CN116106060A - 一种土壤分层取样装置及取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤调查取样技术领域，且公开了一种土壤分层取样装置及取样方法，解决了对土壤的不同层进行取样时，需要工作人员多次重复操作取样步骤的问题，其包括底座，底座的上方设有顶板，底座和顶板之间设有活动座，活动座上贯穿有两个螺纹连接的第一丝杆，顶板上设有分别与第一转轴和第一丝杆相配合的旋停组件连接，第一转轴的外部套设有滑动连接的第一螺纹套，第一螺纹套贯穿活动座，第一螺纹套和活动座通过轴承连接，第一螺纹套的底端固定连接有钻头；可以同时完成不同土壤层的取样，同一时间、分层取样，功能多样化、装置相对土壤取样稳定，可实现高效取样、实际使用方便，提高了市场应用效率。

Description

一种土壤分层取样装置及取样方法

技术领域

本发明属于土壤调查取样技术领域，具体为一种土壤分层取样装置及取样方法。

背景技术

土壤调查是探究土壤的一般形态、形成和演变过程，并查明土壤类型及其分布规律。它以土壤地理学理论为指导，通过对土壤剖面形态及其周围环境的观察、描述记载和综合分析比较，对土壤的发生演变、分类分布、肥力变化和利用改良状况进行研究、判断，在土壤调查过程中需要用到土壤调查取样装置。目前市场上的土壤调查取样装置不便于进行分层取样，当对土壤的不同层进行取样时，需要工作人员多次重复操作取样步骤，影响工作效率。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种土壤分层取样装置及取样方法，有效的解决了上述背景技术中对土壤的不同层进行取样时，需要工作人员多次重复操作取样步骤的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种土壤分层取样装置，包括底座，所述底座的上方设有顶板，底座和顶板之间设有活动座，活动座上贯穿有两个螺纹连接的第一丝杆，第一丝杆的两端均通过轴承分别与底座和顶板连接，顶板上贯穿有第一转轴，第一转轴和顶板通过轴承连接，顶板上设有分别与第一转轴和第一丝杆相配合的旋停组件连接，第一转轴的外部套设有滑动连接的第一螺纹套，第一螺纹套贯穿活动座，第一螺纹套和活动座通过轴承连接，第一螺纹套的底端固定连接有钻头，底座上开设有与钻头相配合的通孔，第一螺纹套的外部套设有若干环形箱，环形箱的顶部固定连接有第一固定套，第一螺纹套的外部套设有若干螺纹连接的第二螺纹套，第二螺纹套的外壁和第一固定套的内壁通过轴承连接，环形箱的底部设有盖板，环形箱上开设有进土孔，环形箱上设有与进土孔相配合的导流斗，环形箱的一侧设有第一连接轴，第一连接轴的两端分别套设有支撑块，支撑块和环形箱固定连接，第一连接轴和导流斗通过第一连接板连接，第一螺纹套的一侧设有第一棱柱，且第一棱柱贯穿第一连接轴，第一棱柱和第一螺纹套通过缓旋控制机构连接。

优选的，所述缓旋控制机构包括固定套设于第一螺纹套外部的固定环，固定环的外部套设有第二固定套，固定环和第二固定套通过轴承连接，第二固定套的顶端和活动座的底部固定连接，第二固定套的内壁上固定连接有齿圈，第二固定套内设有与齿圈相配合的齿轮，齿轮的底部固定连接有第二棱柱，第二棱柱的外部套设有蜗杆，蜗杆贯穿固定环，蜗杆和固定环通过轴承连接，蜗杆和第一棱柱通过齿轮传动器连接，第二棱柱的底端与位于固定环下方的第二连接轴固定连接，第二连接轴的外部套设有活动板，第二连接轴和活动板通过轴承连接，活动板和固定环通过间距调节件连接。

优选的，所述齿轮传动器包括设置于固定环上方的第三连接轴，第三连接轴的外部套设有固定连接的蜗轮，蜗轮和蜗杆相啮合，第三连接轴的外部套设有支撑板，支撑板和固定环固定连接，第三连接轴和支撑板通过轴承连接，第三连接轴的一端固定连接有第一锥形齿轮，固定环上贯穿有第四连接轴，第四连接轴和固定环通过轴承连接，第四连接轴的底端和第一棱柱固定连接，第四连接轴的顶端固定连接有与第一锥形齿轮相啮合的第二锥形齿轮。

