效率。

进料板595在扭簧展开状态下和内套筒52平行，钻取头58上设置有限位面，进料板595被限位面所阻挡，若干根进料板595相互叠加排布，进料板595边缘被相邻的进料板595覆盖。本发明的进料板595和内套筒52底端靠近，当包裹套592套在内套筒52上时，进料板595和包裹套592内壁贴合，对土壤进行导向，当土壤向内套筒52内部移动时，进料板595随着钻取头58一起转动，进料板595压在相邻进料板595上侧的一端和土壤的转向相反，进料板595会将提取土壤的表层刮落，提取土壤在钻取头58作用下会向内部产生局部压缩，进料板595正好将该部分土壤刮除，对于土壤层级中较为密实的土壤，在钻孔时难度较大，本发明的钻取头58转速保持不变的状况下，土壤密实部分的下钻速度会降低，则该部分土壤受到进料板595的刮除圈数会增加，土壤密实部分在提取时一方面压缩量更大，刮除圈数增多有利于平衡压缩量，另一方面对密实部分土壤进行更多的刮除，可以避免在土壤装入包裹套中后会输送土壤出现挤压，降低了对土层结构的影响。

收集组件6包括第一电缸61、第二电缸62、吸盘63、进气块64、粉碎部件65、双作用气压泵66，第一电缸61和一层板上表面滑动连接，第二电缸62和一层板上表面紧固连接，第一电缸61的输出轴和进气块64紧固连接，第二电缸62的输出轴和第一电缸61紧固连接，吸盘63和进气块64紧固连接，吸盘63中心位置设置有进料孔，进料孔的直径小于包裹套592的直径，进气块64通过管道和粉碎部件65相联通，粉碎部件65远离进气块64的一侧和双作用气压泵66紧固连接。当取样组件5工作完成后，第一电缸61会带动吸盘63下移，吸盘63将内套筒52覆盖，双作用气压泵66此时正转吸气，吸盘63将土壤吸入到粉碎部件65中，当吸到包裹套592时，由于包裹套592直径大于吸盘63的进料孔，包裹套592将吸盘63堵住，在负压作用下吸盘63将包裹套592吸起，本发明在二层板上设置有储存仓，此时第一电缸61回缩，第二电缸62带动第一电缸61移动，将包裹套592移入到储存仓内。随后双作用气压泵66继续正转，粉碎部件65对土壤进行粉碎，粉碎完成后双作用气压泵66翻转，再将土壤排出，吸盘63移动到内套筒52位置，经过粉碎处理的土壤重新填充到土壤提取处。

粉碎部件65包括粉碎盒651、导向腔652、环形槽653、粉碎片654、阻挡网655、转轮，粉碎盒651和一层板上表面紧固连接，双作用气压泵66和粉碎盒651紧固连接，粉碎盒651内部设置有导向腔652、环形槽653，导向腔652一端通过管道和进气块64相联通，导向腔652另一端和双作用气压泵66相联通，环形槽653设置在导向腔652下侧，环形槽653和导向腔652相联通，粉碎片654和转轮紧固连接，粉碎片654有若干片，若干片粉碎片654围绕转轮均匀分布，转轮和环形槽653转动连接，转轮位于导向腔652下方，粉碎片654远离转轮的一端设置有刮刀，刮刀和环形槽653内壁相贴合，阻挡网655设置在导向腔652靠近双作用气压泵66的一端。当土壤进入粉碎盒651内部时，粉碎片654在双作用气压泵66的带动下开始转动，刮刀避免土壤贴在壁面上，在吸起状态下，粉碎片654阻挡土壤排出，土壤在环形槽653中不断旋转，粉碎完成后，双作用气压泵66反转，带动粉碎片654也反转，粉碎片654反转时将土壤抛出。

粉碎片654上设置有若干个锥形孔656、切割条657，锥形孔656设置在粉碎片654内部，在粉碎片654转动到导向腔652内部时，锥形孔656孔径大的一侧朝向双作用气压泵66，切割条657设置在粉碎片654表面靠近锥形孔656孔径大的一侧。当粉碎片654正转时，位于环形槽653中的粉碎片654运动方向和气流方向是相对的，此处的土壤和粉碎片654发生撞击，在撞击的过程中，土壤会沿着锥形孔656移动，锥形孔656将土壤挤压成细条状，细条状土壤穿过粉碎片654后又会和下一片粉碎片654接触，粉碎片654上的切割条657会将土壤切成短条，短条土壤在随着粉碎片转动时会逐渐成团状，在气流快速流动过程中，土壤团表面的水分会快速流失，土壤团表层土壤干涸，土壤团表面粘度快速下降。常规的钻孔取样装置在取样后会留下取样坑，破坏了土壤的原有结构，坑洞的留存会导致坑洞周围的泥土流失，一方面容易出现积水的堆积，另一方面也对周边植被的生长造成了影响。而本发明通过粉碎片将土壤颗粒分离，各个土壤颗粒聚成团状，并对团状土壤表面进行干燥，土壤再次填充回开采坑洞后，各个土壤团相互分离，且团状的土壤叠加过程中会出现密布的缝隙，增加了土壤的体积，这样即使土壤被取样一部分，剩下的土壤回填后仍然能将坑洞填补。团状土壤的缝隙相互联通，在出现降雨天气时，泥水能够更加顺利的将土壤缝隙填充，进而使得土壤更快恢复原状。

