CN114878215A - 一种土壤环境检测取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤环境检测取样装置，涉及土壤取样设备领域，技术方案为，包括下端设置开口的外筒，外筒的中部固定设置中心导轨，中心导轨的四个周壁分别开设一个凹槽，每个凹槽内均转动设置一个丝杆，丝杆的轴线与外筒的轴线平行，丝杆上螺纹连接滑块，每个滑块均与中心导轨滑动连接，每个滑块上均活动设置一个用于土壤样本采集的取土机构，取土机构与丝杆之间设置连动单元；还包括用于驱动丝杆旋转的驱动机构，驱动机构位于中心导轨的上端。本发明的有益效果是：可实现取土过程基本自动进行，无需人工打孔和取土，省时省力。

Description

一种土壤环境检测取样装置

技术领域

本发明涉及土壤取样设备领域，特别涉及一种土壤环境检测取样装置。

背景技术

土壤污染，大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、碱、重金属，盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3，4-苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。

当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质可能间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度，为了得到具有代表性的土壤样本，需要利用取土器对一定深度的原状土进行取样。

环刀取土器便是目前最为常见的取土工具，将取土器环刀钻入土里到需要的深度后拔出，之后环刀及半圆筒拆下，再用刮刀将两端多余的土修平，环刀内的土可作为试验试样；该取土器使用时全程需手动进行，费时费力。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种土壤环境检测取样装置。

其技术方案为，包括下端设置开口的外筒，所述外筒的中部固定设置中心导轨，所述中心导轨的四个周壁分别开设一个凹槽，每个所述凹槽内均转动设置一个丝杆，所述丝杆的轴线与所述外筒的轴线平行，所述丝杆上螺纹连接滑块，每个所述滑块均与所述中心导轨滑动连接，每个所述滑块上均活动设置一个用于土壤样本采集的取土机构，所述取土机构与所述丝杆之间设置连动单元；

还包括用于驱动所述丝杆旋转的驱动机构，所述驱动机构位于所述中心导轨的上端。

优选为，所述驱动机构包括固定设置在所述外筒上的驱动电机，所述驱动电机的电机轴延伸到所述外筒内，所述驱动电机的电机轴上同轴固定设置主动齿轮；

每个所述丝杆的上端同轴固定设置导杆，所述导杆上滑动设置从动齿轮，所述从动齿轮与所述导杆轴向滑动径向固定，所述从动齿轮的上表面固定设置调节块，所述调节块呈圆柱状，所述调节块的外壁上开设环形的导槽；

当所述从动齿轮位于所述导杆下端时，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合。

优选为，所述外筒内固定设置支架，所述支架上转动设置拨杆，所述拨杆的中部与所述支架转动连接，所述拨杆的一端设置半圆弧状的拨叉，所述拨叉的两端分别转动设置一个滚轮，所述滚轮在所述导槽内滚动；

所述拨杆的另一端延伸至所述外筒的外侧并固定设置固定板。

优选为，所述导杆的上端固定设置若干个磁块，每个所述磁块分别与其中一个所述调节块对应，所述调节块为金属材质，当所述调节块远离所述中心导轨时，所述磁块与所述调节块相吸。

优选为，所述连动单元包括与所述丝杆滑动连接的轴套，所述轴套与所述丝杆轴向滑动径向固定，所述轴套的外侧套设主动带轮，所述轴套与所述主动带轮均与所述滑块的上表面转动连接，所述主动带轮的内壁上阵列设置若干个棘齿，所述轴套的外壁上固定设置若干个弹簧片，所述弹簧片与所述棘齿啮合；

所述滑块的一端转动设置转轴，所述转轴的一端同轴固定设置从动带轮，所述从动带轮与所述主动带轮通过传动带连接，所述转轴的另一端延伸到所述滑块的下表面并设置外螺纹。

优选为，所述取土机构包括圆形管状的取样管，所述取样管的内壁下端固定设置破土器，所述破土器包括圆锥形的中间轴，所述中间轴的尖端背离所述滑块，所述中间轴的侧壁上周向阵列设置若干个破土铲，所述破土铲倾斜设置在所述中心轴上，所述破土铲远离所述中间轴的一端与所述取样管的内壁固定连接。

优选为，所述取样管的上端设置内螺纹，所述取样管与所述转轴螺纹连接。

优选为，所述外筒的外壁上设置支撑机构，所述支撑机构包括固定设置在所述外筒下部的固定套，所述外筒的外壁上滑动设置滑动套，所述滑动套上转动设置若干个支撑腿，所述固定套上转动设置若干个连杆，每个所述连杆分别与其中一个所述支撑腿的中部转动连接；

