CN116255087A - 一种土壤修复用土层钻进采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土样采集技术领域，尤其涉及一种土壤修复用土层钻进采集装置，包括有第一导向架、第一电机和第一螺杆等，第一导向架顶部安装有第一电机，第一电机的输出轴上同轴连接有第一螺杆，第一导向架上设有可滑动的第一连接块，所述第一连接块和螺杆螺纹连接，所述第一连接块上安装有第二电机，第二电机的输出轴上同轴连接有钻杆，所述钻杆由半圆筒状的底筒和滑盖两部分组成，所述滑盖可相对底筒滑动。本发明通过限位组件和卡位组件的配合，使得钻杆的滑盖和底筒能够在钻杆下移采样时自行保持固定在连接状态，而在钻杆退出收集时，又能够自行解除连接，避免了钻杆的频繁安装和拆卸，能够有效地提高土壤样品的采集效率。

Description

一种土壤修复用土层钻进采集装置

技术领域

本发明涉及土样采集技术领域，尤其涉及一种土壤修复用土层钻进采集装置。

背景技术

近年来，各地自然资源部门针对退化、受损的生态***积极组织开展土壤空间生态修复，对提升生态***多样性、稳定性、持续性和维护国家和地区生态安全等发挥了重要作用，在土壤修复过程中，需要对土壤进行采集，并对采集的土壤进行分析后才能选择合适的修复方法。

现有的取土钻在进行土层钻进采集时，大多只能将钻杆拆开，再使用刮刀等工具将采集到的土壤样品取出，钻杆拆卸和安装操作繁琐且耗费时间，导致采集效率降低，作业时间延长。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺点，本发明提供一种土壤修复用土层钻进采集装置。

技术方案为：一种土壤修复用土层钻进采集装置，包括有第一导向架、第一电机、第一螺杆、第一连接块、第二电机和钻杆，第一导向架顶部安装有第一电机，第一电机的输出轴上同轴连接有第一螺杆，第一导向架上设有可滑动的第一连接块，所述第一连接块和螺杆螺纹连接，所述第一连接块上安装有第二电机，第二电机的输出轴上同轴连接有钻杆，所述钻杆由半圆筒状的底筒和滑盖两部分组成，所述滑盖可相对底筒滑动，所述滑盖和底筒之间连接有限位组件，所述限位组件包括有限位杆和第一弹性件，滑盖和底筒顶端侧面开设有通孔，U型限位杆两端可分别***两通孔中，所述U型限位杆两端长短不一，限位杆和底筒之间连接有第一弹性件。

可选地，还包括有卡位组件，所述卡位组件包括有固定块、连接杆、第二弹性件、卡环、罩板和滚轮，第一导向架的杆部上安装有固定块，第一连接块上设有可滑动的连接杆，固定块的凸起部位于连接杆的移动轨迹上，连接杆和第一连接块之间连接有第二弹性件，连接杆上固定连接有卡环，所述卡环与第二弹性件分别位于第一连接块的两侧，连接杆末端固定连接有罩板，罩板由中间的环部和向两侧伸出的延伸部组成，延伸部上对称开设有缺口，限位杆上固定连接有滚轮，罩板环部移动至滚轮处时可将其压下推动限位杆***通孔内。

可选地，还包括有加长组件，所述加长组件包括有第二导向架、第二连接块、第三电机、第二螺杆和滑块，第一导向架上部外侧设有平行的第二导向架，所述第二导向架上设有可滑动的第二连接块，所述第二连接块与第一导向架的杆部固定连接，第二导向架顶部安装有第三电机，第三电机的输出轴上同轴连接有第二螺杆，第二螺杆上螺纹连接有滑块，所述滑块可推动第二连接块同步移动。

