CN115628938A - 一种土壤分层取样设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种土壤分层取样设备，包括穿入土壤中的钻筒与所述钻筒连接的取样机壳，在所述机壳上安装有手架；还包括：驱动机构、取样机构，所述驱动机构用于和钻筒连接驱使其旋转；所述取样机构用于回收钻筒中采集的土壤，并存于机壳内部；所述机壳设有动力室、取样腔、混合罐，所述驱动机构安装于动力室中，所述取样机构安装取样腔中，取出的土壤经所述取样腔进入混合罐中，实现样品的混合收集。本发明通过在钻筒中安装取样器，让取样器与钻筒一通钻如土壤深处，再通过拔取样器将土壤从钻筒内部取出，实现取土的方便性。

Description

一种土壤分层取样设备

技术领域

本发明涉及土壤分层取样技术领域，尤其涉及一种土壤分层取样设备。

背景技术

土方材料见证取样中，目前仍普遍采用人工挖收集的方式。

采样前会准备塑料薄膜、铲子、托盘、麻袋等工具，采用时用铲子进行分层取样，再将采用的土壤样品放在干净的塑料薄膜或图片上弄碎混合铺均匀，然后再对角取样收集在麻袋中。

这种取样方式仍在延续使用，其需要分布操作，步骤繁琐。现有专利技术中公开了多种可自动化的取样技术方案，例如公开为CN113740104B提供的一种土壤检测取样用分层取样装置，能实现半自动化取样，并进行分层收集，可避免取样失败。但是在土方材料见证分层取样时，需要完成取样后实现自动混合，这种钻土方式，土壤被压实在钻筒难以取出，因此在实现采样后能快速自动取出土壤样品并完成混合尤为重要。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种土壤分层取样设备，通过在钻筒内部安装取样器，在实现自动取样后可快速完成土壤样品与钻筒分离，实现对土壤的自动收集混合处理，提高取样效率。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决自动取样时土壤被压实在钻筒难以取出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种土壤分层取样设备，包括

穿入土壤中的钻筒

与所述钻筒连接的取样机壳，在所述机壳上安装有手架；

还包括：

驱动机构，用于和钻筒连接驱使其旋转；

取样机构，用于回收钻筒中采集的土壤，并存于机壳内部；

所述机壳设有动力室、取样腔、混合罐，所述驱动机构安装于动力室中，所述取样机构安装取样腔中，取出的土壤经所述取样腔进入混合罐中，实现样品的混合收集。

优选的，所述机壳中竖直贯穿开设有通孔，所述通孔将动力室、取样腔连通。

优选的，所述钻筒内部安装有取样器，所述取样器顶部穿出钻筒，在所述钻筒与驱动机构连接后，取样器穿入取样腔被内并与取样机构连接。

优选的，所述取样机构包括连接管、驱动电机，所述连接管竖直安装于动力室中上下端与通孔对接，所述钻筒穿入连接管内部并与其啮合连接，所述驱动电机设于动力室内部并与连接管齿传动配合，所述取样器顶部穿过连接管向上延伸并与其滑动配合。

优选的，所述取样器由实体部、网架组成，所述网架采用弧形设计结构贯穿钻筒，两个所述网架对称设置并与实体部连接固定，所述实体部位于钻筒上方，所述实体部直径与钻筒内径相同。

优选的，所述取样机构包括伺服电机、抬升组件、防滑组件，所述抬升组件与取样器对称两侧边摩擦接触，所述伺服电机通过驱动抬升组件控制取样器上移，所述防滑组件用于钻土取样时阻止取样器上滑。

优选的，所述抬升组件包括对称设有实体部顶部两侧的第一转轴，所述第一转轴上套接有与取样器摩擦配合的磨轮，其中给一个所述第一转轴侧边平行设有第二转轴，所述伺服电机通过锥齿组与第二转轴传动配合，所述第二转轴与相邻的第一转轴转动配合。

