CN115628940A - 一种分层土壤采样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分层土壤采样器，涉及土壤治理技术领域，包括固定架，所述固定架的下侧固定连接有四个铰接桩，所述铰接桩的外壁铰接有支撑推，所述铰接桩的内壁固定连接有限位杆，所述限位杆位于铰接桩上远离固定架的中部的一侧，所述固定架的中部滑动连接有插筒，所述插筒的上端与下端分别位于固定架的上侧与固定架的下侧，所述固定架的内壁位于插筒的外侧处设置有清洁机构，所述固定架的上侧设置有采样机构，本发明通过设置清洁机构可防止插筒外壁附着的土壤在对样本提取时造成较大的污染，达到增加样本信息可信度的目的，具有实用性强的特点。

Description

一种分层土壤采样器

技术领域

本发明涉及土壤治理技术领域，具体为一种分层土壤采样器。

背景技术

土壤采样是指采集土壤样品的方法，包括采样的布设和取样技术。通常是通过土壤采样器来完成的，土壤采样器有许多种类。采集农地或荒地表层土壤样品，可用小型铁铲。研究土壤一般物理性质，如土壤容重、孔隙率和持水特性等，可利用环刀。环刀为两端开口的圆筒，下口有刃，圆筒的高度和直径均为5厘米左右。目前常规使用的土壤采样器，需将其采样头垂直插入土壤中，挤压、旋转到一定土壤深度后将土钻取出，收集土钻内土壤样品待后续分析。虽然可以进行垂直采样，但是不便进行水平采样，不能对样品精确分层，土壤样品剖面特征难以分辨，采样费时费力，并且采样后需要手动收集样品，易造成土壤混样、采样不足等问题，导致土壤样品的测试分析的准确性受到影响。

现有公告号为CN106596171B的中国专利公开了一种利用液压省力的分层式多功能土壤采样器可达到分层对土壤取样的效果，但由于该装置仅可插入土壤采取少量样本，无法对土壤内部位于采集器周围的土壤进行平均收集，导致土壤样本存在局限性，因此需要一种装置可达到对土壤分层取样的同时对采集器周围样本均匀收集的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分层土壤采样器，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：一种分层土壤采样器，包括固定架，所述固定架的下侧固定连接有四个铰接桩，所述铰接桩的外壁铰接有支撑推，所述铰接桩的内壁固定连接有限位杆，所述限位杆位于铰接桩上远离固定架的中部的一侧，所述固定架的中部滑动连接有插筒，所述插筒的上端与下端分别位于固定架的上侧与固定架的下侧，所述固定架的内壁位于插筒的外侧处设置有清洁机构，所述固定架的上侧设置有采样机构。

根据上述技术方案，所述清洁机构包括第一锥齿轮，所述固定架的中部设置有两个齿轮槽，两个齿轮槽连通设置，靠近插筒的齿轮槽的内壁通过轴承与第一锥齿轮的外壁转动连接，所述第一锥齿轮的外壁与插筒的外壁接触，远离插筒的齿轮槽内壁通过轴承转动连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮外壁与第一锥齿轮的外壁啮合，所述第二锥齿轮、第一锥齿轮均为竖向设置，所述第二锥齿轮的下侧贯穿固定架并延伸至固定架的下侧，所述第二锥齿轮的下侧外壁啮合有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮的内壁固定连接有清洁筒，所述清洁筒的上侧与固定架的下表面通过轴承转动连接，所述清洁筒的内壁与插筒的外壁接触。

根据上述技术方案，所述采样机构包括连接板，所述连接板的内壁与插筒的外壁上侧固定连接，所述连接板的两侧均插接有限位柱，所述限位柱的下端与固定架的外壁上侧固定连接，所述限位柱的上端贯穿连接板并延伸至连接板的上侧，所述连接板的内壁螺纹连接有电机，所述电机的下端固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆的外壁与固定架的内壁固定连接，所述采样机构还包括收集机构，所述收集机构位于插筒的内部上侧。

根据上述技术方案，所述收集机构包括限位桩，所述限位桩的下表面固定连接在固定架的上侧，所述收集机构还包括固定环，所述固定环的外壁与插筒的内壁固定连接，所述固定环的上侧固定连接有弹簧，所述弹簧的上端固定连接有滑块，所述滑块的外壁与插筒的内壁滑动连接，所述插筒的内壁底部转动连接有转杆，所述转杆的上端插接在滑块的内部，所述滑块的内部开设有螺纹腔，所述螺纹腔的内壁底部设置有螺纹结构，所述转杆的上端外壁固定连接有螺纹块，所述螺纹块的外壁与螺纹腔的内壁底部螺纹连接，所述滑块的上端固定连接有限位片，所述限位片的外壁与限位桩的外壁接触，所述插筒的侧壁开设有铲土窗，所述转杆的外壁设置有铲土机构。