优选的，所述间距调节件包括固定安装于固定环底部的支撑架，第二连接轴的底部固定连接有固定盘，固定盘上开设有定位孔，支撑架上固定连接有与定位孔相配合的定位柱，活动板的底部固定连接有第二丝杆，第二丝杆贯穿支撑架，第二丝杆的外部套设有两个螺母，相邻两个螺母分别支撑架的两侧相接触。

优选的，所述第一转轴上开设有第一导向槽，第一螺纹套的内壁上固定连接有位于第一导向槽内的第一导向块，通过第一导向槽和第一导向块的设计，以使第一螺纹套和第一转轴滑动连接。

优选的，所述旋停组件包括固定安装于顶板上的电机，电机的输出端固定连接有第二转轴，第二转轴的外部套设有固定连接的第三锥形齿轮，第一转轴的顶端固定连接有与第三锥形齿轮相啮合的第四锥形齿轮，第二转轴的外部套设有两个第三固定套，第三固定套的内壁上固定连接有第二导向块，第二转轴上开设有与第二导向块相配合的第二导向槽，第三固定套的外部套设有固定连接的第五锥形齿轮，第一丝杆的顶端固定连接有与第五锥形齿轮相啮合的第六锥形齿轮，第三固定套的外部套设有第一固定板，第三固定套和第一固定板通过轴承连接，第一固定板和顶板通过滑动锁定件连接。

优选的，所述滑动锁定件包括固定安装于顶板上的第二固定板，两个第一固定板通过连接柱连接，且连接柱贯穿第二固定板，连接柱和第二固定板通过第一螺栓连接。

优选的，所述环形箱和盖板通过若干第二螺栓连接，钻头和固定环之间通过导向柱连接，导向柱的外部套设有若干个导向套，导向套和环形箱固定连接。

优选的，所述第二螺纹套上固定连接有第二连接板，第二连接板和环形箱通过第三螺栓连接，第一棱柱的底端固定连接有第五连接轴，第五连接轴的外部套设有支撑部，第五连接轴和支撑部通过轴承连接，支撑部和第一螺纹套固定连接，底座上贯穿有若干插杆，插杆的顶端与位于底座顶部的限位盘固定连接。

本发明还提供了一种土壤分层取样方法，包括如上述所述的土壤分层取样装置，包括以下步骤：

步骤一：底座放置于需要取样的区域，操作人员驱动第二螺纹套旋转，以使第二螺纹套和环形箱竖直方向移动，改变每个环形箱的高度；

步骤二：当环形箱的高度调节完毕后，通过旋停组件同时驱动第一丝杆和第一转轴旋转，第一丝杆驱动活动座竖直方向移动，改变第一螺纹套和钻头的高度，以使钻头下移；

步骤三：第一转轴同时驱动第一螺纹套和钻头旋转，以使钻头旋入预设深度的土壤层，不同高度的环形箱分别停留在不同的预设土壤层；

步骤四：通过旋停组件单独驱动第一转轴和第一螺纹套旋转，第一螺纹套和钻头竖直方向停止移动，第一转轴单独旋转的同时，缓旋控制机构驱动第一棱柱同步转动，第一棱柱通过第一连接轴和第一连接板驱动导流斗旋转；

步骤五：导流斗以第一连接轴为旋转轴转动的过程中，第一螺纹套驱动环形箱自转，环形箱驱动导流斗同时以第一螺纹套为旋转轴旋转，位于环形箱相同深度的土壤通过导流斗和进土孔刮入到环形箱内；