优选的，所述防滑组件包括第三转轴、棘轮、棘爪、弹性件，所述第三转轴与被驱动的第一转轴转动配合，所述棘轮套接与第三转轴上，所述棘爪一端与弹性件连接、另一端可与棘轮啮合，所述弹性件与第二转轴传动配合。

优选的，所述取样机构还包括卸料组件，所述卸料组件由一侧与土壤接触，将土壤样品从取样器取出，所述土壤样品滑入混合罐中。

优选的，所述卸料组件包括凸轮、第四转轴，所述凸轮套接与第四转轴上，所述第四转轴与伺服电机输出轴传动配合。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供一种土壤分层取样设备实现对土壤采用的同时，实现自动的回收处理，提高土壤取样的便利。

本发明通过在钻筒中安装取样器，让取样器与钻筒一通钻如土壤深处，再通过拔取样器将土壤从钻筒内部取出，实现取土的方便性。

本申请中取样器与钻筒滑动配合，安装钻筒时让取样器顶部穿入内部，利用取样机构对取样器进行控制确保取样器与钻筒同步移动，并依靠取样器实现上下滑动，完成土壤分离收集处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体前视结构示意图；

图2为本发明的整体立体结构示意图；

图3为本发明的机壳剖面及内部结构示意图；

图4为本发明的驱动机构结构示意图；

图5为本发明的取样器结构示意图；

图6为本发明的机壳剖面结构示意图；

图7为本发明的防滑组件结构示意图；

图8为本发明的卸料组件结构示意图；

图9为本发明的抬升组件结构示意图；

图10为本发明的防滑组件结构示意图；

图11为本发明的凸轮结构示意图。

图号说明：1、钻筒；2、机壳；21、动力室；22、取样腔；23、混合罐；24、通孔；3、手架；4、驱动机构；41、连接管；42、驱动电机；5、取样机构；51、伺服电机；52、抬升组件；521、第一转轴；522、磨轮；523、第二转轴；53、防滑组件；531、第三转轴；532、棘轮；533、棘爪；534、弹性件；54、卸料组件；541、凸轮；542、第四转轴；6、取样器；61、实体部；62、网架。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明。

以下描述用于揭露本发明以本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

实施例1：

请参阅图1-11，一种土壤分层取样设备，包括

穿入土壤中的钻筒1

与钻筒1连接取样的机壳2，在机壳2上安装有手架3；

还包括：

驱动机构4，用于和钻筒1连接驱使其旋转；

取样机构5，用于回收钻筒1中采集的土壤，并存于机壳2内部；

机壳2设有动力室21、取样腔22、混合罐23，驱动机构4安装于动力室21中，取样机构5安装取样腔22中，取出的土壤经取样腔22进入混合罐23中，实现样品的混合收集。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式进行详细说明：

本申请中提供的一种土壤分层取样设备用于土方材料见证分层取样，需要将分层取出的土壤混合后，取小样保存。本申请以钻筒1取土的方式为基础，可实现不拆卸自动外城样品土壤的回收与混合。

具体是，本申请提供了钻筒1、驱动机构4、取样机构5、机壳2；驱动机构4与取样机构5均安装在机壳2内，钻筒1穿入机壳2后与驱动机构4连接。驱动机构4提供钻筒1的旋转动力，机壳2上安装手架3，通过手架3提供向下的外力实现，钻筒1向进土壤取样，

其中，机壳2内部通过布局分隔出动力室21、取样腔22、混合罐23等，动力室21位于底部可让钻筒1穿入，混合罐23位于动力室21的侧边用于土壤样品的混合搅拌，取样腔22位于动力室21的上方并与侧边的混合罐23连通，取样腔22的底部为斜面，在取样腔22卸下的土壤样品均会滑入混合罐23中。另外，机壳2中还竖直贯穿开设有通孔24，通孔24将动力室21、取样腔22连通。

