CN116735254A - 一种具有分层采集功能的土壤取样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了地质勘探技术领域的一种具有分层采集功能的土壤取样器，包括丝杆，丝杆内开有中心通道，丝杆上开有与中心通道连通的开槽，丝杆上还开有放置槽，放置槽位于开槽的两侧，且放置槽与开槽连通；丝杆上滑动配合有螺母座，螺母座上设有摄像头；丝杆上还滑动配合有第一取样器和第二取样器，第一取样器内设有第一存放腔，第一存放腔内设有若干用于封闭第一存放腔的呈L型的第一刮板，第一刮板与本体竖向转动配合；第二取样器内设有若干第二存放腔，第二存放腔内设有用于封闭第二存放腔的呈L型的第二刮板，第二刮板与本体横向转动配合；通过摄像头对不同深度的地质土壤进行提前辨别，控制第一取样器和第二取样器采集对应深度的土壤样本。

Description

一种具有分层采集功能的土壤取样器

技术领域

本发明属于地质勘探技术领域，具体是一种具有分层采集功能的土壤取样器。

背景技术

地质工程主要研究地质环境的概况、评价、改造和保护等相关知识和技能，范围涵盖地面、地下、陆地、海洋等，在工程规划、灾害预测中有着重要的作用。在地质研究过程中，常常会使用到各种各样的土壤取样器对土壤进行取样操作。

例如，现有技术中中国专利公告号为CN215767753U的专利公开了土壤环境监测用的土壤分层取样器，包括取样筒，取样筒底端设置有钻头，取样筒周侧设置有螺旋叶片，取样筒内设置有中心轴，中心轴与取样筒之间设置有多组取样机构，取样筒顶端设置有连接柱，中心轴上套设有控制环，控制环与中心轴之间设置有控制机构，取样筒与连接柱之间设置有携带组件；将取样筒深入土壤内后，通过中心轴旋转控制多组取样盒向外延伸，多组取样盒分层设置即可同时取到不同深度的土壤样品，提高了取样效率。

但是，通过取样盒进行取样，由于取样盒之间的距离固定，取得不同深度的地质土壤往往会取样无用或重复的土壤，且不同深度的土壤组成成分不同，若采取同一种方式进行取样，可能会对取样装置造成损伤。

发明内容

为了解决上述取得不同深度的地质土壤往往会取样无用或重复的土壤的问题，本发明的目的是提供一种具有分层采集功能的土壤取样器，通过对不同深度的地质土壤进行提前辨别，控制并采集对应深度的土壤样本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种具有分层采集功能的土壤取样器，包括丝杆，丝杆中心处开有中心通道，丝杆上开有开槽，开槽位于中心通道的两侧，且开槽与中心通道连通；

开槽延伸至丝杆的一端，丝杆上还开有放置槽，放置槽位于开槽的两侧，且放置槽与开槽连通；

丝杆上滑动配合有螺母座，螺母座上固定连接有摄像头；

丝杆上还滑动配合有第一取样器和第二取样器，第一取样器和第二取样器均位于摄像头的上方；

第一取样器包括本体和第一配合块，本体内开有第一存放腔，第一存放腔内设有若干用于封闭第一存放腔的呈L型的第一刮板，第一刮板与本体竖向转动配合；

第二取样器包括第二配合块和壳体，壳体和本体与第二配合块之间均设有支撑杆，壳体内开有若干第二存放腔，第二存放腔内设有用于封闭第二存放腔的呈L型的第二刮板，第二刮板与壳体横向转动配合；

第一配合块和第二配合块顶部均螺纹连接有操作杆。

采用上述方案后实现了以下有益效果：

通过丝杆和螺母座构成滚珠丝杆机构，将丝杆一端插入预钻孔的钻孔通道，人工单方向转动丝杆，使螺母座在丝杆上进行水平滑动，通过螺母座上的摄像头沿从上到下的顺序对钻孔通道的内壁进行摄像，得到图像信息，工作人员对图像信息进行辨别，得到不同深度的地质土壤的高度范围。

根据不同深度的地质土壤的高度范围选择第一取样器和第二取样器进行取样，按照第一取样器和第二取样器的高度顺序安装在丝杆上，通过操作杆分别螺纹连接第一取样器上的第一配合块和第二取样器上的第二配合块；

