CN218121453U - 一种土壤检测取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于土壤检测技术领域，具体涉及一种土壤检测取样装置，包括支撑架、控制器和距离传感器；取样机构包括取样筒、取样头和连接机构，取样筒为下端呈开口设置的空腔结构，取样头包括开口处能够相互抵接且形成密闭的空腔的第一取样壳和第二取样壳；连接机构设置在取样筒内，包括动力装置、蜗杆和蜗轮，动力装置的驱动端与蜗杆连接，且能够驱动蜗杆转动，蜗杆两侧均啮合有蜗轮，蜗轮通过中心轴设置在取样筒内，第一取样壳和第二取样壳均通过连接块与蜗轮固定连接；高度机构设置在支撑架上，支撑架的下端设有供取样筒穿过的通孔；动力装置、高度调节机构和距离传感器与控制器电连接，能够提高检测结果的准确性。

Description

一种土壤检测取样装置

技术领域

本实用新型属于土壤检测技术领域，具体涉及一种土壤检测取样装置。

背景技术

土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，能生长植物。土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物，微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物(固相物质)以及水分(液相物质)、空气(气相物质)，氧化的腐殖质等组成。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物通过光照抑菌灭菌后得到的养料等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系，互相制约，为作物提供必需的生活条件，是土壤肥力的物质基础。

随着重工业的不断发展，我们所生活的环境质量越来越差，土壤检测是一种常见的环境检测方法，土壤环境检测是指通过对影响土壤环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量及其变化趋势，我们通常所说的土壤检测一般包括布点采样、分析方法、资料统计和质量评价等技术内容。

现有的土壤检测的环境监控用土壤取样装置，整体结构单一，取样时，取样装置取出时，土壤与地面土壤连接过牢，易发生土壤从取样筒内滑出，且钻孔附近的土壤会被取样设备带出，难以精确的取出所需要检测的土壤，导致检测结果有误差，不利于对土壤的取样。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种土壤检测取样装置，以解决现有取样设备容易导致检测结果存在误差的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：一种土壤检测取样装置，包括

支撑架，所述支撑架上设置有控制器；

取样机构，所述取样机构包括取样筒、取样头和连接机构，所述取样筒为下端呈开口设置的空腔结构，所述取样头包括第一取样壳和第二取样壳，所述第一取样壳和第二取样壳均为一侧呈开口状的空腔结构，所述第一取样壳和第二取样壳的开口处能够相互抵接且形成密闭的空腔，用于盛装土壤；

所述取样头上端通过连接机构与取样筒连接；

所述连接机构设置在取样筒内，所述连接机构包括动力装置、蜗杆和蜗轮，所述动力装置固定安装在取样筒内，所述动力装置的驱动端与蜗杆上端连接，且能够驱动蜗杆转动，所述蜗杆两侧均啮合有蜗轮，所述蜗轮通过中心轴设置在取样筒内，所述蜗轮上固定有连接块，所述第一取样壳和第二取样壳均通过连接块与蜗轮固定连接；

高度调节机构，所述高度机构设置在支撑架上，用于驱动取样筒在竖直方向上移动，且支撑架的下端设有供取样筒穿过的通孔；

距离传感器，所述距离传感器设置在支撑架上，用于检测支撑架顶部与取样筒上端的距离，并反馈距离检测信号至所述控制器；

所述控制器电连接于动力装置、高度调节机构、距离传感器。

进一步，所述动力装置包括马达和转轴，所述马达的驱动端与转轴上端连接，所述转轴下端与蜗杆上端连接，所述马达固定安装在取样筒内，所述马达与控制器电连接。

进一步，所述高度调节机构包括电机、竖向丝杠和升降调节板，所述竖向丝杠转动安装在支撑架上，支撑架顶部固定安装有电机，所述电机的输出端与竖向丝杠传动连接，所述竖向丝杠的表面螺纹连接有升降调节板，所述升降调节板内套接有取样筒，所述电机与控制器电连接。

进一步，所述竖向丝杠设置为两个，且对称分布在取样筒的两侧。

进一步，还包括行走机构，所述行走机构设置在支撑架下表面，所述行走机构包括四个万向轮，所述万向轮设置在支撑板下表面的四个转角处。

进一步，所述支撑架上还设有把手。

进一步，所述竖向丝杠通过轴承安装在支撑架上。

本实用新型的有益效果：

通过支撑架、控制器、距离传感器和高度调节机构的配合使用，使得高度调节机构能够带动取样头达到钻孔的对应深度，通过取样机构、取样筒、取样头、第一取样壳、第二取样壳、连接机构、蜗杆、蜗轮、中心轴、连接块和动力装置的配合使用，使得取样头能够取到对应深度的土壤，且能够将土壤盛装在第一取样壳和第二取样壳形成的密闭空腔内，避免其他深度的土壤被带出；本装置能够精确的取出待检测深度处的土壤，能够提高检测结果的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的局部剖视图(此时本装置未工作)；