驱动机构4安装在动力室21中，取样机构5安装于取样腔22中。

钻筒1为两端均敞口的管状结构，在钻筒1内部贴合安装了取样器6取样器6随钻筒1下移，取下的土壤样品也同样被取样器6包裹，完成取样后，向上拔出取样器6将土壤带入机壳2内部进行收集处理。

取样器6由实体部61、网架62组成，网架62采用弧形设计结构贯穿钻筒1，两个网架62对称设置并与实体部61连接固定，实体部61位于钻筒1上方，实体部61直径与钻筒1内径相同。取样器6穿入钻筒1内部时，网架62贴合钻筒1内壁，实体部61处于钻筒1的上方。安装钻筒1时，实体部61被穿入取样腔22中与取样机构5连接。

本申请中，驱动机构4包括连接管41、驱动电机42，连接管41竖直安装于动力室21中上下端与通孔24对接，钻筒1穿入连接管41内部并与其啮合连接，驱动电机42设于动力室21内部并与连接管41齿传动配合，取样器6顶部穿过连接管41向上延伸并与其滑动配合。驱动电机42控制连接管41与钻筒1旋转。

在一些实施方式中，驱动电机42控制连接管41与钻筒1旋转时，可带动取样器6同步转动。

本申请中，取样机构5包括伺服电机51、抬升组件52、防滑组件53、卸料组件54；抬升组件52与取样器6对称两侧边摩擦接触，伺服电机51通过驱动抬升组件52控制取样器6上移，防滑组件53用于钻土取样时阻止取样器6上滑，卸料组件54由侧边与土壤样品接触，让其向侧边倾斜与取样器6分离，滑入混合罐23中。

其中的， 抬升组件52包括对称设有实体部61顶部两侧的第一转轴521，第一转轴521上套接了与取样器6摩擦配合的磨轮522，其中给一个第一转轴521侧边平行设有第二转轴523，伺服电机51通过锥齿组与第二转轴523传动配合，第二转轴523与相邻的第一转轴521转动配合。

防滑组件53包括第三转轴531、棘轮532、棘爪533、弹性件534，第三转轴531与被驱动的第一转轴521转动配合，棘轮532套接与第三转轴531上，棘爪533一端与弹性件534连接、另一端可与棘轮532啮合，弹性件534与第二转轴523传动配合。

卸料组件54包括凸轮541、第四转轴542，凸轮541套接与第四转轴542上，第四转轴542与伺服电机51输出轴传动配合。

需要说明的是，弹性件534有滑板、齿板、齿牙、弹簧等组成，齿板滑动设置在滑板上，齿板的上下端通过弹簧连接齿牙，齿板通过连接件与棘爪533连接，第二转轴523通过齿轮与齿板啮合，控制齿板向上或向下移动，棘爪533中部被架起，在齿板上下移动时，棘爪533会与棘轮532啮合或分离。控制第三转轴51的转动与锁死，其中第三转轴531被锁死时，磨轮522无法转动，实体部61处于被锁定的状态。其中，驱动取样器6上移时，棘轮532与棘爪533为啮合状态需要分离，棘轮532与棘爪533为接触不啮合状态。

完成土壤取样后，先启用伺服电机51，伺服电机51驱动第二转轴523转动，第二转轴523与第一转轴521转动配合控制磨轮522上移，同时齿板上移棘轮532与棘爪533为接触不啮合状态。在伺服电机51驱动取样器6回程时，齿板下移棘轮532与棘爪533分离，避免被锁死。

但是初始状态，伺服电机51不工作时棘轮532与棘爪533为啮合状态，第三转轴531被锁死时实体部61处于被锁定的状态无法上滑，实现取样器6与钻筒1同步移动。

除此之外，取样器6竖直上移时，磨轮522先与实体部61摩擦配合后与网架62摩擦配合。始终确保取样器6上下移动。

另外，凸轮541与第四转轴542采用如图的非锁死连接固定，凸轮541与实体部61是不能转动但不影响第四转轴542转动，此后凸轮541由两个网架62中间与土壤样品接触。

