CN118032413A - 一种可分层取样的土壤取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于土壤取样技术领域，提供了一种可分层取样的土壤取样装置，包括取样器外壳，所述取样器外壳中安装有取样器本体和钻头；还包括：取样单元；进给单元，所述进给单元包括滑动框，所述滑动框的底部设置有两个安装座，各所述安装座上均安装有驱动压板，所述取样器本体的两侧等距安装有若干驱动卡齿，所述驱动压板通过复位弹簧与安装座连接，且所述安装座中还设置有电磁铁；驱动单元，所述驱动单元包括驱动箱，所述驱动箱上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有转盘，所述转盘的侧壁上收卷有拉绳，且所述拉绳与取样器本体的顶部连接。该装置可实现对土壤的分层取样，且工作过程稳定，采样效果好。
Description
技术领域
本发明属于土壤取样技术领域，尤其涉及一种可分层取样的土壤取样装置。
背景技术
由于工业发展可能会导致环境污染，因此需要对土壤进行取样检测，而土壤环境监测是指通过对影响土壤环境质量的因素进行数值测定，确定环境质量及其变化趋势，而土壤的取样过程通常需要借助土壤取样装置。
现有的取样装置大多是通过电机和丝杠的组合来驱动钻头向下进行取样，取样过程中，钻头会进行旋转，而旋转过程中的离心力可能会使得钻头取土内腔内的土壤脱落，影响取样，因而必须设计相应的密封机构，这就会使得钻头的结构变得复杂，也会给后期将钻头内的土壤取出造成不便，影响使用效果。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种可分层取样的土壤取样装置，旨在解决上述背景技术中提出的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种可分层取样的土壤取样装置，包括取样器外壳，所述取样器外壳中沿竖直方向滑动安装有取样器本体，所述取样器本体的底部安装有钻头；还包括：
用于进行土壤取样的取样单元，所述取样器本体中沿竖直方向等距分布有多个取样单元，且相邻的两个所述取样单元的朝向相反，所述取样单元可沿水平方向进行伸缩运动；
进给单元，所述进给单元包括沿竖直方向滑动安装于取样器外壳中的滑动框，且所述滑动框套设于取样器本体上，所述滑动框的底部对称设置有两个安装座，各所述安装座上均转动安装有一个驱动压板，且两个所述驱动压板对称设置于滑动框的下方，所述取样器本体的两侧沿竖直方向等距安装有若干与驱动压板匹配的驱动卡齿，所述驱动压板远离驱动卡齿的一端通过若干复位弹簧与安装座连接，且所述安装座中还设置有电磁铁；
驱动单元，所述驱动单元包括安装于取样器外壳侧壁上的驱动箱，所述驱动箱上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有转盘，所述转盘的侧壁上还开设有收卷槽，所述收卷槽中收卷有拉绳，且所述拉绳远离收卷槽的一端与取样器本体的顶部连接；
当所述电磁铁处于断电状态时，所述转盘通过往复模块与滑动框连接，且所述转盘通过往复模块带动滑动框进行竖直方向上的往复运动；
当所述电磁铁处于通电状态时，所述转盘与往复模块断开连接。
进一步的技术方案，所述取样单元包括安装于取样器本体内部的第一伸缩件，所述第一伸缩件的伸缩端连接有取样盒。第一伸缩件为电动伸缩杆。
进一步的技术方案，所述往复模块包括T形杆和可伸缩连接件，所述T形杆的底部与滑动框的侧壁连接，所述可伸缩连接件安装于转盘上，所述T形杆上沿水平方向开设有与可伸缩连接件的伸缩端匹配的滑动槽。
进一步的技术方案，所述可伸缩连接件为电动伸缩杆。
进一步的技术方案，所述往复模块还包括安装于转盘上的调节件，所述调节件沿转盘的径向安装于转盘中，且所述可伸缩连接件的固定端与调节件的伸缩端连接。
进一步的技术方案，所述调节件也为电动伸缩杆。
进一步的技术方案，所述驱动单元设置有两组，且两组所述驱动单元对称设置于取样器外壳的两侧，通过设置两组驱动单元，不仅可以保证滑动框的运动稳定性，还可保证对取样器本体进行提升时的稳定性。
