CN115112412A - 一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置及采样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置及采样方法，涉及环境监测技术领域，装置包括顶板，顶板的底端固定设有控制电机，控制电机的传动轴固定设有传动丝杆，传动丝杆的表面通过丝杆螺母螺纹连接有移动管，移动管的底端设有采样组件，顶板的两侧均固定设有连接板，两个连接板的一侧均固定设有连接杆；本发明的有益效果是：通过设置采样组件，不需要先钻孔再人工采样，省时省力，通过设置定位组件，能够轻松地固定住整个装置，提升采样效果，更加方便，通过连接杆、受力盘、辅助圆环、摩擦片、制动电机和操作盘的配合，能够调整采样的角度。

Description

一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置及采样方法

技术领域

本发明涉及一种钻孔采样装置及采样方法，特别涉及一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置及采样方法，属于环境监测技术领域。

背景技术

土壤治理包含土壤环境监测，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，确定环境质量及其变化趋势。通常所说的土壤监测是指土壤环境监测，其一般包括布点采样、样品制备、分析方法、结果表征、资料统计和质量评价等技术内容，需要对土壤进行采样。

对土壤采样的方式有很多，人工取样装备简单，但在遇到坚硬的土壤时取样困难，附带电动钻头的采样装备通常采样机器打孔和人工采样组合的方式完成采样，需要人工用取土工具深入钻洞压入土壤，费时费力，为此，我们提供一种土壤治理用采样装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置及采样方法，以解决上述背景技术中提出的现有的土壤取样方式费时费力的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置及采样方法包括顶板，所述顶板的底端固定设有控制电机，所述控制电机的传动轴固定设有传动丝杆，所述传动丝杆的表面通过丝杆螺母螺纹连接有移动管，所述移动管的底端设有采样组件，所述顶板的两侧均固定设有连接板，两个所述连接板的一侧均固定设有连接杆，两个所述连接杆的表面均通过轴承转动连接有支撑板，两个所述支撑板的底端均固定设有底座，两个所述底座底端的两侧均固定设有支撑块，四个所述支撑块的一侧均设有定位组件，四个所述支撑块的底端均固定设有万向轮。

优选的，所述采样组件包括卡合环、安装盘和两个螺钉，所述卡合环的顶端固定设有两个第一挡板，两个所述第一挡板的一侧均开设有螺纹孔，所述卡合环的底端固定设有存储筒，所述存储筒的底端固定设有电动钻头，所述卡合环的表面开设有两个进土槽，两个所述进土槽的两侧均设有固定板，四个所述固定板的一侧均固定设置在卡合环的表面，每两个相邻的固定板之间均通过转轴转动连接有扒土板，两个所述扒土板的一侧均固定设有两个受力板，所述安装盘固定设置在移动管的底端，所述安装盘的内部开设有两个与第一挡板相滑动的通孔，所述安装盘的顶端固定设有两个第二挡板，两个所述第二挡板的中部均开设有通孔，两个第二挡板均通过螺钉与相对应的第一挡板固定连接。

优选的，四个所述定位组件均包括安装块，四个所述安装块均固定设置在相对应的支撑块的一侧，四个所述安装块的内部均开设有安装槽，四个所述安装槽均为L状，四个所述安装槽的内部均设有定位杆，四个所述定位杆的底端均固定设有定位圆锥，四个所述安装槽内壁的底部均固定设有限位块，四个所述限位块的内部均开设有与定位杆相滑动的限位通道。

优选的，两个所述连接板之间均固定设有底板，所述底板与顶板之间固定设有两个滑杆，两个所述滑杆的表面均滑动连接有移动环，两个所述移动环的表面均固定设有辅助板，两个所述辅助板的一侧均与移动管的顶部固定连接，所述底板的内部开设有圆形孔，所述圆形孔的直径大于卡合环的直径。

优选的，其中一个所述连接板的一侧固定设有操作杆，所述操作杆的表面固定设有防滑套。

优选的，其中一个所述支撑板的中部固定设有制动气缸，所述制动气缸的伸缩端固定设有摩擦片，所述摩擦片的一侧设有受力盘，所述受力盘固定设置在相对应的连接杆的一端。

优选的，另一个所述支撑板的一侧固定设有辅助圆环，所述辅助圆环的表面设有角度的刻度尺，所述辅助圆环的一侧设有操作盘，所述操作盘固定设置在相对应的连接杆的一端，另一个所述支撑板的中部固定设有开关面板。

