CN116147977B - 一种土壤取样检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测装置领域，具体涉及一种土壤取样检测装置，包括固定架、钻管、取样管、传动组件和驱动组件。在第一驱动单元的作用下，钻管在转动的同时并向下移动，钻管下端设置的钻头对土壤进行搅动。在钻管达到指定深度时，在第二驱动单元的作用下，取样管相对钻管向下滑动，在取样管向下滑动的过程中，取样管下端能够推动钻块互相远离，使取样管在取样前保持洁净状态，进而提高取样的纯净度。在取样管向下滑动进行取样的过程中，在传动组件的作用下，滑动密封套设在取样管外侧的支撑套向上滑动，使取样管内部的空间增加，则取样管内部的气压降低，避免进入取样管内的土壤样品滑落出取样管，进一步提高取样的纯净度。

Description

一种土壤取样检测装置

技术领域

本发明涉及检测装置领域，具体涉及一种土壤取样检测装置。

背景技术

土壤取样器是在进行环境监测中经常用到的工具之一，通过取样器取出土壤样本，然后对土壤样本进行检测分析，得出土壤内含的各种成分，进而判断土壤被污染的程度。现有最常用的一种土壤取样器在使用前，首先使用打孔工具取样点进行打孔，其次将取样器插入打好的孔内，对孔内的土壤进行取样。但是，在取样器向孔内插入的过程中，孔洞侧壁的土壤碎屑易掉落在孔洞的底部，则在取样器插入孔洞底部时，取样器所取到的土壤样本并不完全是孔洞底部的样本，导致取样器所取到的土壤样本被污染，进一步导致土壤检测的精准度降低。

发明内容

本发明提供一种土壤取样检测装置，以解决现有的土壤取样器取得的土壤纯净度低的问题。

本发明的一种土壤取样检测装置采用如下技术方案：

一种土壤取样检测装置，包括固定架、钻管、取样管、传动组件和驱动组件；

钻管竖直设置，钻管转动设置于固定架，且钻管能够在固定架上下滑动；钻管的下端设置有钻头，钻头包括至少两个钻块，每个钻块均沿钻管的径向方向滑动设置；取样管同轴设置于钻管内部，取样管能够在钻管内部转动，且取样管能够在钻管内上下滑动；取样管外侧套设有支撑套，支撑套与取样管滑动密封连接，支撑套上端固定设置封堵板，封堵板周侧壁与钻管内侧壁抵接；传动组件设置于取样管与支撑套之间，在取样管向下滑动时支撑套向上运动，使取样管内部形成负压环境；驱动组件包括第一驱动单元和第二驱动单元，第一驱动单元用于驱动钻管转动并上下滑动；第二驱动单元用于驱动取样管在钻管内上下滑动。

进一步地，传动组件包括第一传动杆和第二传动杆；钻管内部固定设置有第一挡环，第一挡环的内径大于取样管的外径；取样管的外侧壁设置有第一铰接点，支撑套的外侧壁设置有第二铰接点；第一传动杆的一端铰接于第一铰接点，第二传动杆的一端铰接于第二铰接点，且第一传动杆的一端与第二传动杆的一端铰接，第一传动杆与第二传动杆的长度之和大于第一铰接点与第二铰接点之间距离的二倍。

进一步地，取样管下端同轴安装有取样套，取样套内周侧壁均匀设置有多个开口向内的安装槽，安装槽沿取样套的轴线方向延伸；每个安装槽内均铰接有截断杆，截断杆与安装槽的铰接处设置有第一弹性件。

进一步地，钻管下端至少设置有两个开口向下的滑槽，每个滑槽均沿钻管的径向方向延伸；每个钻块的上端固定设置有滑块，滑块沿滑槽滑动设置，每个滑块与一个滑槽的外端之间均设置有第二弹性件，第二弹性件具有推动滑块沿滑槽向钻管的轴线靠近的力。

进一步地，钻块外侧壁为弧面，钻块的外侧壁固定设置有螺旋刀；钻块的内侧壁为斜面，取样管在钻管内向下滑动时能够推动钻块沿滑槽向外滑动。

进一步地，第一驱动单元包括驱动电机、固定环和驱动套；固定环固定设置于固定架上，固定环同轴套设于钻管的外侧，且固定环与钻管外侧壁螺纹连接；驱动套同轴套设于钻管外侧，驱动套的下端转动连接于固定环，驱动套内侧壁与钻管上端滑动连接；驱动电机用于带动驱动套绕自身轴线转动。