人工将第一配合块或第二配合块伸进中心通道内进行滑动，将支撑杆伸进开槽内进行滑动，当第一取样器或第二取样器到达指定高度后，人工通过操作杆转动第一取样器或第二取样器，使第一取样器或第二取样器的支撑杆放置在放置槽内，实现将第一取样器和第二取样器固定安装在丝杆上。

人工再次转动丝杆，使第一刮板和第二刮板分别从第一存放腔和第二存放腔中甩出，通过第一刮板对该深度的地质土壤进行松土，通过第二刮板将该深度的地质土壤横向刮入第二存放腔内；

再人工提起丝杆，使第一刮板预松土的地质土壤进入第一存放腔内，从而实现采集对应深度的土壤样本，通过第一取样器和第二取样器两种不同的采集方式，便于对不同的地质土壤进行采集。

进一步，本体中心处或壳体中心处均开有空腔，第一配合块或第二配合块位于空腔中心处，支撑杆位于空腔内；

第一取样器内的支撑杆的两端贯穿第一配合块，支撑杆并与第一配合块滑动配合，支撑杆的两端与本体内壁固定连接；

支撑杆的上方设有连接杆，连接杆的两端分别贯穿第一配合块和本体，连接杆并与第一配合块和本体滑动配合。

有益效果：空腔为丝杆提供空间，便于第一取样器或第二取样器在丝杆上进行滑动，支撑杆和连接杆与第一配合块滑动配合，使本体与第一配合块能够实现相对移动。

进一步，连接杆的两端均固定连接有挡环，挡环位于第一存放腔内；

第一刮板位于第一存放腔内，第一刮板包括第一压板，第一压板和第一刮板之间设有第一中心轴，第一中心轴与本体转动配合；

第一刮板远离中心轴的一端固定连接有陷槽，挡环位于陷槽内，当挡环运动到最高点时，挡环位于陷槽外。

有益效果：当工作人员将第一取样器放置在丝杆上，放置槽使连接杆保持不动，而第一取样器因自身的重量会向下运动，使挡环与陷槽进行脱离；

在工作人员转动丝杆时，通过第一刮板绕第一中心轴进行转动从而伸出第一存放腔，第一刮板在该深度的地质土壤上刮出环槽，在工作人员向上提动丝杆时，便于第一刮板刺入地质土壤中对地质土壤进行收集，掉落的地质土壤会压在第一压板上，使第一刮板缓慢闭合第一存放腔，使第一存放腔内的土壤不易掉落，同时，减少第一刮板在上升过程中与钻孔通道进行接触，达到保护第一刮板的目的。

进一步，第二刮板位于第二存放腔内，第二刮板靠近第二存放腔的槽口的一端呈弧形；

第二刮板包括第二压板，第二压板和第二刮板之间设有第二中心轴，第二中心轴与壳体转动配合。

有益效果：弧形的第二刮板与第二存放腔的槽口贴合，通过第二刮板便于封闭第二存放腔；在外界的地质土壤进入第二存放腔时，地质土壤会压在第二压板上，通过第二压板使第二刮板缓慢闭合第二存放腔，使第二存放腔内的土壤不易掉落，同时，减少第二刮板在上升过程中与钻孔通道进行接触，达到保护第二刮板的目的。

进一步，丝杆上还开有侧向通道，侧向通道位于放置槽的上方，侧向通道并与开槽垂直连通。

有益效果：与放置槽直接与开槽斜向连通相比，侧向通道能减少工作人员的操作难度，侧向通道便于支撑杆进入放置槽内。

进一步，丝杆内壁上设有若干用于检测第一取样器或第二取样器位置的光敏传感器，光敏传感器与放置槽处于同一水平面上。

有益效果：当第一取样器或第二取样器在丝杆上进行滑动对光敏传感器进行遮挡时，光敏传感器的光敏电阻会变大，光敏传感器不会向外界发送电流，工作人员基于不同的光敏传感器发送的电流判断第一取样器或第二取样器在丝杆上的位置。

