CN115615743B - 一种用于湿地的生态土壤修复取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于取样装置技术领域，特别是涉及一种用于湿地的生态土壤修复取样装置。本发明的用于湿地的生态土壤修复取样装置包括架体、取样套筒、取样机构、除水单元和驱动机构，取样机构能够把外界的土壤引入取样套筒中，动力组件能够使取样单元在伸出状态和缩回状态之间进行切换，除水单元能够承接取样机构引入取样套筒中的土壤并对土壤进行除水；在使用时，取样机构就能够把外界的土壤引入取样套筒中，使取样套筒上升以脱离土壤时，驱动机构会带动除水单元对内部的土壤进行除水，因此不需要再设置额外的除水装置进行除水作业，操作较为简单，工作效率较高。

Description

一种用于湿地的生态土壤修复取样装置

技术领域

本发明属于取样装置技术领域，特别是涉及一种用于湿地的生态土壤修复取样装置。

背景技术

土壤环境监测是了解土壤环境质量状况的重要措施。土壤环境监测一般包括准备、布点、采样、制样、分析测试、评价等步骤。对于湿地生态环境的土壤取样水分较多时会影响土壤分析检测的精准度，从而湿度生态环境中的土壤进行取样后需要对其进行除水处理，现有技术中如中国专利CN111638087B公开了一种湿地生态环境治理土壤取样综合化处理系统，该处理系统能够把取出的土壤样品进行除水处理。

然而，上述处理系统是需要取样完成后，把样品转移到特定的除水装置中才能进行除水操作，即要使用不同的装置经历取样、除水这两个过程之后才能得到符合要求的土壤样品，工作效率较低。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术所存在的问题，提供一种用于湿地的生态土壤修复取样装置，以解决现有技术中的取样装置工作效率较低的问题。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种用于湿地的生态土壤修复取样装置，包括：架体，用于支撑放置在土壤上，包括支撑腿和固定在支撑腿上的支撑盘，支撑盘上设置有导向通道；取样套筒，具有筒身和固定在筒身底部的螺旋钻头，取样套筒导向滑动设置在导向通道中；取样机构，包括动力组件和取样单元，取样单元具有伸出状态和缩回状态，在伸出状态时，取样机构能够把外界的土壤引入取样套筒中，动力组件能够使取样单元在伸出状态和缩回状态之间进行切换；除水单元，设置在取样套筒中，能够承接取样机构引入取样套筒中的土壤并对土壤进行除水；驱动机构，包括转动轴，转动轴转动设置在架体上，转动轴的下端与取样套筒固定连接，转动轴沿第一方向自转时，能够带动取样套筒及其螺旋钻头转动，使取样套筒被推入土壤中，转动轴沿第二方向自转时，驱动机构能够带动除水单元对内部的土壤进行除水，并使取样套筒上升以脱离土壤。

进一步地，除水单元包括容纳筒、压水块和封堵组件，容纳筒用于容纳取样机构导入的土壤，压水块沿上下方向导向滑动设置在容纳筒中，压水块的外壁面和容纳筒的内壁面之间具有供土壤通过的间隙，容纳筒的筒壁上设置有排水孔，驱动机构能够驱动压水块向下移动，压水块向下移动能够挤压容纳筒中的土壤，使土壤中的水从排水孔排出，封堵组件用于在压水块挤压土壤时封堵容纳筒的开口。

进一步地，驱动机构还包括驱动环套组件和驱动连杆，驱动环套组件包括第一环套、第二环套和联动杆，驱动连杆的第一端与第二环套固定连接，驱动连杆的第二端与压水块固定连接，第一环套设置在架体上且二者之间能够发生单向相对转动，第一环套套设在转动轴上且二者能够发生相对转动，联动杆的第一端固定在第一环套上，第二环套转动时，联动杆的第二端能够推动第二环套下移，第二环套下移能够使驱动连杆带动压水块挤压土壤。

进一步地，封堵组件包括引导套筒和封堵套筒，容纳筒的上端面和引导套筒的下端面中的一个上设置有供另一个导向滑动插入的第一环形凹槽，第一环形凹槽中设置有第一浮动弹簧，引导套筒包括直筒段和设置在直筒段上端面上的引导段，引导段具有环形引导面，环形引导面的横截面的直径自上而下逐渐减小，环形引导面用于把取样机构导入的土壤引入收纳筒中，压水块上设置有供封堵套筒导向滑动插接的第二环形凹槽，第二环形凹槽中设置有第二浮动弹簧，压水块向下移动时能够通过第二浮动弹簧带动封堵套筒下移，封堵套筒下移能够封堵引导套筒的开口。

