CN206990246U - 可控制取样量的土壤取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可控制取样量的土壤取样装置，有效的解决了现有技术中的采样管向上移动时其内部的土壤容易掉落，且在采样的过程中不能精确的采集所需土层的土样问题。套筒下端同轴连接有封堵套筒下端开口的尖端朝下的钻头，所述套筒内下部一侧设有取样口，所述套筒内设有径向的能够穿过取样口的取样管，取样管上套有固定筒，所述固定筒内设有第一滑槽，所述取样管上设有轴向长度大于第一滑槽的滑动配合在第一滑槽内的滑板，所述滑板背向取样口一侧的取样管上套有驱动筒，所述驱动筒内设有内螺纹，取样管上设有与内螺纹配合的外螺纹，所述驱动筒经轴承套有第一轴承座，所述第一轴承座背向固定筒一侧的驱动筒上套固有第一锥齿轮。

Description

可控制取样量的土壤取样装置

技术领域

本实用新型涉及取样机械，特别是一种可控制取样量的土壤取样装置。

背景技术

土壤样品的采集是土壤科学研究、地质勘查领域的基础，为土壤样品理化性质的测量提供了物质基础。

现在大多数的采样装置在进行采样的时候，大都是利用一个取样管插入到土壤中，在取样管插入到土壤的过程中，土壤会进入到取样管内，但是当取出取样管时，尤其是对地质疏松的地方，当需要向上取出插入土壤中的取样管时，在取样管向上移动的过程中，由于重力作用，取样管内下部的土壤容易掉落，导致取样深度不精确。

专利号ZL201520834353.1的中国实用新型专利提供了一种土壤取样器，其是可以将钻杆一侧的对应深度的土壤从进土孔掉落到筒体内进行泥土采样，翅片则可带动周围的泥土掉落，这种采样方式，虽然可以方便的采集对应深度的侧面的泥土，但是由于在向下转动的过程中，其筒体上端面上的泥土会掺杂一些其它层的泥土，这会使得采样不准确。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型提供一种可控制取样量的土壤取样装置，有效的解决了现有技术中的采样管向上移动时其内部的土壤容易掉落，且在采样的过程中不能精确的采集所需土层的土样问题。

本实用新型包括套筒，所述套筒下端同轴连接有封堵套筒下端开口的尖端朝下的钻头，所述套筒内下部一侧设有取样口，所述套筒内设有径向的能够穿过取样口的取样管，取样管上套有固定筒，所述固定筒内设有第一滑槽，所述取样管上设有轴向长度大于第一滑槽的滑动配合在第一滑槽内的滑板，所述滑板背向取样口一侧的取样管上套有驱动筒，所述驱动筒内设有内螺纹，取样管上设有与内螺纹配合的外螺纹，所述驱动筒经轴承套有第一轴承座，所述第一轴承座背向固定筒一侧的驱动筒上套固有第一锥齿轮，还包括置于套筒内的竖向驱动杆，所述驱动杆下端固定有与第一锥齿轮捏合的第二锥齿轮，所述驱动杆上经轴承连接有第二轴承座，第二轴承座经连接杆竖向滑动连接在套筒内，所述固定筒和第一轴承座固连在连接杆上，所述套筒上端套有径向向外延伸的固定盘，所述套筒上方的驱动杆上套装有测量齿轮，所述测量齿轮后部啮合有横向滑动设置的测量齿条，所述测量齿条轴向两方的固定盘上分别设有限位装置。

本实用新型从侧边取土，避免了土壤因自重而掉落取样管的问题，加有支撑板等阻挡部件，使得土壤在取出的过程中不易掉落，且取出的土壤可以将混合其他土层的混合土取出，留下精准的需要的土层的土壤，为试验数据的准确性打下了好的基础，设有限位装置，可以控制取样量的多少。

