CN117686253A - 一种环境监测土壤取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环境监测土壤取样装置，包括取样装置主体、稳定支架和控制器，所述取样装置主体包括安装板、驱动电机、连接杆和取样钻筒，所述驱动电机设于所述安装板上，所述连接杆连接取样钻筒顶部，所述驱动电机驱动连接杆转动，所述取样钻筒随连接杆转动，所述取样钻筒底部设有锯齿；所述稳定支架包括支架主体和支架支撑脚，所述支架主体上设有升降驱动装置，所述安装板安装在所述升降驱动装置上，所述驱动电机和所述升降驱动装置均与所述控制器电连接，所述控制器设有电机控制模块用于控制所述驱动电机，设有高度控制模块用于控制所述升降驱动装置。本发明所述的一种环境监测土壤取样装置无需手持使用，采用过程更精准高效，使用更方便。

Description

一种环境监测土壤取样装置

技术领域

本发明属于土壤取样技术领域，具体是指一种环境监测土壤取样装置。

背景技术

目前，土壤环境监测是环境保护和土地利用规划中至关重要的一环。而土壤取样是评估土壤质量和污染程度的关键步骤。现有的土壤取样装置主要依赖于手持操作，并存在一些问题。

首先，现有的手持取样装置需要操作人员手持装置进行采样，这容易导致装置晃动和不稳定。由于土壤的松紧度和坚硬度不同，需要对取样装置施加一定的力度和角度。然而，手持操作的不稳定性会导致取样装置在入土和取样过程中产生剧烈晃动，影响取样的准确性和一致性。

其次，手持操作对操作人员来说是一项相对繁重和累人的任务。土壤取样装置通常为较长的取样筒，需要操作人员进行反复的弯腰、插入和取出操作，对使用者的身高和力量要求较高。长时间的手持操作不仅容易导致操作人员疲劳，而且增加了操作过程中的误差风险。

此外，现有的土壤取样装置在取样筒伸入土壤完成取样后，存在难以取出的问题。由于土壤的粘附性和湿度等因素的影响，取样筒可能会陷在土壤中无法顺利取出。此时，通常需要依赖操作人员的力量和技巧来取出采样器。然而，这种方法不仅增加了操作的困难度，还可能导致取样装置的损坏和样品的丢失。

因此，有必要设计一种新型的土壤取样装置，降低操作人员的负担，提高取样的稳定性和一致性。同时，在取样过程中和遇到困难时，能够轻松且有效地取出采样器，提高取样的成功率和效率。

发明内容

为了解决上述现有技术中手持设备操作进行取样不仅容易导致操作人员疲劳，而且增加了操作过程中的误差风险，以及取样筒插入土壤后难以取出的问题，本发明提出一种环境监测土壤取样装置，可无需手持使用，采用过程更精准高效，使用更方便。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种环境监测土壤取样装置，包括取样装置主体、稳定支架和控制器，所述取样装置主体包括安装板、驱动电机、连接杆和取样钻筒，所述驱动电机设于所述安装板上，所述连接杆连接所述取样钻筒顶部，所述驱动电机驱动所述连接杆转动，所述取样钻筒随所述连接杆一同转动，所述取样钻筒底部设有锯齿；所述稳定支架包括支架主体和支架支撑脚，所述支架主体上设有升降驱动装置，所述安装板安装在所述升降驱动装置上，所述驱动电机和所述升降驱动装置均与所述控制器电连接，所述控制器设有电机控制模块和高度控制模块，所述电机控制模块用于控制所述驱动电机，所述高度控制模块用于控制所述升降驱动装置。所述驱动电机驱动所述取样钻筒转动，所述取样钻筒底部的锯齿将土壤分开，所述升降驱动装置驱动所述取样钻筒降下，所述取样钻筒钻入地面，土壤样本进入所述取样钻筒内，所述升降驱动装置将所述安装板降低到指定位置后，所述电机控制模块控制所述驱动电机停止转动，所述升降驱动装置驱动所述取样钻筒携带土壤样本一同升起。