可选地，还包括有送土组件，所述送土组件包括有刮片、固定座、活动板、第三弹性件、楔块、固定板、插杆和第四弹性件，滑盖端部安装有向内伸出的刮片，滑盖两侧对称设有固定座，固定座内滑动连接有活动板，所述活动板和固定座之间连接有第三弹性件，楔块固定安装在所述固定座内，第二导向架上安装有固定板，固定板上设有可滑动***固定座内的插杆，所述插杆和固定板之间连接有第四弹性件，插杆末端为与所述楔块相适配的楔形结构，活动板在第三弹性件的作用下与插杆紧密配合。

可选地，还包括有正位组件，所述正位组件包括有限位框、活动块和支杆，所述钻杆与第二电机的输出轴的连接部表面开设有斜向的环形滑槽，第一连接块上安装有限位框，限位框内设有可滑动的活动块，所述活动块与连接杆滑动连接，连接杆与固定块贴合时其上的卡环推动活动块移动至限位框端部，活动块上安装有末端伸入滑槽内的支杆，支杆滑动时可推动钻杆转动。

可选地，还包括有移动组件，所述移动组件包括有底座、脚轮、导轨、支撑板和固定杆，底座底部安装有脚轮，所述底座上设有直线导轨，导轨内滑动连接有支撑板，所述支撑板顶部安装有固定杆，固定杆与第二导向架转动连接。

可选地，还包括有收集组件，所述收集组件包括有支架和收集框，所述底座近钻杆一端安装有可滑动的支架，支架中部设有转动连接的收集框。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、本发明通过限位组件和卡位组件的配合，使得钻杆的滑盖和底筒能够在钻杆下移采样时自行保持固定在连接状态，而在钻杆退出收集时，又能够自行解除连接，避免了钻杆的频繁安装和拆卸，能够有效地提高土壤样品的采集效率；

2、本发明通过设置有送土组件和正位组件，使得钻杆在旋转升起后，其旋转角度能够自动保持在方便送土的位置，再通过第三电机驱动底筒相对滑盖上移，使滑盖内部的刮片将地筒内的土壤样品快速送出，而无需人工额外携带刮刀等工具进行刮落，进一步提高作业效率；

3、本发明通过移动组件和收集组件的设置，达到了使装置方便移动和快速收集的效果，且装置的***角度能够根据需要进行调节，装置使用更为方便灵活。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明第一导向架的立体结构示意图。

图3为本发明第一导向架的侧视图。

图4为本发明第一导向架的局部放大图。

图5为本发明钻杆的立体结构示意图。

图6为本发明限位组件的立体结构示意图。

图7为本发明卡位组件的立体结构示意图。

图8为本发明连接杆和卡环的立体结构示意图。

图9为本发明罩板的立体结构示意图。

图10为本发明滚轮的立体结构示意图。

图11为本发明加长组件的立体结构示意图。

图12为本发明滑块的立体结构示意图。

图13为本发明刮片的立体结构示意图。

图14为本发明送土组件的立体结构示意图。

图15为本发明送土组件的局部放大图。

图16为本发明正位组件的立体结构示意图。

图17为本发明移动组件的立体结构示意图。

图18为本发明收集组件的立体结构示意图。

附图中各零部件的标记如下：1：第一导向架，2：第一电机，3：第一螺杆，4：第一连接块，5：第二电机，6：钻杆，61：底筒，62：滑盖，7：限位组件，71：限位杆，72：第一弹性件，8：卡位组件，81：固定块，82：连接杆，83：第二弹性件，84：卡环，85：罩板，86：滚轮，9：加长组件，91：第二导向架，92：第二连接块，93：第三电机，94：第二螺杆，95：滑块，10：送土组件，101：刮片，102：固定座，103：活动板，104：第三弹性件，105：楔块，106：固定板，107：插杆，108：第四弹性件，11：正位组件，111：滑槽，112：限位框，113：活动块，114：支杆，12：移动组件，121：底座，122：脚轮，123：导轨，124：支撑板，125：固定杆，13：收集组件，131：支架，132：收集框。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

