CN116735262B - 一种土壤有机碳检测用的取样装置及其取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤取样技术领域，且公开了一种土壤有机碳检测用的取样装置及其取样方法，解决了当取样装置相对放置位置晃动时，对驱动机构将取样机构顺利插入土壤内造成影响的问题，其包括环形座，所述环形座的底部设有若干滚轮，环形座的上方设有顶板，顶板和环形座通过两个侧板连接，两个侧板之间设有第一活动座，顶板的底部固定连接有测距传感器，且测距传感器位于第一活动座的上方，第一活动座上贯穿有第一转轴，第一转轴和第一活动座的连接处设有轴承，第一转轴的底端设有取样机构，第一活动座上贯穿有两个螺纹套；土壤取样过程中，环形座相对放置位置固定，确保取样机构顺利插入土壤内，提高了稳定性，便于实际使用。

Description

一种土壤有机碳检测用的取样装置及其取样方法

技术领域

本发明属于土壤取样技术领域，具体为一种土壤有机碳检测用的取样装置及其取样方法。

背景技术

对土壤而言，有机碳(TOC)含量是一项重要的物化性质指标。土壤有机质是全球碳循环的重要组成部分，对大气二氧化碳的固定(有机质的富集)或释放(有机质的氧化或微生物对有机质的分解)有较大的影响。土壤在进行取样时，通过驱动机构将取样机构插入土壤内，通过取样机构对指定深度的土壤进行取样，其中，整个取样装置直接放置于预设位置，在取样过程中，取样装置和放置位置之间缺少限位机构，取样装置的稳定性较低，当取样装置相对放置位置晃动时，对驱动机构将取样机构顺利插入土壤内造成影响，存在一定的局限性。

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有机碳检测用的取样装置及其取样方法，有效的解决了上述背景技术中当取样装置相对放置位置晃动时，对驱动机构将取样机构顺利插入土壤内造成影响的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种土壤有机碳检测用的取样装置，包括环形座，所述环形座的底部设有若干滚轮，环形座的上方设有顶板，顶板和环形座通过两个侧板连接，两个侧板之间设有第一活动座，顶板的底部固定连接有测距传感器，且测距传感器位于第一活动座的上方，第一活动座上贯穿有第一转轴，第一转轴和第一活动座的连接处设有轴承，第一转轴的底端设有取样机构，第一活动座上贯穿有两个螺纹套，螺纹套和第一活动座的连接处设有轴承，顶板的底部固定连接有两个第一丝杆，且两个螺纹套分别套设于两个第一丝杆的外部，第一活动座上设有分别驱动第一转轴和螺纹套旋转的同步旋转结构，第一活动座上贯穿有两个第二转轴，第二转轴的顶端和顶板通过轴承连接，螺纹套和第二转轴通过滑动啮合机构连接，第一丝杆的底端固定连接有支撑板，支撑板和侧板固定连接，第二转轴贯穿支撑板，支撑板和第二转轴的连接处设有轴承，第二转轴的下方设有第二丝杆，第二丝杆的底端和环形座通过轴承连接，第二丝杆的外部套设有螺纹连接的第二活动座，第二活动座的底部至少固定连接有两个插杆，插杆的底端贯穿环形座，第二丝杆和第二转轴通过摩擦定位传动组件连接。

优选的，所述摩擦定位传动组件包括设置于第二活动座下方的止动柱，止动柱的底端和环形座固定连接，第二活动座的上方设有止动板，止动板和侧板固定连接，第二丝杆的顶端固定连接有第一传动轮，第二转轴的底端固定连接有第二传动轮，且第二传动轮的底部和第一传动轮的顶部相接触，第一活动座和第一传动轮通过间歇式定位结构连接。

优选的，所述间歇式定位结构包括设置于第一传动轮一侧的按压板，侧板远离按压板的一侧设有活动板，活动板远离侧板的一侧设有第一连接板，第一连接板上固定连接有两个连接柱，连接柱贯穿活动板，连接柱的外部套设有第一压缩弹簧，第一压缩弹簧的两端分别与活动板和第一连接板固定连接，连接柱和按压板通过第一支撑部连接，活动板和第一活动座通过水平推动单元连接。

优选的，所述水平推动单元包括固定安装于活动板上的第二支撑部，第二支撑部贯穿侧板，活动板远离侧板的一侧设有第二连接板，第二连接板上至少固定连接有两个支撑柱，支撑柱贯穿活动板，且支撑柱和侧板固定连接，支撑柱的外部套设有第二压缩弹簧，第二压缩弹簧的两端分别与活动板和第二连接板固定连接，第一活动座的两侧分别固定连接有限位板，限位板上设有与第二支撑部相配合的倾斜面，限位板贯穿顶板，限位板的外部套设有固定套，固定套和侧板固定连接。

优选的，所述滑动啮合机构包括套设于第二转轴外部的旋转套，旋转套贯穿第一活动座，旋转套和第一活动座的连接处设有轴承，第二转轴上开设有导向槽，旋转套上固定连接有导向块，且导向块位于导向槽内，螺纹套的外部固定套设有第一齿轮，旋转套的外部固定套设有第二齿轮，且第一齿轮和第二齿轮相啮合。