进一步地，所述取样钻筒包括内筒和外筒，所述内筒的顶部连接所述连接杆，所述连接杆带动所述内筒转动，所述外筒的内径等于所述内筒的外径，所述外筒套设于所述内筒外部，所述内筒顶部设有挡板，所述挡板抵住所述外筒顶部，所述外筒随所述内筒一同转动；所述内筒底部设有所述锯齿。所述取样钻筒向下钻取土壤样本时，土壤进入所述内筒，完成取样后，由于所述内筒的外壁不与土壤接触，抽出所述内筒时不会受到土壤的摩擦阻力，过程更省力，所述外筒留在土壤里，此时所述外筒中空，空气可进入土壤被钻出的孔里，方便取出所述外筒。

进一步地，所述连接杆底部设有内圈和外圈，所述内圈的内径等于所述内筒的外径，所述外圈的内径等于所述外筒的外径，所述内圈和所述外圈均设有内螺纹，所述内筒和所述外筒的顶部均设有外螺纹；所述内筒顶部的外螺纹与所述连接杆底部的所述内圈的内螺纹配合，所述内筒可拆卸；所述外筒顶部的外螺纹可与所述连接杆底部的所述外圈的内螺纹配合。所述内筒被所述连接杆拉出地面后，可拆下所述内筒，所述升降驱动装置降下所述连接杆，将所述外筒通过螺纹与所述连接杆进行连接，再启动所述升降驱动装置将所述外筒拉起，节省人力。

进一步地，所述外筒内壁设有限位槽，所述内筒外壁设有限位突沿，所述限位突沿嵌入所述限位槽。防止所述内筒和所述外筒间发生相对转动，使所述内筒随所述连接杆转动时可带动所述外筒一同转动。

进一步地，所述外筒内壁设有气道，所述气道连通所述外筒的顶部和底部。将所述内筒从所述外筒内抽出时，可使外部空气进入所述内筒与所述外筒之间，避免所述内筒抽出过程中在取样钻筒底部形成负压而阻碍所述内筒抽出。

进一步地，所述支架主体上还设有水平检测传感器，所述支架支撑脚上设有倾斜指示灯，所述水平检测传感器与所述控制器电连接，所述控制器设有倾斜检测模块和指示灯控制模块。所述倾斜检测模块可根据所述水平检测传感器测得数据评估所述安装板的倾斜方向，并控制最靠近高度较低一侧的所述支架支撑脚上的所述倾斜指示灯亮起，辅助使用者调整角度，确保所述取样钻筒保持竖直。

进一步地，所述支架主体上设有升降轨道，所述安装板的四侧均设有滑块，所述滑块安装在所述升降轨道上，所述安装板通过所述滑块安装在所述升降轨道上；所述升降驱动装置包括升降电机和螺杆，所述螺杆与所述升降轨道平行，所述滑块上设有螺纹孔，所述螺杆与所述滑块上的螺纹孔配合，所述升降电机驱动所述螺杆转动。所述螺杆转动带动所述滑块沿所述升降轨道升降。

进一步地，所述支架支撑脚底部设有轮子，所述支架主体的侧面设有把手。设置所述轮子和所述把手方便搬运所述稳定支架。

进一步地，所述支架支撑脚上设有延伸板和固定锚钉，所述延伸板上设有螺纹孔，所述固定锚钉设有外螺纹，所述固定锚钉旋入所述延伸板上的螺纹孔。可调所述固定锚钉的位置，需要固定所述稳定支架的位置时，可旋转所述固定锚钉，使所述固定锚钉向下插入地面，防止所述稳定支架移动影响土壤取样。

本发明的一种环境监测土壤取样装置的有益效果如下：设有稳定支架，稳定支架上设有升降驱动装置，可驱动取样装置主体升降，无需手持使用设备进行取样工作，减轻工作人员负担；取样钻筒包括内筒和外筒，取样钻筒向下钻取土壤样本时，土壤进入内筒，完成取样后，由于内筒的外壁不与土壤接触，抽出内筒时不会受到土壤的摩擦阻力，过程更省力，外筒留在土壤里，此时外筒中空，空气可进入土壤被钻出的孔里，避免形成负压，方便取出外筒；设有水平检测传感器，可检测取样装置主体的安装板是否保持水平，确保取样钻筒保持竖直插入土壤。