进一步地，封堵套筒上导向滑动设置有弹簧销组件，弹簧销组件包括楔形插销和顶推弹簧，楔形插销的下侧面上具有倾斜引导面，引导套筒具有环形挡台，封堵套筒具有封堵凸沿，环形挡台的内壁面尺寸和封堵凸沿的外周面的尺寸相适配以使封堵套筒能够封堵住引导套筒的开口，引导套筒的内壁面上还设置有挡块，挡块位于环形挡台的下方，封堵套筒下移的过程中，弹簧销组件被引导套筒挤压而压缩，弹簧销组件越过环形挡台后伸出以与环形挡台相挡止，环形挡台能够阻止伸出后的弹簧销组件上移，挡块能够阻止伸出后的弹簧销组件下移。

进一步地，转动轴包括螺旋段和传动段，螺旋段上设置有外螺纹，架体上设置有与螺旋段配合的内螺纹，传动段上设置有沿转动轴的轴向延伸的键块，容纳筒、压水块和封堵套筒上设置有供传动段穿过的通孔以及供键块穿过的键槽。

进一步地，取样单元包括多组在周向上分布的取样组件，每个取样组件包括顶推杆和取样箱，动力组件包括转动盘和驱动杆，转动盘套设在转动轴上，驱动杆贯穿除水单元且能够相对于除水单元沿轴向滑动，取样箱具有进土口和出土口，取样套筒上设置有供取样箱的进土口伸出的取样孔，顶推杆固定在驱动杆上，转动盘能够带动驱动杆下移，驱动杆下移能够使顶推杆顶推取样箱进而使进土口从取样孔处伸出，使取样单元处于伸出状态，转动盘转动能够带动取样箱转动进而使土壤进入取样箱内并从出土口排出。

进一步地，取样组件还包括复位压簧，复位压簧的第一端固定在取样套筒的内壁上，复位压簧的第二端固定在取样箱上，顶推杆顶推取样箱时复位压簧被压缩，取样单元处于伸出状态，顶推杆复位时，复位压簧使取样单元恢复为缩回状态。

进一步地，取样箱朝向顶推杆的一侧设置有第一引导斜面，顶推杆朝向取样箱的一侧设置有第二引导斜面，第一引导斜面和第二引导斜面贴合，顶推杆下移时能够通过第二引导斜面推动取样箱。

进一步地，除水单元沿转动轴的轴向自上而下分布有多个，取样单元也有多个且与除水单元在上下方向上的位置一一对应。

本发明的有益效果是：本发明的用于湿地的生态土壤修复取样装置在使用时，先把架体支撑在土壤上，然后使转动轴沿第一方向转动，转动轴能够带动取样套筒及其螺旋钻头转动，使取样套筒被推入土壤中，在此过程中，取样单元处于缩回状态，取样套筒进入土壤后，利用动力组件把取样单元调整至伸出状态，然后转动动力组件，取样机构就能够把外界的土壤引入取样套筒中，土壤进入取样套筒中后会落在除水单元中，然后使转动轴沿第二方向转动，驱动机构会带动除水单元对内部的土壤进行除水，并使取样套筒上升以脱离土壤，由于在取样套筒上升的过程中就实现了对除水单元中的土壤进行除水，因此不需要再设置额外的除水装置进行除水作业，操作较为简单，工作效率较高。

附图说明

图1为本发明的用于湿地的生态土壤修复取样装置的实施例1的结构示意图；

图2为图1中的结构隐去架体后的结构示意图；

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为图3中的B处的局部放大图；

图5为图2中的第一环套、第二换套和驱动连杆的结构示意图；

图6为图1中的除水单元的零件爆炸图；

图7为图2中的转动轴的结构示意图；

图8为图1中的取样单元的结构示意图；

图9为图8中的取样单元的主视图；

图10为图9中的取样单元的C-C向剖视图；

图11为图10中的D处的局部放大图；

图12为图1中的架体的结构示意图；

图13为图1中的取样套筒的结构示意图；

图14为图13中的E-E向剖视图。

其中：110、支撑腿；112、减压板；120、支撑盘；131、支撑杆；133、支撑板；135、传动环；137、转环；139、传动杆；141、传动板；200、取样套筒；210、筒身；212、传动槽；214、环形凸起；216、支撑滑槽；218、取样孔；219、封堵板；220、螺旋钻头；310、顶推杆；320、取样箱；322、水平箱段；324、竖直箱段；330、转动盘；340、驱动杆；410、容纳筒；412、圆柱筒体；414、安装环；416、连接块；418、第一环形凹槽；420、压水块；422、第二环形凹槽；424、复位推杆；430、引导套筒；432、直筒段；434、引导段；436、连接杆；438、挡块；440、封堵套筒；441、弹簧销组件；443、复位通孔；450、盛水板；452、支撑凸块；454、安装套管；456、密封环；510、转动轴；512、螺旋段；514、传动段；516、键块；518、转盘；519、驱动板；521、传动凸块；523、第一环套；525、第二环套；526、弧形沉槽；527、联动杆；528、弹性伸缩杆；529、驱动连杆。