进一步地，第二驱动单元包括推动杆，推动杆同轴设置于钻管内，推动杆滑动密封贯穿封堵板，推动杆的下端固定连接于取样管。

进一步地，取样管与支撑套之间连接有伸缩杆，伸缩杆内部中空，伸缩杆内部固定设置有第三弹性件。

进一步地，第一挡环上固定设置有辅助弧板，辅助弧板竖直设置，辅助弧板的弧度与第一挡环的内侧壁弧度一致，且辅助弧板的内侧壁与第一挡环的内侧壁处于同一弧面内。

进一步地，推动杆上端设置于钻管的上方，推动杆的上端固定设置有把手。

本发明的有益效果是：本发明的一种土壤取样检测装置，包括固定架、钻管、取样管、传动组件和驱动组件。将固定架移动至取样位置，在第一驱动单元的作用下，钻管在转动的同时并向下移动，钻管下端设置的钻头对土壤进行搅动。在钻管达到指定深度时，停止驱动钻管转动，此时在第二驱动单元的作用下，取样管相对钻管向下滑动，在取样管向下滑动的过程中，取样管下端能够推动钻块互相远离，使取样管在取样前保持洁净状态，进而提高取样的纯净度。在取样管向下滑动进行取样的过程中，在传动组件的作用下，滑动密封套设在取样管外侧的支撑套向上滑动，使取样管内部的空间增加，则取样管内部的气压降低，避免进入取样管内的土壤样品滑落出取样管，进一步提高取样的纯净度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种土壤取样检测装置的结构示意图；

图2为本发明其他实施例提供的一种土壤取样检测装置的正视图；

图3为图2中A-A方向的剖视图；

图4为图3中B处的局部放大图；

图5为本发明其他实施例提供的一种土壤取样检测装置中钻管和钻块的结构示意图；

图6为本发明其他实施例提供的一种土壤取样检测装置中取样套的正视图；

图7为图6中C-C方向的剖视图；

图8为本发明其他实施例提供的一种土壤取样检测装置中支撑套、封堵板和进气阀等结构的结构示意图；

图9为本发明其他实施例提供的一种土壤取样检测装置中取样管、推动杆等结构的结构示意图；

图10为本发明其他实施例提供的一种土壤取样检测装置中钻管的剖视图。

图中：110、固定板；120、支腿；210、钻管；211、滑槽；220、钻头；221、钻块；222、滑块；223、螺旋刀；230、第一挡环；310、驱动电机；320、固定环；330、驱动套；340、传动带；350、推动杆；351、把手；410、取样管；420、支撑套；430、伸缩杆；440、第三弹簧；450、封堵板；460、进气阀；510、第一传动杆；520、第二传动杆；610、辅助弧板；710、取样套；711、安装槽；720、截断杆。

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。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明的一种土壤取样检测装置的实施例，如图1至图10所示，包括固定架、钻管210、取样管410、传动组件和驱动组件。

固定架包括固定板110和支腿120，固定板110水平设置，固定板110中部设置有上下贯穿的环槽。支腿120至少设置有四个，四个支腿120固定设置于固定板110的下端面。

钻管210呈圆柱状，钻管210上下贯穿，钻管210的侧壁设置有螺纹，钻管210的上端固定设置有限位环，限位环的外径大于钻管210的外径。钻管210竖直设置，钻管210转动设置于固定板110上，且钻管210能够穿过环槽上下滑动，钻管210下端设置有钻头220，在钻管210转动并向下滑动的过程中，钻头220能够对钻管210下方的土壤搅动。具体地，钻头220包括四个钻块221，每个钻块221上端固定设置有滑块222，且每个钻块221的外侧壁均为弧面，四个钻块221能够组成一个完整的圆锥结构的钻头220，每个钻块221的外侧壁固定设置有螺旋刀223，在钻管210转动时，螺旋刀223对钻管210下方的土壤进行搅动。每个钻块221的内侧壁设置为斜面。钻管210的下端设置有四个开口向下的滑槽211，每个滑槽211均沿钻管210的径向方向延伸，每个滑块222均滑动设置于一个滑槽211内，每个滑槽211的外端与滑块222之间均设置有第二弹性件，第二弹性件具有推动滑块222沿滑槽211向钻管210的轴线靠近的力，进一步地，第二弹性件为第二弹簧，第二弹簧始终处于压缩状态，使四个钻块221在初始状态时相互抵接，进一步使四个钻块221组成完整的圆锥状的钻头220。