根据上述技术方案，所述铲土机构包括连接杆，所述连接杆的内壁与转杆的外壁固定连接，所述连接杆的一端固定连接有挡板，所述挡板的外壁与插筒的内壁接触，所述转杆的外壁还固定连接有固定桩，所述固定桩的内壁通过扭簧铰接有铰接杆，所述铰接杆的外壁固定连接有铲块，所述固定桩的外壁还固定连接有限位块，所述限位块的外壁延伸至铲块的外侧处与铲块的外壁接触，所述铲块的外壁通过铲土窗处延伸至插筒的外部。

根据上述技术方案，所述铲块的高度与铲土窗的高度一致，且所述铲块为弯曲设置，铲块可跟随转杆进行旋转。

根据上述技术方案，所述挡板为弧形板状结构，且所述挡板的弧度为一百八十度，所述挡板的高度大于铲土窗的高度，所述挡板的下侧接触有隔板，所述隔板的外壁与插筒的内壁固定连接，所述隔板的内壁通过轴承与转杆的外壁转动连接。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置插入机构可使插筒顺利的插入地面较深处，便于样本的收集；

通过设置清洁机构可防止插筒外壁附着的土壤在对样本提取时造成较大的污染，达到增加样本信息可信度的目的；

通过设置收集机构可将土壤中的气体以及细碎物质进行收集，可达到完整的采样；

通过设置铲土机构，可使插筒附近的泥土均被铲入插筒的内部，达到便于对周围土壤采样的目的。

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是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的下侧结构示意图；

图3是本发明插筒的结构示意图；

图4是本发明插筒的内部结构示意图；

图5是本发明铲土机构的结构示意图；

图6是本发明滑块的内部结构示意图；

图7是本发明图1中A的结构示意图；

图8是本发明图1中B的结构示意图；

图中：1固定架、2铰接桩、3支撑腿、4限位杆、5插筒、6清洁机构、7采样机构、601第一锥齿轮、602第二锥齿轮、603第三锥齿轮、604清洁筒、701连接板、702限位柱、703电机、704螺纹杆、705收集机构、501限位桩、502固定环、503弹簧、504滑块、505转杆、506限位片、507螺纹腔、508螺纹块、509铲土机构、510铲土窗、901连接杆、902挡板、903固定桩、904铰接杆、905铲板、906限位块、907隔板。

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1-8，本发明提供技术方案：一种分层土壤采样器，包括固定架1，固定架1的下侧固定连接有四个铰接桩2，铰接桩2的外壁铰接有支撑推3，铰接桩2的内壁固定连接有限位杆4，限位杆4位于铰接桩2上远离固定架1的中部的一侧，固定架1的中部滑动连接有插筒5，插筒5的上端与下端分别位于固定架1的上侧与固定架1的下侧，固定架1的内壁位于插筒5的外侧处设置有清洁机构6，固定架1的上侧设置有采样机构7。

清洁机构6包括第一锥齿轮601，固定架1的中部设置有两个齿轮槽，两个齿轮槽连通设置，靠近插筒5的齿轮槽的内壁通过轴承与第一锥齿轮601的外壁转动连接，第一锥齿轮601的外壁与插筒5的外壁接触，远离插筒5的齿轮槽内壁通过轴承转动连接有第二锥齿轮602，第二锥齿轮602外壁与第一锥齿轮601的外壁啮合，第二锥齿轮602、第一锥齿轮601均为竖向设置，第二锥齿轮602的下侧贯穿固定架1并延伸至固定架1的下侧，第二锥齿轮602的下侧外壁啮合有第三锥齿轮603，第三锥齿轮603的内壁固定连接有清洁筒604，清洁筒604的上侧与固定架1的下表面通过轴承转动连接，清洁筒604的内壁与插筒5的外壁接触。

采样机构7包括连接板701，连接板701的内壁与插筒5的外壁上侧固定连接，连接板701的两侧均插接有限位柱702，限位柱702的下端与固定架1的外壁上侧固定连接，限位柱702的上端贯穿连接板701并延伸至连接板701的上侧，连接板701的内壁螺纹连接有电机703，电机703的下端固定连接有螺纹杆704，螺纹杆704的外壁与固定架1的内壁固定连接，采样机构7还包括收集机构705，收集机构705位于插筒5的内部上侧。