实施例1：一种土壤修复用土层钻进采集装置，如图1-图6所示，包括有第一导向架1、第一电机2、第一螺杆3、第一连接块4、第二电机5和钻杆6，第一导向架1由两端的顶板和底板以及三根导向杆共同组成，第一导向架1顶部通过螺栓安装有第一电机2，第一电机2的输出轴上同轴连接有第一螺杆3，第一导向架1上设有可沿其杆部直线滑动的第一连接块4，所述第一连接块4和螺杆螺纹连接，所述第一连接块4上通过螺栓安装有第二电机5，第一电机2和第二电机5均采用减速旋转电机，所述第一电机2和第二电机5分别用于带动钻杆6移动和旋转，第二电机5的输出轴上同轴连接有长筒状的钻杆6，所述钻杆6由半圆筒状的底筒61和滑盖62两部分组成，所述滑盖62可相对底筒61滑动，所述滑盖62和底筒61之间连接有限位组件7，限位组件7用于限制滑盖62滑动，所述限位组件7包括有限位杆71和第一弹性件72，滑盖62和底筒61顶端侧面开设有相应的圆形通孔，U型限位杆71两端可分别***两通孔中，所述U型限位杆71两端长短不一，其长端***底筒61的通孔内，短端可从滑盖62的通孔中滑出以解除限位，限位杆71和底筒61之间连接有第一弹性件72，限位杆71在第一弹性件72的作用下保持在升起解除连接的状态，第一弹性件72采用不锈钢压缩弹簧。

如图7和图8所示，还包括有用于将限位杆71压下的卡位组件8，所述卡位组件8包括有固定块81、连接杆82、第二弹性件83、卡环84、罩板85和滚轮86，第一导向架1的杆部上套接有固定连接且位于第一连接块4上侧的固定块81，第一连接块4上设有可滑动的连接杆82，固定块81的凸起部位于连接杆82的移动轨迹上，连接杆82的顶端可与固定块81底面贴合，连接杆82和第一连接块4之间通过弹簧座连接有第二弹性件83，第二弹性件83采用不锈钢压缩弹簧，连接杆82上固定连接有卡环84，所述卡环84与第二弹性件83分别位于第一连接块4的下侧和上侧，连接杆82末端通过螺栓固定连接有罩板85，罩板85由中间的环部和向两侧伸出的延伸部组成，延伸部上对称开设有缺口，限位杆71上套接有固定连接的滚轮86，罩板85环部移动至滚轮86径向处时可将其压下推动限位杆71***通孔内。

在使用该装置时，可通过驱动第一电机2驱动第一螺杆3转动，带动与第一螺杆3螺纹配合的第一连接块4沿第一导向架1滑动，进而使第二电机5和钻杆6同步下移，第一连接块4下移时带动连接杆82与固定块81脱离，连接杆82在第二弹性件83复位作用下，相对第一连接块4上移至卡环84与其底面贴合，罩板85同步相对限位杆71上移，原本处于罩板85上侧延伸部缺口处的滚轮86受环部压下，使限位杆71***滑盖62上的通孔中，实现滑盖62和底筒61的连接，第一弹性件72受力压缩，驱动第二电机5使其带动钻杆6旋转，滚轮86沿罩板85环部内壁滚动，钻杆6旋转压入钻进土层中，土壤呈土柱状收集在筒状结构的钻杆6内，随后控制第一电机2反向转动，使钻杆6向上提起，连接杆82末端重新与固定块81贴合，使连接杆82受力相对第一连接块4下移，第二弹性件83受力压缩，罩板85下移导致滚轮86重新与其延伸部上的缺口对齐，限位杆71在第一弹性件72复位作用下自行升起，解除对滑盖62和底筒61的连接固定，将滑盖62滑动取下后即可方便地对土壤样本进行收集。