本发明实施例提供的一种可分层取样的土壤取样装置，使用时，只需将取样器外壳放置于指定区域即可，然后启动驱动电机，驱动电机可带动转盘进行旋转，转盘通过往复模块带动滑动框进行竖直方向上的往复运动，滑动框可通过安装座带动两个驱动压板同步进行运动，当驱动压板向下运动时，在复位弹簧的弹性力作用下，驱动压板的底部会抵接在一个驱动卡齿的顶部，从而带动取样器本体整体向下运动，当驱动压板向上运动时，驱动压板会与驱动卡齿的侧面发生相对滑动，从而保证驱动压板不会带动取样器本体同步向上运动，仅可带动取样器本体进行单向向下的线性进给运动。取样器本体可带动钻头同步向下运动，从而使得取样器本体和钻头整体插入到地下，当取样器本体到达指定深度后，只需启动取样单元，便可对指定深度的土壤进行取样，且可通过不同的取样单元实现对不同深度的土壤进行分层采样，便于进行后续的样品检测。在此过程中，转盘可同步对拉绳进行放卷。当取样完成后，电磁铁通电，在电磁铁的磁吸力作用下，驱动压板的顶部会向靠近电磁铁的一侧转动，并对复位弹簧进行压缩，从而使得驱动压板的底部与驱动卡齿脱离。同时，转盘会同步与往复模块断开连接，此时控制驱动电机反转，驱动电机带动转盘同步进行反转，从而将拉绳重新收卷到收卷槽中，随着拉绳的不断收卷，取样器本体则会被提升至初始位置，此时便完成一次完整的取样过程。该装置的取样器本体和钻头的结构简单，可实现对土壤的分层取样，且无需通过钻头旋转的方式即可进行钻探，工作过程稳定，采样效果好。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种可分层取样的土壤取样装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种可分层取样的土壤取样装置中的进给单元的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种可分层取样的土壤取样装置中的取样器本体的剖视图；
图4为图3中的A处放大图；
图5为本发明实施例提供的一种可分层取样的土壤取样装置中的驱动单元与往复模块配合的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种可分层取样的土壤取样装置中的转盘的结构示意图。
附图中：取样器外壳1；取样器本体2；钻头21；取样单元3；取样盒31；第一伸缩件32；进给单元4；滑动框41；安装座42；驱动压板43；复位弹簧44；驱动卡齿45；电磁铁46；驱动单元5；驱动箱51；驱动电机52；转盘53；收卷槽54；拉绳55；往复模块6；T形杆61；可伸缩连接件62；滑动槽63；调节件64。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1-图6所示，为本发明一个实施例提供的一种可分层取样的土壤取样装置，包括取样器外壳1，所述取样器外壳1中沿竖直方向滑动安装有取样器本体2，所述取样器本体2的底部安装有钻头21；还包括：
用于进行土壤取样的取样单元3，所述取样器本体2中沿竖直方向等距分布有多个取样单元3，且相邻的两个所述取样单元3的朝向相反，所述取样单元3可沿水平方向进行伸缩运动；
进给单元4，所述进给单元4包括沿竖直方向滑动安装于取样器外壳1中的滑动框41，且所述滑动框41套设于取样器本体2上，所述滑动框41的底部对称设置有两个安装座42，各所述安装座42上均转动安装有一个驱动压板43，且两个所述驱动压板43对称设置于滑动框41的下方，所述取样器本体2的两侧沿竖直方向等距安装有若干与驱动压板43匹配的驱动卡齿45，所述驱动压板43远离驱动卡齿45的一端通过若干复位弹簧44与安装座42连接，且所述安装座42中还设置有电磁铁46；
驱动单元5，所述驱动单元5包括安装于取样器外壳1侧壁上的驱动箱51，所述驱动箱51上安装有驱动电机52，所述驱动电机52的输出端连接有转盘53，所述转盘53的侧壁上还开设有收卷槽54，所述收卷槽54中收卷有拉绳55，且所述拉绳55远离收卷槽54的一端与取样器本体2的顶部连接；
当所述电磁铁46处于断电状态时，所述转盘53通过往复模块6与滑动框41连接，且所述转盘53通过往复模块6带动滑动框41进行竖直方向上的往复运动；
当所述电磁铁46处于通电状态时，所述转盘53与往复模块6断开连接。