附图说明

图1为本发明一种环境监测土壤取样装置的结构示意图；

图2为本发明一种环境监测土壤取样装置的取样钻筒的结构示意图一；

图3为本发明一种环境监测土壤取样装置的取样钻筒的结构示意图二；

图4为本发明一种环境监测土壤取样装置的内筒的结构示意图；

图5为本发明一种环境监测土壤取样装置的外筒的结构示意图；

图6为本发明一种环境监测土壤取样装置的连接杆的结构示意图；

图7为本发明一种环境监测土壤取样装置的控制器的系统机构图。

其中，1-取样装置主体，11-安装板，111-滑块，12-驱动电机，13-连接杆，131-内圈，132-外圈，14-取样钻筒，141-内筒，1411-挡板，1412-限位突沿，142-外筒，1421-限位槽，1422-气道，143-锯齿，2-稳定支架，21-支架主体，211-升降轨道，212-把手，22-支架支撑脚，221-倾斜指示灯，222-轮子，223-延伸板，224-固定锚钉，23-升降驱动装置，231-升降电机，232-螺杆，24-水平检测传感器，3-控制器，31-电机控制模块，32-高度控制模块，33-倾斜检测模块，34-指示灯控制模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

如图1-7所示，本发明为一种环境监测土壤取样装置，包括取样装置主体1、稳定支架2和控制器3，所述取样装置主体1包括安装板11、驱动电机12、连接杆13和取样钻筒14，所述驱动电机12设于所述安装板11上，所述连接杆13连接所述取样钻筒14顶部，所述驱动电机12驱动所述连接杆13转动，所述取样钻筒14随所述连接杆13一同转动，所述取样钻筒14底部设有锯齿143；所述稳定支架2包括支架主体21和支架支撑脚22，所述支架主体21上设有升降驱动装置23，所述安装板11安装在所述升降驱动装置23上，所述驱动电机12和所述升降驱动装置23均与所述控制器3电连接，所述控制器3设有电机控制模块31和高度控制模块32，所述电机控制模块31用于控制所述驱动电机12，所述高度控制模块32用于控制所述升降驱动装置23。所述驱动电机12驱动所述取样钻筒14转动，所述取样钻筒14底部的锯齿143将土壤分开，所述升降驱动装置23驱动所述取样钻筒14降下，所述取样钻筒14钻入地面，土壤样本进入所述取样钻筒14内，所述升降驱动装置23将所述安装板11降低到指定位置后，所述电机控制模块31控制所述驱动电机12停止转动，所述升降驱动装置23驱动所述取样钻筒14携带土壤样本一同升起。

所述取样钻筒14包括内筒141和外筒142，所述内筒141的顶部连接所述连接杆13，所述连接杆13带动所述内筒141转动，所述外筒142的内径等于所述内筒141的外径，所述外筒142套设于所述内筒141外部，所述内筒141顶部设有挡板1411，所述挡板1411抵住所述外筒142顶部，所述外筒142随所述内筒141一同转动；所述内筒141底部设有所述锯齿143。所述取样钻筒14向下钻取土壤样本时，土壤进入所述内筒141，完成取样后，由于所述内筒141的外壁不与土壤接触，抽出所述内筒141时不会受到土壤的摩擦阻力，过程更省力，所述外筒142留在土壤里，此时所述外筒142中空，空气可进入土壤被钻出的孔里，方便取出所述外筒142。