步骤六：当位于不同深度的环形箱取样结束后，通过旋停组件单独驱动第一转轴和第一螺纹套反向旋转，导流斗反向转动，以使进土孔闭合，避免环形箱内的土壤通过进土孔掉出；

步骤七：当进土孔闭合后，通过旋停组件驱动第一转轴和第一丝杆同步旋转，以使钻头和第一螺纹套上移，环形箱从土壤中抽出，打开位于环形箱底部的盖板，土壤从环形箱底部的开口掉出，即可同时完成不同土壤层的取样。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）、底座放置于需要取样的区域，操作人员驱动第二螺纹套旋转，以使第二螺纹套和环形箱竖直方向移动，改变每个环形箱的高度，当环形箱的高度调节完毕后，通过旋停组件同时驱动第一丝杆和第一转轴旋转，第一丝杆驱动活动座竖直方向移动，改变第一螺纹套和钻头的高度，以使钻头下移，第一转轴同时驱动第一螺纹套和钻头旋转，以使钻头旋入预设深度的土壤层，不同高度的环形箱分别停留在不同的预设土壤层，通过旋停组件单独驱动第一转轴和第一螺纹套旋转，第一螺纹套和钻头竖直方向停止移动，第一转轴单独旋转的同时，缓旋控制机构驱动第一棱柱同步转动，第一棱柱通过第一连接轴和第一连接板驱动导流斗旋转，导流斗以第一连接轴为旋转轴转动的过程中，第一螺纹套驱动环形箱自转，环形箱驱动导流斗同时以第一螺纹套为旋转轴旋转，位于环形箱相同深度的土壤通过导流斗和进土孔刮入到环形箱内，当位于不同深度的环形箱取样结束后，通过旋停组件单独驱动第一转轴和第一螺纹套反向旋转，导流斗反向转动，以使进土孔闭合，避免环形箱内的土壤通过进土孔掉出，当进土孔闭合后，通过旋停组件驱动第一转轴和第一丝杆同步旋转，以使钻头和第一螺纹套上移，环形箱从土壤中抽出，打开位于环形箱底部的盖板，土壤从环形箱底部的开口掉出，即可同时完成不同土壤层的取样，提高了取样效率，便于实际使用；

（2）、当需要第一棱柱旋转时，操作人员旋转位于支撑架两侧的螺母，以使相邻两个螺母不再夹持支撑架，解除对活动板的固定，人工驱动活动板上移，以使定位柱脱离定位孔，第二连接轴和第二棱柱可以转动，活动板同步驱动第二棱柱上移，以使齿轮和齿圈相啮合，操作人员旋转位于支撑架两侧的螺母，以使相邻两个螺母夹持住支撑架，固定此时活动板的位置，以使齿轮和齿圈保持啮合的状态，当第一转轴通过第一导向块驱动第一螺纹套旋转时，第一螺纹套通过固定环驱动齿轮在齿圈上滚动，齿轮通过第二棱柱驱动蜗杆旋转，蜗杆通过蜗轮驱动第三连接轴和第一锥形齿轮旋转，第一锥形齿轮通过第二锥形齿轮驱动第四连接轴和第一棱柱同步旋转，当第一转轴和第一螺纹套单独旋转时，可以根据需求，同步驱动第一棱柱旋转，进而通过第一连接轴驱动导流斗转动，以使进土孔打开，当环形箱驱动导流斗旋转时，通过导流斗把位于环形箱相同深度的土壤刮入到环形箱内；

（3）、通过电机驱动第二转轴旋转，第二转轴驱动第三锥形齿轮旋转，第三锥形齿轮通过第四锥形齿轮驱动第一转轴旋转，第二转轴旋转时，第二转轴通过第二导向块驱动第三固定套和第五锥形齿轮旋转，第五锥形齿轮通过第六锥形齿轮驱动第一丝杆旋转，电机可以同步驱动第一丝杆和第一转轴同步旋转，当不需要第一丝杆和第一转轴同步旋转，只需要单独驱动第一转轴旋转时，操作人员驱动第一螺栓旋转，解除第二固定板和连接柱之间的固定关系，人工驱动连接柱相对第二固定板滑动，以使第一固定板驱动第三固定套水平方向移动，第五锥形齿轮和第六锥形齿轮解除啮合关系，人工再次通过驱动第一螺栓旋转，使得连接柱和第二固定板固定，以使第五锥形齿轮和第六锥形齿轮保持不再啮合的状态，当第二转轴旋转时，第五锥形齿轮不再驱动第六锥形齿轮和第一丝杆旋转，第二转轴可以通过第三锥形齿轮和第四锥形齿轮的配合单独驱动第一转轴旋转；

（4）、操作人员驱动第二螺栓旋转，以使第二螺栓脱离环形箱和盖板，即可解除环形箱和盖板之间的固定关系，通过导向柱和导向套的设计，增加了环形箱竖直方向移动时的稳定性，当第二螺纹套相对第一螺纹套旋转后，人工驱动第三螺栓旋转，以使第二连接板和第二螺纹套相对环形箱固定，减少第二螺纹套因非人为因素相对第一螺纹套旋转的可能，通过第五连接轴和支撑部的设计，增加了第一棱柱旋转时的稳定性，当底座放置于需要取样的区域时，人工驱动插杆贯穿底座，插杆插入土壤中，限位盘的底部和底座的顶部相接触，通过插杆和限位盘的设计，减少底座相对土壤倾斜晃动的可能。