优选的，所述开关面板的表面分别设有控制电机开关、电动钻头开关和制动气缸开关，所述控制电机、电动钻头和制动气缸分别通过控制电机开关、电动钻头开关和制动气缸开关与外接电源电性连接，所述控制电机为正反转电机。

一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置的采样方法，首先需要固定住整个装置，旋转定位杆，使得定位杆沿着限位通道向下滑动，限位通道向下滑动带动定位圆锥向下滑动，定位圆锥向下滑动，用力挤压定位杆，使得定位圆锥插入土壤中，完成固定，接着组装采样组件，将第一挡板沿着通孔滑入，使得卡合环701和安装盘702相贴合，旋进螺钉711固定住卡合环701和安装盘，之后按需要调整角度，通过制动气缸开关启动制动气缸，制动气缸的伸缩端伸缩，使得摩擦片不再挤压受力盘，于是能够旋转操作盘，操作盘旋转带动连接杆旋转，连接杆旋转带动连接板旋转，最终带动顶板、控制电机和采样组件旋转，通过操作盘和刻有刻度的辅助圆环的配合，调整角度，调整完毕后通过制动气缸开关使得制动气缸的伸缩端伸展，摩擦片挤压受力盘，完成对连接杆的固定，控制电机为正反转电机，通过控制电机开关启动控制电机，控制电机带动传动丝杆旋转，传动丝杆旋转促使移动管向下移动，移动管移动带动，通过电动钻头开关启动电动钻头，电动钻头旋转，电动钻头被移动管的移动所推动，向下钻孔，土壤碰撞受力板使得扒土板旋转，从而将飞溅的土壤推入存储筒的内部，两个受力板朝向存储筒时只有位于下方的受力板被土壤挤压，两个受力板均不朝向存储筒时，都会受到挤压，于是在存储筒的内部积累土壤，当需要取出土壤时，旋开螺钉，分离卡合环和安装盘，即可从卡合环倒出存储筒内部的土壤。

与相关技术相比较，本发明提供的一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置及采样方法具有如下有益效果：

1、通过设置采样组件，不需要先钻孔再人工采样，省时省力，通过控制电机开关启动控制电机，控制电机带动传动丝杆旋转，传动丝杆旋转促使移动管向下移动，移动管移动带动，通过电动钻头开关启动电动钻头，电动钻头旋转，电动钻头被移动管的移动所推动，向下钻孔，土壤碰撞受力板使得扒土板旋转，从而将飞溅的土壤推入存储筒的内部；

2、通过设置定位组件，能够轻松地固定住整个装置，提升采样效果，更加方便，旋转定位杆，使得定位杆沿着限位通道向下滑动，限位通道向下滑动带动定位圆锥向下滑动，定位圆锥向下滑动，用力挤压定位杆，使得定位圆锥插入土壤中，完成固定；

3、通过连接杆、受力盘、辅助圆环、摩擦片、制动电机和操作盘的配合，能够调整采样的角度，更加灵活，增强了实用性，通过制动气缸开关启动制动气缸，制动气缸的伸缩端伸缩，使得摩擦片不再挤压受力盘，于是能够旋转操作盘，操作盘旋转带动连接杆旋转，连接杆旋转带动连接板旋转，最终带动顶板、控制电机和采样组件旋转，通过操作盘和刻有刻度的辅助圆环的配合，调整角度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的背部结构示意图；

图3为本发明的采样组件的结构示意图；

图4为本发明定位组件的结构示意图。

图中：1、顶板；2、控制电机；3、传动丝杆；4、移动管；5、连接板；6、连接杆；7、采样组件；701、卡合环；702、安装盘；703、第一挡板；704、存储筒；705、电动钻头；706、进土槽；707、固定板；708、扒土板；709、受力板；710、第二挡板；711、螺钉；8、定位组件；801、安装块；802、安装槽；803、定位杆；804、定位圆锥；805、限位块；806、限位通道；9、支撑板；10、万向轮；11、底座；12、支撑块；13、底板；14、滑杆；15、移动环；16、辅助板；17、操作杆；18、防滑套；19、制动气缸；20、摩擦片；21、受力盘；22、辅助圆环；23、操作盘；24、开关面板；25、圆形孔。