第一驱动单元用于驱动钻管210转动并上下滑动。具体地，第一驱动单元包括驱动电机310、固定环320和驱动套330。固定环320固定设置于环槽上，固定环320同轴套设于钻管210的外侧，且固定环320与钻管210外侧壁螺纹连接。驱动套330同轴套设于钻管210外侧，驱动套330的下端转动连接于固定环320，驱动套330内侧壁与钻管210上端的限位环滑动连接。驱动电机310固定设置于固定板110上，驱动电机310的动力输出轴与驱动套330侧壁之间设置有传动带340，在驱动电机310启动时，驱动套330同步转动。

取样管410呈圆柱管状结构，取样管410同轴设置于钻管210内部，取样管410上下贯穿。取样管410能够在钻管210内部转动，且取样管410能够在钻管210内上下滑动。取样管410外侧套设有支撑套420，支撑套420内侧壁与取样管410外侧壁滑动密封连接。取样管410上端与支撑套420上端之间连接有伸缩杆430，伸缩杆430内部中空，伸缩杆430内部固定设置有第三弹性件，具体地，第三弹性件为第三弹簧440，第三弹簧440初始状态时处于原长状态，进一步，在初始状态时，在伸缩杆430的作用下，使支撑套420处于取样管410的上方，且支撑套420与取样管410具有重叠部分。支撑套420上端固定设置封堵板450，封堵板450周侧壁与钻管210内侧壁抵接。封堵板450上设置有进气阀460，进气阀460设置于封堵板450上，进气阀460能够控制气体能否进入或排出支撑套420。

第二驱动单元用于驱动取样管410在钻管210内上下滑动。具体地，第二驱动单元包括推动杆350，推动杆350同轴设置于钻管210内，推动杆350滑动密封贯穿封堵板450，推动杆350的下端固定连接于取样管410上端，推动杆350上端设置于钻管210上端的上方，推动杆350的上方固定设置有把手351，便于操作人员上下拉动推动杆350。

传动组件设置于取样管410与支撑套420之间，在取样管410向下滑动时支撑套420向上运动，使取样管410内部形成负压环境。钻管210内部固定设置有第一挡环230，第一挡环230的内径大于取样管410的直径，第一挡环230设置于支撑套420下端的下方。具体地，传动组件包括第一传动杆510和第二传动杆520。取样管410的外侧壁设置有第一铰接点，第一铰接点设置于第一挡环230的上方。支撑套420的外侧壁设置有第二铰接点，第二铰接点设置于第一铰接点的上方，第一铰接点与第二铰接点处于同一条竖直线上。第一传动杆510的一端铰接于第一铰接点，第二传动杆520的一端铰接于第二铰接点，且第一传动杆510的一端与第二传动杆520的一端铰接，第一传动杆510与第二传动杆520的长度之和大于第一铰接点与第二铰接点之间距离的二倍，通过推动杆350向下推动取样管410向下滑动时，第一传动杆510能够抵接第一挡环230的内侧壁，使第一传动杆510与第二传动杆520的夹角逐渐增加，进一步使支撑套420相对取样管410滑动，直至第一传动杆510与第二传动杆520的铰接处抵接第一挡环230的内侧壁。

在另一实施例中，第一挡环230上固定设置有辅助弧板610，辅助弧板610竖直设置，辅助弧板610的弧度与第一挡环230的内侧壁弧度一致，且辅助弧板610的内侧壁与第一挡环230的内侧壁处于同一弧面内，在取样管410向下滑动指定深度后，转动推动杆350固定角度，使得第一传动杆510与第二传动杆520的铰接点抵接至辅助弧板610所在的竖直线上。