实施例2：在实施例1的基础之上，如图9和图10所示，还包括有用于延长采样深度的加长组件9，所述加长组件9包括有第二导向架91、第二连接块92、第三电机93、第二螺杆94和滑块95，第一导向架1上部外侧设有平行的第二导向架91，第二导向架91由方形支柱和两根导向杆组成，所述第二导向架9上设有两组可沿其杆部滑动的第二连接块92，所述第二连接块92与第一导向架1的杆部固定连接，第二导向架91顶部通过螺栓安装有第三电机93，第三电机93为减速旋转电机，第三电机93的输出轴上同轴连接有第二螺杆94，第二螺杆94上螺纹连接有滑块95，第二螺杆94旋转时滑块95可相对第二螺杆94滑动，滑块95位于两组第二连接块92之间，所述滑块95可推动第二连接块92同步移动。

在需要进行更大深度的土壤采样时，先在地面上开挖一个尺寸适宜的方形基坑，可通过驱动第三电机93带动第二螺杆94转动，使其上螺纹配合的滑块95移动推动第二连接块92沿第二导向架91下移，进而带动第一导向架1整体下移，第一导向架1可伸入基坑内，使得装置的可***深度得到延长，方便对不同深度的土壤进行采样。

如图11-图13所示，还包括有用于将旋杆6内的土壤样品送出的送土组件10，所述送土组件10包括有刮片101、固定座102、活动板103、第三弹性件104、楔块105、固定板106、插杆107和第四弹性件108，滑盖62靠近第一连接块4的顶端焊接有向内伸出的圆形刮片101，所述刮片101尺寸与底筒61相适配，钻杆6底端设有开口，底筒61和滑盖62相对移动时刮片101将其内部土柱向底端推送，滑盖62两侧对称焊接有固定座102，固定座102内设有凹槽，固定座102内滑动连接有中空结构的L型活动板103，所述活动板103和固定座102之间连接有第三弹性件104，第三弹性件104采用不锈钢压缩弹簧，楔块105通过焊接的方式固定安装在所述固定座102内的上侧，且楔块105斜面可穿过活动板103的中空部分伸出，第二导向架91端部通过螺栓对称安装有两L型固定板106，固定板106上设有可滑动***固定座102内的L型插杆107，所述插杆107和固定板106之间连接有第四弹性件108，第四弹性件108采用不锈钢压缩弹簧，插杆107在第四弹性件108的作用下保持在***状态，插杆107末端为与所述楔块105相适配的楔形结构，活动板103在第三弹性件104的作用下与插杆107紧密配合将其压紧在固定座102内。

在第一导向架1相对第二导向架91下移时，固定板106上的插杆107相对固定座102上移，推动活动板103沿固定座102滑动至插杆107末端与楔块105贴合，第三弹性件104受力压缩，随后插杆107沿楔块105的斜面移动，第四弹性件108受力伸长，从固定座102内逐渐退出脱离，而当第一导向架1内的钻杆6采样完成后上移时，插杆107与固定座102顶侧的斜面接触，并随移动逐渐向外侧移动至与活动板103外侧面贴合，最终在第四弹性件108的复位作用下重新***固定座102内，活动板103在第三弹性件104的复位作用下将插杆107压紧，使钻杆6的滑盖62部分固定，驱动第三电机93使第一导向架1上移，由于限位杆71升起，滑盖62与底筒61可分离，底筒61随第一导向架1上移，滑盖62相对底筒61下移，其端部的刮片101自动将底筒61中的土壤样本推出，将容器置于底筒61底端下侧即可方便进行收集。

如图14所示，还包括有用于使钻杆6自行转动至正确角度和位置的正位组件11，所述正位组件11包括有限位框112、活动块113和支杆114，所述钻杆6与第二电机5的输出轴的轴状连接部表面开设有斜向的环形滑槽111，第一连接块4上焊接有向下伸出的限位框112，限位框112与连接杆82平行，限位框112内设有可滑动的活动块113，所述活动块113与连接杆82滑动连接且位于卡环84下侧，连接杆82与固定块81贴合时其上的卡环84推动活动块113移动至限位框112端部，活动块113内侧通过焊接安装有末端伸入滑槽111内的支杆114，支杆114末端为球头结构，支杆114滑动时可推动钻杆6转动。