在本发明实施例中，通过将相邻的两个取样单元3的朝向设置成相反的，在采样完成后，取样器本体2两侧的重量可基本保持一致，从而保证取样器本体2在采样过程中的稳定性。当取样器本体2需要向下运动时，电磁铁46处于断电状态；当取样器本体2需要向上运动时，电磁铁46处于通电状态。使用时，只需将取样器外壳1放置于指定区域即可，然后启动驱动电机52，驱动电机52可带动转盘53进行旋转，转盘53通过往复模块6带动滑动框41进行竖直方向上的往复运动，滑动框41可通过安装座42带动两个驱动压板43同步进行运动，当驱动压板43向下运动时，在复位弹簧44的弹性力作用下，驱动压板43的底部会抵接在一个驱动卡齿45的顶部，从而带动取样器本体2整体向下运动，当驱动压板43向上运动时，驱动压板43会与驱动卡齿45的侧面发生相对滑动，从而保证驱动压板43不会带动取样器本体2同步向上运动，仅可带动取样器本体2进行单向向下的线性进给运动。取样器本体2可带动钻头21同步向下运动，从而使得取样器本体2和钻头21整体插入到地下，当取样器本体2到达指定深度后，只需启动取样单元3，便可对指定深度的土壤进行取样，且可通过不同的取样单元3实现对不同深度的土壤进行分层采样，便于进行后续的样品检测。在此过程中，转盘53可同步对拉绳55进行放卷。当取样完成后，电磁铁46通电，在电磁铁46的磁吸力作用下，驱动压板43的顶部会向靠近电磁铁46的一侧转动，并对复位弹簧44进行压缩，从而使得驱动压板43的底部与驱动卡齿45脱离。同时，转盘53会同步与往复模块6断开连接，此时控制驱动电机52反转，驱动电机52带动转盘53同步进行反转，从而将拉绳55重新收卷到收卷槽54中，随着拉绳55的不断收卷，取样器本体2则会被提升至初始位置，此时便完成一次完整的取样过程。
如图2和图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述取样单元3包括安装于取样器本体2内部的第一伸缩件32，所述第一伸缩件32的伸缩端连接有取样盒31。第一伸缩件32为电动伸缩杆。使用时，只需控制指定的第一伸缩件32进行一次伸缩运动，第一伸缩件32伸长的过程中，取样盒31会沿水平方向伸出到取样器本体2的外部，从而对指定位置处的土壤进行取样，然后随着第一伸缩件32的收缩，取样盒31便会重新回到取样器本体2中，即完成一次取样操作。
如图5和图6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述往复模块6包括T形杆61和可伸缩连接件62，所述T形杆61的底部与滑动框41的侧壁连接，所述可伸缩连接件62安装于转盘53上，所述T形杆61上沿水平方向开设有与可伸缩连接件62的伸缩端匹配的滑动槽63。
在本发明实施例中，所述可伸缩连接件62为电动伸缩杆。转盘53可带动可伸缩连接件62同步进行旋转，当所述电磁铁46处于断电状态时，所述可伸缩连接件62的伸缩端插入滑动槽63中，此时在可伸缩连接件62与滑动槽63的配合下，T形杆61可进行竖直方向上的往复运动，T形杆61可带动滑动框41同步进行运动，进而驱动取样器本体2不断深入到地下；当所述电磁铁46处于通电状态时，所述可伸缩连接件62的伸缩端从T形杆61中脱离，此时转盘53的旋转运动不会传递给T形杆61，滑动框41也会保持其竖直方向上的位置不变。
如图6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述往复模块6还包括安装于转盘53上的调节件64，所述调节件64沿转盘53的径向安装于转盘53中，且所述可伸缩连接件62的固定端与调节件64的伸缩端连接。
在本发明实施例中，所述调节件64也为电动伸缩杆。使用时，调节件64可沿着转盘53的径向进行伸缩，调节件64可带动可伸缩连接件62同步进行运动，从而调节可伸缩连接件62与转盘53的圆心（即转盘53的旋转中心）之间的间距，便可实现对T形杆61的往复运动的行程进行调节，最终通过滑动框41实现对取样器本体2的进给行程的调节，且此过程中无需调节电机的转速。
如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述驱动单元5设置有两组，且两组所述驱动单元5对称设置于取样器外壳1的两侧，通过设置两组驱动单元5，不仅可以保证滑动框41的运动稳定性，还可保证对取样器本体2进行提升时的稳定性。