所述滑动套的本体上设置螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接锁紧螺栓。

优选为，所述外筒的上部固定设置把手。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

1、本产品结构简单，能够便于对深层土壤进行样本提取，从而能够降低土壤检测的难度；

2、整个取土过程基本实现自动进行，无需人工打孔和取土，省时省力；

3、一个驱动电机便可带动多个取土机构进行上下移动，减少驱动机构数量，有利于降低成本、减少重量以及减少占用空间。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例的内部结构示意图一。

图3为本发明实施例的内部结构示意图二。

图4为图3的A部分放大示意图。

图5为图3的B部分放大示意图。

图6为本发明实施例的取土机构示意图。

图7为本发明实施例的破土器示意图。

其中，附图标记为：1、外筒；1-1、中心导轨；1-2、凹槽；1-3、丝杆；1-4、滑块；1-5、把手；2、取土机构；2-1、取样管；2-2、破土器；2-21、中间轴；2-22、破土铲；3、连动单元；3-1、轴套；3-11、弹簧片；3-2、主动带轮；3-21、棘齿；3-3、转轴；3-4、从动带轮；3-5、传动带；4、驱动机构；4-1、驱动电机；4-2、主动齿轮；4-3、导杆；4-4、从动齿轮；4-5、调节块；4-51、导槽；4-6、拨杆；4-61、拨叉；4-62、滚轮；4-7、磁块；5、支撑机构；5-1、固定套；5-2、滑动套；5-3、支撑腿；5-4、连杆；5-5、锁紧螺栓。

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。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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创造和简化描述，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创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1

参见图1至图7，本发明提供一种土壤环境检测取样装置，包括下端设置开口的外筒1，外筒1的中部固定设置中心导轨1-1，中心导轨1-1的四个周壁分别开设一个凹槽1-2，每个凹槽1-2内均转动设置一个丝杆1-3，丝杆1-3的轴线与外筒1的轴线平行，丝杆1-3上螺纹连接滑块1-4，每个滑块1-4均与中心导轨1-1滑动连接，每个滑块1-4上均活动设置一个用于土壤样本采集的取土机构2，取土机构2与丝杆1-3之间设置连动单元3；

还包括用于驱动丝杆1-3旋转的驱动机构4，驱动机构4位于中心导轨1-1的上端。

驱动机构4包括固定设置在外筒1上的驱动电机4-1，驱动电机4-1的电机轴延伸到外筒1内，驱动电机4-1的电机轴上同轴固定设置主动齿轮4-2；

每个丝杆1-3的上端同轴固定设置导杆4-3，导杆4-3上滑动设置从动齿轮4-4，从动齿轮4-4与导杆4-3轴向滑动径向固定，从动齿轮4-4的上表面固定设置调节块4-5，调节块4-5呈圆柱状，调节块4-5的外壁上开设环形的导槽4-51；

当从动齿轮4-4位于导杆4-3下端时，从动齿轮4-4与主动齿轮4-2啮合。

外筒1内固定设置支架，支架上转动设置拨杆4-6，拨杆4-6的中部与支架转动连接，拨杆4-6的一端设置半圆弧状的拨叉4-61，拨叉4-61的两端分别转动设置一个滚轮4-62，滚轮4-62在导槽4-51内滚动；

拨杆4-6的另一端延伸至外筒1的外侧并固定设置固定板。

本装置的初始状态下，每个从动齿轮4-4均位于导杆4-3的上端，当需要进行土壤取样时，操作者通过调节其中一个拨杆4-6，使相对应的从动齿轮4-4移动至导杆4-3的下端，此时主动齿轮4-2与从动齿轮4-4啮合，驱动电机4-1通过主动齿轮4-2和从动齿轮4-4带动当前的丝杆1-3进行旋转，进而使取土机构2插入土层中，待取土机构2插入一定深度的土层后，驱动电机4-1反转，驱动电机4-1带动当前取土机构2向上移动，从而完成土壤的取样。

导杆4-3的上端固定设置若干个磁块4-7，每个磁块4-7分别与其中一个调节块4-5对应，调节块4-5为金属材质，当调节块4-5远离中心导轨1-1时，磁块4-7与调节块4-5相吸。

在取样的过程中需要进行多点取样，需要将本装置移动至不同的位置对土壤进行取样，磁块4-7能够使处于空闲区域的调节块4-5进行吸附，当调节块4-5吸附在磁块4-7上时，主动齿轮4-2与从动齿轮4-4相错，主动齿轮4-2的旋转不会带动空闲区域的取土机构2进行工作。

连动单元3包括与丝杆1-3滑动连接的轴套3-1，轴套3-1与丝杆1-3轴向滑动径向固定，轴套3-1的外侧套设主动带轮3-2，轴套3-1与主动带轮3-2均与滑块1-4的上表面转动连接，主动带轮3-2的内壁上阵列设置若干个棘齿3-21，轴套3-1的外壁上固定设置若干个弹簧片3-11，弹簧片3-11与棘齿3-21啮合；