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，以下通过实施例，并结合附图，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照图1至图14，描述本发明实施例提供的用于湿地的生态土壤修复取样装置：

本实施例的用于湿地的生态土壤修复取样装置用于对湿地的生态土壤进行取样，包括架体、取样套筒200、取样机构、除水单元和驱动机构，架体用于支撑放置在土壤上，从而使整个装置被支撑在土壤上，架体包括支撑腿110和固定在支撑腿110上的支撑盘120，支撑盘120上设置有导向通道，其中，支撑腿110上的下端部设置有减压板112，减压板112的横截面积较大，当减压板112与土壤接触时，能够降低整个取样装置作用在土壤上的压强，避免整个装置下陷入土壤中；取样套筒200具有筒身210和固定在筒身210底部的螺旋钻头220，取样套筒200导向滑动设置在导向通道中；取样机构包括动力组件和取样单元，取样单元具有伸出状态和缩回状态，在伸出状态时，取样机构能够把外界的土壤引入取样套筒200中，动力组件能够使取样单元在伸出状态和缩回状态之间进行切换；除水单元设置在取样套筒200中，能够承接取样机构引入取样套筒200中的土壤并对土壤进行除水；驱动机构包括转动轴510，转动轴510转动设置在架体上，转动轴510的下端与取样套筒200固定连接，转动轴510沿第一方向自转时，能够带动取样套筒200及其螺旋钻头220转动，使取样套筒200被推入土壤中，转动轴510沿第二方向自转时，驱动机构能够带动除水单元对内部的土壤进行除水。本实施例中，第一方向为顺时针方向，第二方向为逆时针方向，在其它实施例中，通过改变螺旋钻头的螺旋方向以及转动轴的转动方向，可以使第一方向为逆时针方向，第二方向为顺时针方向。

在使用时，先把架体支撑在土壤上，然后使转动轴510沿第一方向转动，转动轴510能够带动取样套筒200及其螺旋钻头220转动，使取样套筒200被推入土壤中，在此过程中，取样单元处于缩回状态，取样套筒200进入土壤后，利用动力组件把取样单元调整至伸出状态，然后转动动力组件，取样机构就能够把外界的土壤引入取样套筒200中，土壤进入取样套筒200中后会落在除水单元中，然后使转动轴510沿第二方向转动，驱动机构会带动除水单元对内部的土壤进行除水，并使取样套筒200上升以脱离土壤，由于在取样套筒200上升的过程中就实现了对除水单元中的土壤进行除水，因此不需要再设置额外的除水装置进行除水作业，操作较为简单，工作效率较高。

在其中一个实施例中，架体包括三个支撑腿110和两个支撑盘120，三个支撑腿110沿周向分布，两个支撑盘120在上下方向上间隔固定在支撑腿110上，取样套筒200能够从两个支撑盘120的导向通道中通过。架体还包括动力支架，动力支架包括两个支撑杆131和一个支撑板133，两个支撑杆131固定在位于上方的支撑盘120上，支撑板133固定在两个支撑杆131的端部，支撑板133上固定设置有供转动轴510穿过的传动环135，传动环135的内壁面上设有内螺纹，转动轴510包括螺旋段512和传动段514，螺旋段512上设置有能够与传动环135的内螺纹配合的外螺纹，传动段514上设置有沿转动轴510的轴向延伸的键块516，键块516用于带动除水单元转动。在其它实施例中，支撑腿的数量可以是四个。

转动轴510的上端部固定设置有转盘518，转盘518的上端面上设置有手柄（说明书附图中未展示），转动手柄，能够使转动轴510转动。架体还包括传动组件，传动组件包括转环137、传动杆139和传动板141，转盘518转动设置在转环137内，二者能够发生相对转动，传动板141导向滑动套设在两个支撑杆131上且位于支撑板133的下方，传动杆139把转环137和传动板141固定连接起来。在使用时，顺时针转动手柄，转动轴510转动并向下移动，转盘518带动转环137同步下移，在传动杆139的推动下，传动板141也沿支撑杆131向下滑动。