优选的，所述同步旋转结构包括设置于第一活动座上方的第一蜗杆，第一活动座上设有用于驱动第一蜗杆旋转的驱动件，第一蜗杆的外部套设有第一固定板，第一蜗杆和第一固定板的连接处设有轴承，第一固定板和第一活动座固定连接，第一转轴的顶端固定连接有与第一蜗杆相啮合的第一蜗轮，第一蜗杆的两端分别设有第二蜗杆，第二蜗杆的外部套设有第二固定板，第二蜗杆和第二固定板的连接处设有轴承，第二固定板的底部和第一活动座固定连接，螺纹套的外部固定套设有与第二蜗杆相啮合的第二蜗轮，第二蜗杆和第一蜗杆通过单向滑动卡接件连接。

优选的，所述驱动件包括固定安装于第一活动座上的第一电机，第一电机的输出端固定连接有第三齿轮，第一蜗杆的外部固定套设有第四齿轮，第四齿轮和第三齿轮相啮合。

优选的，所述单向滑动卡接件包括分别固定安装于第一蜗杆两端的转动座，两个第二蜗杆相靠近的一端分别固定连接有转动柱，转动座上开设有凹槽，转动柱位于对应的凹槽内，凹槽上开设有若干容纳槽，转动柱上开设有若干滑槽，容纳槽内设有滑块，滑块上设有与滑槽相配合的倾斜面，滑块的一端位于滑槽内，滑块的另一端和容纳槽的内壁通过第三压缩弹簧连接。

优选的，所述取样机构包括固定安装于第一转轴底端的取样柱，取样柱内开设有容纳腔，容纳腔的内壁上分别开设有第一矩形孔和第二矩形孔，取样柱的一侧设有遮挡盖，第二矩形孔内设有第三连接板，第三连接板的一端与遮挡盖固定连接，第三连接板的另一端与位于容纳腔内的第一液压伸缩杆固定连接，且第一液压伸缩杆远离第三连接板的一端和容纳腔的内壁固定连接，容纳腔内设有位于第一矩形孔一侧的取样壳，取样壳为一端开口的空腔结构，取样壳内设有弧形密封板，弧形密封板上固定连接有支架，取样壳上固定连接有第二电机，第二电机的输出端与支架固定连接，取样壳上固定连接有第三支撑部，第三支撑部的一侧固定连接有第二液压伸缩杆，容纳腔的两侧内壁分别开设有安装槽，第二电机和第二液压伸缩杆分别位于两个安装槽内，且第二液压伸缩杆远离第三支撑部的一端和其中一个安装槽的一侧内壁固定连接。

本发明还提供了一种土壤有机碳检测用的取样方法，包括如上述所述的土壤有机碳检测用的取样装置，包括以下步骤：

步骤一：工作人员推动环形座移动至预设的放置位置，且取样机构位于取样位置的正上方，通过同步旋转结构驱动第一转轴和螺纹套旋转；

步骤二：螺纹套旋转时，螺纹套相对第一丝杆竖直方向移动，以使第一活动座和第一转轴下移，螺纹套通过滑动啮合机构驱动第二转轴旋转，第二转轴驱动第二传动轮旋转，第二传动轮通过摩擦力驱动第一传动轮和第二丝杆旋转，第二丝杆驱动第二活动座和插杆下移，以使插杆插入土壤中；

步骤三：当第二活动座和插杆下降至预设位置时，第二活动座的底部和止动柱的顶部相接触，插杆和第二活动座停止下移，第二丝杆和第一传动轮停止转动，同时间歇式定位结构对第一传动轮的位置进行限定，插杆插入土壤中，进而限位环形座的位置，以使环形座相对放置位置固定；

步骤四：随着第一活动座的持续下移，第一转轴同步旋转，第一转轴驱动旋转的取样机构插入土壤中，通过测距传感器检测第一活动座下降的高度，进而判断取样机构下降的高度，当取样机构下降至预设取样位置时，通过取样机构对土壤进行取样；

步骤五：当取样结束后，同步旋转结构驱动螺纹套和第一转轴反向旋转，以使第一活动座上移，第一转轴驱动取样机构从土壤内旋出，当取样机构从土壤内旋出后，间歇式定位结构解除对第一传动轮位置的限定，随着螺纹套的持续旋转，螺纹套通过滑动啮合机构驱动第二转轴反向旋转，以使第二传动轮通过摩擦力驱动第一传动轮和第二丝杆反向旋转，以使第二活动座上移；