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。

实施例1：

请参阅图1-4，本发明提供了一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置及采样方法，包括顶板1，顶板1的底端固定设有控制电机2，控制电机2的传动轴固定设有传动丝杆3，传动丝杆3的表面通过丝杆螺母螺纹连接有移动管4，移动管4的底端设有采样组件7，顶板1的两侧均固定设有连接板5，两个连接板5的一侧均固定设有连接杆6，两个连接杆6的表面均通过轴承转动连接有支撑板9，两个支撑板9的底端均固定设有底座11，两个底座11底端的两侧均固定设有支撑块12，四个支撑块12的一侧均设有定位组件8，四个支撑块12的底端均固定设有万向轮10；

两个连接板5之间均固定设有底板13，底板13与顶板1之间固定设有两个滑杆14，两个滑杆14的表面均滑动连接有移动环15，两个移动环15的表面均固定设有辅助板16，两个辅助板16的一侧均与移动管4的顶部固定连接，底板13的内部开设有圆形孔25，圆形孔25的直径大于卡合环701的直径；

其中一个连接板5的一侧固定设有操作杆17，操作杆17的表面固定设有防滑套18；

其中一个支撑板9的中部固定设有制动气缸19，制动气缸19的伸缩端固定设有摩擦片20，摩擦片20的一侧设有受力盘21，受力盘21固定设置在相对应的连接杆6的一端；

另一个支撑板9的一侧固定设有辅助圆环22，辅助圆环22的表面设有角度的刻度尺，辅助圆环22的一侧设有操作盘23，操作盘23固定设置在相对应的连接杆6的一端，另一个支撑板9的中部固定设有开关面板24；

开关面板24的表面分别设有控制电机开关和制动气缸开关，控制电机2和制动气缸19分别通过控制电机开关和制动气缸开关与外接电源电性连接，控制电机2为正反转电机。

实施例2：

采样组件7包括卡合环701、安装盘702和两个螺钉711，卡合环701的顶端固定设有两个第一挡板703，两个第一挡板703的一侧均开设有螺纹孔，卡合环701的底端固定设有存储筒704，存储筒704的底端固定设有电动钻头705，卡合环701的表面开设有两个进土槽706，两个进土槽706的两侧均设有固定板707，四个固定板707的一侧均固定设置在卡合环701的表面，每两个相邻的固定板707之间均通过转轴转动连接有扒土板708，两个扒土板708的一侧均固定设有两个受力板709，安装盘702固定设置在移动管4的底端，安装盘702的内部开设有两个与第一挡板703相滑动的通孔，安装盘702的顶端固定设有两个第二挡板710，两个第二挡板710的中部均开设有通孔，两个第二挡板710均通过螺钉711与相对应的第一挡板703固定连接；

开关面板24的表面设有电动钻头开关，电动钻头705通过电动钻头开关与外接电源电性连接；

具体的，如图1、图2、图3所示，首先组装采样组件7，将第一挡板703沿着通孔滑入，使得卡合环701和安装盘702相贴合，旋进螺钉711固定住卡合环701和安装盘702，控制电机2为正反转电机，通过控制电机开关启动控制电机2，控制电机2带动传动丝杆3旋转，传动丝杆3旋转促使移动管4向下移动，移动管4移动带动，通过电动钻头开关启动电动钻头705，电动钻头705旋转，电动钻头705被移动管4的移动所推动，向下钻孔，土壤碰撞受力板709使得扒土板708旋转，从而将飞溅的土壤推入存储筒704的内部，两个受力板709朝向存储筒704时只有位于下方的受力板709被土壤挤压，两个受力板709均不朝向存储筒704时，都会受到挤压，于是在存储筒704的内部积累土壤，当需要取出土壤时，旋开螺钉711，分离卡合环701和安装盘702，即可从卡合环701倒出存储筒704内部的土壤。

实施例3：

四个定位组件8均包括安装块801，四个安装块801均固定设置在相对应的支撑块12的一侧，四个安装块801的内部均开设有安装槽802，四个安装槽802均为L状，四个安装槽802的内部均设有定位杆803，四个定位杆803的底端均固定设有定位圆锥804，四个安装槽802内壁的底部均固定设有限位块805，四个限位块805的内部均开设有与定位杆803相滑动的限位通道806；