滑块1-4的一端转动设置转轴3-3，转轴3-3的一端同轴固定设置从动带轮3-4，从动带轮3-4与主动带轮3-2通过传动带3-5连接，转轴3-3的另一端延伸到滑块1-4的下表面并设置外螺纹。

通过弹簧片3-11和棘齿3-21的配合能够实现当丝杆1-3驱动取土机构2插入土壤中时，丝杆1-3带动主动带轮3-2进行旋转，进而使取土机构2在竖直移动的过程中产生旋转，旋转的取土机构2能够减轻取土机构2插入土层的阻力，便于取土机构2插入到土层中，而当丝杆1-3进行反转时，丝杆1-3带动轴套3-1在主动带轮3-2的内部进行空转，在取土机构2在向上移动的过程中不会产生旋转，能够避免取土机构2中的样本产生掉落。

取土机构2包括圆形管状的取样管2-1，取样管2-1的内壁下端固定设置破土器2-2，破土器2-2包括圆锥形的中间轴2-21，中间轴2-21的尖端背离滑块1-4，中间轴2-21的侧壁上周向阵列设置若干个破土铲2-22，破土铲2-22倾斜设置在中心轴上，破土铲2-22远离中间轴2-21的一端与取样管2-1的内壁固定连接。

破土器2-2能够使取样管2-1在向土层中插入的过程中对土壤进行破坏，减轻取样管2-1向土层中插入的阻力，便于取样管2-1插入土壤中，同时破土器2-2能够在取样管2-1向上移动时，使土壤样本保存在取样管2-1内，避免取样管2-1中所取得的土壤样本掉落，实现土壤取样的完整性。

取样管2-1的上端设置内螺纹，取样管2-1与转轴3-3螺纹连接。

取样管2-1和转轴3-3螺纹连接便于在取样完成后，操作者取下取样管2-1，倾倒出取样管2-1内的土壤样本，同时对取样管2-1进行清洗，简化操作的过程，提升操作的效率。

外筒1的外壁上设置支撑机构5，支撑机构5包括固定设置在外筒1下部的固定套5-1，外筒1的外壁上滑动设置滑动套5-2，滑动套5-2上转动设置若干个支撑腿5-3，固定套5-1上转动设置若干个连杆5-4，每个连杆5-4分别与其中一个支撑腿5-3的中部转动连接；

滑动套5-2的本体上设置螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接锁紧螺栓5-5。

支撑机构5能够提升本装置在使用过程中的稳定性，在需要进行土壤取样时，调节滑动套5-2的位置，使支撑腿5-3的活动端向远离外筒1的一侧移动，调节完成后使用锁紧螺栓5-5对滑动套5-2的位置进行锁紧。支撑腿5-3远离滑动套5-2的一端设置突刺，突刺便于支撑腿5-3插入土壤中，进一步的提升支撑机构5在使用过程中的稳定性。

外筒1的上部固定设置把手1-5。

本发明使用时，在需要进土壤取样时，调节支撑机构5的位置，使支撑机构5的多个支撑腿5-3对外筒起支撑的作用，操作者通过调节其中一个拨杆4-6，使相对应的从动齿轮4-4移动至导杆4-3的下端，此时主动齿轮4-2与从动齿轮4-4啮合，驱动电机4-1通过主动齿轮4-2和从动齿轮4-4带动当前的丝杆1-3进行旋转，进而使取土机构2插入土层中，通过连动单元3能够实现取土机构2在竖直移动的过程中产生旋转，旋转的取土机构2能够减轻取土机构2插入土层的阻力，待取土机构插入一定深度的土层后，驱动电机4-1反转，驱动电机4-1带动当前取土机构2向上移动，而当丝杆1-3进行反转时，丝杆1-3带动轴套3-1在主动带轮3-2的内部进行空转，在取土机构2在向上移动的过程中不会产生旋转，能够避免取土机构2中的样本产生掉落，从而完成土壤的取样。

取样完成后，将本装置移动至其他的取样点，将当前拨杆4-6回复原位，调节一个空取土机构2所对应的拨杆4-6，持续对土壤进行取样。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种土壤环境检测取样装置，其特征在于，包括下端设置开口的外筒（1），所述外筒（1）的中部固定设置中心导轨（1-1），所述中心导轨（1-1）的四个周壁分别开设一个凹槽（1-2），每个所述凹槽（1-2）内均转动设置一个丝杆（1-3），所述丝杆（1-3）的轴线与所述外筒（1）的轴线平行，所述丝杆（1-3）上螺纹连接滑块（1-4），每个所述滑块（1-4）均与所述中心导轨（1-1）滑动连接，每个所述滑块（1-4）上均活动设置一个用于土壤样本采集的取土机构（2），所述取土机构（2）与所述丝杆（1-3）之间设置连动单元（3）；