钻杆6在随第二电机5旋转时，支杆114沿钻杆6和第二电机5的输出轴连接部表面的环形滑槽111滑动，带动活动块113沿限位框112滑动，而当钻杆6采样完成提起复位后，连接杆82重新与固定块81贴合，连接杆82相对第一连接块4下移，其上的卡环84推动活动块113移动至限位框112的底端，支杆114沿滑槽111移动推动钻杆6旋转，且其随活动块113移动至限位框112末端时，钻杆6恰好转动至限位杆71和支杆114处于同一平面内。

如图15所示，还包括有用于方便装置移动的移动组件12，所述移动组件12包括有底座121、脚轮122、导轨123、支撑板124和固定杆125，底座121底部通过螺栓安装有脚轮122，脚轮122共设有四组分别位于底座121的四角，所述底座121上对称设有直线导轨123，导轨123内滑动连接有方形支撑板124，所述支撑板124顶部通过螺栓安装有竖直伸出的固定杆125，固定杆125与第二导向架91转动连接。

如图16所示，还包括有用于收集土壤样品的收集组件13，所述收集组件13包括有支架131和收集框132，所述底座121近钻杆6一端顶部开设有滑槽，其内安装有可水平滑动的U型支架131，支架131中部设有转动连接的收集框132，收集框132可采用顶部开口的半圆筒状以便于观察土壤样品。

在需要移动设备进行多个采样点的采样时，由于底座121下方安装有脚轮122，使用者可推动装置使脚轮122转动，进而能够方便省力地携带装置移动，同时，第二导向架91与固定杆125之间转动连接，能够方便地对***角度进行调节，在需要垂直***时，只需沿导轨123滑动支撑板124使其移动至末端，再将第二导向架91转动至竖直状态即可，此外，在需要收集土壤样品时，可拉动支架131使收集框132外移，转动收集框132调节到合适的角度，并通过支撑板124沿导轨123滑动，使底筒61的底端与收集框132相对齐，进而使得送土组件10将土壤样品从底筒61内推出时能够直接使其落入收集框132中，收集框132不用时可转动收起，以避免其影响装置运行。

应当理解，以上的描述仅仅用于示例性目的，并不意味着限制本发明。本领域的技术人员将会理解，本发明的变型形式将包含在本文的权利要求的范围内。

Claims (7)

1.一种土壤修复用土层钻进采集装置，包括有第一导向架（1）、第一电机（2）、第一螺杆（3）、第一连接块（4）、第二电机（5）和钻杆（6），第一导向架（1）顶部安装有第一电机（2），第一电机（2）的输出轴上同轴连接有第一螺杆（3），第一导向架（1）上设有可滑动的第一连接块（4），所述第一连接块（4）和螺杆螺纹连接，所述第一连接块（4）上安装有第二电机（5），第二电机（5）的输出轴上同轴连接有钻杆（6）；

其特征是，所述钻杆（6）由半圆筒状的底筒（61）和滑盖（62）两部分组成，所述滑盖（62）可相对底筒（61）滑动，所述滑盖（62）和底筒（61）之间连接有限位组件（7），所述限位组件（7）包括有限位杆（71）和第一弹性件（72），滑盖（62）和底筒（61）顶端侧面开设有通孔，U型限位杆（71）两端可分别***两通孔中，所述U型限位杆（71）两端长短不一，限位杆（71）和底筒（61）之间连接有第一弹性件（72）。