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为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明图1中A处的局部放大示意图；

图3为本发明顶板的结构示意图；

图4为本发明第二转轴和第三固定套拆分的结构示意图；

图5为本发明导流斗打开的结构示意图；

图6为本发明第二固定套剖切的结构示意图；

图7为本发明蜗杆的结构示意图；

图8为本发明间距调节件拆分的结构示意图。

图中：1、底座；2、顶板；3、活动座；4、第一丝杆；5、第一转轴；6、第一螺纹套；7、第二螺纹套；8、环形箱；9、盖板；10、进土孔；11、导流斗；12、第一连接轴；13、第一连接板；14、支撑块；15、第一固定套；16、第一棱柱；17、钻头；18、通孔；19、固定环；20、第二固定套；21、齿圈；22、齿轮；23、第二棱柱；24、蜗杆；25、第二连接轴；26、活动板；27、第三连接轴；28、蜗轮；29、支撑板；30、第一锥形齿轮；31、第四连接轴；32、第二锥形齿轮；33、支撑架；34、固定盘；35、定位柱；36、定位孔；37、第二丝杆；38、螺母；39、第一导向槽；40、第一导向块；41、电机；42、第二转轴；43、第三锥形齿轮；44、第四锥形齿轮；45、第三固定套；46、第五锥形齿轮；47、第二导向槽；48、第二导向块；49、第六锥形齿轮；50、第一固定板；51、连接柱；52、第二固定板；53、第一螺栓；54、第二螺栓；55、导向柱；56、导向套；57、第二连接板；58、第三螺栓；59、第五连接轴；60、支撑部；61、插杆；62、限位盘。

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。

实施例一，由图1至图8给出，本发明包括底座1，底座1的上方设有顶板2，底座1和顶板2之间设有活动座3，活动座3上贯穿有两个螺纹连接的第一丝杆4，第一丝杆4的两端均通过轴承分别与底座1和顶板2连接，顶板2上贯穿有第一转轴5，第一转轴5和顶板2通过轴承连接，顶板2上设有分别与第一转轴5和第一丝杆4相配合的旋停组件连接，第一转轴5的外部套设有滑动连接的第一螺纹套6，第一螺纹套6贯穿活动座3，第一螺纹套6和活动座3通过轴承连接，第一螺纹套6的底端固定连接有钻头17，底座1上开设有与钻头17相配合的通孔18，第一螺纹套6的外部套设有若干环形箱8，环形箱8的顶部固定连接有第一固定套15，第一螺纹套6的外部套设有若干螺纹连接的第二螺纹套7，第二螺纹套7的外壁和第一固定套15的内壁通过轴承连接，环形箱8的底部设有盖板9，环形箱8上开设有进土孔10，环形箱8上设有与进土孔10相配合的导流斗11，环形箱8的一侧设有第一连接轴12，第一连接轴12的两端分别套设有支撑块14，支撑块14和环形箱8固定连接，第一连接轴12和导流斗11通过第一连接板13连接，第一螺纹套6的一侧设有第一棱柱16，且第一棱柱16贯穿第一连接轴12，第一棱柱16和第一螺纹套6通过缓旋控制机构连接。