步骤六：当第二活动座上移至预设位置时，第二活动座的顶部和止动板的底部相接触，第二活动座停止上移，当第一活动座上移至预设高度时，同步旋转结构停止驱动螺纹套和第一转轴旋转，即可完成土壤的取样。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）、工作人员推动环形座移动至预设的放置位置，且取样机构位于取样位置的正上方，通过同步旋转结构驱动第一转轴和螺纹套旋转，螺纹套旋转时，螺纹套相对第一丝杆竖直方向移动，以使第一活动座和第一转轴下移，螺纹套通过滑动啮合机构驱动第二转轴旋转，第二转轴驱动第二传动轮旋转，第二传动轮通过摩擦力驱动第一传动轮和第二丝杆旋转，第二丝杆驱动第二活动座和插杆下移，以使插杆插入土壤中，当第二活动座和插杆下降至预设位置时，第二活动座的底部和止动柱的顶部相接触，插杆和第二活动座停止下移，第二丝杆和第一传动轮停止转动，同时间歇式定位结构对第一传动轮的位置进行限定，插杆插入土壤中，进而限位环形座的位置，以使环形座相对放置位置固定，随着第一活动座的持续下移，第一转轴同步旋转，第一转轴驱动旋转的取样机构插入土壤中，通过测距传感器检测第一活动座下降的高度，进而判断取样机构下降的高度，当取样机构下降至预设取样位置时，通过取样机构对土壤进行取样，当取样结束后，同步旋转结构驱动螺纹套和第一转轴反向旋转，以使第一活动座上移，第一转轴驱动取样机构从土壤内旋出，当取样机构从土壤内旋出后，间歇式定位结构解除对第一传动轮位置的限定，随着螺纹套的持续旋转，螺纹套通过滑动啮合机构驱动第二转轴反向旋转，以使第二传动轮通过摩擦力驱动第一传动轮和第二丝杆反向旋转，以使第二活动座上移，当第二活动座上移至预设位置时，第二活动座的顶部和止动板的底部相接触，第二活动座停止上移，当第一活动座上移至预设高度时，同步旋转结构停止驱动螺纹套和第一转轴旋转，即可完成土壤的取样，土壤取样过程中，环形座相对放置位置固定，确保取样机构顺利插入土壤内，提高了稳定性，便于实际使用；

（2）、第二丝杆驱动第二活动座下移的过程中，第一活动座同步下移，第一活动座驱动限位板下移，通过固定套的设计，以使限位板相对侧板竖直方向平稳的移动，随着限位板的持续下移，限位板上的倾斜面与第二支撑部相接触，限位板推动第二支撑部和活动板远离侧板移动，活动板和第二连接板之间的间距减小，第二压缩弹簧处于压缩状态，同时活动板通过第一压缩弹簧驱动第一连接板和连接柱移动，以使连接柱通过第一支撑部驱动按压板朝向第一传动轮移动，当第二活动座的底部和止动柱的顶部相接触时，按压板与第一传动轮相接触，且第一压缩弹簧处于压缩状态，以使按压板弹性按压第一传动轮，第一传动轮相对侧板固定，同时限位板的侧面和第二支撑部相接触，随着第一活动座的持续下移，活动板和侧板之间的间距保持恒定值，当取样机构取样结束后，同步旋转结构驱动螺纹套和第一转轴反向旋转，以使第一活动座上移，同时限位板跟随第一活动座上移，当第一转轴驱动取样机构从土壤内旋出时，限位板的侧面不再与第二支撑部相接触，第二压缩弹簧推动第二支撑部和活动板水平方向移动，第二支撑部的端部与限位板上的倾斜面相接触，使得活动板和侧板之间的间距变小，由于活动板朝向侧板移动，活动板和第一连接板之间的间距变大，第一压缩弹簧逐渐恢复长度，按压板不再弹性按压第一传动轮，解除对第一传动轮位置的限定，当螺纹套持续旋转时，螺纹套通过滑动啮合机构驱动第二转轴旋转，即可使得第二传动轮通过摩擦力驱动第一传动轮和第二丝杆旋转，以使第二丝杆驱动第二活动座上移，即可使得插杆从土壤内抽离出来；

（3）、第一活动座竖直方向移动时，旋转套相对第二转轴竖直方向滑动，导向块在导向槽内滑动，当螺纹套旋转时，螺纹套驱动第一齿轮旋转，第一齿轮通过第二齿轮驱动旋转套旋转，旋转套通过导向块驱动第二转轴旋转，第一活动座竖直方向移动时，螺纹套可以驱动第二转轴同步旋转；

（4）、通过第一电机驱动第三齿轮旋转，第三齿轮通过第四齿轮驱动第一蜗杆旋转，第一蜗杆通过第一蜗轮驱动第一转轴旋转，同时第一蜗杆通过单向滑动卡接件驱动第二蜗杆旋转，第二蜗杆通过第二蜗轮驱动螺纹套旋转，当取样机构插入土壤内的阻力较大时，第一活动座和第一转轴停止下移，螺纹套无法转动，以使第二蜗轮和第二蜗杆静止，进而使得转动柱静止，随着第一蜗杆的持续旋转，第一蜗杆驱动转动座旋转，滑块上的倾斜面相对滑槽滑动，以使滑块从滑槽内滑出，第三压缩弹簧处于压缩状态，当第一电机驱动第三齿轮和第四齿轮持续旋转，测距传感器测得单位时间内第一活动座和顶板之间的间距仍未变化时，即可得知取样机构插入土壤内的阻力较大，第一电机驱动第三齿轮反向旋转，第三齿轮通过第四齿轮驱动第一蜗杆反向旋转，转动座相对转动柱反向旋转，滑块再次滑入滑槽内，滑块的一侧和滑槽的侧壁相接触，转动座通过滑块驱动转动柱和第二蜗杆同步旋转，以使第二蜗杆驱动第二蜗轮和螺纹套反向旋转，即可使得螺纹套和第一活动座相对第一丝杆上移，取样机构从土壤内自动旋出，当取样机构下移阻力较大时，可以使得取样机构从土壤内自动旋出，进而保护取样机构；