转动轴510的下端固定有驱动板519，驱动板519为圆盘状，驱动板519的外周面上间隔固定有四个传动凸块521，取样套筒200的筒身210和螺旋钻头220的交接处设置有一个环形板，在环形板的上表面上沿周向间隔设置有与四个传动凸块521相适配的四个传动槽212，传动凸块521固定在传动槽212中，使得转动轴510能够通过传动块带动取样套筒200转动。

在其中一个实施例中，除水单元包括容纳筒410、压水块420和封堵组件，容纳筒410用于容纳取样机构导入的土壤，容纳筒410包括圆柱筒体412和设置在筒体下端处的安装环414，安装环414和圆柱筒体412之间通过四个连接块416连接，安装环414的外周面上设置有安装环414槽，取样套筒200的内壁面上设置有与安装环414槽配合的环形凸起214，使得容纳筒410被支撑在取样套筒200内，容纳筒410的下端面上设置有供转动轴510的传动段514穿过的通孔，通孔的内壁面上设置有供键块516穿过的键槽，为了增加容纳筒410的结构强度，容纳筒410的下端面设置为圆台状的凹陷结构，且下端面上设置有环形凸起214。

压水块420上也设置有供转动轴510的传动段514穿过的通孔，通孔的内壁面上设置有供键块516穿过的键槽，使得压水块420能够导向滑动设置在容纳筒410中，压水块420的下端面上设置有与容纳筒410的凹陷结构相适配的圆台状内凹面，压水块420的外壁面和容纳筒410的内壁面之间具有供土壤通过的间隙，容纳筒410的筒壁上设置有排水孔，驱动机构能够驱动压水块420向下移动，压水块420向下移动能够挤压容纳筒410中的土壤，使土壤中的水从排水孔排出，封堵组件用于在压水块420挤压土壤时封堵容纳筒410的开口。需要说明的是，为了充分除去土壤中的水分，压水块420的外壁面和容纳筒410的内壁面之间的间隙较小，如可以设置为1cm或者2cm。此外，压块水的下移位置也是有极限的，具体地，当压水块420的下底面和容纳筒410的底部之间的距离与压水块420的外壁面和容纳筒410的内壁面之间的间隙相等时，压水块420的位置到达极限。

在其中一个实施例中，驱动机构还包括驱动环套组件和驱动连杆529，驱动环套组件包括第一环套523、第二环套525和联动杆527，第一环套523和第二环套525均套设在转动轴510上且两个环套的内壁面和驱动轴的外周面之间具有间隙，使两个环套和转动轴510之间不发生直接传动，驱动连杆529的第一端与第二环套525固定连接，驱动连杆529的第二端与压水块420固定连接，架体的传动板141上设置有贯穿孔，第一环套523设置在贯穿孔处，贯穿孔的内壁面上设置有单向棘齿，使第一环套523在传动板141上只能沿顺时针方向单向转动。联动杆527的第一端固定在第一环套523上，第二环套525的上端面上设置有两个弧形沉槽526，弧形沉槽526的槽深在圆周方向上沿顺时针方向逐渐减小，联动杆527的第二端能够插入弧形沉槽526中。

在转动轴510顺时针转动以使取样套筒200进入土壤时，联动杆527的第二端位于弧形沉槽526的最深处，转动轴510顺时针转动能够带动压水块420顺时针转动，压水块420又通过驱动连杆529带动第二环套525顺时针转动，第二环套525通过弧形沉槽526的槽壁带动联动杆527以及第一环套523顺时针转动。在转动轴510逆时针转动以使取样套筒200从土壤中取出时，转动轴510逆时针转动带动压水块420逆时针转动，进而第二环套525也逆时针转动，联动杆527的第二端与弧形沉槽526的槽底面发生相对滑动，由于第一环套523被单向棘齿挡止，因此第一环套523不转动，由于弧形沉槽526的槽底面逐渐升高，进而第二环套525会被联动杆527的第二端向下顶推，第二环套525下移能够使驱动连杆529带动压水块420挤压土壤，土壤会进入压水块420的外壁面和容纳筒410的内壁面之间的间隙中，同时水分也会被挤出。

联动杆527的下端设置有两个沿径向延伸的沉孔，每个沉孔内设置有一个弹性伸缩杆528，弹性伸缩杆528包括伸缩弹簧和浮动销，当联动杆527位于弧形沉槽526中时，浮动销被压入沉孔中，伸缩弹簧处于压缩状态，当联动杆527从弧形沉槽526中滑出时，伸缩弹簧使浮动销从沉孔中弹出，从而防止联动杆527的下端再次进入弧形沉槽526中，进而能够使压水块420始终保证在挤压土壤的状态。在复位时，通过手动的方式使弹性伸缩杆528缩回沉孔中，就能使联动杆527再次进入弧形沉槽526中。

