CN109975062A - 土壤检测用取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤取样领域，具体涉及一种土壤检测用取样装置，包括中空的取样箱、位于取样箱下方的履带和用于驱动履带行进的第二驱动电机，所述履带包括主动轮、从动轮和履带板，所述取样箱中设有取样部，所述取样部包括曲柄、固定杆和支杆，曲柄与固定杆铰接，固定杆上开有可供支杆竖向滑动的滑槽，曲柄上滑动配合有滑套，滑套与支杆顶部固定连接，支杆下端为三角形，支杆底部开有取样口且支杆内部设有中空的取样腔，取样箱上设有驱动曲柄的第一驱动电机。采用本方案，操作人员在进行土壤取样的时候能够更加方便、省力。

Description

土壤检测用取样装置

技术领域

本发明涉及土壤检测装置技术领域，具体涉及一种土壤检测用取样装置。

背景技术

土壤检测是通过对土壤进行测量，来确定土壤区域的环境质量，而在土壤检测的过程中需要用到取样装置来对土壤进行取样。

公开号为CN107807008A的中国专利公开了一种可对深层土壤进行采样的土壤检测用取样装置，包括安装板、套杆和支撑块，安装板上方固定有连接轴，连接轴连接有第一压杆，第一压杆上设置有旋转轴，旋转轴连接有第二压杆，第一压杆和第二压杆均连接有手柄，支撑块位于套杆外侧，采样杆位于套杆内侧，支撑块、套杆和采样杆通过插销连接，采样杆上设有采样槽。上述方案通过第一压杆和第二压杆形成套环对套杆进行卡合，方便通过手柄对套杆进行下压破土取样。但是上述需要人力进行土壤取样，同时对于无法对不同深度的土壤进行取样。

发明内容

本发明意在提供一种能对不同深度的土壤检测用取样装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

土壤检测用取样装置，包括中空的取样箱，所述取样箱中设有取样部，所述取样部包括曲柄、固定杆和支杆，曲柄与固定杆铰接，固定杆上开有可供支杆竖向滑动的滑槽，曲柄上滑动配合有滑套，滑套与支杆顶部铰接，支杆下端为三角形，支杆底部开有取样口且支杆内部设有中空的取样腔，取样箱上设有驱动曲柄的第一驱动电机，所述固定杆上设有对支杆进行限位的限位块，所述支杆的一侧开设有若干线性阵列的方形凹槽，所述方形凹槽对应有相应的刻度，所述限位块朝向方形凹槽的一侧开设有深槽，所述深槽内设有限位片，所述限位片与深槽横向滑动连接，所述限位片与深槽之间通过弹簧连接，所述限位片能与方形凹槽卡合。

本发明的原理以及有益效果：

(1)通过将支杆上的方形凹槽与限位块上的限位片卡合，从而通过限位片和方形凹槽的配合使得支杆与固定杆两者相互固定。使得在进行土壤取样的时候，支杆不会发送抖动，从而避免采样的土壤洒落。

(2)通过限位片卡合方形凹槽，让支杆固定，同时由于方形凹槽对应有相应的刻度，这样采样人可以通过卡合不同高度的方形凹槽，从而对不同深度的土壤进行取样。

与传统土壤取样方式的相比，检测人员人工对土壤取样的深度不同，从而让检测实验存在误差，而本方案能在土壤取样时，对不同深度的土壤层进行取样，从而使得土壤检测更准确。

进一步，所述固定杆为L形，包括水平杆和竖向杆，曲柄与竖向杆的顶部铰接。

有益效果：由于竖向杆增加了曲柄与水平杆之间的间距，从而也间接的延长了支杆的长度，从而让支杆能够对土壤取样的深度增加。

进一步，所述支杆上套设有卡套，所述竖向杆上固定连接有固定板，所述固定板与卡套之间设有连接杆。

有益效果：通过卡套对支杆进行限位，从而防止支杆在取样的过程发生偏移。

进一步，所述取样箱的下方设有履带，所述取样箱内壁上固接有驱动履带的第二驱动电机，所述取样部的下方设有放样部，所述放样部包括放样台、齿轮和齿条，所述齿轮转动连接于取样箱内部，所述放样台和齿条滑动连接于取样箱内部，所述齿轮与履带的主动轮之间连接能带动齿轮转动的锥齿轮组。