（5）、当第一转轴驱动取样柱旋至预设深度时，第一液压伸缩杆通过第三连接板驱动遮挡盖上移，以使第一矩形孔打开，通过第二液压伸缩杆驱动第三支撑部和取样壳移动，以使取样壳的一端从第一矩形孔穿过，同时取样壳插入土壤内，以使土壤进入到取样壳内，当土壤进入到取样壳内后，通过第二电机驱动支架和弧形密封板旋转一百八十度，以使弧形密封板切断位于取样壳内部的土壤和位于取样壳外部的土壤之间的联系，通过第二液压伸缩杆驱动第三支撑部和取样壳移动，以使取样壳再次移动至容纳腔内，通过第一液压伸缩杆驱动第三连接板和遮挡盖下移，以使遮挡盖再次对第二矩形孔和第一矩形孔进行密封，通过第一转轴驱动取样柱上移，以使取样柱从土壤内旋出，即可完成土壤的取样。

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为本发明按压板的结构示意图；

图4为本发明第二支撑部的结构示意图；

图5为本发明第一活动座的结构示意图；

图6为本发明图5中B处的局部放大示意图；

图7为本发明转动座剖切的结构示意图；

图8为本发明取样柱剖切的结构示意图；

图9为本发明取样壳的结构示意图；

图10为本发明弧形密封板的结构示意图。

图中：1、环形座；2、滚轮；3、顶板；4、侧板；5、第一活动座；6、第一转轴；7、螺纹套；8、第一丝杆；9、测距传感器；10、第二转轴；11、第二丝杆；12、第二活动座；13、插杆；14、止动柱；15、止动板；16、支撑板；17、第一传动轮；18、第二传动轮；19、按压板；20、活动板；21、第一连接板；22、连接柱；23、第一支撑部；24、第一压缩弹簧；25、支撑柱；26、第二连接板；27、第二压缩弹簧；28、第二支撑部；29、限位板；30、固定套；31、旋转套；32、导向槽；33、导向块；34、第一齿轮；35、第二齿轮；36、第一蜗杆；37、第一固定板；38、第一蜗轮；39、第二蜗杆；40、第二蜗轮；41、第二固定板；42、第一电机；43、第三齿轮；44、第四齿轮；45、转动柱；46、转动座；47、凹槽；48、容纳槽；49、滑槽；50、滑块；51、第三压缩弹簧；52、取样柱；53、容纳腔；54、第一矩形孔；55、第二矩形孔；56、遮挡盖；57、第三连接板；58、第一液压伸缩杆；59、取样壳；60、第三支撑部；61、第二液压伸缩杆；62、弧形密封板；63、支架；64、第二电机；65、安装槽。

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10给出，本发明包括环形座1，环形座1的底部设有若干滚轮2，环形座1的上方设有顶板3，顶板3和环形座1通过两个侧板4连接，两个侧板4之间设有第一活动座5，顶板3的底部固定连接有测距传感器9，且测距传感器9位于第一活动座5的上方，第一活动座5上贯穿有第一转轴6，第一转轴6和第一活动座5的连接处设有轴承，第一转轴6的底端设有取样机构，第一活动座5上贯穿有两个螺纹套7，螺纹套7和第一活动座5的连接处设有轴承，顶板3的底部固定连接有两个第一丝杆8，且两个螺纹套7分别套设于两个第一丝杆8的外部，第一活动座5上设有分别驱动第一转轴6和螺纹套7旋转的同步旋转结构，第一活动座5上贯穿有两个第二转轴10，第二转轴10的顶端和顶板3通过轴承连接，螺纹套7和第二转轴10通过滑动啮合机构连接，第一丝杆8的底端固定连接有支撑板16，支撑板16和侧板4固定连接，第二转轴10贯穿支撑板16，支撑板16和第二转轴10的连接处设有轴承，第二转轴10的下方设有第二丝杆11，第二丝杆11的底端和环形座1通过轴承连接，第二丝杆11的外部套设有螺纹连接的第二活动座12，第二活动座12的底部至少固定连接有两个插杆13，插杆13的底端贯穿环形座1，第二丝杆11和第二转轴10通过摩擦定位传动组件连接；土壤取样过程中，环形座1相对放置位置固定，确保取样机构顺利插入土壤内，提高了稳定性，便于实际使用。

实施例二，在实施例一的基础上，由图1、图2、图3、图4、图5和图6给出，摩擦定位传动组件包括设置于第二活动座12下方的止动柱14，止动柱14的底端和环形座1固定连接，第二活动座12的上方设有止动板15，止动板15和侧板4固定连接，第二丝杆11的顶端固定连接有第一传动轮17，第二转轴10的底端固定连接有第二传动轮18，且第二传动轮18的底部和第一传动轮17的顶部相接触，第一活动座5和第一传动轮17通过间歇式定位结构连接，间歇式定位结构包括设置于第一传动轮17一侧的按压板19，侧板4远离按压板19的一侧设有活动板20，活动板20远离侧板4的一侧设有第一连接板21，第一连接板21上固定连接有两个连接柱22，连接柱22贯穿活动板20，连接柱22的外部套设有第一压缩弹簧24，第一压缩弹簧24的两端分别与活动板20和第一连接板21固定连接，连接柱22和按压板19通过第一支撑部23连接，活动板20和第一活动座5通过水平推动单元连接，水平推动单元包括固定安装于活动板20上的第二支撑部28，第二支撑部28贯穿侧板4，活动板20远离侧板4的一侧设有第二连接板26，第二连接板26上至少固定连接有两个支撑柱25，支撑柱25贯穿活动板20，且支撑柱25和侧板4固定连接，支撑柱25的外部套设有第二压缩弹簧27，第二压缩弹簧27的两端分别与活动板20和第二连接板26固定连接，第一活动座5的两侧分别固定连接有限位板29，限位板29上设有与第二支撑部28相配合的倾斜面，限位板29贯穿顶板3，限位板29的外部套设有固定套30，固定套30和侧板4固定连接；