在另一实施例中，取样管410下端同轴安装有取样套710，取样套710的内径与取样管410的内径一致。取样套710内周侧壁均匀设置有多个开口向内的安装槽711，安装槽711沿取样套710的轴线方向延伸。每个安装槽711内均铰接有截断杆720，截断杆720与安装槽711的铰接处设置有第一弹性件。具体地，第一弹性件为第一扭簧，在初始状态时，在第一扭簧的作用下，多个截断杆720的一端均向取样套710的轴线靠近。

结合上述实施例，本发明的工作过程如下：

工作时，将固定架移动至待取样位置，同时关闭进气阀460。启动驱动电机310，驱动电机310的动力输出轴通过传动带340带动驱动套330同步转动，根据驱动套330内侧壁与钻管210上端的限位环滑动连接的设置，使得钻管210与驱动套330同步转动，钻管210侧壁与固定在固定板110上的固定环320螺纹连接，且驱动套330与固定环320转动连接，则钻管210在转动时同步向下滑动。钻管210下端设置的四个钻块221在第二弹簧的作用下组成完整的圆锥状钻头220，同时每个钻块221的弧形外侧壁均设置有螺旋刀223，进一步，随着钻管210转动并向下滑动，钻头220对钻管210下方的土壤进行搅动。

在钻管210达到指定深度时，停止驱动电机310对驱动套330的驱动。此时通过工作人员对把手351进行向下推动，推动杆350下端固定连接取样管410相对于钻管210向下滑动，取样管410下端安装的取样套710对钻块221的内侧壁斜面进行挤压，使得四个钻块221沿滑槽211相互远离。由于取样管410上端与支撑套420上端之间连接有伸缩杆430，且伸缩杆430内部设置有第三弹簧440，则在取样管410向下滑动的前期，支撑套420与取样管410同步向下移动。

随着取样管410向下滑动，取样套710的下端逐渐接触土壤，同时第一传动杆510的下端逐渐抵接第一挡环230的内侧壁，进一步，支撑套420不再和取样管410同步向下移动，且第一铰接点与第二铰接点逐渐远离，同时伸缩杆430内部的第三弹簧440逐渐被拉伸进行蓄力，随着土壤进入取样套710内部，第一铰接点与第二铰接点的相互远离使得取样管410内部产生负压，同时进入取样套710内的土壤对多个截断杆720进行挤压，多个截断杆720在安装槽711内向远离取样套710轴线方向偏转，同时截断杆720的转动对第一扭簧进行蓄力。

在第一传动杆510与第二传动杆520的铰接点抵接第一挡环230的内侧壁时，停止推动把手351向下移动。此时转动把手351固定角度，调整第一传动杆510与第二传动杆520的铰接点至辅助弧板610所在的竖直线上。进一步，通过拉动把手351向上移动，推动杆350牵引取样管410向上移动，第一传动杆510与第二传动杆520的铰接点沿辅助弧板610向上移动，此时多个截断杆720在第一扭簧的作用下向取样套710轴线方向靠近，取样管410向上移动，多个截断杆720能够插入取样土壤内，对取样土壤进行截断，随着取样套710的下端脱离抵接钻块221的内侧壁斜面，四个钻块221在第二弹簧的作用下恢复至完整的圆锥形钻头220。

随着取样套710完全进入钻管210内部时，停止牵引把手351向上移动。同时启动驱动电机310反向转动，在传动带340的传动作用下，驱动套330反向转动，使得钻管210在转动的同时向上滑动，逐渐将钻管210恢复至初始位置。此时，进一步牵引把手351向上移动，逐渐地，第一传动杆510与第二传动杆520的铰接点脱离抵接辅助弧板610内侧壁，在伸缩杆430内部第三弹簧440复位力的作用下开始缩短，使得支撑套420与取样管410相互靠近，并逐渐恢复至初始位置，则取样管410与支撑套420内的空间减少，进而取样管410内部的负压压力降低。随着把手351进一步向上牵引，使得取样套710的下端从钻管210的上端脱离。随着将取样管410移动至实验室内，控制进气阀460打开，使的气体通过进气阀460向支撑套420内流动，进一步使得土壤上端的取样管410内部不再有负压环境，同时将取样套710拆离取样管410，减少截断杆720对土壤样本的阻碍，在土壤样本自身重力的作用下从取样管410内脱离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种土壤取样检测装置，其特征在于：包括：