所述连接杆13底部设有内圈131和外圈132，所述内圈131的内径等于所述内筒141的外径，所述外圈132的内径等于所述外筒142的外径，所述内圈131和所述外圈132均设有内螺纹，所述内筒141和所述外筒142的顶部均设有外螺纹；所述内筒141顶部的外螺纹与所述连接杆13底部的所述内圈131的内螺纹配合，所述内筒141可拆卸；所述外筒142顶部的外螺纹可与所述连接杆13底部的所述外圈132的内螺纹配合。所述内筒141被所述连接杆13拉出地面后，可拆下所述内筒141，所述升降驱动装置23降下所述连接杆13，将所述外筒142通过螺纹与所述连接杆13进行连接，再启动所述升降驱动装置23将所述外筒142拉起，节省人力。

所述外筒142内壁设有限位槽1421，所述内筒141外壁设有限位突沿1412，所述限位突沿1412嵌入所述限位槽1421。防止所述内筒141和所述外筒142间发生相对转动，使所述内筒141随所述连接杆13转动时可带动所述外筒142一同转动。

所述外筒142内壁设有气道1422，所述气道1422连通所述外筒142的顶部和底部。将所述内筒141从所述外筒142内抽出时，可使外部空气进入所述内筒141与所述外筒142之间，避免所述内筒141抽出过程中在取样钻筒14底部形成负压而阻碍所述内筒141抽出。

所述支架主体21上还设有水平检测传感器24，所述支架支撑脚22上设有倾斜指示灯221，所述水平检测传感器24与所述控制器3电连接，所述控制器3设有倾斜检测模块33和指示灯控制模块34。所述倾斜检测模块33可根据所述水平检测传感器24测得数据评估所述安装板11的倾斜方向，并控制最靠近高度较低一侧的所述支架支撑脚22上的所述倾斜指示灯221亮起，辅助使用者调整角度，确保所述取样钻筒14保持竖直。

所述支架主体21上设有升降轨道211，所述安装板11的四侧均设有滑块111，所述滑块111安装在所述升降轨道211上，所述安装板11通过所述滑块111安装在所述升降轨道21上；所述升降驱动装置23包括升降电机231和螺杆232，所述螺杆232与所述升降轨道211平行，所述滑块111上设有螺纹孔，所述螺杆232与所述滑块111上的螺纹孔配合，所述升降电机231驱动所述螺杆232转动。所述螺杆232转动带动所述滑块111沿所述升降轨道21升降。

所述支架支撑脚22底部设有轮子222，所述支架主体21的侧面设有把手212。设置所述轮子222和所述把手212方便搬运所述稳定支架2。

所述支架支撑脚22上设有延伸板223和固定锚钉224，所述延伸板223上设有螺纹孔，所述固定锚钉224设有外螺纹，所述固定锚钉224旋入所述延伸板223上的螺纹孔。可调所述固定锚钉224的位置，需要固定所述稳定支架2的位置时，可旋转所述固定锚钉224，使所述固定锚钉224向下插入地面，防止所述稳定支架2移动影响土壤取样。

具体使用时步骤为：完成取样后，先带动内筒升起，拆下所述内筒，再降下连接杆，将外筒与连接杆通过紧固件进行紧固，启动驱动电机和升降驱动机构，将所述外筒拔出土壤。

本发明的一种环境监测土壤取样装置的有益效果如下：设有稳定支架，稳定支架上设有升降驱动装置，可驱动取样装置主体升降，无需手持使用设备进行取样工作，减轻工作人员负担；取样钻筒包括内筒和外筒，取样钻筒向下钻取土壤样本时，土壤进入内筒，完成取样后，由于内筒的外壁不与土壤接触，抽出内筒时不会受到土壤的摩擦阻力，过程更省力，外筒留在土壤里，此时外筒中空，空气可进入土壤被钻出的孔里，避免形成负压，方便取出外筒；设有水平检测传感器，可检测取样装置主体的安装板是否保持水平，确保取样钻筒保持竖直插入土壤。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的内容并不局限于此，总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种环境监测土壤取样装置，其特征在于：包括取样装置主体(1)、稳定支架(2)和控制器(3)，所述取样装置主体(1)包括安装板(11)、驱动电机(12)、连接杆(13)和取样钻筒(14)，所述驱动电机(12)设于所述安装板(11)上，所述连接杆(13)连接所述取样钻筒(14)顶部，所述驱动电机(12)驱动所述连接杆(13)转动，所述取样钻筒(14)随所述连接杆(13)一同转动，所述取样钻筒(14)底部设有锯齿(143)；所述稳定支架(2)包括支架主体(21)和支架支撑脚(22)，所述支架主体(21)上设有升降驱动装置(23)，所述安装板(11)安装在所述升降驱动装置(23)上，所述驱动电机(12)和所述升降驱动装置(23)均与所述控制器(3)电连接，所述控制器(3)设有电机控制模块(31)和高度控制模块(32)，所述电机控制模块(31)用于控制所述驱动电机(12)，所述高度控制模块(32)用于控制所述升降驱动装置(23)。