附图说明

图1为本实用新型主视示意图。

图2为本实用新型取样管、固定筒和驱动筒之间的结构图。

图3为本实用新型取样管的结构图。

图4为取样管的立体图。

图5为本实用新型取样口上装橡胶圈的示意图。

图6为本实用新型橡胶圈的剖视图。

图7为本实用新型活塞与第一管体配合的侧面剖视示意图。

图8为本实用新型活塞与第一管体配合的主视剖视示意图。

图9为本实用新型套筒内部的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1至图9给出，本实用新型的技术方案是，包括套筒1，所述套筒1下端同轴连接有封堵套筒1下端开口的尖端朝下的钻头2，所述套筒1内下部一侧设有取样口3，所述套筒1内设有径向的能够穿过取样口3的取样管4，取样管4上套有固定筒5，所述固定筒5内设有第一滑槽6，所述取样管4上设有轴向长度大于第一滑槽6的滑动配合在第一滑槽6内的滑板7，所述滑板7背向取样口3一侧的取样管4上套有驱动筒8，所述驱动筒8内设有内螺纹，取样管4上设有与内螺纹配合的外螺纹，所述驱动筒8经轴承套有第一轴承座9，所述第一轴承座9背向固定筒5一侧的驱动筒8上套固有第一锥齿轮10，还包括置于套筒1内的竖向驱动杆11，所述驱动杆11下端固定有与第一锥齿轮10捏合的第二锥齿轮12，所述驱动杆11上经轴承连接有第二轴承座13，第二轴承座13经连接杆14竖向滑动连接在套筒1内，所述固定筒5和第一轴承座9固连在连接杆14上，所述套筒1上端套有径向向外延伸的固定盘18，所述套筒1上方的驱动杆11上套装有测量齿轮19，所述测量齿轮19后部啮合有横向滑动设置的测量齿条20，所述测量齿条20轴向两方的固定盘18上分别设有限位装置。

所述驱动杆11上端同轴连接有驱动电机21，驱动电机21连接有电机控制器，所述测量齿条20轴向两方的固定盘18上分别连接有限位开关22，所述电机控制器连接限位开关22。此驱动电机21可以经连接架固定在固定盘18上。此时的限位装置包括限位开关22和驱动电机21以及电机控制器。三者共同达到限位作用。

所述限位装置包括测量齿条20轴向两方的固定盘18上固定的限位开关22，所述限位开关22连接有报警器。此时可以手动旋转驱动杆，当碰触到限位开关时，报警器报警，停止旋转驱动杆即可。

所述测量齿条20轴向两方的固定盘18上分别设有沿着测量齿条20轴向延伸的上下通透的长条孔，所述测量齿条20轴向两方分别设有可以覆盖长条孔径向范围的移动板23，所述移动板23下端固定有穿过长条孔的竖向紧固螺栓24，所述固定盘18下方的紧固螺栓24部分上旋拧有紧固螺母25，所述限位开关22固定在移动板23上端，所述测量齿条20背面设有固定在固定盘18上的导向板26，所述导向板26上设有沿着测量齿条20轴向延伸的导向槽27，所述测量齿条20轴向滑动连接在导向槽27上。使用时，松开紧固螺母25，沿着长条孔方向移动限位开关22，可以调节测量齿条20左右移动的距离，进而调节取样管4伸出的长度，以达到调节取样量的目的。调节好限位开关22的位置后，旋拧紧固螺栓25即可将限位开关22固定在其所在的位置。当取样时，驱动电机21驱动驱动杆11带动取样管4朝着套筒1外部移动，取样管4移动的距离和驱动杆11转动的角度呈比例，驱动杆11转动的角度和测量齿条20移动的距离呈比例，调节左右边的限位开关22，可以调节取样管4伸出和缩回的行程，测量齿条20碰触到限位开关22之后，限位开关22传递信号给电机控制器，电机控制器控制驱动电机停止转动。

所述取样口3内圆面围绕其圆周固定有橡胶圈15，当取样管4穿设到橡胶圈15内时，橡胶圈15内圆面紧贴取样管4外圆面。橡胶圈15轴向两端的内圆边呈圆弧过渡或者设置为斜线过渡，这样有利于取样管4的进入。橡胶圈15与取样管4配合使得取样口3被堵死，不会有土壤进入到套筒1内。取样口3为圆形取样口。