具体的，如图1、图2、图4所示，首先需要移动整个装置时，使得定位杆803的顶部位于安装槽802的顶部，当需要固定住整个装置时，旋转定位杆803，使得定位杆803沿着限位通道806向下滑动，限位通道806向下滑动带动定位圆锥804向下滑动，定位圆锥804向下滑动，用力挤压定位杆803，使得定位圆锥804插入土壤中，完成固定。

，本发明一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置的采样方法，首先需要固定住整个装置，旋转定位杆803，使得定位杆803沿着限位通道806向下滑动，限位通道806向下滑动带动定位圆锥804向下滑动，定位圆锥804向下滑动，用力挤压定位杆803，使得定位圆锥804插入土壤中，完成固定，接着组装采样组件7，将第一挡板703沿着通孔滑入，使得卡合环701和安装盘702相贴合，旋进螺钉711固定住卡合环701和安装盘702，之后按需要调整角度，通过制动气缸开关启动制动气缸19，制动气缸19的伸缩端伸缩，使得摩擦片20不再挤压受力盘21，于是能够旋转操作盘23，操作盘23旋转带动连接杆6旋转，连接杆6旋转带动连接板5旋转，最终带动顶板1、控制电机2和采样组件7旋转，通过操作盘23和刻有刻度的辅助圆环22的配合，调整角度，调整完毕后通过制动气缸开关使得制动气缸19的伸缩端伸展，摩擦片20挤压受力盘21，完成对连接杆6的固定，控制电机2为正反转电机，通过控制电机开关启动控制电机2，控制电机2带动传动丝杆3旋转，传动丝杆3旋转促使移动管4向下移动，移动管4移动带动，通过电动钻头开关启动电动钻头705，电动钻头705旋转，电动钻头705被移动管4的移动所推动，向下钻孔，土壤碰撞受力板709使得扒土板708旋转，从而将飞溅的土壤推入存储筒704的内部，两个受力板709朝向存储筒704时只有位于下方的受力板709被土壤挤压，两个受力板709均不朝向存储筒704时，都会受到挤压，于是在存储筒704的内部积累土壤，当需要取出土壤时，旋开螺钉711，分离卡合环701和安装盘702，即可从卡合环701倒出存储筒704内部的土壤。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置，包括顶板(1)，其特征在于，所述顶板(1)的底端固定设有控制电机(2)，所述控制电机(2)的传动轴固定设有传动丝杆(3)，所述传动丝杆(3)的表面通过丝杆螺母螺纹连接有移动管(4)，所述移动管(4)的底端设有采样组件(7)，所述顶板(1)的两侧均固定设有连接板(5)，两个所述连接板(5)的一侧均固定设有连接杆(6)，两个所述连接杆(6)的表面均通过轴承转动连接有支撑板(9)，两个所述支撑板(9)的底端均固定设有底座(11)，两个所述底座(11)底端的两侧均固定设有支撑块(12)，四个所述支撑块(12)的一侧均设有定位组件(8)，四个所述支撑块(12)的底端均固定设有万向轮(10)。

2.根据权利要求1所述的一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置，其特征在于：所述采样组件(7)包括卡合环(701)、安装盘(702)和两个螺钉(711)，所述卡合环(701)的顶端固定设有两个第一挡板(703)，两个所述第一挡板(703)的一侧均开设有螺纹孔，所述卡合环(701)的底端固定设有存储筒(704)，所述存储筒(704)的底端固定设有电动钻头(705)，所述卡合环(701)的表面开设有两个进土槽(706)，两个所述进土槽(706)的两侧均设有固定板(707)，四个所述固定板(707)的一侧均固定设置在卡合环(701)的表面，每两个相邻的固定板(707)之间均通过转轴转动连接有扒土板(708)，两个所述扒土板(708)的一侧均固定设有两个受力板(709)，所述安装盘(702)固定设置在移动管(4)的底端，所述安装盘(702)的内部开设有两个与第一挡板(703)相滑动的通孔，所述安装盘(702)的顶端固定设有两个第二挡板(710)，两个所述第二挡板(710)的中部均开设有通孔，两个第二挡板(710)均通过螺钉(711)与相对应的第一挡板(703)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置，其特征在于：四个所述定位组件(8)均包括安装块(801)，四个所述安装块(801)均固定设置在相对应的支撑块(12)的一侧，四个所述安装块(801)的内部均开设有安装槽(802)，四个所述安装槽(802)均为L状，四个所述安装槽(802)的内部均设有定位杆(803)，四个所述定位杆(803)的底端均固定设有定位圆锥(804)，四个所述安装槽(802)内壁的底部均固定设有限位块(805)，四个所述限位块(805)的内部均开设有与定位杆(803)相滑动的限位通道(806)。