有益效果：在主动轮转动的过程中，通过锥齿轮组的配合带动齿轮的转动，通过齿轮转动带动齿条移动，从而将放样台移动到取样部的下方，支杆与放样台接触，产生抖动，使得土壤所受的摩擦力减弱，从而将土壤抖落到放样台上。待放样完毕后，关闭第一驱动电机和第二驱动电机。

进一步，所述放样台上依次设有通孔和放样槽，所述通孔与放样槽沿放样台长度方向依次线性阵列排布，所述通孔的孔径与放样槽的宽度均大于支杆的宽度，所述放样槽底部固接有与第一驱动电机电连接的按钮开关，所述放样槽内侧壁上粘接有海绵层，所述海绵层位于按钮开关上侧。

有益效果：通过锥齿轮组的配合，使得放样台移动，从而让支杆依次进入通孔和放样槽中，将支杆通过通孔对地面获得的取样土壤转移至放样槽里，从而避免了多次取样时，需要重复的停机，清理完放样台上的土壤后再次工作，在实现多次取样的同时，还能节约时间。而且当支杆底部伸入放样槽时，挤压按钮开关，按钮开关向第一驱动电机传递电信号，第一驱动电机带动圆柄反转，进而让支杆上移，从而避免支杆继续伸入进放样槽中，造成支杆损坏。

进一步，所述取样部还包括圆盘、表面开有矩形凹槽的横杆、竖杆、圆柄和用于对竖杆限位的限位机构，圆盘表面开有与圆盘同圆心的圆形凹槽，横杆与竖杆相交且横杆与竖杆的中点和圆盘的圆心处于同一直线上，所述圆柄转动连接于圆形凹槽中，且圆柄与横杆的矩形凹槽滑动连接，所述第一驱动电机与圆柄同轴固定连接。

有益效果：通过圆柄在横杆上的矩形凹槽里面滑动，使得横杆竖向垂直移动的时间延长，从而延长支杆随横杆同步垂直移动的时间，使得取样的土壤相隔距离更长，更能满足实验检测的要求。

进一步，所述圆盘的一侧设有固定于取样箱内部的电阻器，所述竖杆的顶部固定连接有朝向电阻器的铁杆，所述铁杆与电阻器构成滑动变阻器，所述电阻器与第二驱动电机电连接。

有益效果：通过铁杆改变电阻器的电阻值，从而实现取样箱行进时，支杆上移；取样箱停止时，支杆下移取样。

进一步，所述履带设有两条，分别设置在取样箱下部两侧且两条履带相互平行。

有益效果：使得取样箱能够保持平衡，从而让取样过程或者放样过程不受影响。

进一步，所述履带朝向地面一侧的表面上设有加强纹。

有益效果：加强与地面的摩擦，防止打滑。

进一步，所述取样箱的表面上开有出口，所述出口可供放样部通过。

有益效果：方便放样部的取出，节约工作时间。

附图说明

图1为本实施例的土壤检测用取样装置轴视图；

图2为本实施例中取样部的轴视图；

图3为本实施例中取样口的仰视图；

图4为本实施例中放样部的轴视图；

图5为本实施例中齿轮和主动轮的连接示意图；

图6为本实施例中方形凹槽和限位片的连接示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：取样箱1、出口101、调整窗口102、履带2、第一履带201、主动轮202、正切机构3、曲柄301、固定杆302、支杆303、滑块304、取样口305、正弦机构4、圆盘401、竖杆402、横杆403、挡环404、销套405、圆柄406、铁杆407、电阻器5、放样部6、放样台601、齿条602、齿轮603、通孔605、放样槽604、第一锥齿轮组701、第二锥齿轮组702、连杆703、刻度8、卡套801、固定板802、弹簧803、限位片804、限位块805。

