CN115979702A - 一种土壤采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤采样装置，包括：支撑架；施压装置，施压装置设置于支撑架上；钻土取样装置，钻土取样装置设置于施压装置下方，施压装置驱动钻土取样装置依次进行钻土和取样。根据本发明的土壤采样装置通过施压装置钻土取样装依次进行钻土和取样，避免取样装置直接取样时，达到一定深度后，取样装置因受到较大阻力而无法继续钻进或取样装置因承受过大压力而发生变形，给取样带来较大不便、影响取样量、取样深度的准确度。

Description

一种土壤采样装置

技术领域

本发明涉及土壤采集技术领域，具体涉及一种土壤采样装置。

背景技术

随着生态文明建设的推进，污染场地土壤修复变得越来越普遍，在修复工程完成后，需对修复土壤进行验收检测。因修复土壤回填后，场地表面会加盖一层洁净土，且回填时会根据土壤的不同污染程度和类型进行分层填埋，所以在验收检测时必须对不同深度的土壤进行取样。

用于修复验收检测的土壤样必须保证其原始性质，而目前土壤取样大多采用旋转钻进，高速旋转的钻头与土壤剧烈摩擦会产生大量的热，这可能会导致高温使土壤的性质发生改变(如有机物受热挥发等)，给检测结果带来较大偏差；且目前用于土壤取样的装置大多为圆筒形，在取样达到一定深度后，圆筒型的取样装置因受到较大阻力而无法继续钻进，同时也会使得取样装置因受到较大的压力而发生弯曲变形。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种土壤采样装置，根据本发明的土壤采样装置通过施压装置驱动所述钻土取样装置依次进行钻土和取样，避免现有的取样装置(取样筒)直接取样时，达到一定深度后，取样装置因受到较大阻力而无法继续钻进，或取样装置因承受过大压力而发生变形，给取样带来较大不便、影响取样量、取样深度的准确度，此外，解决钻进过程中摩擦生热而导致土壤性质发生改变的问题。

本发明提供了一种土壤采样装置，包括：支撑架；施压装置，所述施压装置设置于所述支撑架上；钻土取样装置，所述钻土取样装置设置于所述施压装置下方，所述施压装置驱动所述钻土取样装置依次进行钻土和取样。

通过施压装置驱动所述钻土取样装置依次进行钻土和取样，避免现有的取样筒或取样装置直接取样时，达到一定深度后，取样装置因受到较大阻力而无法继续钻进，或取样装置因承受过大压力而发生变形，给取样带来较大不便、影响取样量、取样深度的准确度。

在上述发明的基础上，本发明还可以进行如下改进：

进一步，所述钻土取样装置包括钻土件、取样室、相互滑动连接的内层取样筒和外层取样筒，所述钻土件设置于所述外层取样筒下端，所述取样室设置于所述内层取样筒下端，所述施压装置可依次驱动所述外层取样筒和内层取样筒向下进行同步运动或相对运动。

由此，施压装置先驱动所述外层取样筒和内层取样筒同步向下运动，从而驱动所述于钻土件钻入土壤中，当达到目标深度后，施压装置再驱动内层取样筒与外层取样筒发生相对运动，从而驱动所述取样室钻入土壤中进行取样。

具体的，两层取样筒(内层取样筒和外层取样筒)之间采用滑动槽和滑动块滑动连接，所述取样室位于所述外层取样筒内部，所述施压装置可驱动所述内层取样筒沿着所述外层取样筒内壁向下滑动。

优选的，所述取样装置还包括可以沿所述支撑架竖直滑动的水平滑板，所述外层取样筒与所述滑板固定连接。

具体的，所述滑板通过与其固定连接的连接杆与所述支撑架沿竖直方向滑动连接。

优选的，所述外层取样筒的上端外壁固定设置于所述水平滑板中部的通孔内。

优选的，所述外层取样筒外壁设置为四角菱形结构。

由此，菱角锋利，可大大减少钻进阻力，省力省时。

进一步,所述施压装置包括冲压件和驱动组件，所述驱动组件可驱动所述冲压件依次推动所述外层取样筒和内层取样筒进行同步运动或相对运动。

优选的，所述取样室上部开有透气孔。用于保持取样室气压与大气压一致。

具体的，所述取样室为圆柱形筒。

优选的，冲压件的受力面以及取样装置的受力面均套有防震垫，可有效减少冲击给装置带来的损害。

进一步，所述冲压件包括相互转动连接的内冲压筒和外冲压筒，所述内冲压筒与所述内取样筒上下对应设置，所述外冲压筒与所述外取样筒上下对应设置。

具体的，所述外冲压筒套设在所述内冲压筒外壁上，所述外冲压筒与所述内冲压筒螺纹连接。

具体的，所述内冲压筒与所述内取样筒上下对齐设置，所述外冲压筒与所述外取样筒上下对齐设置。

由此，取样时，驱动组件驱动所述外冲压筒冲击外层取样筒从而作用于钻土件，使钻土件带动所述外层取样筒一起钻入土壤中，当达到目标深度后，驱动组件再驱动内冲压筒冲击内取样筒从而作用于所述取样室，取样室钻入土壤中进行取样。