还包括用于驱动所述丝杆（1-3）旋转的驱动机构（4），所述驱动机构（4）位于所述中心导轨（1-1）的上端。

2.根据权利要求1所述的土壤环境检测取样装置，其特征在于，所述驱动机构（4）包括固定设置在所述外筒（1）上的驱动电机（4-1），所述驱动电机（4-1）的电机轴延伸到所述外筒（1）内，所述驱动电机（4-1）的电机轴上同轴固定设置主动齿轮（4-2）；

每个所述丝杆（1-3）的上端同轴固定设置导杆（4-3），所述导杆（4-3）上滑动设置从动齿轮（4-4），所述从动齿轮（4-4）与所述导杆（4-3）轴向滑动径向固定，所述从动齿轮（4-4）的上表面固定设置调节块（4-5），所述调节块（4-5）呈圆柱状，所述调节块（4-5）的外壁上开设环形的导槽（4-51）；

当所述从动齿轮（4-4）位于所述导杆（4-3）下端时，所述从动齿轮（4-4）与所述主动齿轮（4-2）啮合。

3.根据权利要求2所述的土壤环境检测取样装置，其特征在于，所述外筒（1）内固定设置支架，所述支架上转动设置拨杆（4-6），所述拨杆（4-6）的中部与所述支架转动连接，所述拨杆（4-6）的一端设置半圆弧状的拨叉（4-61），所述拨叉（4-61）的两端分别转动设置一个滚轮（4-62），所述滚轮（4-62）在所述导槽（4-51）内滚动；

所述拨杆（4-6）的另一端延伸至所述外筒（1）的外侧并固定设置固定板。

4.根据权利要求3所述的土壤环境检测取样装置，其特征在于，所述导杆（4-3）的上端固定设置若干个磁块（4-7），每个所述磁块（4-7）分别与其中一个所述调节块（4-5）对应，所述调节块（4-5）为金属材质，当所述调节块（4-5）远离所述中心导轨（1-1）时，所述磁块（4-7）与所述调节块（4-5）相吸。

5.根据权利要求4所述的土壤环境检测取样装置，其特征在于，所述连动单元（3）包括与所述丝杆（1-3）滑动连接的轴套（3-1），所述轴套（3-1）与所述丝杆（1-3）轴向滑动径向固定，所述轴套（3-1）的外侧套设主动带轮（3-2），所述轴套（3-1）与所述主动带轮（3-2）均与所述滑块（1-4）的上表面转动连接，所述主动带轮（3-2）的内壁上阵列设置若干个棘齿（3-21），所述轴套（3-1）的外壁上固定设置若干个弹簧片（3-11），所述弹簧片（3-11）与所述棘齿（3-21）啮合；

所述滑块（1-4）的一端转动设置转轴（3-3），所述转轴（3-3）的一端同轴固定设置从动带轮（3-4），所述从动带轮（3-4）与所述主动带轮（3-2）通过传动带（3-5）连接，所述转轴（3-3）的另一端延伸到所述滑块（1-4）的下表面并设置外螺纹。

6.根据权利要求5所述的土壤环境检测取样装置，其特征在于，所述取土机构（2）包括圆形管状的取样管（2-1），所述取样管（2-1）的内壁下端固定设置破土器（2-2），所述破土器（2-2）包括圆锥形的中间轴（2-21），所述中间轴（2-21）的尖端背离所述滑块（1-4），所述中间轴（2-21）的侧壁上周向阵列设置若干个破土铲（2-22），所述破土铲（2-22）倾斜设置在所述中心轴上，所述破土铲（2-22）远离所述中间轴（2-21）的一端与所述取样管（2-1）的内壁固定连接。

7.根据权利要求6所述的土壤环境检测取样装置，其特征在于，所述取样管（2-1）的上端设置内螺纹，所述取样管（2-1）与所述转轴（3-3）螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的土壤环境检测取样装置，其特征在于，所述外筒（1）的外壁上设置支撑机构（5），所述支撑机构（5）包括固定设置在所述外筒（1）下部的固定套（5-1），所述外筒（1）的外壁上滑动设置滑动套（5-2），所述滑动套（5-2）上转动设置若干个支撑腿（5-3），所述固定套（5-1）上转动设置若干个连杆（5-4），每个所述连杆（5-4）分别与其中一个所述支撑腿（5-3）的中部转动连接；

所述滑动套（5-2）的本体上设置螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接锁紧螺栓（5-5）。

9.根据权利要求1所述的土壤环境检测取样装置，其特征在于，所述外筒（1）的上部固定设置把手（1-5）。

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