所述取样管4包括第一管体401和旋拧在第一管体401朝着取样口3的端部的第二管体409，所述第二管体409的背向驱动筒8的一端为围绕第二管体409一周的第一环形刀402，所述环形刀402中心处设有刀刃背向驱动筒8的第二环形刀403，所述第二环形刀403和第一环形刀402之间呈圆周间隔均布有多个支撑板404，所述支撑板404径向截面为三角形，所述支撑板404的顶边背向驱动筒8且为锋利状，所述第一管体401内径向两端分别设有一个沿着第一管体401长度方向延伸的第二滑槽405，所述第二滑槽405轴向两端开放，所述第一管体401内设有可以封堵第一管体401的活塞406，所述活塞406经滑块407滑动连接在第二滑槽405内，所述第一管体401背向第一环形刀402的一端旋拧有封堵帽408，所述封堵帽408上固定有置于第一管体401内的弹簧28，所述第一管体401内设有沿着第一管体401长度方向延伸的棘齿条槽410，棘齿条槽410轴向两端开放，所述棘齿条槽410内设有弹性材料制成的棘齿条411，所述活塞406上固定有与棘齿条411配合使得活塞406只能朝着靠近封堵帽408单向移动的棘爪412。所述棘齿条411和棘爪412均由弹性塑料制成。棘齿条411和棘爪412的机构类似于扎带的单向机构。第一环形刀402和第二环形刀403的刀刃皆背向驱动筒8，第一环形刀402和第二环形刀403截面可以为三角形。两个第二滑槽405相对于管体401的中心线对称。这样设置，使得当土进入到取样管4内时，土壤推着活塞406向内移动，当活塞406碰触到弹簧28时使得活塞406对土壤的挤压力增加，使得土壤在取样管4内不松动，防止了取样的土壤掉出取样管，保证了取样质量，而设有单向机构，使得活塞只能向内单项移动，在提高挤压力的同时又不会提高土壤的推出力，保证了取样的正常进行。第一管体围绕其内圆边轴向伸出第一对接筒，第二管体端部围绕其外圆边伸出第二对接筒，第一对接筒外圆面设有外螺纹，而第二对接筒内圆面设有与外螺纹配合的内螺纹，第一对接筒和第二对接筒旋拧在一起即可。活塞安装的时候，只需要将第一筒体和第二筒体分离，然后将活塞推入到第一筒体内即可，推入的过程中使得滑块对准滑槽，棘爪对准棘齿条即可。第二滑槽和棘齿条槽均可以是均布在第一管体内的三个。

所述套筒1内设有两个径向相对的第三滑槽16，第三滑槽16上端开放设置，所述连接杆14滑动连接在第三滑槽16内，所述第三滑槽16的底端封闭，当连接杆14置于第三滑槽16的低端时取样管4正对取样口3。取样管4正对取样口3是指取样管4与取样口3同中心线。