4.根据权利要求3所述的一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置，其特征在于：两个所述连接板(5)之间均固定设有底板(13)，所述底板(13)与顶板(1)之间固定设有两个滑杆(14)，两个所述滑杆(14)的表面均滑动连接有移动环(15)，两个所述移动环(15)的表面均固定设有辅助板(16)，两个所述辅助板(16)的一侧均与移动管(4)的顶部固定连接，所述底板(13)的内部开设有圆形孔(25)，所述圆形孔(25)的直径大于卡合环(701)的直径。

5.根据权利要求4所述的一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置，其特征在于：其中一个所述连接板(5)的一侧固定设有操作杆(17)，所述操作杆(17)的表面固定设有防滑套(18)。

6.根据权利要求5所述的一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置，其特征在于：其中一个所述支撑板(9)的中部固定设有制动气缸(19)，所述制动气缸(19)的伸缩端固定设有摩擦片(20)，所述摩擦片(20)的一侧设有受力盘(21)，所述受力盘(21)固定设置在相对应的连接杆(6)的一端。

7.根据权利要求6所述的一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置及，其特征在于：另一个所述支撑板(9)的一侧固定设有辅助圆环(22)，所述辅助圆环(22)的表面设有角度的刻度尺，所述辅助圆环(22)的一侧设有操作盘(23)，所述操作盘(23)固定设置在相对应的连接杆(6)的一端，另一个所述支撑板(9)的中部固定设有开关面板(24)。

8.根据权利要求7所述的一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置，其特征在于：所述开关面板(24)的表面分别设有控制电机开关、电动钻头开关和制动气缸开关，所述控制电机(2)、电动钻头(705)和制动气缸(19)分别通过控制电机开关、电动钻头开关和制动气缸开关与外接电源电性连接，所述控制电机(2)为正反转电机。

9.根据权利要求8所述的一种土壤环境监测用高效钻孔采样装置的采样方法，其特征在于：包括步骤如下：首先需要固定住整个装置，旋转定位杆，使得定位杆沿着限位通道向下滑动，限位通道向下滑动带动定位圆锥向下滑动，定位圆锥向下滑动，用力挤压定位杆，使得定位圆锥插入土壤中，完成固定，接着组装采样组件，将第一挡板沿着通孔滑入，使得卡合环701和安装盘702相贴合，旋进螺钉711固定住卡合环701和安装盘，之后按需要调整角度，通过制动气缸开关启动制动气缸，制动气缸的伸缩端伸缩，使得摩擦片不再挤压受力盘，于是能够旋转操作盘，操作盘旋转带动连接杆旋转，连接杆旋转带动连接板旋转，最终带动顶板、控制电机和采样组件旋转，通过操作盘和刻有刻度的辅助圆环的配合，调整角度，调整完毕后通过制动气缸开关使得制动气缸的伸缩端伸展，摩擦片挤压受力盘，完成对连接杆的固定，控制电机为正反转电机，通过控制电机开关启动控制电机，控制电机带动传动丝杆旋转，传动丝杆旋转促使移动管向下移动，移动管移动带动，通过电动钻头开关启动电动钻头，电动钻头旋转，电动钻头被移动管的移动所推动，向下钻孔，土壤碰撞受力板使得扒土板旋转，从而将飞溅的土壤推入存储筒的内部，两个受力板朝向存储筒时只有位于下方的受力板被土壤挤压，两个受力板均不朝向存储筒时，都会受到挤压，于是在存储筒的内部积累土壤，当需要取出土壤时，旋开螺钉，分离卡合环和安装盘，即可从卡合环倒出存储筒内部的土壤。

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