本发明的工作原理：当取样车1开到需要取样的位置处时，液压缸41驱动支撑腿下移，支撑腿42将取样车1顶起，第一驱动电机53带动螺母套56转动，螺母套56通过内啮合控制丝杆55上下移动，当需要取样时，丝杆55带动安装板下移，安装板带动外套筒51下移，外套筒51带动钻取头58插入土壤中，第二驱动电机54带动外套筒51转动，外套筒51带动钻取头58转动，钻取头58钻入土壤中，对土壤进行取样。当需要提取土样时，打开安全门57，将包裹套592内侧朝外，外侧朝内套在内套筒52上，保证包裹套592外表面上的滑条598和环形槽带596滑动连接，独立齿条597和传送带591表面的轮齿局部啮合。当设备启动时，传送带591带动包裹套592下移，当包裹套592底部下移到内套筒52最底端时，包裹套592下方的翻盖板593翻转，此时翻盖板593和包裹套592贴合，并转入到内套筒52内侧，当位于包裹套592另一侧的翻盖板593也翻转时，提取的土壤下端也被翻盖板593密封，取样土壤被封入到包裹套592中。当取样组件5工作完成后，第一电缸61会带动吸盘63下移，吸盘63将内套筒52覆盖，双作用气压泵66此时正转吸气，吸盘63将土壤吸入到粉碎部件65中，当吸到包裹套592时，由于包裹套592直径大于吸盘63的进料孔，包裹套592将吸盘63堵住，在负压作用下吸盘63将包裹套592吸起，放入到储存仓中。粉碎部件65将多余土壤粉碎重新回填到取样坑中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (5)

1.一种具有防干扰功能的土壤层级钻孔取样装置，其特征在于：所述取样装置包括取样车（1）、外框架（2）、液压油箱（3）、顶升组件（4）、取样组件（5）、收集组件（6），所述外框架（2）设置在取样车（1）的底盘上方，所述外框架（2）设置有一层板、二层板，所述顶升组件（4）和二层板紧固连接，所述顶升组件（4）和取样车（1）的底盘滑动连接，所述液压油箱（3）和外框架（2）的一层板紧固连接，所述液压油箱（3）通过管道和顶升组件（4）相连，所述取样组件（5）一端和一层板相连接，取样组件（5）另一端和取样车（1）相连接，所述收集组件（6）和一层板上表面紧固连接；

所述顶升组件（4）有两组，两组顶升组件（4）分别位于二层板两侧，所述顶升组件（4）包括液压缸（41）、支撑腿（42），所述液压缸（41）和二层板紧固连接，所述液压缸（41）的输出轴和支撑腿（42）紧固连接，所述支撑腿（42）和取样车（1）的底盘滑动连接；

所述取样组件（5）包括外套筒（51）、内套筒（52）、第一驱动电机（53）、第二驱动电机（54）、丝杆（55）、螺母套（56）、安全门（57）、钻取头（58）、提取部件（59）、安装板，所述内套筒（52）设置在外套筒（51）内部，所述外套筒（51）和安装板下表面转动连接，所述内套筒（52）和安装板下表面紧固连接，所述安装板和内套筒（52）对应位置设置有导通孔，所述安装板一侧和丝杆（55）紧固连接，所述安装板另一侧设置有导向杆，所述导向杆和安装板滑动连接，所述导向杆和取样车（1）的底盘紧固连接，所述第一驱动电机（53）和一层板上表面紧固连接，所述螺母套（56）和一层板转动连接，所述丝杆（55）从螺母套（56）中穿过，所述丝杆（55）和螺母套（56）内啮合，所述第一驱动电机（53）输出轴上设置有第一齿轮，所述螺母套（56）上设置有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮啮合，所述第二驱动电机（54）和安装板下表面紧固连接，所述第二驱动电机（54）的输出轴上设置有第三齿轮，所述外套筒（51）外壁上设置有外齿圈，所述第三齿轮和外齿圈啮合，所述外套筒（51）远离安装板的一侧和钻取头（58）紧固连接，所述钻取头（58）远离外套筒（51）的一端设置有锯齿，所述外套筒（51）靠近钻取头一端的侧壁上设置有安全门（57），所述提取部件（59）设置在外套筒（51）内部；