所述滑板面朝驱动筒的一侧径向向外伸出有限位挡块17。限位挡块限位在固定筒和驱动筒之间。

本实用新型使用时，将套筒1转动连接在连接架上，然后将连接架竖向滑动连接在机架上，在套筒上套上皮带轮，在连接架上设置一个电机，电机上同样套一个皮带轮，两皮带轮之间套连皮带即可，驱动电机，使得套筒1带动钻头2旋转，钻头2带着套筒1向下钻入土壤中，此时的取样管4的管口置于取样口3内，用来封堵土壤防止土壤进入到套筒1内，当达到需要的深度时，此深度时根据取样口3伸入到土壤中的深度确定的，可以在套筒1外以取样口3为起始标出刻度线，以此来观察伸入到土壤中的深度，到达预定的深度后，转动驱动杆11，可以在驱动杆11上设置径向伸出的两个对称的手握杆，此时可以将限位开关连接一个报警器，或者将驱动杆连接一个驱动电机，转动驱动杆11，使得第二锥齿轮12带动第一锥齿轮11旋转，第一锥齿轮11带动驱动筒8在第一轴承座9内旋转，由于驱动筒8和取样管4之间螺纹配合，而取样管4又轴向滑动连接在固定筒5内（通过滑板在第一滑槽内滑动），因此此时的驱动筒8的旋转带动取样管4面朝取样口3外部移动，取样管4的第一环形刀402、第二环形刀403和支撑板404的锋利顶边刺入到土壤中，此时土壤进入到取样管4内，随着土壤的增多，土壤推动取样管中的活塞406推着弹簧，弹簧压缩使得进入取样管内的土壤压缩，大量的土壤进入到取样管4内，取样管4伸入到土壤内的距离取决于驱动杆11旋转的角度，可以记录驱动杆11旋转的角度，以控制取样管4的进给和回缩，例如在驱动杆11上连接卷尺的一端，驱动杆11卷起的卷尺的长度通过换算就可以得出驱动杆11旋转的角度，本实用新型通过限位开关来限定取样管的进给和或缩，当反转驱动杆11时，取样管4可以带着土壤缩回到套筒1内，当取样管4缩回的过程中，由于取样管4是横着放置的，因此土壤不会因为重力的作用而掉落，且由于有第二环形刀403和支撑板403的阻挡，使得土壤不易掉出，且活塞只能单向向内移动，保证了土壤不掉落，然后向上提起驱动杆11，使得第二轴承座13在第三滑槽16内滑动，最终滑出套筒1，滑出后，可以直接从取样管3设置刀刃的一端取样（也可以第一筒体和第二筒体分离开之后进行取样），此端的土壤为设置深度的土壤，里面没有混合其他层的土壤，也可以取下封堵帽408，先将靠近封堵帽408的土壤倒出，此部分的土壤可能掺杂一部分其他土层的土壤，根据活塞到取样口3外边沿的距离，倒出先对应距离的混合土壤，剩余的靠近刀刃部分的土壤即为需要取样的没有掺杂其他土层的土壤。

本实用新型从侧边取土，避免了土壤因自重而掉落取样管的问题，加有支撑板等阻挡部件，使得土壤在取出的过程中不易掉落，且取出的土壤可以将混合其他土层的混合土取出，留下精准的需要的土层的土壤，为试验数据的准确性打下了好的基础，设有限位装置，可以控制取样量的多少。

Claims (8)

1.可控制取样量的土壤取样装置，包括套筒（1）和钻头（2），其特征在于，所述套筒（1）下端同轴连接有封堵套筒（1）下端开口的尖端朝下的钻头（2），所述套筒（1）内下部一侧设有取样口（3），所述套筒（1）内设有径向的能够穿过取样口（3）的取样管（4），取样管（4）上套有固定筒（5），所述固定筒（5）内设有第一滑槽（6），所述取样管（4）上设有轴向长度大于第一滑槽（6）的滑动配合在第一滑槽（6）内的滑板（7），所述滑板（7）背向取样口（3）一侧的取样管（4）上套有驱动筒（8），所述驱动筒（8）内设有内螺纹，取样管（4）上设有与内螺纹配合的外螺纹，所述驱动筒（8）经轴承套有第一轴承座（9），所述第一轴承座（9）背向固定筒（5）一侧的驱动筒（8）上套固有第一锥齿轮（10），还包括置于套筒（1）内的竖向驱动杆（11），所述驱动杆（11）下端固定有与第一锥齿轮（10）捏合的第二锥齿轮（12），所述驱动杆（11）上经轴承连接有第二轴承座（13），第二轴承座（13）经连接杆（14）竖向滑动连接在套筒（1）内，所述固定筒（5）和第一轴承座（9）固连在连接杆（14）上，所述套筒（1）上端套有径向向外延伸的固定盘（18），所述套筒（1）上方的驱动杆（11）上套装有测量齿轮（19），所述测量齿轮（19）后部啮合有横向滑动设置的测量齿条（20），所述测量齿条（20）轴向两方的固定盘（18）上分别设有限位装置。