收集机构705包括限位桩501，限位桩501的下表面固定连接在固定架1的上侧，收集机构705还包括固定环502，固定环502的外壁与插筒5的内壁固定连接，固定环502的上侧固定连接有弹簧503，弹簧503的上端固定连接有滑块504，滑块504的外壁与插筒5的内壁滑动连接，插筒5的内壁底部转动连接有转杆505，转杆505的上端插接在滑块504的内部，滑块504的内部开设有螺纹腔507，螺纹腔507的内壁底部设置有螺纹结构，转杆505的上端外壁固定连接有螺纹块508，螺纹块508的外壁与螺纹腔507的内壁底部螺纹连接，滑块504的上端固定连接有限位片506，限位片506的外壁与限位桩501的外壁接触，插筒5的侧壁开设有铲土窗510，转杆505的外壁设置有铲土机构509。

铲土机构509包括连接杆901，连接杆901的内壁与转杆505的外壁固定连接，连接杆901的一端固定连接有挡板902，挡板902的外壁与插筒5的内壁接触，转杆505的外壁还固定连接有固定桩903，固定桩903的内壁通过扭簧铰接有铰接杆904，铰接杆904的外壁固定连接有铲块905，固定桩903的外壁还固定连接有限位块906，限位块906的外壁延伸至铲块905的外侧处与铲块905的外壁接触，铲块905的高度与铲土窗510的高度一致，且铲块905为弯曲设置，铲块905可跟随转杆505进行旋转，铲块905的外壁通过铲土窗510处延伸至插筒5的外部，挡板902为弧形板状结构，且挡板902的弧度为一百八十度，挡板902的高度大于铲土窗510的高度，挡板902的下侧接触有隔板907，隔板907的外壁与插筒5的内壁固定连接，隔板907的内壁通过轴承与转杆505的外壁转动连接。

使用时，将支撑推3放置在地面上，启动螺纹杆704带动电机703旋转，由于连接板701与电机703螺纹连接且连接板701被限位柱702限制旋转，会使电机703带动连接板701下降，使连接板701带动插筒5向下移动插入地面，待插筒5完全插入地面即图1中的状态；

在插筒5插入地面的同时会使插筒5带动固定环502、弹簧503、滑块504、转杆505、限位片506下降，在插筒5持续下降使限位片506接触到限位桩501后，会使限位桩501阻挡滑块504，使插筒5在持续下移的过程中将滑块504移出插筒5的内部，同时拉长弹簧503使其形变蓄能，由于滑块504相对插筒5发生上移，会使插筒5内部的空间增大，但由于插筒5内部无法进入气体，会使插筒5内部的气压降低，产生较强负压；

由于滑块504停止移动且转杆505持续下移，会使转杆505带动螺纹块508下降与螺纹腔507下侧的螺纹结构接触，进而使螺纹块508带动转杆505发生旋转，使转杆505带动连接杆901、挡板902旋转，使挡板902偏转解开对铲土窗510的遮挡，使插筒5内部的负压迅速将插筒5外侧的破碎土壤以及水分杂质等吸入插筒5的内部隔板907的上侧，随后随着转杆505的持续旋转会使铲块905旋转至铲土窗510处，由于扭簧的弹力会使铲块905偏转与土壤接触，随着转杆505的旋转会使铲块905将土壤铲入插筒5的内部完成土壤收集；

随后反转螺纹杆704，会使连接板701提拉插筒5上升，同时弹簧503会拉扯滑块504与固定环502靠近，使滑块504由于与螺纹块508螺纹连接使转杆505反向旋转，使其带动挡板902偏转重新对铲土窗510进行封堵，在对铲土窗510进行封堵后滑块504将停止下降；

同时插筒5在移动的同时会带动第一锥齿轮601旋转，进而通过第二锥齿轮602的传动带动清洁筒604旋转，使清洁筒604将插筒5表面的泥土旋转铲落，防止插筒5的外壁粘附泥土对取样时造成污染。

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。

最后应说明的是：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 (7)

1.一种分层土壤采样器，包括固定架（1），其特征在于：所述固定架（1）的下侧固定连接有四个铰接桩（2），所述铰接桩（2）的外壁铰接有支撑推（3），所述铰接桩（2）的内壁固定连接有限位杆（4），所述限位杆（4）位于铰接桩（2）上远离固定架（1）的中部的一侧，所述固定架（1）的中部滑动连接有插筒（5），所述插筒（5）的上端与下端分别位于固定架（1）的上侧与固定架（1）的下侧，所述固定架（1）的内壁位于插筒（5）的外侧处设置有清洁机构（6），所述固定架（1）的上侧设置有采样机构（7）。