实施例二，在实施例一的基础上，由图3、图6、图7和图8给出，缓旋控制机构包括固定套设于第一螺纹套6外部的固定环19，固定环19的外部套设有第二固定套20，固定环19和第二固定套20通过轴承连接，第二固定套20的顶端和活动座3的底部固定连接，第二固定套20的内壁上固定连接有齿圈21，第二固定套20内设有与齿圈21相配合的齿轮22，齿轮22的底部固定连接有第二棱柱23，第二棱柱23的外部套设有蜗杆24，蜗杆24贯穿固定环19，蜗杆24和固定环19通过轴承连接，蜗杆24和第一棱柱16通过齿轮传动器连接，第二棱柱23的底端与位于固定环19下方的第二连接轴25固定连接，第二连接轴25的外部套设有活动板26，第二连接轴25和活动板26通过轴承连接，活动板26和固定环19通过间距调节件连接，齿轮传动器包括设置于固定环19上方的第三连接轴27，第三连接轴27的外部套设有固定连接的蜗轮28，蜗轮28和蜗杆24相啮合，第三连接轴27的外部套设有支撑板29，支撑板29和固定环19固定连接，第三连接轴27和支撑板29通过轴承连接，第三连接轴27的一端固定连接有第一锥形齿轮30，固定环19上贯穿有第四连接轴31，第四连接轴31和固定环19通过轴承连接，第四连接轴31的底端和第一棱柱16固定连接，第四连接轴31的顶端固定连接有与第一锥形齿轮30相啮合的第二锥形齿轮32，间距调节件包括固定安装于固定环19底部的支撑架33，第二连接轴25的底部固定连接有固定盘34，固定盘34上开设有定位孔36，支撑架33上固定连接有与定位孔36相配合的定位柱35，活动板26的底部固定连接有第二丝杆37，第二丝杆37贯穿支撑架33，第二丝杆37的外部套设有两个螺母38，相邻两个螺母38分别支撑架33的两侧相接触，第一转轴5上开设有第一导向槽39，第一螺纹套6的内壁上固定连接有位于第一导向槽39内的第一导向块40，通过第一导向槽39和第一导向块40的设计，以使第一螺纹套6和第一转轴5滑动连接；

当需要第一棱柱16旋转时，操作人员旋转位于支撑架33两侧的螺母38，以使相邻两个螺母38不再夹持支撑架33，解除对活动板26的固定，人工驱动活动板26上移，以使定位柱35脱离定位孔36，第二连接轴25和第二棱柱23可以转动，活动板26同步驱动第二棱柱23上移，以使齿轮22和齿圈21相啮合，操作人员旋转位于支撑架33两侧的螺母38，以使相邻两个螺母38夹持住支撑架33，固定此时活动板26的位置，以使齿轮22和齿圈21保持啮合的状态，当第一转轴5通过第一导向块40驱动第一螺纹套6旋转时，第一螺纹套6通过固定环19驱动齿轮22在齿圈21上滚动，齿轮22通过第二棱柱23驱动蜗杆24旋转，蜗杆24通过蜗轮28驱动第三连接轴27和第一锥形齿轮30旋转，第一锥形齿轮30通过第二锥形齿轮32驱动第四连接轴31和第一棱柱16同步旋转，当第一转轴5和第一螺纹套6单独旋转时，可以根据需求，同步驱动第一棱柱16旋转，进而通过第一连接轴12驱动导流斗11转动，以使进土孔10打开，当环形箱8驱动导流斗11旋转时，通过导流斗11把位于环形箱8相同深度的土壤刮入到环形箱8内。

实施例三，在实施例一的基础上，由图3和图4给出，旋停组件包括固定安装于顶板2上的电机41，电机41的输出端固定连接有第二转轴42，第二转轴42的外部套设有固定连接的第三锥形齿轮43，第一转轴5的顶端固定连接有与第三锥形齿轮43相啮合的第四锥形齿轮44，第二转轴42的外部套设有两个第三固定套45，第三固定套45的内壁上固定连接有第二导向块48，第二转轴42上开设有与第二导向块48相配合的第二导向槽47，第三固定套45的外部套设有固定连接的第五锥形齿轮46，第一丝杆4的顶端固定连接有与第五锥形齿轮46相啮合的第六锥形齿轮49，第三固定套45的外部套设有第一固定板50，第三固定套45和第一固定板50通过轴承连接，第一固定板50和顶板2通过滑动锁定件连接，滑动锁定件包括固定安装于顶板2上的第二固定板52，两个第一固定板50通过连接柱51连接，且连接柱51贯穿第二固定板52，连接柱51和第二固定板52通过第一螺栓53连接；

通过电机41驱动第二转轴42旋转，第二转轴42驱动第三锥形齿轮43旋转，第三锥形齿轮43通过第四锥形齿轮44驱动第一转轴5旋转，第二转轴42旋转时，第二转轴42通过第二导向块48驱动第三固定套45和第五锥形齿轮46旋转，第五锥形齿轮46通过第六锥形齿轮49驱动第一丝杆4旋转，电机41可以同步驱动第一丝杆4和第一转轴5同步旋转，当不需要第一丝杆4和第一转轴5同步旋转，只需要单独驱动第一转轴5旋转时，操作人员驱动第一螺栓53旋转，解除第二固定板52和连接柱51之间的固定关系，人工驱动连接柱51相对第二固定板52滑动，以使第一固定板50驱动第三固定套45水平方向移动，第五锥形齿轮46和第六锥形齿轮49解除啮合关系，人工再次通过驱动第一螺栓53旋转，使得连接柱51和第二固定板52固定，以使第五锥形齿轮46和第六锥形齿轮49保持不再啮合的状态，当第二转轴42旋转时，第五锥形齿轮46不再驱动第六锥形齿轮49和第一丝杆4旋转，第二转轴42可以通过第三锥形齿轮43和第四锥形齿轮44的配合单独驱动第一转轴5旋转。