图2为本实用新型的局部剖视图(此时本装置取样头伸入钻孔底部)；

图3为图2中A处放大结构示意图(第一取样壳和第二取样壳处于闭合状态)；

图4为本实用新型的局部剖视图(此时本装置取样头伸入钻孔底部并准备取样)；

图5为图4中B处放大结构示意图(第一取样壳和第二取样壳处于打开状态)；

附图标注如下：

支撑架1、控制器11、距离传感器12、通孔13、取样机构2、取样筒21、取样头22、第一取样壳221、第二取样壳222、连接机构3、蜗杆31、蜗轮32、中心轴33、连接块34、动力装置4、马达41、转轴42、高度调节机构5、电机51、竖向丝杠52、升降调节板53、轴承54、万向轮6、把手7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1～图5所示，一种土壤检测取样装置，包括

支撑架1，所述支撑架1上设置有控制器11；

取样机构2，所述取样机构2包括取样筒21、取样头22和连接机构3，所述取样筒21为下端呈开口设置的空腔结构，所述取样头22包括第一取样壳221和第二取样壳222，所述第一取样壳221和第二取样壳222均为一侧呈开口状的空腔结构，所述第一取样壳221和第二取样壳222的开口处能够相互抵接且形成密闭的空腔，用于盛装土壤；

所述取样头22上端通过连接机构3与取样筒21连接；

所述连接机构3设置在取样筒21内，所述连接机构3包括动力装置4、蜗杆31和蜗轮32，所述动力装置4固定安装在取样筒21内，所述动力装置4的驱动端与蜗杆31上端连接，且能够驱动蜗杆31转动，所述蜗杆31两侧均啮合有蜗轮32，所述蜗轮32通过中心轴33设置在取样筒21内，所述蜗轮32上固定有连接块34，所述第一取样壳221和第二取样壳222均通过连接块34与蜗轮32固定连接；

高度调节机构5，所述高度机构设置在支撑架1上，用于驱动取样筒21在竖直方向上移动，且支撑架1的下端设有供取样筒21穿过的通孔13；

距离传感器12，所述距离传感器12设置在支撑架1上，用于检测支撑架1顶部与取样筒21上端的距离，并反馈距离检测信号至所述控制器11；

所述控制器11电连接于动力装置4、高度调节机构5、距离传感器12。

作为优选方案，所述动力装置4包括马达41和转轴42，所述马达41的驱动端与转轴42上端连接，所述转轴42下端与蜗杆31上端连接，所述马达41固定安装在取样筒21内，所述马达41与控制器11电连接。通过马达41和转轴42的配合使用，通过控制器11控制马达41驱动转轴42转动，从而带动蜗杆31转动，继而实现蜗轮转动。

作为优选方案，所述高度调节机构5包括电机51、竖向丝杠52和升降调节板53，所述竖向丝杠52转动安装在支撑架1上，支撑架1顶部固定安装有电机51，所述电机51的输出端与竖向丝杠52传动连接，所述竖向丝杠52的表面螺纹连接有升降调节板53，所述升降调节板53内套接有取样筒21，所述电机51与控制器11电连接。通过设置电机51、竖向丝杠52和升降调节板53的配合，通过控制器11控制电机51驱动丝杠转动从而带动升降调节板53在竖向方向移动，继而实现带动取样筒21在竖直方向移动取样，结构简单易操作，相较于手动升降，减少了操作人员的工作量。

作为优选方案，所述竖向丝杠52设置为两个，且对称分布在取样筒21的两侧。通过在取样筒21两侧设置对称的竖向丝杠52，保证了取样筒21在上下移动时的稳定性，保持竖直状态，在一定程度上减小取样的误差。

作为优选方案，还包括行走机构，所述行走机构设置在支撑架1下表面，所述行走机构包括四个万向轮6，所述万向轮6设置在支撑板下表面的四个转角处。通过在支撑架1下表面设置万向轮6便于操作人员将装置推至待取样的位置。