在其中一个实施例中，封堵组件包括引导套筒430和封堵套筒440，容纳筒410的上端面设置有供引导套筒430导向滑动插入的第一环形凹槽418，第一环形凹槽418中设置有第一浮动弹簧，引导套筒430包括直筒段432和设置在直筒段432上端面上的引导段434，直筒段432能够导向滑动插入第一环形凹槽418中，引导段434具有环形引导面，环形引导面的横截面的直径自上而下逐渐减小，环形引导面可以为倒圆台形的曲面，环形引导面用于把取样机构导入的土壤引入收纳筒中。在其它实施例中，第一环形凹槽设置在引导套筒的下端面上，容纳筒能够插入第一环形凹槽中，以实现引导套筒和封堵套筒的滑动套接。

压水块420上设置有供封堵套筒440导向滑动插接的第二环形凹槽422，第二环形凹槽422中设置有第二浮动弹簧，压水块420向下移动时能够通过第二浮动弹簧拉动封堵套筒440下移，封堵套筒440下移能够封堵引导套筒430的开口，从而把整个容纳筒410的开口封堵。

压水单元还包括盛水板450，盛水板450的外周面与取样套筒200的内壁面之间滑动密封，盛水板450的外周面上设置有四个支撑凸块452，取样套筒200的内壁面上设置有四个供支撑凸块452在上下方向导向滑动的支撑滑槽216，使得盛水板450能够在上下方向上导向滑动，盛水板450中部设置有安装孔，安装孔处设置有密封环456，密封环456的内孔供转动轴510穿过，密封环456的内壁面上设置有供键块516穿过的键槽。在盛水板450上设置有四个沿上下方向延伸的安装套管454，安装环414和圆柱筒体412之间的连接块416上设置有供安装套管454穿过的通孔，四个安装套杆分别从对应的通孔中穿过，引导套筒430的外周面上设置有四个连接杆436，每个安装套管454的内腔中分别设置有一个第三浮动弹簧，四个连接杆436导向滑动插装在四个安装套管454中，盛水板450向下移动时，能够通过第三浮动弹簧拉动引导套筒430向下移动。

在其中一个实施例中，封堵套筒440的外周面上设置有沿水平方向延伸的安装沉孔，安装沉孔中导向滑动设置有弹簧销组件441，弹簧销组件441包括楔形插销和顶推弹簧，顶推弹簧的第一端固定在安装沉孔的孔底，第二端固定在楔形插销上，楔形插销的下侧面上具有倾斜引导面。引导套筒430的上侧开口的内壁面上设置有环形挡台，封堵套筒440具有封堵凸沿，环形挡台的内壁面尺寸和封堵凸沿的外周面的尺寸适配以使封堵套筒440下移时能够封堵住引导套筒430的开口，引导套筒430的内壁面上还设置有挡块438，挡块438位于环形挡台的下方，在压水块420通过第二浮动弹簧带动封堵套筒440下移的过程中，弹簧销组件441被引导套筒430的环形挡台挤压而压缩，弹簧销组件441越过环形挡台后伸出以与环形挡台相挡止，环形挡台能够阻止伸出后的弹簧销组件441上移，同时由于挡块438的存在，封堵凸沿和弹簧销组件441不能继续下移，从而使封堵套筒440封堵在引导套筒430的开口处。

为了使封堵套筒440能够复位，在封堵套筒440上位于封堵凸沿下方的位置还设置有环形凸沿，环形凸沿的下端面上设置有与安装沉孔连通的复位通孔443，压水块420的上端面上设置有复位推杆424，复位推杆424位于复位通孔443的正下方，当压水块420上移时，复位推杆424会插入复位通孔443中，当复位推杆424运动到楔形插销的位置时，复位推杆424能够顶推楔形插销，使楔形插销缩入安装沉孔中，从而封堵套筒440不会再被阻挡，在第二浮动弹簧的带动下，封堵套筒440复位。