第二丝杆11驱动第二活动座12下移的过程中，第一活动座5同步下移，第一活动座5驱动限位板29下移，通过固定套30的设计，以使限位板29相对侧板4竖直方向平稳的移动，随着限位板29的持续下移，限位板29上的倾斜面与第二支撑部28相接触，限位板29推动第二支撑部28和活动板20远离侧板4移动，活动板20和第二连接板26之间的间距减小，第二压缩弹簧27处于压缩状态，同时活动板20通过第一压缩弹簧24驱动第一连接板21和连接柱22移动，以使连接柱22通过第一支撑部23驱动按压板19朝向第一传动轮17移动，当第二活动座12的底部和止动柱14的顶部相接触时，按压板19与第一传动轮17相接触，且第一压缩弹簧24处于压缩状态，以使按压板19弹性按压第一传动轮17，第一传动轮17相对侧板4固定，同时限位板29的侧面和第二支撑部28相接触，随着第一活动座5的持续下移，活动板20和侧板4之间的间距保持恒定值，当取样机构取样结束后，同步旋转结构驱动螺纹套7和第一转轴6反向旋转，以使第一活动座5上移，同时限位板29跟随第一活动座5上移，当第一转轴6驱动取样机构从土壤内旋出时，限位板29的侧面不再与第二支撑部28相接触，第二压缩弹簧27推动第二支撑部28和活动板20水平方向移动，第二支撑部28的端部与限位板29上的倾斜面相接触，使得活动板20和侧板4之间的间距变小，由于活动板20朝向侧板4移动，活动板20和第一连接板21之间的间距变大，第一压缩弹簧24逐渐恢复长度，按压板19不再弹性按压第一传动轮17，解除对第一传动轮17位置的限定，当螺纹套7持续旋转时，螺纹套7通过滑动啮合机构驱动第二转轴10旋转，即可使得第二传动轮18通过摩擦力驱动第一传动轮17和第二丝杆11旋转，以使第二丝杆11驱动第二活动座12上移，即可使得插杆13从土壤内抽离出来。

实施例三，在实施例一的基础上，由图5和图6给出，滑动啮合机构包括套设于第二转轴10外部的旋转套31，旋转套31贯穿第一活动座5，旋转套31和第一活动座5的连接处设有轴承，第二转轴10上开设有导向槽32，旋转套31上固定连接有导向块33，且导向块33位于导向槽32内，螺纹套7的外部固定套设有第一齿轮34，旋转套31的外部固定套设有第二齿轮35，且第一齿轮34和第二齿轮35相啮合；

第一活动座5竖直方向移动时，旋转套31相对第二转轴10竖直方向滑动，导向块33在导向槽32内滑动，当螺纹套7旋转时，螺纹套7驱动第一齿轮34旋转，第一齿轮34通过第二齿轮35驱动旋转套31旋转，旋转套31通过导向块33驱动第二转轴10旋转，第一活动座5竖直方向移动时，螺纹套7可以驱动第二转轴10同步旋转。

实施例四，在实施例一的基础上，由图5、图6和图7给出，同步旋转结构包括设置于第一活动座5上方的第一蜗杆36，第一活动座5上设有用于驱动第一蜗杆36旋转的驱动件，第一蜗杆36的外部套设有第一固定板37，第一蜗杆36和第一固定板37的连接处设有轴承，第一固定板37和第一活动座5固定连接，第一转轴6的顶端固定连接有与第一蜗杆36相啮合的第一蜗轮38，第一蜗杆36的两端分别设有第二蜗杆39，第二蜗杆39的外部套设有第二固定板41，第二蜗杆39和第二固定板41的连接处设有轴承，第二固定板41的底部和第一活动座5固定连接，螺纹套7的外部固定套设有与第二蜗杆39相啮合的第二蜗轮40，第二蜗杆39和第一蜗杆36通过单向滑动卡接件连接，驱动件包括固定安装于第一活动座5上的第一电机42，第一电机42的输出端固定连接有第三齿轮43，第一蜗杆36的外部固定套设有第四齿轮44，第四齿轮44和第三齿轮43相啮合，单向滑动卡接件包括分别固定安装于第一蜗杆36两端的转动座46，两个第二蜗杆39相靠近的一端分别固定连接有转动柱45，转动座46上开设有凹槽47，转动柱45位于对应的凹槽47内，凹槽47上开设有若干容纳槽48，转动柱45上开设有若干滑槽49，容纳槽48内设有滑块50，滑块50上设有与滑槽49相配合的倾斜面，滑块50的一端位于滑槽49内，滑块50的另一端和容纳槽48的内壁通过第三压缩弹簧51连接；