所述提取部件（59）包括传送带（591）、包裹套（592）、翻盖板（593）、限位板（594）、进料板（595）、环形槽带（596），所述内套筒（52）远离安装板的一端设置有若干个条形槽，所述条形槽围绕内套筒（52）均匀分布，所述条形槽一端延伸到内套筒（52）远离安装板一侧的末端，所述传送带（591）有若干条，传送带（591）设置在条形槽内，所述传送带（591）表面设置有轮齿，相邻的传送带之间还设置有环形槽带（596），所述内套筒（52）表面设置有穿带孔，所述环形槽带（596）从穿带孔中穿过，环形槽带另一侧从内套筒（52）远离安装板的一侧处穿过，所述环形槽带（596）和内套筒（52）侧壁紧固连接，所述包裹套（592）外表面设置有若干条独立齿条（597）、滑条（598），所述包裹套（592）两端设置有若干块限位板（594），所述限位板（594）和包裹套（592）紧固连接，限位板（594）和包裹套（592）端面平行设置，所述翻盖板（593）和限位板（594）转动连接，所述翻盖板（593）为三角形，翻盖板（593）的翻转方向朝向包裹套（592）内部，所述进料板（595）设置有若干块，进料板（595）和钻取头（58）朝向内套筒（52）的一侧转动连接，所述进料板（595）的转动连接部位设置有扭簧。

2.根据权利要求1所述的一种具有防干扰功能的土壤层级钻孔取样装置，其特征在于：所述进料板（595）在扭簧展开状态下和内套筒（52）平行，所述钻取头（58）上设置有限位面，进料板（595）被限位面所阻挡，若干根所述进料板（595）相互叠加排布，进料板（595）边缘被相邻的进料板（595）覆盖。

3.根据权利要求2所述的一种具有防干扰功能的土壤层级钻孔取样装置，其特征在于：所述收集组件（6）包括第一电缸（61）、第二电缸（62）、吸盘（63）、进气块（64）、粉碎部件（65）、双作用气压泵（66），所述第一电缸（61）和一层板上表面滑动连接，所述第二电缸（62）和一层板上表面紧固连接，所述第一电缸（61）的输出轴和进气块（64）紧固连接，所述第二电缸（62）的输出轴和第一电缸（61）紧固连接，所述吸盘（63）和进气块（64）紧固连接，所述吸盘（63）中心位置设置有进料孔，所述进料孔的直径小于包裹套（592）的直径，所述进气块（64）通过管道和粉碎部件（65）相联通，所述粉碎部件（65）远离进气块（64）的一侧和双作用气压泵（66）紧固连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有防干扰功能的土壤层级钻孔取样装置，其特征在于：所述粉碎部件（65）包括粉碎盒（651）、导向腔（652）、环形槽（653）、粉碎片（654）、阻挡网（655）、转轮，所述粉碎盒（651）和一层板上表面紧固连接，所述双作用气压泵（66）和粉碎盒（651）紧固连接，所述粉碎盒（651）内部设置有导向腔（652）、环形槽（653），所述导向腔（652）一端通过管道和进气块（64）相联通，导向腔（652）另一端和双作用气压泵（66）相联通，所述环形槽（653）设置在导向腔（652）下侧，环形槽（653）和导向腔（652）相联通，所述粉碎片（654）和转轮紧固连接，所述粉碎片（654）有若干片，若干片粉碎片（654）围绕转轮均匀分布，所述转轮和环形槽（653）转动连接，转轮位于导向腔（652）下方，所述粉碎片（654）远离转轮的一端设置有刮刀，所述刮刀和环形槽（653）内壁相贴合，所述阻挡网（655）设置在导向腔（652）靠近双作用气压泵（66）的一端。

5.根据权利要求4所述的一种具有防干扰功能的土壤层级钻孔取样装置，其特征在于：所述粉碎片（654）上设置有若干个锥形孔（656）、切割条（657），所述锥形孔（656）设置在粉碎片（654）内部，在粉碎片（654）转动到导向腔（652）内部时，所述锥形孔（656）孔径大的一侧朝向双作用气压泵（66），所述切割条（657）设置在粉碎片（654）表面靠近锥形孔（656）孔径大的一侧。