进一步，丝杆连通开槽的一端螺纹连接有握柄。

有益效果：握柄与丝杆可拆卸连接，人工通过握柄便于带动丝杆进行转动。

进一步，安装杆远离握柄的一端转动配合有钻头。

有益效果：人工通过钻头便于将安装杆刺入地面，便于安装杆与钻孔通道保持水平状态。

附图说明

图1为本发明实施例土壤取样器的正视图。

图2为图1的丝杆的局部示意图。

图3为图2的A-A的示意图。

图4为图2的B-B的示意图。

图5为图2的局部剖视图。

图6为图1的握柄的俯视图。

图7为图1的第一取样器的剖视图。

图8为图7的第一刮板的张开示意图。

图9为图1的第一取样器的俯视图。

图10为图1的第二取样器的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：丝杆1、钻头11、握柄12、光敏传感器13、中心通道14、第一取样器2、第一配合块21、第一刮板22、第一中心轴221、陷槽222、第一压板23、第一存放腔24、第二取样器3、第二配合块31、第二中心轴32、第二刮板33、第二压板34、第二存放腔35、螺母座4、摄像头41、开槽5、侧向通道51、放置槽52、支撑杆6、连接杆61、挡环62、螺纹连接孔7、操作杆71。

实施例基本如附图1所示：一种具有分层采集功能的土壤取样器，包括丝杆1，丝杆1中心处开有中心通道14，丝杆1上开有开槽5，开槽5位于中心通道14的两侧，且开槽5与中心通道14连通；

开槽5延伸至丝杆1的一端，丝杆1上还开有放置槽52，放置槽52位于开槽5的两侧，且放置槽52与开槽5连通；

丝杆1上滑动配合有螺母座4，螺母座4上螺栓固定连接有摄像头41，例如型号为HBV-1517S1.0的摄像模块，摄像头41电连接有手机终端；

丝杆1上还滑动配合有第一取样器2和第二取样器3，第一取样器2和第二取样器3均位于摄像头41的上方；

第一取样器2包括本体和第一配合块21，本体内开有第一存放腔24，第一存放腔24内设有若干用于封闭第一存放腔24的呈L型的第一刮板22，第一刮板22与本体竖向转动配合；

第二取样器3包括第二配合块31和壳体，壳体和本体与第二配合块31之间均设有支撑杆6，壳体内开有若干第二存放腔35，第二存放腔35内设有用于封闭第二存放腔35的呈L型的第二刮板33，第二刮板33与壳体横向转动配合；

第一配合块21和第二配合块31顶部均螺纹连接有操作杆71。

具体实施过程如下：

首先，通过丝杆1和螺母座4构成滚珠丝杆1机构，人工将丝杆1一端插入预钻孔的钻孔通道并将丝杆1固定在钻孔通道内，人工顺时针转动丝杆1，使螺母座4在丝杆1上进行水平滑动，通过螺母座4上的摄像头41沿从上到下的顺序对钻孔通道的内壁进行摄像，得到图像信息，工作人员对图像信息进行辨别，得到不同深度的地质土壤的高度范围。

工作人员根据不同深度的地质土壤的高度范围选择第一取样器2和第二取样器3进行取样，对于比较松软的地质土壤(例如砂土、粉土等松软土)采用第二取样器3进行横向刮取取样，对于比较坚硬的地质土壤(例如含有碎石、卵石的沾性土)采用第一取样器2进行松土取样，对于坚硬的地质土壤(例如石灰岩、石灰质以及石英质的砂岩)采用另外钻探的方式进行采集。

工作人员按照第一取样器2和第二取样器3的高度顺序安装在丝杆1上，通过操作杆71分别逆时针螺纹连接第一取样器2上的第一配合块21和第二取样器3上的第二配合块31；

人工将第一配合块21或第二配合块31伸进中心通道14内进行竖向滑动，将支撑杆6伸进开槽5内进行滑动，当第一取样器2或第二取样器3到达指定高度后，人工通过操作杆71顺时针缓慢转动第一取样器2或第二取样器3，工作人员并使丝杆1保持不同，继续顺时针转动操作杆71，使操作杆71与第一取样器2或第二取样器3脱离，使第一取样器2或第二取样器3的支撑杆6放置在放置槽52内，实现将第一取样器2和第二取样器3固定安装在丝杆1上。

人工再次顺时针快速转动丝杆1，使第一刮板22和第二刮板33分别从第一存放腔24和第二存放腔35中甩出，通过第一刮板22对比较坚硬的地质土壤进行预刮槽松土，通过第二刮板33将比较松软的地质土壤横向刮入第二存放腔35内；

再人工向上提起丝杆1，使第一刮板22将预刮槽松土的比较坚硬的地质土壤进入第一存放腔24内，从而实现采集对应深度的土壤样本，通过第一取样器2和第二取样器3两种不同的采集方式，便于对不同的地质土壤进行采集，通过多个第一刮板22或第二刮板33采集多份样品，便于工作人员后续进行对比实验。