作为优选方案，所述支撑架1上还设有把手7。通过设置把手7便于操作人员将装置推至待取样的位置。

作为优选方案，所述竖向丝杠52通过轴承54安装在支撑架1上。通过设置轴承54将竖向丝杠52与支撑架1连接，能够减小载荷摩擦系数。

本实用新型的工作方式如下：

使用时，首先在待取样土壤处打好钻孔，并将支撑架1推至钻孔位置处，将取样筒21与钻孔处对齐，然后通过控制器11控制电机51启动，并驱动竖向丝杠52转动，使得升降调节板53和取样筒21下降，伸入钻孔中；在将取样机构2伸入钻孔的过程中，根据输入控制器11的该钻孔的深度，即地面到钻孔底部的距离，距离传感器12将实时检测支撑架1顶部与取样筒21上端的距离，并实时转换为距离检测信号并反馈给控制器11，并将支撑架1顶部与取样筒21上端的距离位移量与该钻孔的深度进行比较，直至大小相同时，控制器11输出停止信号给电机51，电机51在接收到停止信号后停止工作，停止对取样筒21的竖向位置进行调节；此时控制器11控制马达41启动，马达41带动转轴42转动，从而带动蜗杆31转动，继而带动蜗杆31两侧的蜗轮32转动，则蜗轮32驱动第一取样壳221和第二取样壳222向外翻转，当翻转到一定角度后，控制器11控制电机51带动取样头22继续向下移动一段距离，进行取土，控制器11驱动马达41带动转轴42反向转动，带动蜗杆31反向转动，继而带动蜗杆31两侧的蜗轮32回转，使得第一取样壳221和第二取样壳222向内翻转复位，并形成密闭的空腔，将土壤盛装在空腔内；然后控制器11控制电机51反向转动，并驱动竖向丝杠52转动，使得升降调节板53和取样筒21上升复位，将第一取样壳221和第二取样壳222内的土壤取出，能够精确的取出待检测深度处的土壤，能够提高检测结果的准确性。

上述控制器11为PLC控制器，通过上位机的人机交互界面可向PLC控制器输入各种设定参数(如取样筒21的目标位移量，马达41、电机51的转向及转速等)，人机交互界面依据触摸屏和PLC所集成的ModbusRTU和ModbusTCP通讯协议，分别通过RS232和以太网物理通讯方式，互相进行数据读写。

以上对本实用新型进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种土壤检测取样装置，其特征在于：包括

支撑架(1)，所述支撑架(1)上设置有控制器(11)；

取样机构(2)，所述取样机构(2)包括取样筒(21)、取样头(22)和连接机构(3)，所述取样筒(21)为下端呈开口设置的空腔结构，所述取样头(22)包括第一取样壳(221)和第二取样壳(222)，所述第一取样壳(221)和第二取样壳(222)均为一侧呈开口状的空腔结构，所述第一取样壳(221)和第二取样壳(222)的开口处能够相互抵接且形成密闭的空腔，用于盛装土壤；

所述取样头(22)上端通过连接机构(3)与取样筒(21)连接；

所述连接机构(3)设置在取样筒(21)内，所述连接机构(3)包括动力装置(4)、蜗杆(31)和蜗轮(32)，所述动力装置(4)固定安装在取样筒(21)内，所述动力装置(4)的驱动端与蜗杆(31)上端连接，且能够驱动蜗杆(31)转动，所述蜗杆(31)两侧均啮合有蜗轮(32)，所述蜗轮(32)通过中心轴(33)设置在取样筒(21)内，所述蜗轮(32)上固定有连接块(34)，所述第一取样壳(221)和第二取样壳(222)均通过连接块(34)与蜗轮(32)固定连接；

高度调节机构(5)，所述高度调节机构设置在支撑架(1)上，用于驱动取样筒(21)在竖直方向上移动，且支撑架(1)的下端设有供取样筒(21)穿过的通孔(13)；

距离传感器(12)，所述距离传感器(12)设置在支撑架(1)上，用于检测支撑架(1)顶部与取样筒(21)上端的距离，并反馈距离检测信号至所述控制器(11)；

所述控制器(11)电连接于动力装置(4)、高度调节机构(5)、距离传感器(12)。

2.根据权利要求1所述的一种土壤检测取样装置，其特征在于：所述动力装置(4)包括马达(41)和转轴(42)，所述马达(41)的驱动端与转轴(42)上端连接，所述转轴(42)下端与蜗杆(31)上端连接，所述马达(41)固定安装在取样筒(21)内，所述马达(41)与控制器(11)电连接。

3.根据权利要求1所述的一种土壤检测取样装置，其特征在于：所述高度调节机构(5)包括电机(51)、竖向丝杠(52)和升降调节板(53)，所述竖向丝杠(52)转动安装在支撑架(1)上，支撑架(1)顶部固定安装有电机(51)，所述电机(51)的输出端与竖向丝杠(52)传动连接，所述竖向丝杠(52)的表面螺纹连接有升降调节板(53)，所述升降调节板(53)内套接有取样筒(21)，所述电机(51)与控制器(11)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种土壤检测取样装置，其特征在于：所述竖向丝杠(52)设置为两个，且对称分布在取样筒(21)的两侧。

5.根据权利要求1所述的一种土壤检测取样装置，其特征在于：还包括行走机构，所述行走机构设置在支撑架(1)下表面，所述行走机构包括四个万向轮(6)，所述万向轮(6)设置在支撑板下表面的四个转角处。

6.根据权利要求1所述的一种土壤检测取样装置，其特征在于：所述支撑架(1)上还设有把手(7)。

7.根据权利要求3所述的一种土壤检测取样装置，其特征在于：所述竖向丝杠(52)通过轴承(54)安装在支撑架(1)上。

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