工作原理：使用时，只需将取样器外壳1放置于指定区域即可，然后启动驱动电机52，驱动电机52可带动转盘53进行旋转，转盘53可带动可伸缩连接件62同步进行旋转，当所述电磁铁46处于断电状态时，所述可伸缩连接件62的伸缩端插入滑动槽63中，此时在可伸缩连接件62与滑动槽63的配合下，T形杆61可进行竖直方向上的往复运动，T形杆61可带动滑动框41同步进行竖直方向上的往复运动，滑动框41可通过安装座42带动两个驱动压板43同步进行运动，当驱动压板43向下运动时，在复位弹簧44的弹性力作用下，驱动压板43的底部会抵接在一个驱动卡齿45的顶部，从而带动取样器本体2整体向下运动，当驱动压板43向上运动时，驱动压板43会与驱动卡齿45的侧面发生相对滑动，从而保证驱动压板43不会带动取样器本体2同步向上运动，仅可带动取样器本体2进行单向向下的线性进给运动。取样器本体2可带动钻头21同步向下运动，从而使得取样器本体2和钻头21整体插入到地下，当取样器本体2到达指定深度后，只需启动取样单元3，便可对指定深度的土壤进行取样，且可通过不同的取样单元3实现对不同深度的土壤进行分层采样，便于进行后续的样品检测。在此过程中，转盘53可同步对拉绳55进行放卷。当取样完成后，电磁铁46通电，在电磁铁46的磁吸力作用下，驱动压板43的顶部会向靠近电磁铁46的一侧转动，并对复位弹簧44进行压缩，从而使得驱动压板43的底部与驱动卡齿45脱离。同时，所述可伸缩连接件62的伸缩端从T形杆61中脱离，此时转盘53的旋转运动不会传递给T形杆61，滑动框41也会保持其竖直方向上的位置不变，此时控制驱动电机52反转，驱动电机52带动转盘53同步进行反转，从而将拉绳55重新收卷到收卷槽54中，随着拉绳55的不断收卷，取样器本体2则会被提升至初始位置，此时便完成一次完整的取样过程。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种可分层取样的土壤取样装置，包括取样器外壳，所述取样器外壳中沿竖直方向滑动安装有取样器本体，所述取样器本体的底部安装有钻头，其特征在于，还包括：
用于进行土壤取样的取样单元，所述取样器本体中沿竖直方向等距分布有多个取样单元，且相邻的两个所述取样单元的朝向相反，所述取样单元可沿水平方向进行伸缩运动；
进给单元，所述进给单元包括沿竖直方向滑动安装于取样器外壳中的滑动框，且所述滑动框套设于取样器本体上，所述滑动框的底部对称设置有两个安装座，各所述安装座上均转动安装有一个驱动压板，且两个所述驱动压板对称设置于滑动框的下方，所述取样器本体的两侧沿竖直方向等距安装有若干与驱动压板匹配的驱动卡齿，所述驱动压板远离驱动卡齿的一端通过若干复位弹簧与安装座连接，且所述安装座中还设置有电磁铁；
驱动单元，所述驱动单元包括安装于取样器外壳侧壁上的驱动箱，所述驱动箱上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有转盘，所述转盘的侧壁上还开设有收卷槽，所述收卷槽中收卷有拉绳，且所述拉绳远离收卷槽的一端与取样器本体的顶部连接；
当所述电磁铁处于断电状态时，所述转盘通过往复模块与滑动框连接，且所述转盘通过往复模块带动滑动框进行竖直方向上的往复运动；
当所述电磁铁处于通电状态时，所述转盘与往复模块断开连接；
所述往复模块包括T形杆和可伸缩连接件，所述T形杆的底部与滑动框的侧壁连接，所述可伸缩连接件安装于转盘上，所述T形杆上沿水平方向开设有与可伸缩连接件的伸缩端匹配的滑动槽。
2.根据权利要求1所述的可分层取样的土壤取样装置，其特征在于，所述取样单元包括安装于取样器本体内部的第一伸缩件，所述第一伸缩件的伸缩端连接有取样盒，且第一伸缩件为电动伸缩杆。
3.根据权利要求1所述的可分层取样的土壤取样装置，其特征在于，所述往复模块还包括安装于转盘上的调节件，所述调节件沿转盘的径向安装于转盘中，且所述可伸缩连接件的固定端与调节件的伸缩端连接。
4.根据权利要求3所述的可分层取样的土壤取样装置，其特征在于，所述可伸缩连接件和调节件均为电动伸缩杆。
5.根据权利要求1所述的可分层取样的土壤取样装置，其特征在于，所述驱动单元设置有两组，且两组所述驱动单元对称设置于取样器外壳的两侧。
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