实施例四，在实施例二的基础上，由图1、图2和图5给出，环形箱8和盖板9通过若干第二螺栓54连接，钻头17和固定环19之间通过导向柱55连接，导向柱55的外部套设有若干个导向套56，导向套56和环形箱8固定连接，第二螺纹套7上固定连接有第二连接板57，第二连接板57和环形箱8通过第三螺栓58连接，第一棱柱16的底端固定连接有第五连接轴59，第五连接轴59的外部套设有支撑部60，第五连接轴59和支撑部60通过轴承连接，支撑部60和第一螺纹套6固定连接，底座1上贯穿有若干插杆61，插杆61的顶端与位于底座1顶部的限位盘62固定连接；

操作人员驱动第二螺栓54旋转，以使第二螺栓54脱离环形箱8和盖板9，即可解除环形箱8和盖板9之间的固定关系，通过导向柱55和导向套56的设计，增加了环形箱8竖直方向移动时的稳定性，当第二螺纹套7相对第一螺纹套6旋转后，人工驱动第三螺栓58旋转，以使第二连接板57和第二螺纹套7相对环形箱8固定，减少第二螺纹套7因非人为因素相对第一螺纹套6旋转的可能，通过第五连接轴59和支撑部60的设计，增加了第一棱柱16旋转时的稳定性，当底座1放置于需要取样的区域时，人工驱动插杆61贯穿底座1，插杆61插入土壤中，限位盘62的底部和底座1的顶部相接触，通过插杆61和限位盘62的设计，减少底座1相对土壤倾斜晃动的可能。

本实施例的一种土壤分层取样方法，包括如上述的土壤分层取样装置，包括以下步骤：

步骤一：底座1放置于需要取样的区域，操作人员驱动第二螺纹套7旋转，以使第二螺纹套7和环形箱8竖直方向移动，改变每个环形箱8的高度；

步骤二：当环形箱8的高度调节完毕后，通过旋停组件同时驱动第一丝杆4和第一转轴5旋转，第一丝杆4驱动活动座3竖直方向移动，改变第一螺纹套6和钻头17的高度，以使钻头17下移；

步骤三：第一转轴5同时驱动第一螺纹套6和钻头17旋转，以使钻头17旋入预设深度的土壤层，不同高度的环形箱8分别停留在不同的预设土壤层；

步骤四：通过旋停组件单独驱动第一转轴5和第一螺纹套6旋转，第一螺纹套6和钻头17竖直方向停止移动，第一转轴5单独旋转的同时，缓旋控制机构驱动第一棱柱16同步转动，第一棱柱16通过第一连接轴12和第一连接板13驱动导流斗11旋转；

步骤五：导流斗11以第一连接轴12为旋转轴转动的过程中，第一螺纹套6驱动环形箱8自转，环形箱8驱动导流斗11同时以第一螺纹套6为旋转轴旋转，位于环形箱8相同深度的土壤通过导流斗11和进土孔10刮入到环形箱8内；

步骤六：当位于不同深度的环形箱8取样结束后，通过旋停组件单独驱动第一转轴5和第一螺纹套6反向旋转，导流斗11反向转动，以使进土孔10闭合，避免环形箱8内的土壤通过进土孔10掉出；

步骤七：当进土孔10闭合后，通过旋停组件驱动第一转轴5和第一丝杆4同步旋转，以使钻头17和第一螺纹套6上移，环形箱8从土壤中抽出，打开位于环形箱8底部的盖板9，土壤从环形箱8底部的开口掉出，即可同时完成不同土壤层的取样。

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。

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 (10)