进一步，所述驱动组件包括可驱动所述外冲压筒和内冲压筒同时向所述内取样筒和外取样筒运动的冲压机以及设置于所述内冲压筒上端的旋进盘。所述冲压机包括冲压机主体以及通过冲压机主体驱动的冲头。

具体的，所述旋进盘固定设置于所述内冲压筒上端。

钻土件的钻进动力由冲压机提供，当钻土件达到目标深度后，需要取样室进行取样时，由于所述外冲压筒和内冲压筒转动连接，因此可通过旋转内冲压筒上方的旋进盘，内冲压筒以及取样室伸出外冲压筒外，然后继续旋转旋进盘，取样室可钻入土壤中进行取样。

优选的，所述冲压机为手摇式冲压机。由此便于人为控制取样深度，且结构简单。

进一步，所述钻土件为具有可张合的八爪结构的钻头，所述八爪结构的的各爪头可聚合成锥形结构。

由此，钻头可张合，在驱动装置驱动外层取样筒钻入土壤时，由于钻头各爪头受到土壤的挤压应力，聚合成锥形结构，便于钻土进入土壤内部，当钻进深度达到取样深度后，施压装置驱动内层取样筒沿着所述外层取样筒内部滑动，并向外挤压钻土件的各爪头，使其张开，取样室从钻头的各爪头中钻出进行取样。

进一步，所述钻土件的各爪头分别与所述外取样筒铰接，各所述爪头内壁上设置有用于控制各所述爪头自动聚合的弹性件。

由此，正常状态下以及钻土状态下，各爪头可自动聚合成锥形结构，便于钻进土壤内部。

进一步，所述钻土件的各所述爪头的外壁上均设置有刀刃结构。

各所述爪头外壁设置有刀刃结构，可切进土壤内，便于钻头进入土壤内部。

进一步，所述支撑架包括若干支撑横梁和若干竖向的支撑杆，各所述支撑杆下端设置有抓地齿，各所述支撑杆上设置有标尺。

具体的，所述抓地齿固定于地面上，起到稳定整个装置的作用，支架上刻有标尺，用于精准测量取样筒钻进深度，可以实现精准深度土壤的采集，满足取土要求。

进一步，所述施压装置位于所述支撑架上的竖直高度可调节。

具体的，所述施压装置设置于所述支撑横梁上，所述支撑横梁与所述支撑杆滑动连接，所述支撑杆上设置有可对位于一定竖直高度的所述支撑横梁进行固定的固定件。

由此，可根据需要对所述施压装置的高度进行调节，且固定件可阻止施压装置在冲压所述钻土取样装置时向上滑动，以提供足够稳定的冲击力。

本发明的有益效果：

根据本发明的土壤采样装置，利用冲击式作为钻进动力，避免了因旋转钻进产生的大量热量破坏土壤性质，且保证了钻进深度。钻土件采取可张合的锥形结构，可有效加强钻进效果和钻进深度，且大大降低了装置的损坏风险，同时保证了钻进时可钻破岩石等固体物质。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明实施例的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的钻土取样装置的部分剖面结构示意图。

图3为本发明实施例的钻土取样装置的俯视结构示意图。

图4为本发明实施例的施压装置的部分剖面结构示意图；

图5为冲压机与冲压件作用的示意图。

附图1-5中，各标号所代表的部件如下：

支撑架1；支撑横梁11；支撑杆12；抓地齿121；标尺122；

施压装置2；冲压件21；内冲压筒211；外冲压筒212；驱动组件22；冲压机221；旋进盘222；冲压机主体2211；冲头2212；

钻土件3；爪头31；刀刃结构311；

钻土取样装置4；内层取样筒41；外层取样筒42；取样室43；水平滑板44；通孔45；四角菱形结构46；防震垫47；透气孔48；连接杆49。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1至图5所示，本发明提供了一种土壤采样装置，包括支撑架1、施压装置2、钻土件3和钻土取样装置4，所述钻土取样装置4设置于所述施压装置2下方，所述施压装置2驱动所述钻土取样装置4依次进行钻土和取样。