实施例2

与上述实施例不同之处在于，本体中心处或壳体中心处均开有空腔，第一配合块21或第二配合块31位于空腔中心处，支撑杆6位于空腔内；

第一取样器2内的支撑杆6的两端贯穿第一配合块21，支撑杆6并与第一配合块21滑动配合，支撑杆6的两端与本体内壁焊接；

支撑杆6的上方设有连接杆61，连接杆61的两端分别贯穿第一配合块21和本体，连接杆61并与第一配合块21和本体滑动配合。

具体实施过程如下：空腔为丝杆1提供空间，便于第一取样器2或第二取样器3卡接在丝杆1上进行竖向滑动；通过支撑杆6和连接杆61与第一配合块21滑动配合，使本体与第一配合块21能够实现竖向滑动，便于后续第一刮板22从第一存放腔24伸出。

实施例3

与上述实施例不同之处在于，连接杆61的两端均焊接有挡环62，挡环62位于第一存放腔24内；

第一刮板22位于第一存放腔24内，第一刮板22包括第一压板23，第一压板23和第一刮板22之间设有第一中心轴221，第一中心轴221与本体转动配合；

第一刮板22远离中心轴的一端焊接有陷槽222，挡环62位于陷槽222内，当挡环62运动到最高点时，挡环62位于陷槽222外。

具体实施过程如下：当工作人员将第一取样器2放置在丝杆1上，放置槽52使连接杆61保持不动，而第一取样器2因自身的重量会向下运动，使挡环62与陷槽222进行竖向滑动实现脱离，挡环62不再阻碍第一刮板22进行运动；

在工作人员转动丝杆1时，因离心作用拉力和第一刮板22自身的重力，使第一刮板22绕第一中心轴221进行转动从而伸出第一存放腔24，第一刮板22在比较坚硬的地质土壤上刮出环槽，在工作人员向上提动丝杆1时，便于第一刮板22刺入比较坚硬的地质土壤将土壤进行分离，掉落的土壤会压在第一压板23上，第一压板23重量的增加使第一刮板22沿第一中心轴221进行转动，从而使第一刮板22缓慢闭合第一存放腔24，使第一存放腔24内的土壤不易掉落，同时，减少第一刮板22在上升过程中与钻孔通道进行接触，达到保护第一刮板22的目的，延长第一取样器2的使用寿命。

实施例4

与上述实施例不同之处在于，第二刮板33位于第二存放腔35内，第二刮板33靠近第二存放腔35的槽口的一端呈弧形；

第二刮板33包括第二压板34，第二压板34和第二刮板33之间设有第二中心轴32，第二中心轴32与壳体转动配合。

具体实施过程如下：弧形的第二刮板33与第二存放腔35的槽口贴合，通过第二刮板33便于封闭第二存放腔35；

当工作人员转动丝杆1使第二刮板33伸出第二存放腔35时，比较松软的地质土壤随第二刮板33的刮取进入第二存放腔35内，地质土壤会压在第二压板34上，通过第二压板34重量增加使第二刮板33绕第二中心轴32转动缓慢闭合第二存放腔35，使第二存放腔35内的土壤不易掉落，同时，减少第二刮板33在上升过程中与钻孔通道进行接触，达到保护第二刮板33的目的，延长第二取样器3的使用寿命。

实施例5

与上述实施例不同之处在于，丝杆1上还开有侧向通道51，侧向通道51位于放置槽52的上方，侧向通道51并与开槽5垂直连通。

具体实施过程如下：与放置槽52直接与开槽5斜向连通相比，放置槽52与开槽5斜向连通时，工作人员在转动操作杆71的同时，还需降操作杆71的高度；通过侧向通道51连通开槽5时，工作人员只需转动操作杆71，当操作杆71遇到阻挡时使支撑杆6滑入放置槽52内，能减少工作人员的操作难度，侧向通道51便于支撑杆6进入放置槽52内。

实施例6

与上述实施例不同之处在于，丝杆1内壁上粘接有若干用于检测第一取样器2或第二取样器3位置的光敏传感器13，光敏传感器13包括光敏电阻和外联电路，光明传感器通过外联电路与手机终端电连接，光敏传感器13基于外界光线的变化向手机终端发送电信号，手机终端基于电信号设别不同的高度的光敏传感器13；光敏传感器13与放置槽52处于同一水平面上。