实施例：

土壤检测用取样装置，如图1所示，包括取样箱1，取样箱1底部开口且内部中空，取样箱1底部设有履带2，履带2包括主动轮202、从动轮、若干履带板和履带销，履带销将若干履带板连接组成履带链环，结合图5所示，履带链环呈环形，围绕在主动轮202和从动轮的外侧，履带板与地面接触一面设有加强纹，本实施例中履带2设有两条，分别为第一履带201和第二履带，且分别位于取样箱1底部左右两侧。取样箱1的侧壁上开设有矩形的出口101和调整窗口102，出口101与调整窗口102设置在取样箱1的不同侧壁上。

取样箱1的内部依次设有取样部和位于取样部下方的放样部6，放样部6的高度与出口101高度平齐。

结合图2所示，取样部包括正切机构3、正弦机构4和电阻器5，正切机构3、正弦机构4、电阻器5依次从左至右固定连接在取样箱1的内壁上。

正弦机构4包括圆盘401、竖杆402、横杆403、挡环404、销套405，圆盘401固定在取样箱1的内部。圆盘401背部朝向的取样箱1内壁上固接有第一驱动电机(图中未画出)，本实施例中第一驱动电机为步进电机，圆盘401远离第一驱动电机一侧的侧壁上设有圆形的凹槽，圆形凹槽与圆盘401同圆心。圆形凹槽内设有圆柄406，圆柄406呈曲柄状，包括主轴颈和连杆颈，连杆颈一端与主轴颈固接，连杆颈与圆盘圆心偏心设置，主轴颈穿过圆盘圆心处且与圆盘转动连接，驱动电机的输出轴与圆柄406的主轴颈同轴固定连接。

横杆403与竖杆402相交，横杆403与竖杆402的中点重合为一点，组成类似“十”字的形状，且横杆403表面开有矩形凹槽，圆柄406远离电机输出轴的一端的连杆颈与矩形凹槽滑动连接。并且横杆403、竖杆402与圆盘401表面存在1-3cm的间隙，本实施中间隙为2cm。

挡环404与销套405组成用于对竖杆402进行限位的限位机构，限位机构设置在圆盘401远离第一驱动电机一侧的表面上。具体为：销套405呈圆柱形，销套405的两端均固定连接有圆形的挡环404，其中一个挡环404与圆盘401远离第一驱动电机一侧的表面固定连接，本实施中，销套405设有4个，其中每两个为一组，分别设置在圆盘401的上下部，竖杆402位于上下部两个水平平行的销套405之间。竖杆402与每个销套405均滑动配合。

竖杆402的顶部还焊接有朝向电阻器5的横向设置的铁杆407，铁杆407与电阻器5组成类似滑动变阻器的结构，当铁杆407向上滑动时，电阻器5的电阻值逐渐减弱；当铁杆407向下滑动时，电阻器5的电阻值逐渐增强。初始时，铁杆407位于电阻器5的最底端，此时电阻值最大。电阻器5电连接有第二驱动电机，第二驱动电机用于驱动第一履带201和第二履带行进。

正切机构3包括曲柄301、固定杆302、支杆303和滑块304，固定杆302呈L形，包括水平杆和竖向杆。曲柄301的右端与正弦机构4横杆403的左端固定连接，曲柄301的左端与固定杆302的竖向杆顶部铰接。固定杆与取样箱1的内壁竖直滑动连接。

固定杆302的水平杆上焊接有用于对支杆303进行限位的限位块805，本实施例中，限位块805设有两个，且分别位于支杆303的两侧。

滑块304与曲柄301滑动连接且滑块304上表面与支杆303顶部铰接，支杆303朝向地面竖向设置且支杆303的下端为三角形。

支杆303的左侧设有固定在竖向杆上部的固定板802，支杆303上套设有卡套801，卡套801与固定板802之间设有连接杆，连接杆左端与固定板802远离固定杆302的一侧焊接、连接杆右端与卡套801的左侧壁焊接。

结合图6所示，支杆303的左侧壁设有若干线性阵列的方形凹槽，每一方形凹槽对应有一处刻度8，刻度8的数值设置在支杆303的表面上，且数值沿支杆303的长度方向由下至上依次增大，在本实施例中，刻度值0位于支杆303底端，相邻的方形凹槽之间的刻度差为10cm。限位块805朝向方形凹槽的一侧开有深槽，深槽内设有弹簧803和限位片804，弹簧803的一端与深槽的侧壁焊接、另一端与限位片804焊接，限位片804与深槽滑动配合且当限位片804与方形凹槽卡合时，能够通过限位片804对支杆303进行固定。结合图3所示，支杆303底部开有取样口305且内部设有用于对土壤取样的取样腔。