2.根据权利要求1所述的可控制取样量的土壤取样装置，其特征在于，所述驱动杆（11）上端同轴连接有驱动电机（21），驱动电机（21）连接有电机控制器，所述测量齿条（20）轴向两方的固定盘（18）上分别连接有限位开关（22），所述电机控制器连接限位开关（22）。

3.根据权利要求1所述的可控制取样量的土壤取样装置，其特征在于，所述限位装置包括测量齿条（20）轴向两方的固定盘（18）上固定的限位开关（22），所述限位开关（22）连接有报警器。

4.根据权利要求2或3所述的可控制取样量的土壤取样装置，其特征在于，所述测量齿条（20）轴向两方的固定盘（18）上分别设有沿着测量齿条（20）轴向延伸的上下通透的长条孔，所述测量齿条（20）轴向两方分别设有可以覆盖长条孔径向范围的移动板（23），所述移动板（23）下端固定有穿过长条孔的竖向紧固螺栓（24），所述固定盘（18）下方的紧固螺栓（24）部分上旋拧有紧固螺母（25），所述限位开关（22）固定在移动板（23）上端，所述测量齿条（20）背面设有固定在固定盘（18）上的导向板（26），所述导向板（26）上设有沿着测量齿条（20）轴向延伸的导向槽（27），所述测量齿条（20）轴向滑动连接在导向槽（27）上。

5.根据权利要求1所述的可控制取样量的土壤取样装置，其特征在于，所述取样口（3）内圆面围绕其圆周固定有橡胶圈（15），当取样管（4）穿设到橡胶圈（15）内时，橡胶圈（15）内圆面紧贴取样管（4）外圆面。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的可控制取样量的土壤取样装置，其特征在于，所述取样管（4）包括第一管体（401）和旋拧在第一管体（401）朝着取样口（3）的端部的第二管体（409），所述第二管体（409）的背向驱动筒（8）的一端为围绕第二管体（409）一周的第一环形刀（402），所述环形刀（402）中心处设有刀刃背向驱动筒（8）的第二环形刀（403），所述第二环形刀（403）和第一环形刀（402）之间呈圆周间隔均布有多个支撑板（404），所述支撑板（404）径向截面为三角形，所述支撑板（404）的顶边背向驱动筒（8）且为锋利状，所述第一管体（401）内径向两端分别设有一个沿着第一管体（401）长度方向延伸的第二滑槽（405），所述第二滑槽（405）轴向两端开放，所述第一管体（401）内设有可以封堵第一管体（401）的活塞（406），所述活塞（406）经滑块（407）滑动连接在第二滑槽（405）内，所述第一管体（401）背向第一环形刀（402）的一端旋拧有封堵帽（408），所述封堵帽（408）上固定有置于第一管体（401）内的弹簧（28），所述第一管体（401）内设有沿着第一管体（401）长度方向延伸的棘齿条槽（410），棘齿条槽（410）轴向两端开放，所述棘齿条槽（410）内设有弹性材料制成的棘齿条（411），所述活塞（406）上固定有与棘齿条（411）配合使得活塞（406）只能朝着靠近封堵帽（408）单向移动的棘爪（412）。

7.根据权利要求1所述的可控制取样量的土壤取样装置，其特征在于，所述套筒（1）内设有两个径向相对的第三滑槽（16），第三滑槽（16）上端开放设置，所述连接杆（14）滑动连接在第三滑槽（16）内，所述第三滑槽（16）的底端封闭，当连接杆（14）置于第三滑槽（16）的低端时取样管（4）正对取样口（3）。

8.根据权利要求1所述的可控制取样量的土壤取样装置，其特征在于，所述滑板面朝驱动筒的一侧径向向外伸出有限位挡块（17）。