具体实施过程如下：丝杆1上的光敏传感器13受到外界光线时，光敏传感器13的光敏电阻会变小，光敏电阻流经电流会变大，再通过外联电路传输至手机终端；当第一取样器2或第二取样器3在丝杆1上进行滑动对光敏传感器13进行遮挡时，光敏传感器13的光敏电阻会变大，光敏电阻流经电流会变小，光敏传感器13会通过外联电路向手机终端发送微弱或没有电流；工作人员通过手机终端观察不同的光敏传感器13发送的电流大小或有无判断第一取样器2或第二取样器3在丝杆1上的位置，便于后续第一取样器2或第二取样器3进行采集。

实施例7

与上述实施例不同之处在于，丝杆1连通开槽5的一端螺纹连接有握柄12。

具体实施过程如下：握柄12与丝杆1可拆卸连接，便于握柄12的安装和拆卸，人工通过握柄12便于带动丝杆1进行转动，也能将开槽5延伸至丝杆1的一端进行合并，便于使用。

实施例8

与上述实施例不同之处在于，安装杆1远离握柄12的一端转动配合有钻头11。

具体实施过程如下：人工通过钻头11便于将安装杆1刺入地面，实现安装杆1固定在钻孔通道底部中心处，便于螺母座4上的摄像头41进行摄像和第一取样器2和第二取样器3进行取样。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种具有分层采集功能的土壤取样器，其特征在于：包括丝杆，丝杆中心处开有中心通道，丝杆上开有开槽，开槽位于中心通道的两侧，且开槽与中心通道连通；

开槽延伸至丝杆的一端，丝杆上还开有放置槽，放置槽位于开槽的两侧，且放置槽与开槽连通；

丝杆上滑动配合有螺母座，螺母座上固定连接有摄像头；

丝杆上还滑动配合有第一取样器和第二取样器，第一取样器和第二取样器均位于摄像头的上方；

第一取样器包括本体和第一配合块，本体内开有第一存放腔，第一存放腔内设有若干用于封闭第一存放腔的呈L型的第一刮板，第一刮板与本体竖向转动配合；

第二取样器包括第二配合块和壳体，壳体和本体与第二配合块之间均设有支撑杆，壳体内开有若干第二存放腔，第二存放腔内设有用于封闭第二存放腔的呈L型的第二刮板，第二刮板与壳体横向转动配合；

第一配合块和第二配合块顶部均螺纹连接有操作杆。

2.根据权利要求1所述的具有分层采集功能的土壤取样器，其特征在于：本体中心处或壳体中心处均开有空腔，第一配合块或第二配合块位于空腔中心处，支撑杆位于空腔内；

第一取样器内的支撑杆的两端贯穿第一配合块，支撑杆并与第一配合块滑动配合，支撑杆的两端与本体内壁固定连接；

支撑杆的上方设有连接杆，连接杆的两端分别贯穿第一配合块和本体，连接杆并与第一配合块和本体滑动配合。

3.根据权利要求2所述的具有分层采集功能的土壤取样器，其特征在于：连接杆的两端均固定连接有挡环，挡环位于第一存放腔内；

第一刮板位于第一存放腔内，第一刮板包括第一压板，第一压板和第一刮板之间设有第一中心轴，第一中心轴与本体转动配合；

第一刮板远离中心轴的一端固定连接有陷槽，挡环位于陷槽内，当挡环运动到最高点时，挡环位于陷槽外。

4.根据权利要求1所述的具有分层采集功能的土壤取样器，其特征在于：第二刮板位于第二存放腔内，第二刮板靠近第二存放腔的槽口的一端呈弧形；

第二刮板包括第二压板，第二压板和第二刮板之间设有第二中心轴，第二中心轴与壳体转动配合。

5.根据权利要求1所述的具有分层采集功能的土壤取样器，其特征在于：丝杆上还开有侧向通道，侧向通道位于放置槽的上方，侧向通道并与开槽垂直连通。

6.根据权利要求1所述的具有分层采集功能的土壤取样器，其特征在于：丝杆内壁上设有若干用于检测第一取样器或第二取样器位置的光敏传感器，光敏传感器与放置槽处于同一水平面上。

7.根据权利要求1所述的具有分层采集功能的土壤取样器，其特征在于：丝杆连通开槽的一端螺纹连接有握柄。

8.根据权利要求7所述的具有分层采集功能的土壤取样器，其特征在于：安装杆远离握柄的一端转动配合有钻头。