结合图4所示，放样部6包括放样台601、齿轮603和齿条602，齿轮603与齿条602啮合，齿条602的右端与放样台601的左端焊接。放样台601、齿条602与取样箱1的内壁横向滑动连接，齿轮603与取样箱1的内壁转动连接。放样台601上依次设有圆形的通孔605和用于对取样土壤进行放样的方形的放样槽604，圆形的通孔605与方形的放样槽604依次线性阵列排布。放样台601与出口101平齐，且出口101高度大于放样槽604高度。初始时，支杆303位于放样台601远离齿条602一端的圆形的通孔605中。并且在每一个放样槽604的底部均焊接有一个按钮开关(图中未画出)，按钮开关与步进电机电连接，各个按钮开关与步进电机串联，在按钮开关的上侧设有海绵层，海绵层粘接在放样槽604的内侧壁上。

结合图5所示，放样部6位于两条履带2之间，且位于履带2的上方。第一履带201的主动轮202与齿轮603之间设有由锥齿轮603和转杆组成的锥齿轮组，锥齿轮组与取样箱1的内壁转动连接，本实施例中锥齿轮组设有两组，包括第一锥齿轮组701和第二锥齿轮组702。第一锥齿轮组701与履带2的主动轮202同轴连接，第二锥齿轮组702与齿轮603同轴连接，第一锥齿轮组701与第二锥齿轮组702之间同轴连接有连杆703。当主动轮202转动时，带动第一锥齿轮组701转动，进而通过第一锥齿轮组701的转动，带动第二锥齿轮组702的转动，通过第二锥齿轮组702的转动带动齿轮603转动，通过齿轮603的转动使得齿条602移动。通过齿条602移动带动放样台601的行进，进而将放样台601从出口101传输出来。

具体实施过程如下：启动第一驱动电机和第二驱动电机，由于此时电阻器5的电阻较大，所以第二驱动电机无法带动履带2运作，通过电机输出轴带动圆柄406的主轴颈转动，通过圆柄406的连杆颈在横杆403的矩形凹槽中滑动，进而带动横杆403沿圆柄406转动轨迹竖向移动，同时横杆403与竖杆402组成的“十”字在限位机构的限位下，使得横杆403与竖杆402组成的“十”字只能沿竖直方向往复滑动。

在进行取样工作前，工人的手部通过调整窗口102伸入进取样箱1内部，拉动支杆303，使得支杆303上的方形凹槽与限位块805上的限位片804卡合，使得操作人员可以根据支杆303上的刻度8来对不同深度的土壤进行取样。同时通过限位片804与方形凹槽的配合来固定支杆303，使得支杆303、固定杆302和曲柄301固定为一个整体。当横杆403在圆柄406的作用下，下移时，带动整个正切机构3下移，让支杆303下端的三角部***到土壤中，使得土壤通过取样口305进入到取样腔中，由于土壤间的摩擦力以及土壤与取样腔内壁之间的摩擦力，使得土壤能够存放在取样腔中。

当横杆403在圆柄406的带动下向上移动时，带动整个正切机构3上移，从而使得取样后的支杆303向上朝远离地面的一侧移动。同时，随着竖杆402的上移，使得竖杆402顶部的铁杆407也向上滑动，从而铁杆407与电阻器5构成的滑动变阻器的电阻值逐渐减弱，从而使得第二驱动电机能够驱动履带2上的主动轮202转动，进而通过主动轮202带动履带2使得取样箱1行进。同时也由于主动轮202的转动，带动第一锥齿轮组701转动，通过第一锥齿轮组701带动第二锥齿轮组702转动，通过第二锥齿轮组702带动齿轮603转动，通过齿轮603的转动带动齿条602移动，进而通过齿轮603推动放样台601移动，最终将放样台601运输出取样箱1中。