1.一种土壤分层取样装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的上方设有顶板（2），底座（1）和顶板（2）之间设有活动座（3），活动座（3）上贯穿有两个螺纹连接的第一丝杆（4），第一丝杆（4）的两端均通过轴承分别与底座（1）和顶板（2）连接，顶板（2）上贯穿有第一转轴（5），第一转轴（5）和顶板（2）通过轴承连接，顶板（2）上设有分别与第一转轴（5）和第一丝杆（4）相配合的旋停组件连接，第一转轴（5）的外部套设有滑动连接的第一螺纹套（6），第一螺纹套（6）贯穿活动座（3），第一螺纹套（6）和活动座（3）通过轴承连接，第一螺纹套（6）的底端固定连接有钻头（17），底座（1）上开设有与钻头（17）相配合的通孔（18），第一螺纹套（6）的外部套设有若干环形箱（8），环形箱（8）的顶部固定连接有第一固定套（15），第一螺纹套（6）的外部套设有若干螺纹连接的第二螺纹套（7），第二螺纹套（7）的外壁和第一固定套（15）的内壁通过轴承连接，环形箱（8）的底部设有盖板（9），环形箱（8）上开设有进土孔（10），环形箱（8）上设有与进土孔（10）相配合的导流斗（11），环形箱（8）的一侧设有第一连接轴（12），第一连接轴（12）的两端分别套设有支撑块（14），支撑块（14）和环形箱（8）固定连接，第一连接轴（12）和导流斗（11）通过第一连接板（13）连接，第一螺纹套（6）的一侧设有第一棱柱（16），且第一棱柱（16）贯穿第一连接轴（12），第一棱柱（16）和第一螺纹套（6）通过缓旋控制机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种土壤分层取样装置，其特征在于：所述缓旋控制机构包括固定套设于第一螺纹套（6）外部的固定环（19），固定环（19）的外部套设有第二固定套（20），固定环（19）和第二固定套（20）通过轴承连接，第二固定套（20）的顶端和活动座（3）的底部固定连接，第二固定套（20）的内壁上固定连接有齿圈（21），第二固定套（20）内设有与齿圈（21）相配合的齿轮（22），齿轮（22）的底部固定连接有第二棱柱（23），第二棱柱（23）的外部套设有蜗杆（24），蜗杆（24）贯穿固定环（19），蜗杆（24）和固定环（19）通过轴承连接，蜗杆（24）和第一棱柱（16）通过齿轮传动器连接，第二棱柱（23）的底端与位于固定环（19）下方的第二连接轴（25）固定连接，第二连接轴（25）的外部套设有活动板（26），第二连接轴（25）和活动板（26）通过轴承连接，活动板（26）和固定环（19）通过间距调节件连接。

3.根据权利要求2所述的一种土壤分层取样装置，其特征在于：所述齿轮传动器包括设置于固定环（19）上方的第三连接轴（27），第三连接轴（27）的外部套设有固定连接的蜗轮（28），蜗轮（28）和蜗杆（24）相啮合，第三连接轴（27）的外部套设有支撑板（29），支撑板（29）和固定环（19）固定连接，第三连接轴（27）和支撑板（29）通过轴承连接，第三连接轴（27）的一端固定连接有第一锥形齿轮（30），固定环（19）上贯穿有第四连接轴（31），第四连接轴（31）和固定环（19）通过轴承连接，第四连接轴（31）的底端和第一棱柱（16）固定连接，第四连接轴（31）的顶端固定连接有与第一锥形齿轮（30）相啮合的第二锥形齿轮（32）。

4.根据权利要求2所述的一种土壤分层取样装置，其特征在于：所述间距调节件包括固定安装于固定环（19）底部的支撑架（33），第二连接轴（25）的底部固定连接有固定盘（34），固定盘（34）上开设有定位孔（36），支撑架（33）上固定连接有与定位孔（36）相配合的定位柱（35），活动板（26）的底部固定连接有第二丝杆（37），第二丝杆（37）贯穿支撑架（33），第二丝杆（37）的外部套设有两个螺母（38），相邻两个螺母（38）分别支撑架（33）的两侧相接触。