通过第一电机42驱动第三齿轮43旋转，第三齿轮43通过第四齿轮44驱动第一蜗杆36旋转，第一蜗杆36通过第一蜗轮38驱动第一转轴6旋转，同时第一蜗杆36通过单向滑动卡接件驱动第二蜗杆39旋转，第二蜗杆39通过第二蜗轮40驱动螺纹套7旋转，当取样机构插入土壤内的阻力较大时，第一活动座5和第一转轴6停止下移，螺纹套7无法转动，以使第二蜗轮40和第二蜗杆39静止，进而使得转动柱45静止，随着第一蜗杆36的持续旋转，第一蜗杆36驱动转动座46旋转，滑块50上的倾斜面相对滑槽49滑动，以使滑块50从滑槽49内滑出，第三压缩弹簧51处于压缩状态，当第一电机42驱动第三齿轮43和第四齿轮44持续旋转，测距传感器9测得单位时间内第一活动座5和顶板3之间的间距仍未变化时，即可得知取样机构插入土壤内的阻力较大，第一电机42驱动第三齿轮43反向旋转，第三齿轮43通过第四齿轮44驱动第一蜗杆36反向旋转，转动座46相对转动柱45反向旋转，滑块50再次滑入滑槽49内，滑块50的一侧和滑槽49的侧壁相接触，转动座46通过滑块50驱动转动柱45和第二蜗杆39同步旋转，以使第二蜗杆39驱动第二蜗轮40和螺纹套7反向旋转，即可使得螺纹套7和第一活动座5相对第一丝杆8上移，取样机构从土壤内自动旋出，当取样机构下移阻力较大时，可以使得取样机构从土壤内自动旋出，进而保护取样机构。

实施例五，在实施例一的基础上，由图1、图8、图9和图10给出，取样机构包括固定安装于第一转轴6底端的取样柱52，取样柱52内开设有容纳腔53，容纳腔53的内壁上分别开设有第一矩形孔54和第二矩形孔55，取样柱52的一侧设有遮挡盖56，第二矩形孔55内设有第三连接板57，第三连接板57的一端与遮挡盖56固定连接，第三连接板57的另一端与位于容纳腔53内的第一液压伸缩杆58固定连接，且第一液压伸缩杆58远离第三连接板57的一端和容纳腔53的内壁固定连接，容纳腔53内设有位于第一矩形孔54一侧的取样壳59，取样壳59为一端开口的空腔结构，取样壳59内设有弧形密封板62，弧形密封板62上固定连接有支架63，取样壳59上固定连接有第二电机64，第二电机64的输出端与支架63固定连接，取样壳59上固定连接有第三支撑部60，第三支撑部60的一侧固定连接有第二液压伸缩杆61，容纳腔53的两侧内壁分别开设有安装槽65，第二电机64和第二液压伸缩杆61分别位于两个安装槽65内，且第二液压伸缩杆61远离第三支撑部60的一端和其中一个安装槽65的一侧内壁固定连接；

当第一转轴6驱动取样柱52旋至预设深度时，第一液压伸缩杆58通过第三连接板57驱动遮挡盖56上移，以使第一矩形孔54打开，通过第二液压伸缩杆61驱动第三支撑部60和取样壳59移动，以使取样壳59的一端从第一矩形孔54穿过，同时取样壳59插入土壤内，以使土壤进入到取样壳59内，当土壤进入到取样壳59内后，通过第二电机64驱动支架63和弧形密封板62旋转一百八十度，以使弧形密封板62切断位于取样壳59内部的土壤和位于取样壳59外部的土壤之间的联系，通过第二液压伸缩杆61驱动第三支撑部60和取样壳59移动，以使取样壳59再次移动至容纳腔53内，通过第一液压伸缩杆58驱动第三连接板57和遮挡盖56下移，以使遮挡盖56再次对第二矩形孔55和第一矩形孔54进行密封，通过第一转轴6驱动取样柱52上移，以使取样柱52从土壤内旋出，即可完成土壤的取样。

本实施例的一种土壤有机碳检测用的取样方法，包括如上述的土壤有机碳检测用的取样装置，包括以下步骤：

步骤一：工作人员推动环形座1移动至预设的放置位置，且取样机构位于取样位置的正上方，通过同步旋转结构驱动第一转轴6和螺纹套7旋转；

步骤二：螺纹套7旋转时，螺纹套7相对第一丝杆8竖直方向移动，以使第一活动座5和第一转轴6下移，螺纹套7通过滑动啮合机构驱动第二转轴10旋转，第二转轴10驱动第二传动轮18旋转，第二传动轮18通过摩擦力驱动第一传动轮17和第二丝杆11旋转，第二丝杆11驱动第二活动座12和插杆13下移，以使插杆13插入土壤中；

步骤三：当第二活动座12和插杆13下降至预设位置时，第二活动座12的底部和止动柱14的顶部相接触，插杆13和第二活动座12停止下移，第二丝杆11和第一传动轮17停止转动，同时间歇式定位结构对第一传动轮17的位置进行限定，插杆13插入土壤中，进而限位环形座1的位置，以使环形座1相对放置位置固定；

步骤四：随着第一活动座5的持续下移，第一转轴6同步旋转，第一转轴6驱动旋转的取样机构插入土壤中，通过测距传感器9检测第一活动座5下降的高度，进而判断取样机构下降的高度，当取样机构下降至预设取样位置时，通过取样机构对土壤进行取样；

步骤五：当取样结束后，同步旋转结构驱动螺纹套7和第一转轴6反向旋转，以使第一活动座5上移，第一转轴6驱动取样机构从土壤内旋出，当取样机构从土壤内旋出后，间歇式定位结构解除对第一传动轮17位置的限定，随着螺纹套7的持续旋转，螺纹套7通过滑动啮合机构驱动第二转轴10反向旋转，以使第二传动轮18通过摩擦力驱动第一传动轮17和第二丝杆11反向旋转，以使第二活动座12上移；