在其中一个实施例中，取样单元包括多组在周向上分布的取样组件，每个取样组件包括顶推杆310和取样箱320，动力组件包括转动盘330和驱动杆340，驱动杆340的数量和每个取样单元中取样组件的数量一一对应，转动盘330套设在转动轴510上，驱动杆340的第一端与转动盘330固定连接，驱动杆340的第二端向下延伸且贯穿除水单元，驱动杆340能够相对于除水单元沿轴向滑动。取样箱320包括水平箱段322和竖直箱段324，水平箱段322和竖直箱段324都具有内腔，二者的内腔连通形成土壤通道，水平箱段322的开口形成取样箱320的进土口，竖直箱段324的开口形成取样箱320的出土口，取样套筒200上设置有供取样箱320的水平箱段322伸出的取样孔218，顶推杆310固定在驱动杆340上。在使用时，使转动盘330下移能够使驱动杆340下移，驱动杆340下移能够使顶推杆310顶推取样箱320，使水平箱段322从取样孔218处伸出，进而进土口伸出到取样套筒200外，然后使转动盘330顺时针转动，则整个取样套筒200也发生转动，土壤会进入进土口，并通过土壤通道落在引导套筒430中，在环形引导面的引导下，土壤会进入容纳筒410中。其中，通过合理设置各结构的尺寸，使转动盘330转动设定角度（小于一圈）或者一圈就能获取所需体积的土壤，这样取样套筒200下移的距离较小，操作简单，有利于提高获取土壤样品的效率。

在其中一个实施例中，取样组件还包括复位压簧，复位压簧的第一端固定在取样套筒200的内壁上，复位压簧的第二端固定在竖直箱段324的靠近取样套筒200的内壁面上，顶推杆310顶推取样箱320时复位压簧被压缩，取样单元处于伸出状态，当顶推杆310复位时，在复位压簧的作用下，水平箱段322缩回取样套筒200内，取样单元恢复为缩回状态。

在其中一个实施例中，水平箱段322的朝向顶推杆310的侧面上设置有第一引导斜面，顶推杆310的朝向取样箱320的端部设置有第二引导斜面，第一引导斜面和第二引导斜面贴合，顶推杆310下移时能够通过第二引导斜面推动取样箱320，从而使水平箱段322从取样孔218处伸出。

在其中一个实施例中，除水单元沿转动轴510的轴向自上而下分布有多个（为了清楚展示各处的结构，说明书附图中只显示了一个除水单元），取样机构也有多个且与除水单元在上下方向上的位置一一对应，从而能够方便一次在多个深度上获取土壤样品。

为了能够取出被除水后的土壤，在取样套筒200的侧壁上设置有取土开口，取土开口处设置有可拆卸的封堵板219，取土开口有多个且与各个除水单元的位置一一对应，当取样套筒200从土壤中取出后，拆卸下封堵板219，使用工具把土壤从容纳筒410中取出即可。

工作过程：

在初始状态下，取样单元处于缩回状态，联动杆527的第二端位于弧形沉槽526的最深处，压水块420位于容纳筒410的开口的上方。

在使用时，先把架体支撑在土壤上，然后沿顺时针方向转动转动轴510上的手柄，转动轴510会带动取样套筒200及其螺旋钻头220转动并下移，使取样套筒200被推入土壤中，在此过程中，转动轴510上的转盘518带动转环137、传动板141和第一环套523下移，转动轴510通过键块516带动压水块420顺时针转动，压水块420又通过驱动连杆529带动第二环套525顺时针转动，第二环套525通过弧形沉槽526的槽壁带动联动杆527以及第一环套523顺时针转动，第一环套523通过联动杆527推动第二环套525下移，进而驱动连杆529和压水块420也下移；同时，取样套筒200通过环形凸起214带动容纳筒410下移。

当取样套筒200完全进入土壤中时，向下按压转动盘330，转动盘330下移，进而驱动杆340下移，驱动杆340下移能够使顶推杆310顶推取样箱320，使水平箱段322从取样孔218处伸出，进而进土口伸出到取样套筒200外，然后使转动盘330顺时针转动，则整个取样套筒200也发生转动，土壤会进入进土口，并通过土壤通道落在引导套筒430中，在环形引导面的引导下，土壤会进入容纳筒410中。当转动设定角度或者一圈后，判定已经取样完成，然后松开转动盘330，复位压簧推动取样箱320复位，取样箱320被收回进取样套筒200中，同时顶推杆310、驱动杆340和转动盘330复位。

接着沿逆时针方向转动转动轴510上的手柄，转动轴510会带动取样套筒200及其螺旋钻头220转动并上升，进而转盘518会带着转环137、传动板141和第一环套523上升，位于取样套筒200内的除水单元同步上升。