5.根据权利要求1所述的一种土壤分层取样装置，其特征在于：所述第一转轴（5）上开设有第一导向槽（39），第一螺纹套（6）的内壁上固定连接有位于第一导向槽（39）内的第一导向块（40），通过第一导向槽（39）和第一导向块（40）的设计，以使第一螺纹套（6）和第一转轴（5）滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种土壤分层取样装置，其特征在于：所述旋停组件包括固定安装于顶板（2）上的电机（41），电机（41）的输出端固定连接有第二转轴（42），第二转轴（42）的外部套设有固定连接的第三锥形齿轮（43），第一转轴（5）的顶端固定连接有与第三锥形齿轮（43）相啮合的第四锥形齿轮（44），第二转轴（42）的外部套设有两个第三固定套（45），第三固定套（45）的内壁上固定连接有第二导向块（48），第二转轴（42）上开设有与第二导向块（48）相配合的第二导向槽（47），第三固定套（45）的外部套设有固定连接的第五锥形齿轮（46），第一丝杆（4）的顶端固定连接有与第五锥形齿轮（46）相啮合的第六锥形齿轮（49），第三固定套（45）的外部套设有第一固定板（50），第三固定套（45）和第一固定板（50）通过轴承连接，第一固定板（50）和顶板（2）通过滑动锁定件连接。

7.根据权利要求6所述的一种土壤分层取样装置，其特征在于：所述滑动锁定件包括固定安装于顶板（2）上的第二固定板（52），两个第一固定板（50）通过连接柱（51）连接，且连接柱（51）贯穿第二固定板（52），连接柱（51）和第二固定板（52）通过第一螺栓（53）连接。

8.根据权利要求2所述的一种土壤分层取样装置，其特征在于：所述环形箱（8）和盖板（9）通过若干第二螺栓（54）连接，钻头（17）和固定环（19）之间通过导向柱（55）连接，导向柱（55）的外部套设有若干个导向套（56），导向套（56）和环形箱（8）固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种土壤分层取样装置，其特征在于：所述第二螺纹套（7）上固定连接有第二连接板（57），第二连接板（57）和环形箱（8）通过第三螺栓（58）连接，第一棱柱（16）的底端固定连接有第五连接轴（59），第五连接轴（59）的外部套设有支撑部（60），第五连接轴（59）和支撑部（60）通过轴承连接，支撑部（60）和第一螺纹套（6）固定连接，底座（1）上贯穿有若干插杆（61），插杆（61）的顶端与位于底座（1）顶部的限位盘（62）固定连接。

10.一种土壤分层取样方法，包括如权利要求1所述的土壤分层取样装置，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：底座（1）放置于需要取样的区域，操作人员驱动第二螺纹套（7）旋转，以使第二螺纹套（7）和环形箱（8）竖直方向移动，改变每个环形箱（8）的高度；

步骤二：当环形箱（8）的高度调节完毕后，通过旋停组件同时驱动第一丝杆（4）和第一转轴（5）旋转，第一丝杆（4）驱动活动座（3）竖直方向移动，改变第一螺纹套（6）和钻头（17）的高度，以使钻头（17）下移；

步骤三：第一转轴（5）同时驱动第一螺纹套（6）和钻头（17）旋转，以使钻头（17）旋入预设深度的土壤层，不同高度的环形箱（8）分别停留在不同的预设土壤层；

步骤四：通过旋停组件单独驱动第一转轴（5）和第一螺纹套（6）旋转，第一螺纹套（6）和钻头（17）竖直方向停止移动，第一转轴（5）单独旋转的同时，缓旋控制机构驱动第一棱柱（16）同步转动，第一棱柱（16）通过第一连接轴（12）和第一连接板（13）驱动导流斗（11）旋转；

步骤五：导流斗（11）以第一连接轴（12）为旋转轴转动的过程中，第一螺纹套（6）驱动环形箱（8）自转，环形箱（8）驱动导流斗（11）同时以第一螺纹套（6）为旋转轴旋转，位于环形箱（8）相同深度的土壤通过导流斗（11）和进土孔（10）刮入到环形箱（8）内；

步骤六：当位于不同深度的环形箱（8）取样结束后，通过旋停组件单独驱动第一转轴（5）和第一螺纹套（6）反向旋转，导流斗（11）反向转动，以使进土孔（10）闭合，避免环形箱（8）内的土壤通过进土孔（10）掉出；

步骤七：当进土孔（10）闭合后，通过旋停组件驱动第一转轴（5）和第一丝杆（4）同步旋转，以使钻头（17）和第一螺纹套（6）上移，环形箱（8）从土壤中抽出，打开位于环形箱（8）底部的盖板（9），土壤从环形箱（8）底部的开口掉出，即可同时完成不同土壤层的取样。

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