步骤六：当第二活动座12上移至预设位置时，第二活动座12的顶部和止动板15的底部相接触，第二活动座12停止上移，当第一活动座5上移至预设高度时，同步旋转结构停止驱动螺纹套7和第一转轴6旋转，即可完成土壤的取样。

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 (6)

1.一种土壤有机碳检测用的取样装置，包括环形座（1），其特征在于：所述环形座（1）的底部设有若干滚轮（2），环形座（1）的上方设有顶板（3），顶板（3）和环形座（1）通过两个侧板（4）连接，两个侧板（4）之间设有第一活动座（5），顶板（3）的底部固定连接有测距传感器（9），且测距传感器（9）位于第一活动座（5）的上方，第一活动座（5）上贯穿有第一转轴（6），第一转轴（6）和第一活动座（5）的连接处设有轴承，第一转轴（6）的底端设有取样机构，第一活动座（5）上贯穿有两个螺纹套（7），螺纹套（7）和第一活动座（5）的连接处设有轴承，顶板（3）的底部固定连接有两个第一丝杆（8），且两个螺纹套（7）分别套设于两个第一丝杆（8）的外部，第一活动座（5）上设有分别驱动第一转轴（6）和螺纹套（7）旋转的同步旋转结构，第一活动座（5）上贯穿有两个第二转轴（10），第二转轴（10）的顶端和顶板（3）通过轴承连接，螺纹套（7）和第二转轴（10）通过滑动啮合机构连接，第一丝杆（8）的底端固定连接有支撑板（16），支撑板（16）和侧板（4）固定连接，第二转轴（10）贯穿支撑板（16），支撑板（16）和第二转轴（10）的连接处设有轴承，第二转轴（10）的下方设有第二丝杆（11），第二丝杆（11）的底端和环形座（1）通过轴承连接，第二丝杆（11）的外部套设有螺纹连接的第二活动座（12），第二活动座（12）的底部至少固定连接有两个插杆（13），插杆（13）的底端贯穿环形座（1），第二丝杆（11）和第二转轴（10）通过摩擦定位传动组件连接；

所述摩擦定位传动组件包括设置于第二活动座（12）下方的止动柱（14），止动柱（14）的底端和环形座（1）固定连接，第二活动座（12）的上方设有止动板（15），止动板（15）和侧板（4）固定连接，第二丝杆（11）的顶端固定连接有第一传动轮（17），第二转轴（10）的底端固定连接有第二传动轮（18），且第二传动轮（18）的底部和第一传动轮（17）的顶部相接触，第一活动座（5）和第一传动轮（17）通过间歇式定位结构连接；

所述间歇式定位结构包括设置于第一传动轮（17）一侧的按压板（19），侧板（4）远离按压板（19）的一侧设有活动板（20），活动板（20）远离侧板（4）的一侧设有第一连接板（21），第一连接板（21）上固定连接有两个连接柱（22），连接柱（22）贯穿活动板（20），连接柱（22）的外部套设有第一压缩弹簧（24），第一压缩弹簧（24）的两端分别与活动板（20）和第一连接板（21）固定连接，连接柱（22）和按压板（19）通过第一支撑部（23）连接，活动板（20）和第一活动座（5）通过水平推动单元连接；所述水平推动单元包括固定安装于活动板（20）上的第二支撑部（28），第二支撑部（28）贯穿侧板（4），活动板（20）远离侧板（4）的一侧设有第二连接板（26），第二连接板（26）上至少固定连接有两个支撑柱（25），支撑柱（25）贯穿活动板（20），且支撑柱（25）和侧板（4）固定连接，支撑柱（25）的外部套设有第二压缩弹簧（27），第二压缩弹簧（27）的两端分别与活动板（20）和第二连接板（26）固定连接，第一活动座（5）的两侧分别固定连接有限位板（29），限位板（29）上设有与第二支撑部（28）相配合的倾斜面，限位板（29）贯穿顶板（3），限位板（29）的外部套设有固定套（30），固定套（30）和侧板（4）固定连接；所述滑动啮合机构包括套设于第二转轴（10）外部的旋转套（31），旋转套（31）贯穿第一活动座（5），旋转套（31）和第一活动座（5）的连接处设有轴承，第二转轴（10）上开设有导向槽（32），旋转套（31）上固定连接有导向块（33），且导向块（33）位于导向槽（32）内，螺纹套（7）的外部固定套设有第一齿轮（34），旋转套（31）的外部固定套设有第二齿轮（35），且第一齿轮（34）和第二齿轮（35）相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种土壤有机碳检测用的取样装置，其特征在于：所述同步旋转结构包括设置于第一活动座（5）上方的第一蜗杆（36），第一活动座（5）上设有用于驱动第一蜗杆（36）旋转的驱动件，第一蜗杆（36）的外部套设有第一固定板（37），第一蜗杆（36）和第一固定板（37）的连接处设有轴承，第一固定板（37）和第一活动座（5）固定连接，第一转轴（6）的顶端固定连接有与第一蜗杆（36）相啮合的第一蜗轮（38），第一蜗杆（36）的两端分别设有第二蜗杆（39），第二蜗杆（39）的外部套设有第二固定板（41），第二蜗杆（39）和第二固定板（41）的连接处设有轴承，第二固定板（41）的底部和第一活动座（5）固定连接，螺纹套（7）的外部固定套设有与第二蜗杆（39）相啮合的第二蜗轮（40），第二蜗杆（39）和第一蜗杆（36）通过单向滑动卡接件连接。