2.根据权利要求1所述的一种环境监测土壤取样装置，其特征在于：所述取样钻筒(14)包括内筒(141)和外筒(142)，所述内筒(141)的顶部连接所述连接杆(13)，所述连接杆(13)带动所述内筒(141)转动，所述外筒(142)的内径等于所述内筒(141)的外径，所述外筒(142)套设于所述内筒(141)外部，所述内筒(141)顶部设有挡板(1411)，所述挡板(1411)抵住所述外筒(142)顶部，所述外筒(142)随所述内筒(141)一同转动；所述内筒(141)底部设有所述锯齿(143)。

3.根据权利要求2所述的一种环境监测土壤取样装置，其特征在于：所述连接杆(13)底部设有内圈(131)和外圈(132)，所述内圈(131)的内径等于所述内筒(141)的外径，所述外圈(132)的内径等于所述外筒(142)的外径，所述内圈(131)和所述外圈(132)均设有内螺纹，所述内筒(141)和所述外筒(142)的顶部均设有外螺纹；所述内筒(141)顶部的外螺纹与所述连接杆(13)底部的所述内圈(131)的内螺纹配合，所述内筒(141)可拆卸；所述外筒(142)顶部的外螺纹可与所述连接杆(13)底部的所述外圈(132)的内螺纹配合。

4.根据权利要求2所述的一种环境监测土壤取样装置，其特征在于：所述外筒(142)内壁设有限位槽(1421)，所述内筒(141)外壁设有限位突沿(1412)，所述限位突沿(1412)嵌入所述限位槽(1421)。

5.根据权利要求2所述的一种环境监测土壤取样装置，其特征在于：所述外筒(142)内壁设有气道(1422)，所述气道(1422)连通所述外筒(142)的顶部和底部。

6.根据权利要求1所述的一种环境监测土壤取样装置，其特征在于：所述支架主体(21)上还设有水平检测传感器(24)，所述支架支撑脚(22)上设有倾斜指示灯(221)，所述水平检测传感器(24)与所述控制器(3)电连接，所述控制器(3)设有倾斜检测模块(33)和指示灯控制模块(34)。

7.根据权利要求1所述的一种环境监测土壤取样装置，其特征在于：所述支架主体(21)上设有升降轨道(211)，所述安装板(11)的四侧均设有滑块(111)，所述滑块(111)安装在所述升降轨道(211)上，所述安装板(11)通过所述滑块(111)安装在所述升降轨道(21)上；所述升降驱动装置(23)包括升降电机(231)和螺杆(232)，所述螺杆(232)与所述升降轨道(211)平行，所述滑块(111)上设有螺纹孔，所述螺杆(232)与所述滑块(111)上的螺纹孔配合，所述升降电机(231)驱动所述螺杆(232)转动。

8.根据权利要求1所述的一种环境监测土壤取样装置，其特征在于：所述支架支撑脚(22)底部设有轮子(222)，所述支架主体(21)的侧面设有把手(212)。

9.根据权利要求1所述的一种环境监测土壤取样装置，其特征在于：所述支架支撑脚(22)上设有延伸板(223)和固定锚钉(224)，所述延伸板(223)上设有螺纹孔，所述固定锚钉(224)设有外螺纹，所述固定锚钉(224)旋入所述延伸板(223)上的螺纹孔。