在此过程中，驱动连杆529同步逆时针转动，进而第二环套525也逆时针转动，联动杆527的第二端与弧形沉槽526的槽底面发生相对滑动，由于第一环套523被单向棘齿挡止，因此第一环套523不会逆时针转动，由于弧形沉槽526的槽底面逐渐升高，进而第二环套525会被联动杆527的第二端向下顶推，第二环套525下移能够使驱动连杆529带动压水块420下移，使压水块420进入容纳筒410中，在此过程中，压水块420通过第二浮动弹簧拉动封堵套筒440下移，封堵套筒440上的弹簧销组件441被引导套筒430的环形挡台挤压而压缩，随着压水块420的继续下移，当弹簧销组件441越过环形挡台后会伸出以与环形挡台相挡止，环形挡台能够阻止伸出后的弹簧销组件441上移，同时由于挡块438的存在，封堵凸沿和弹簧销组件441不能继续下移，从而使封堵套筒440封堵在引导套筒430的开口处。此时压水块420开始与容纳筒410中的土壤接触，压水块420开始挤压土壤，土壤会从压水块420的底部进入到压水块420的外壁面和容纳筒410的内壁面之间的间隙中，由于引导套筒430滑动插接在容纳筒410的第一环形凹槽418中，因此随着压水块420的继续下移，压水块420会通过第二浮动弹簧拉动封堵套筒440和引导套筒430下移，第一浮动弹簧被压缩，增大对土壤的压紧力，进而提高除水效果。

当压水块420的下底面和容纳筒410的底部之间的距离与压水块420的外壁面和容纳筒410的内壁面之间的间隙相等时，压水块420的位置到达极限，此时联动杆527的第二端从第二环套525的弧形沉槽526中滑出，联动杆527的第二端上的弹性伸缩杆528弹出，使联动杆527后续不能再进入弧形沉槽526中，进而压水块420在容纳筒410中的位置固定，保持对土壤进行压紧的状态。

在此过程中，挤出的水从容纳筒410上的排水孔处排出，排出的水落在盛水板450上，在水的重力作用下，盛水板450向下滑动并拉动第三浮动弹簧，第三浮动弹簧又会对引导套筒430施加压紧力，从而进一步增大对土壤的压紧力，进一步提高除水效果。由于不同深度的土壤含水量可能不同，那么含水量越多，第三浮动弹簧对引导套筒430施加的压紧力越大，除水效果越好，从而能够根据土壤深度自动调节对土壤的压紧力，适应性地自动调整除水效果。

随着转动轴510和取样套筒200的继续转动和上升，除水单元也同步转动，从而能够以离心的方式对容纳筒410中的土壤进行脱水，进而进一步提高除水效果。

当取样套筒200完全脱离土壤并再次进入架体中时，取样完成，之后通过手动的方式使弹性伸缩杆528缩回沉孔中，就能使联动杆527再次进入弧形沉槽526中，第二环套525不再被联动杆527约束。在第二浮动拉簧的弹力作用下，压水块420上移，复位推杆424会插入复位通孔443中，当复位推杆424运动到楔形插销的位置时，复位推杆424能够顶推楔形插销，使楔形插销缩入安装沉孔中，从而弹簧销组件441和封堵套筒440不会再被阻挡，封堵套筒440和压水块420复位，在第一浮动弹簧的作用下，引导套筒430也复位。接着拆卸下取样套筒200上的封堵板219，使用铲土工具把土壤从容纳筒410中取出即可，之后倾斜取样套筒200，把盛水板450上的水从取样套筒200中排出，当然，也可以利用抽水工具把水从取样套筒200中排出。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims (9)

1.一种用于湿地的生态土壤修复取样装置，其特征在于，包括：

架体，用于支撑放置在土壤上，包括支撑腿和固定在支撑腿上的支撑盘，支撑盘上设置有导向通道；

取样套筒，具有筒身和固定在筒身底部的螺旋钻头，取样套筒导向滑动设置在导向通道中；

取样机构，包括动力组件和取样单元，取样单元具有伸出状态和缩回状态，在伸出状态时，取样机构能够把外界的土壤引入取样套筒中，动力组件能够使取样单元在伸出状态和缩回状态之间进行切换；

除水单元，设置在取样套筒中，能够承接取样机构引入取样套筒中的土壤并对土壤进行除水；

驱动机构，包括转动轴，转动轴转动设置在架体上，转动轴的下端与取样套筒固定连接，转动轴沿第一方向自转时，能够带动取样套筒及其螺旋钻头转动，使取样套筒被推入土壤中，转动轴沿第二方向自转时，驱动机构能够带动除水单元对内部的土壤进行除水，并使取样套筒上升以脱离土壤；

除水单元包括容纳筒、压水块和封堵组件，容纳筒用于容纳取样机构导入的土壤，压水块沿上下方向导向滑动设置在容纳筒中，压水块的外壁面和容纳筒的内壁面之间具有供土壤通过的间隙，容纳筒的筒壁上设置有排水孔，驱动机构能够驱动压水块向下移动，压水块向下移动能够挤压容纳筒中的土壤，使土壤中的水从排水孔排出，封堵组件用于在压水块挤压土壤时封堵容纳筒的开口。