本领域技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能以及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种土壤分层取样设备，其特征在于：包括

穿入土壤中的钻筒（1）

与所述钻筒（1）连接取样的机壳（2），在所述机壳（2）上安装有手架（3）；

还包括：

驱动机构（4），用于和钻筒（1）连接驱使其旋转；

取样机构（5），用于回收钻筒（1）中采集的土壤，并存于机壳（2）内部；

所述机壳（2）设有动力室（21）、取样腔（22）、混合罐（23），所述驱动机构（4）安装于动力室（21）中，所述取样机构（5）安装取样腔（22）中，取出的土壤经所述取样腔（22）进入混合罐（23）中，实现样品的混合收集。

2.根据权利要求1所述的一种土壤分层取样设备，其特征在于：所述机壳（2）中竖直贯穿开设有通孔（24），所述通孔（24）将动力室（21）、取样腔（22）连通。

3.根据权利要求2所述的一种土壤分层取样设备，其特征在于：所述钻筒（1）内部安装有取样器（6），所述取样器（6）顶部穿出钻筒（1），在所述钻筒（1）与驱动机构（4）连接后，取样器（6）穿入取样腔（22）被内并与取样机构（5）连接。

4.根据权利要求3所述的一种土壤分层取样设备，其特征在于：所述驱动机构（4）包括连接管（41）、驱动电机（42），所述连接管（41）竖直安装于动力室（21）中上下端与通孔（24）对接，所述钻筒（1）穿入连接管（41）内部并与其啮合连接，所述驱动电机（42）设于动力室（21）内部并与连接管（41）齿传动配合，所述取样器（6）顶部穿过连接管（41）向上延伸并与其滑动配合。

5.根据权利要求4所述的一种土壤分层取样设备，其特征在于：所述取样器（6）由实体部（61）、网架（62）组成，所述网架（62）采用弧形设计结构贯穿钻筒（1），两个所述网架（62）对称设置并与实体部（61）连接固定，所述实体部（61）位于钻筒（1）上方，所述实体部（61）直径与钻筒（1）内径相同。

6.根据权利要求5所述的一种土壤分层取样设备，其特征在于：所述取样机构（5）包括伺服电机（51）、抬升组件（52）、防滑组件（53），所述抬升组件（52）与取样器（6）对称两侧边摩擦接触，所述伺服电机（51）通过驱动抬升组件（52）控制取样器（6）上移，所述防滑组件（53）用于钻土取样时阻止取样器（6）上滑。

7.根据权利要求6所述的一种土壤分层取样设备，其特征在于：所述抬升组件（52）包括对称设有实体部（61）顶部两侧的第一转轴（521），所述第一转轴（521）上套接有与取样器（6）摩擦配合的磨轮（522），其中给一个所述第一转轴（521）侧边平行设有第二转轴（523），所述伺服电机（51）通过锥齿组与第二转轴（523）传动配合，所述第二转轴（523）与相邻的第一转轴（521）转动配合。

8.根据权利要求7所述的一种土壤分层取样设备，其特征在于：所述防滑组件（53）包括第三转轴（531）、棘轮（532）、棘爪（533）、弹性件（534），所述第三转轴（531）与被驱动的第一转轴（521）转动配合，所述棘轮（532）套接与第三转轴（531）上，所述棘爪（533）一端与弹性件（534）连接、另一端可与棘轮（532）啮合，所述弹性件（534）与第二转轴（523）传动配合。

9.根据权利要求8所述的一种土壤分层取样设备，其特征在于：所述取样机构（5）还包括卸料组件（54），所述卸料组件（54）由一侧与土壤接触，将土壤样品从取样器（6）取出，所述土壤样品滑入混合罐（23）中。

10.根据权利要求9所述的一种土壤分层取样设备，其特征在于：所述卸料组件（54）包括凸轮（541）、第四转轴（542），所述凸轮（541）套接与第四转轴（542）上，所述第四转轴（542）与伺服电机（51）输出轴传动配合。

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