2.根据权利要求1所述的一种分层土壤采样器，其特征在于：所述清洁机构（6）包括第一锥齿轮（601），所述固定架（1）的中部设置有两个齿轮槽，两个齿轮槽连通设置，靠近插筒（5）的齿轮槽的内壁通过轴承与第一锥齿轮（601）的外壁转动连接，所述第一锥齿轮（601）的外壁与插筒（5）的外壁接触，远离插筒（5）的齿轮槽内壁通过轴承转动连接有第二锥齿轮（602），所述第二锥齿轮（602）外壁与第一锥齿轮（601）的外壁啮合，所述第二锥齿轮（602）、第一锥齿轮（601）均为竖向设置，所述第二锥齿轮（602）的下侧贯穿固定架（1）并延伸至固定架（1）的下侧，所述第二锥齿轮（602）的下侧外壁啮合有第三锥齿轮（603），所述第三锥齿轮（603）的内壁固定连接有清洁筒（604），所述清洁筒（604）的上侧与固定架（1）的下表面通过轴承转动连接，所述清洁筒（604）的内壁与插筒（5）的外壁接触。

3.根据权利要求2所述的一种分层土壤采样器，其特征在于：所述采样机构（7）包括连接板（701），所述连接板（701）的内壁与插筒（5）的外壁上侧固定连接，所述连接板（701）的两侧均插接有限位柱（702），所述限位柱（702）的下端与固定架（1）的外壁上侧固定连接，所述限位柱（702）的上端贯穿连接板（701）并延伸至连接板（701）的上侧，所述连接板（701）的内壁螺纹连接有电机（703），所述电机（703）的下端固定连接有螺纹杆（704），所述螺纹杆（704）的外壁与固定架（1）的内壁固定连接，所述采样机构（7）还包括收集机构（705），所述收集机构（705）位于插筒（5）的内部上侧。

4.根据权利要求3所述的一种分层土壤采样器，其特征在于：所述收集机构（705）包括限位桩（501），所述限位桩（501）的下表面固定连接在固定架（1）的上侧，所述收集机构（705）还包括固定环（502），所述固定环（502）的外壁与插筒（5）的内壁固定连接，所述固定环（502）的上侧固定连接有弹簧（503），所述弹簧（503）的上端固定连接有滑块（504），所述滑块（504）的外壁与插筒（5）的内壁滑动连接，所述插筒（5）的内壁底部转动连接有转杆（505），所述转杆（505）的上端插接在滑块（504）的内部，所述滑块（504）的内部开设有螺纹腔（507），所述螺纹腔（507）的内壁底部设置有螺纹结构，所述转杆（505）的上端外壁固定连接有螺纹块（508），所述螺纹块（508）的外壁与螺纹腔（507）的内壁底部螺纹连接，所述滑块（504）的上端固定连接有限位片（506），所述限位片（506）的外壁与限位桩（501）的外壁接触，所述插筒（5）的侧壁开设有铲土窗（510），所述转杆（505）的外壁设置有铲土机构（509）。

5.根据权利要求4所述的一种分层土壤采样器，其特征在于：所述铲土机构（509）包括连接杆（901），所述连接杆（901）的内壁与转杆（505）的外壁固定连接，所述连接杆（901）的一端固定连接有挡板（902），所述挡板（902）的外壁与插筒（5）的内壁接触，所述转杆（505）的外壁还固定连接有固定桩（903），所述固定桩（903）的内壁通过扭簧铰接有铰接杆（904），所述铰接杆（904）的外壁固定连接有铲块（905），所述固定桩（903）的外壁还固定连接有限位块（906），所述限位块（906）的外壁延伸至铲块（905）的外侧处与铲块（905）的外壁接触，所述铲块（905）的外壁通过铲土窗（510）处延伸至插筒（5）的外部。

6.根据权利要求5所述的一种分层土壤采样器，其特征在于：所述铲块（905）的高度与铲土窗（510）的高度一致，且所述铲块（905）为弯曲设置，铲块（905）可跟随转杆（505）进行旋转。

7.根据权利要求6所述的一种分层土壤采样器，其特征在于：所述挡板（902）为弧形板状结构，且所述挡板（902）的弧度为一百八十度，所述挡板（902）的高度大于铲土窗（510）的高度，所述挡板（902）的下侧接触有隔板（907），所述隔板（907）的外壁与插筒（5）的内壁固定连接，所述隔板（907）的内壁通过轴承与转杆（505）的外壁转动连接。

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