通过施压装置3驱动所述钻土取样装置4依次进行钻土和取样，避免现有的取样筒或取样装置直接取样时，达到一定深度后，取样装置因受到较大阻力而无法继续钻进，或取样装置因承受过大压力而发生变形，不仅给取样带来较大不便，而且影响取样量、取样深度的准确度。

如图1或图2所示，根据本发明实施例的土壤采样装置，所述钻土取样装置4包括钻土件3、内层取样筒41、外层取样筒42和取样室43，所述内层取样筒41和外层取样筒42滑动套接，所述钻土件3设置于所述外层取样筒42下端，所述取样室43设置于所述内层取样筒41下端，所述施压装置2可依次驱动所述外层取样筒41和内层取样筒42向下进行同步运动或相对运动。

由此，施压装置2先驱动所述外层取样筒42和内层取样筒41同步向下运动，从而驱动所述于钻土件3钻入土壤中，当钻土件3达到目标深度后，施压装置2再驱动内层取样筒41与外层取样筒42发生相对运动，从而驱动所述取样室43钻入土壤中进行取样。

具体的，两层取样筒(内层取样筒41和外层取样筒42)之间采用滑动槽和滑动块滑动连接，所述取样室位于所述外层取样筒内部，所述施压装置2可驱动所述内层取样筒41沿着所述外层取样筒42内壁向下滑动。

优选的，如图1或3所示，所述钻土取样装置4还包括可以沿所述支撑架1竖直滑动的水平滑板44，所述外层取样筒41与所述滑板44固定连接。具体的，所述水平滑板44通过与其固定连接的连接杆49与所述支撑架1沿竖直方向滑动连接。采用该种结构设计，可实现钻土取样装置竖向滑动时的导向。

优选的，所述外层取样筒41的上端外壁固定设置于所述水平滑板44中部的通孔45内。

优选的，所述外层取样筒41外壁设置为四角菱形结构46。

由此，菱角锋利，可大大减少钻进阻力，省力省时。

根据本发明实施例的土壤采样装置，所述施压装置2包括冲压件21和驱动组件22，所述驱动组件22可驱动所述冲压件21依次推动所述外层取样筒41和内层取样筒42进行同步运动或相对运动。

优选的，所述取样室43上部开有透气孔48。用于保持取样室43气压与大气压一致。

具体的，所述取样室43为圆柱形筒。

优选的，冲压件的受力面以及钻土取样装置的受力面均套有防震垫47，可有效减少冲击给装置带来的损害。

如图1-4所示，根据本发明实施例的土壤采样装置，所述冲压件21包括相互转动连接的内冲压筒211和外冲压筒212，所述内冲压筒211与所述内取样筒41上下对应设置，所述外冲压筒212与所述外取样筒42上下对应设置。

具体的，所述外冲压筒212套设在所述内冲压筒211外壁上，所述外冲压筒212与所述内冲压筒211螺纹连接。

具体的，所述内冲压筒211与所述内取样筒41上下对齐设置，所述外冲压筒212与所述外取样筒42上下对齐设置。

取样时，驱动组件22驱动所述外冲压筒212冲击外层取样筒42从而作用于钻土件3，使钻土件3带动所述外层取样筒42一起钻入土壤中，当达到目标深度后，驱动组件22再驱动内冲压筒211冲击内取样筒41从而作用于所述取样室43，取样室钻入土壤中进行取样。

如图1或图4所示，根据本发明实施例的土壤采样装置，所述驱动组件22包括可驱动所述外冲压筒212和内冲压筒211同时向所述内取样筒41和外取样筒42运动的冲压机221以及设置于所述内冲压筒211上端的旋进盘222。所述冲压机包括冲压机主体2211以及通过冲压机主体驱动的冲头2212，通过冲头反复冲击外冲压筒。

具体的，所述旋进盘固定设置于所述内冲压筒211上端。

钻土件的钻进动力由冲压机提供，当钻土件达到目标深度后，需要取样室进行取样时，由于所述外冲压筒212和内冲压筒211转动连接，因此可通过旋转内冲压筒211上方的旋进盘222，内冲压筒211以及取样室43伸出外冲压筒212外，然后继续旋转旋进盘222，取样室43可钻入土壤中进行取样。

优选的，所述冲压机为手摇式冲压机。由此便于人为控制取样深度，且结构简单。

如图1或2所示，根据本发明实施例的土壤采样装置，所述钻孔件3为具有可张合的八爪结构的钻头，所述八爪结构的各爪头31可聚合成锥形结构。

钻头可张合，在驱动装置驱动外层取样筒42钻入土壤时，由于钻头各爪头受到土壤的挤压应力，聚合成锥形结构，便于钻土进入土壤内部，当钻进深度达到取样深度后，施压装置2驱动内层取样筒42沿着所述外层取样筒41内部滑动，并向外挤压并向外挤压钻土件的各爪头31，使其张开，取样室43从钻头的各爪头31中钻出进行取样。