2.如权利要求1所述的一种土壤修复用土层钻进采集装置，其特征是，还包括有卡位组件（8），所述卡位组件（8）包括有固定块（81）、连接杆（82）、第二弹性件（83）、卡环（84）、罩板（85）和滚轮（86），第一导向架（1）的杆部上安装有固定块（81），第一连接块（4）上设有可滑动的连接杆（82），固定块（81）的凸起部位于连接杆（82）的移动轨迹上，连接杆（82）和第一连接块（4）之间连接有第二弹性件（83），连接杆（82）上固定连接有卡环（84），所述卡环（84）与第二弹性件（83）分别位于第一连接块（4）的两侧，连接杆（82）末端固定连接有罩板（85），罩板（85）由中间的环部和向两侧伸出的延伸部组成，延伸部上对称开设有缺口，限位杆（71）上固定连接有滚轮（86），罩板（85）环部移动至滚轮（86）处时可将其压下推动限位杆（71）***通孔内。

3.如权利要求2所述的一种土壤修复用土层钻进采集装置，其特征是，还包括有加长组件（9），所述加长组件（9）包括有第二导向架（91）、第二连接块（92）、第三电机（93）、第二螺杆（94）和滑块（95），第一导向架（1）上部外侧设有平行的第二导向架（91），所述第二导向架（91）上设有可滑动的第二连接块（92），所述第二连接块（92）与第一导向架（1）的杆部固定连接，第二导向架（91）顶部安装有第三电机（93），第三电机（93）的输出轴上同轴连接有第二螺杆（94），第二螺杆（94）上螺纹连接有滑块（95），所述滑块（95）可推动第二连接块（92）同步移动。

4.如权利要求3所述的一种土壤修复用土层钻进采集装置，其特征是，还包括有送土组件（10），所述送土组件（10）包括有刮片（101）、固定座（102）、活动板（103）、第三弹性件（104）、楔块（105）、固定板（106）、插杆（107）和第四弹性件（108），滑盖（62）端部安装有向内伸出的刮片（101），滑盖（62）两侧对称设有固定座（102），固定座（102）内滑动连接有活动板（103），所述活动板（103）和固定座（102）之间连接有第三弹性件（104），楔块（105）固定安装在所述固定座（102）内，第二导向架（91）上安装有固定板（106），固定板（106）上设有可滑动***固定座（102）内的插杆（107），所述插杆（107）和固定板（106）之间连接有第四弹性件（108），插杆（107）末端为与所述楔块（105）相适配的楔形结构，活动板（103）在第三弹性件（104）的作用下与插杆（107）紧密配合。

5.如权利要求4所述的一种土壤修复用土层钻进采集装置，其特征是，还包括有正位组件（11），所述正位组件（11）包括有限位框（112）、活动块（113）和支杆（114），所述钻杆（6）与第二电机（5）的输出轴的连接部表面开设有斜向的环形滑槽（111），第一连接块（4）上安装有限位框（112），限位框（112）内设有可滑动的活动块（113），所述活动块（113）与连接杆（82）滑动连接，连接杆（82）与固定块（81）贴合时其上的卡环（84）推动活动块（113）移动至限位框（112）端部，活动块（113）上安装有末端伸入滑槽（111）内的支杆（114），支杆（114）滑动时可推动钻杆（6）转动。

6.如权利要求3所述的一种土壤修复用土层钻进采集装置，其特征是，还包括有移动组件（12），所述移动组件（12）包括有底座（121）、脚轮（122）、导轨（123）、支撑板（124）和固定杆（125），底座（121）底部安装有脚轮（122），所述底座（121）上设有直线导轨（123），导轨（123）内滑动连接有支撑板（124），所述支撑板（124）顶部安装有固定杆（125），固定杆（125）与第二导向架（91）转动连接。

7.如权利要求6所述的一种土壤修复用土层钻进采集装置，其特征是，还包括有收集组件（13），所述收集组件（13）包括有支架（131）和收集框（132），所述底座（121）近钻杆（6）一端安装有可滑动的支架（131），支架（131）中部设有转动连接的收集框（132）。

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