3.根据权利要求2所述的一种土壤有机碳检测用的取样装置，其特征在于：所述驱动件包括固定安装于第一活动座（5）上的第一电机（42），第一电机（42）的输出端固定连接有第三齿轮（43），第一蜗杆（36）的外部固定套设有第四齿轮（44），第四齿轮（44）和第三齿轮（43）相啮合。

4.根据权利要求3所述的一种土壤有机碳检测用的取样装置，其特征在于：所述单向滑动卡接件包括分别固定安装于第一蜗杆（36）两端的转动座（46），两个第二蜗杆（39）相靠近的一端分别固定连接有转动柱（45），转动座（46）上开设有凹槽（47），转动柱（45）位于对应的凹槽（47）内，凹槽（47）上开设有若干容纳槽（48），转动柱（45）上开设有若干滑槽（49），容纳槽（48）内设有滑块（50），滑块（50）上设有与滑槽（49）相配合的倾斜面，滑块（50）的一端位于滑槽（49）内，滑块（50）的另一端和容纳槽（48）的内壁通过第三压缩弹簧（51）连接。

5.根据权利要求1所述的一种土壤有机碳检测用的取样装置，其特征在于：所述取样机构包括固定安装于第一转轴（6）底端的取样柱（52），取样柱（52）内开设有容纳腔（53），容纳腔（53）的内壁上分别开设有第一矩形孔（54）和第二矩形孔（55），取样柱（52）的一侧设有遮挡盖（56），第二矩形孔（55）内设有第三连接板（57），第三连接板（57）的一端与遮挡盖（56）固定连接，第三连接板（57）的另一端与位于容纳腔（53）内的第一液压伸缩杆（58）固定连接，且第一液压伸缩杆（58）远离第三连接板（57）的一端和容纳腔（53）的内壁固定连接，容纳腔（53）内设有位于第一矩形孔（54）一侧的取样壳（59），取样壳（59）为一端开口的空腔结构，取样壳（59）内设有弧形密封板（62），弧形密封板（62）上固定连接有支架（63），取样壳（59）上固定连接有第二电机（64），第二电机（64）的输出端与支架（63）固定连接，取样壳（59）上固定连接有第三支撑部（60），第三支撑部（60）的一侧固定连接有第二液压伸缩杆（61），容纳腔（53）的两侧内壁分别开设有安装槽（65），第二电机（64）和第二液压伸缩杆（61）分别位于两个安装槽（65）内，且第二液压伸缩杆（61）远离第三支撑部（60）的一端和其中一个安装槽（65）的一侧内壁固定连接。

6.一种土壤有机碳检测用的取样方法，该方法基于如权利要求1所述的土壤有机碳检测用的取样装置，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：工作人员推动环形座（1）移动至预设的放置位置，且取样机构位于取样位置的正上方，通过同步旋转结构驱动第一转轴（6）和螺纹套（7）旋转；

步骤二：螺纹套（7）旋转时，螺纹套（7）相对第一丝杆（8）竖直方向移动，以使第一活动座（5）和第一转轴（6）下移，螺纹套（7）通过滑动啮合机构驱动第二转轴（10）旋转，第二转轴（10）驱动第二传动轮（18）旋转，第二传动轮（18）通过摩擦力驱动第一传动轮（17）和第二丝杆（11）旋转，第二丝杆（11）驱动第二活动座（12）和插杆（13）下移，以使插杆（13）插入土壤中；

步骤三：当第二活动座（12）和插杆（13）下降至预设位置时，第二活动座（12）的底部和止动柱（14）的顶部相接触，插杆（13）和第二活动座（12）停止下移，第二丝杆（11）和第一传动轮（17）停止转动，同时间歇式定位结构对第一传动轮（17）的位置进行限定，插杆（13）插入土壤中，进而限位环形座（1）的位置，以使环形座（1）相对放置位置固定；

步骤四：随着第一活动座（5）的持续下移，第一转轴（6）同步旋转，第一转轴（6）驱动旋转的取样机构插入土壤中，通过测距传感器（9）检测第一活动座（5）下降的高度，进而判断取样机构下降的高度，当取样机构下降至预设取样位置时，通过取样机构对土壤进行取样；

步骤五：当取样结束后，同步旋转结构驱动螺纹套（7）和第一转轴（6）反向旋转，以使第一活动座（5）上移，第一转轴（6）驱动取样机构从土壤内旋出，当取样机构从土壤内旋出后，间歇式定位结构解除对第一传动轮（17）位置的限定，随着螺纹套（7）的持续旋转，螺纹套（7）通过滑动啮合机构驱动第二转轴（10）反向旋转，以使第二传动轮（18）通过摩擦力驱动第一传动轮（17）和第二丝杆（11）反向旋转，以使第二活动座（12）上移；

步骤六：当第二活动座（12）上移至预设位置时，第二活动座（12）的顶部和止动板（15）的底部相接触，第二活动座（12）停止上移，当第一活动座（5）上移至预设高度时，同步旋转结构停止驱动螺纹套（7）和第一转轴（6）旋转，即可完成土壤的取样。