如图2所示，根据本发明实施例的土壤采样装置，所述钻土件3的各爪头31分别与所述外取样筒42铰接，各所述爪头31内壁上设置有用于控制各所述爪头31自动聚合的弹性件。

由此，正常状态下以及钻土状态下，各所述爪头31可自动聚合成锥形结构，便于钻进土壤内部。

如图2所示，根据本发明实施例的土壤采样装置，所述钻土件3的各所述爪头31的外壁上均设置有刀刃结构311。

各所述爪头31外壁设置有刀刃结构311，可切进土壤内，便于钻头进入土壤内部。

如图1所示，根据本发明实施例的土壤采样装置，所述支撑架1包括若干支撑横梁11和若干支撑杆12，各所述支撑杆12下端设置有抓地齿121，各所述支撑杆12上设置有标尺122。

具体的，所述抓地齿固定于地面上，起到稳定整个装置的作用，支撑杆上刻有标尺122，用于精准测量钻土取样装置钻进深度，可以实现精准深度土壤的采集，满足取土要求。

根据本发明实施例的土壤采样装置，所述施压装置2位于所述支撑架1上的竖直高度可调节。

具体的，所述施压装置2设置于所述支撑横梁11上，所述支撑横梁11与所述支撑杆12滑动连接，所述支撑杆12上设置有可对位于一定竖直高度的所述支撑横梁进行固定的固定件。

由此，可根据需要对所述施压装置2的高度进行调节，且固定件可阻止施压装置2在冲压所述钻土取样装置4时向上滑动，以提供足够稳定的冲击力。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种土壤采样装置，其特征在于：包括：

支撑架(1)；

施压装置(2)，所述施压装置设置于所述支撑架(1)上；

钻土取样装置(4)，所述钻土取样装置设置于所述施压装置(2)下方，所述施压装置(2)驱动所述钻土取样装置依次进行钻土和取样；所述钻土取样装置(4)包括钻土件(3)、取样室(43)、相互滑动连接的内层取样筒(41)和外层取样筒(42)，所述钻土件(3)设置于所述外层取样筒(42)下端，所述取样室(43)设置于所述内层取样筒(41)下端，所述施压装置(2)可依次驱动所述外层取样筒(41)和内层取样筒(42)向下进行同步运动或相对运动。

2.根据权利要求1所述的土壤采样装置，其特征在于：所述施压装置(2)包括冲压件(21)和驱动组件(22)，所述驱动组件(22)可驱动所述冲压件(21)依次推动所述外层取样筒(41)和内层取样筒(42)进行同步运动或相对运动。

3.根据权利要求2所述的土壤采样装置，其特征在于：所述冲压件(21)包括相互转动连接的内冲压筒(211)和外冲压筒(212)，所述内冲压筒(211)与所述内层取样筒(41)上下对应设置，所述外冲压筒(212)与所述外层取样筒(42)上下对应设置。

4.根据权利要求3所述的土壤采样装置，其特征在于：所述驱动组件(22)包括可驱动所述外冲压筒(212)和内冲压筒(211)同时分别向所述内层取样筒(41)和外层取样筒(42)运动的冲压机(221)以及设置于所述内冲压筒(211)上端的旋进盘(222)。

5.根据权利要求4所述的土壤采样装置，其特征在于：所述钻土件(3)为具有可张合的八爪结构的钻头，所述八爪结构的各爪头可聚合成锥形结构。

6.根据权利要求5所述的土壤采样装置，其特征在于：所述钻土件(3)的各爪头(31)分别与所述外层取样筒(42)铰接，各所述爪头(31)内壁上均设置有用于控制各所述爪头(31)自动聚合的弹性件。

7.根据权利要求6所述的土壤采样装置，其特征在于：所述钻土件(3)的各所述爪头(31)的外壁上均设置有刀刃结构(311)。

8.根据权利要求7所述的土壤采样装置，其特征在于：所述支撑架(1)包括若干支撑横梁(11)和若干竖直支撑杆(12)，各所述支撑杆(12)下端设置有抓地齿(121)，各所述竖直支撑杆(12)的上设置有标尺。

9.根据权利要求8所述的土壤采样装置，其特征在于：所述施压装置(2)位于所述支撑架(1)上的竖直高度可调节。

10.根据权利要求9所述的土壤采样装置，其特征在于：所述冲压机包括冲压机主体(2211)以及通过冲压机主体驱动的冲头(2212)。

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