放样部6在锥齿轮组的传动下位移时，支杆303依次间歇穿过圆形的通孔605和方形的放样槽604，当支杆303底部与放样槽604底部接触时，产生碰撞，碰撞产生的震动使得土壤从取样腔中抖落，从而使得取样的土壤得以放置到放样槽604内。同时支杆303底部与放样槽604底部产生的碰撞挤压按钮开关，从而使得按钮开关将电信号传递给步进电机内的控制器，步进电机带动圆柄406的主轴颈反转，进而通过横杆403带动曲柄301上移，从而让支杆303向上移动，使得支杆303离开放样槽604。然后支杆303再穿过下一个圆形的通孔605，对圆形的通孔605所对应的地面上的土壤进行取样。如此往复，使得支杆303依次进入圆形的通孔605和方形的放样槽604中，实现对于不同区域的土壤取样的效果。

Claims (10)

1.土壤检测用取样装置，其特征在于：包括中空的取样箱，所述取样箱中设有取样部，所述取样部包括曲柄、固定杆和支杆，曲柄与固定杆铰接，固定杆上开有可供支杆竖向滑动的滑槽，曲柄上滑动配合有滑套，滑套与支杆顶部铰接，支杆下端为三角形，支杆底部开有取样口且支杆内部设有中空的取样腔，取样箱上设有驱动曲柄的第一驱动电机，所述固定杆上设有对支杆进行限位的限位块，所述支杆的一侧开设有若干线性阵列的方形凹槽，所述方形凹槽对应有相应的刻度，所述限位块朝向方形凹槽的一侧开设有深槽，所述深槽内设有限位片，所述限位片与深槽横向滑动连接，所述限位片与深槽之间通过弹簧连接，所述限位片能与方形凹槽卡合。

2.如权利要求1所述的土壤检测用取样装置，其特征在于：所述固定杆为L形，包括水平杆和竖向杆，曲柄与竖向杆的顶部铰接。

3.如权利要求2所述的土壤检测用取样装置，其特征在于：所述支杆上套设有卡套，所述竖向杆上固定连接有固定板，所述固定板与卡套之间设有连接杆。

4.如权利要求1所述的土壤检测用取样装置，其特征在于：所述取样箱的下方设有履带，所述取样箱内壁上固接有驱动履带的第二驱动电机，所述取样部的下方设有放样部，所述放样部包括放样台、齿轮和齿条，所述齿轮转动连接于取样箱内部，所述放样台和齿条滑动连接于取样箱内部，所述齿轮与履带的主动轮之间连接能带动齿轮转动的锥齿轮组。

5.如权利要求4所述的土壤检测用取样装置，其特征在于：所述放样台上依次设有通孔和放样槽，所述通孔与放样槽沿放样台长度方向依次线性阵列排布，所述通孔的孔径与放样槽的宽度均大于支杆的宽度，所述放样槽底部固接有与第一驱动电机电连接的按钮开关，所述放样槽内侧壁上粘接有海绵层，所述海绵层位于按钮开关上侧。

6.权利要求1所述的土壤检测用取样装置，其特征在于：所述取样部还包括圆盘、表面开有矩形凹槽的横杆、竖杆、圆柄和用于对竖杆限位的限位机构，圆盘表面开有与圆盘同圆心的圆形凹槽，横杆与竖杆相交且横杆与竖杆的中点和圆盘的圆心处于同一直线上，所述圆柄转动连接于圆形凹槽中，且圆柄与横杆的矩形凹槽滑动连接，所述第一驱动电机与圆柄同轴固定连接。

7.权利要求6所述的土壤检测用取样装置，其特征在于：所述圆盘的一侧设有固定于取样箱内部的电阻器，所述竖杆的顶部固定连接有朝向电阻器的铁杆，所述铁杆与电阻器构成滑动变阻器，所述电阻器与第二驱动电机电连接。

8.权利要求7所述的土壤检测用取样装置，其特征在于：所述履带设有两条，分别设置在取样箱下部两侧且两条履带相互平行。

9.权利要求8所述的土壤检测用取样装置，其特征在于：所述履带朝向地面一侧的表面上设有加强纹。

10.权利要求9所述的土壤检测用取样装置，其特征在于：所述取样箱的表面上开有出口，所述出口可供放样部通过。