固定架；

钻管，钻管竖直设置，钻管转动设置于固定架，且钻管能够在固定架上下滑动；钻管的下端设置有钻头，钻头包括至少两个钻块，每个钻块均沿钻管的径向方向滑动设置；

取样管，取样管同轴设置于钻管内部，取样管能够在钻管内部转动，且取样管能够在钻管内上下滑动；取样管外侧套设有支撑套，支撑套与取样管滑动密封连接，支撑套上端固定设置封堵板，封堵板周侧壁与钻管内侧壁抵接；

传动组件，传动组件设置于取样管与支撑套之间，在取样管向下滑动时支撑套向上运动，使取样管内部形成负压环境；

驱动组件，驱动组件包括第一驱动单元和第二驱动单元，第一驱动单元用于驱动钻管转动并上下滑动；第二驱动单元用于驱动取样管在钻管内上下滑动；

第二驱动单元包括推动杆，推动杆同轴设置于钻管内，推动杆滑动密封贯穿封堵板，推动杆的下端固定连接于取样管；

传动组件包括第一传动杆和第二传动杆；钻管内部固定设置有第一挡环，第一挡环设置于支撑套下端的下方，第一挡环的内径大于取样管的外径；取样管的外侧壁设置有第一铰接点，支撑套的外侧壁设置有第二铰接点；第一传动杆的一端铰接于第一铰接点，第二传动杆的一端铰接于第二铰接点，第二铰接点设置于第一铰接点的上方，第一铰接点与第二铰接点处于同一条竖直线上，且第一传动杆的一端与第二传动杆的一端铰接，第一传动杆与第二传动杆的长度之和大于第一铰接点与第二铰接点之间距离的二倍，通过推动杆向下推动取样管向下滑动时，第一传动杆能够抵接第一挡环的内侧壁，使第一传动杆与第二传动杆的夹角逐渐增加，进一步使支撑套相对取样管滑动，直至第一传动杆与第二传动杆的铰接处抵接第一挡环的内侧壁。

2.根据权利要求1所述的一种土壤取样检测装置，其特征在于：取样管下端同轴安装有取样套，取样套内周侧壁均匀设置有多个开口向内的安装槽，安装槽沿取样套的轴线方向延伸；每个安装槽内均铰接有截断杆，截断杆与安装槽的铰接处设置有第一弹性件。

3.根据权利要求1所述的一种土壤取样检测装置，其特征在于：钻管下端至少设置有两个开口向下的滑槽，每个滑槽均沿钻管的径向方向延伸；每个钻块的上端固定设置有滑块，滑块沿滑槽滑动设置，每个滑块与一个滑槽的外端之间均设置有第二弹性件，第二弹性件具有推动滑块沿滑槽向钻管的轴线靠近的力。

4.根据权利要求3所述的一种土壤取样检测装置，其特征在于：钻块外侧壁为弧面，钻块的外侧壁固定设置有螺旋刀；钻块的内侧壁为斜面，取样管在钻管内向下滑动时能够推动钻块沿滑槽向外滑动。

5.根据权利要求1所述的一种土壤取样检测装置，其特征在于：第一驱动单元包括驱动电机、固定环和驱动套；固定环固定设置于固定架上，固定环同轴套设于钻管的外侧，且固定环与钻管外侧壁螺纹连接；驱动套同轴套设于钻管外侧，驱动套的下端转动连接于固定环，驱动套内侧壁与钻管上端滑动连接；驱动电机用于带动驱动套绕自身轴线转动。

6.根据权利要求1所述的一种土壤取样检测装置，其特征在于：取样管上端与支撑套上端之间连接有伸缩杆，伸缩杆内部中空，伸缩杆内部固定设置有第三弹性件。

7.根据权利要求1所述的一种土壤取样检测装置，其特征在于：第一挡环上固定设置有辅助弧板，辅助弧板竖直设置，辅助弧板的弧度与第一挡环的内侧壁弧度一致，且辅助弧板的内侧壁与第一挡环的内侧壁处于同一弧面内。

8.根据权利要求1所述的一种土壤取样检测装置，其特征在于：推动杆上端设置于钻管的上方，推动杆的上端固定设置有把手。

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