2.根据权利要求1所述的用于湿地的生态土壤修复取样装置，其特征在于，驱动机构还包括驱动环套组件和驱动连杆，驱动环套组件包括第一环套、第二环套和联动杆，驱动连杆的第一端与第二环套固定连接，驱动连杆的第二端与压水块固定连接，第一环套设置在架体上且二者之间能够发生单向相对转动，第一环套套设在转动轴上且二者能够发生相对转动，联动杆的第一端固定在第一环套上，第二环套转动时，联动杆的第二端能够推动第二环套下移，第二环套下移能够使驱动连杆带动压水块挤压土壤。

3.根据权利要求1所述的用于湿地的生态土壤修复取样装置，其特征在于，封堵组件包括引导套筒和封堵套筒，容纳筒的上端面和引导套筒的下端面中的一个上设置有供另一个导向滑动插入的第一环形凹槽，第一环形凹槽中设置有第一浮动弹簧，引导套筒包括直筒段和设置在直筒段上端面上的引导段，引导段具有环形引导面，环形引导面的横截面的直径自上而下逐渐减小，环形引导面用于把取样机构导入的土壤引入收纳筒中，压水块上设置有供封堵套筒导向滑动插接的第二环形凹槽，第二环形凹槽中设置有第二浮动弹簧，压水块向下移动时能够通过第二浮动弹簧带动封堵套筒下移，封堵套筒下移能够封堵引导套筒的开口。

4.根据权利要求3所述的用于湿地的生态土壤修复取样装置，其特征在于，封堵套筒上导向滑动设置有弹簧销组件，弹簧销组件包括楔形插销和顶推弹簧，楔形插销的下侧面上具有倾斜引导面，引导套筒具有环形挡台，封堵套筒具有封堵凸沿，环形挡台的内壁面尺寸和封堵凸沿的外周面的尺寸相适配以使封堵套筒能够封堵住引导套筒的开口，引导套筒的内壁面上还设置有挡块，挡块位于环形挡台的下方，封堵套筒下移的过程中，弹簧销组件被引导套筒挤压而压缩，弹簧销组件越过环形挡台后伸出以与环形挡台相挡止，环形挡台能够阻止伸出后的弹簧销组件上移，挡块能够阻止伸出后的弹簧销组件下移。

5.根据权利要求3所述的用于湿地的生态土壤修复取样装置，其特征在于，转动轴包括螺旋段和传动段，螺旋段上设置有外螺纹，架体上设置有与螺旋段配合的内螺纹，传动段上设置有沿转动轴的轴向延伸的键块，容纳筒、压水块和封堵套筒上设置有供传动段穿过的通孔以及供键块穿过的键槽。

6.根据权利要求1所述的用于湿地的生态土壤修复取样装置，其特征在于，取样单元包括多组在周向上分布的取样组件，每个取样组件包括顶推杆和取样箱，动力组件包括转动盘和驱动杆，转动盘套设在转动轴上，驱动杆贯穿除水单元且能够相对于除水单元沿轴向滑动，取样箱具有进土口和出土口，取样套筒上设置有供取样箱的进土口伸出的取样孔，顶推杆固定在驱动杆上，转动盘能够带动驱动杆下移，驱动杆下移能够使顶推杆顶推取样箱进而使进土口从取样孔处伸出，使取样单元处于伸出状态，转动盘转动能够带动取样箱转动进而使土壤进入取样箱内并从出土口排出。

7.根据权利要求6所述的用于湿地的生态土壤修复取样装置，其特征在于，取样组件还包括复位压簧，复位压簧的第一端固定在取样套筒的内壁上，复位压簧的第二端固定在取样箱上，顶推杆顶推取样箱时复位压簧被压缩，取样单元处于伸出状态，顶推杆复位时，复位压簧使取样单元恢复为缩回状态。

8.根据权利要求7所述的用于湿地的生态土壤修复取样装置，其特征在于，取样箱朝向顶推杆的一侧设置有第一引导斜面，顶推杆朝向取样箱的一侧设置有第二引导斜面，第一引导斜面和第二引导斜面贴合，顶推杆下移时能够通过第二引导斜面推动取样箱。

9.根据权利要求7所述的用于湿地的生态土壤修复取样装置，其特征在于，除水单元沿转动轴的轴向自上而下分布有多个，取样单元也有多个且与除水单元在上下方向上的位置一一对应。

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