CN216361690U - 一种土壤检测和取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土壤检测和取样装置，包括驱动组件、安装箱、探测组件、采集组件、设备箱和钻孔组件；驱动组件安装在安装箱中，驱动组件的输出端伸出安装箱，并和位于安装箱下方的设备箱的顶板连接，设备箱的一个侧壁上设有侧门,探测组件和采集组件均安装在设备箱中，钻孔组件设置在设备箱外侧的底板上，驱动组件带动设备箱和与设备箱连接的钻孔组件，通过钻孔组件对土壤进行钻孔，钻孔完成后，探测组件伸出设备箱和钻孔组件，对钻孔内的土壤进行检测，检测完成后，通过采集组件对土壤进行采集，采集完成后，打开设备箱的侧门取出被采集的土壤，所以提供了一种具有土壤钻孔、检测土壤性质和土壤取样的装置。

Description

一种土壤检测和取样装置

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和取样装置。

背景技术

由于社会的发展，土壤污染问题日益严重，使我国的土地资源逐渐紧缺。基于对土质分析和污染物监测的需求，需要对各类土壤进行即时的检测和数据采集，并获取土样在实验室中进行进一步的分析。

现有的野外取土装置，能够获取土样，但无法在获取土样后较短的时间内，检测出土壤的含水率、有机质及重金属含量等重要的土壤性质参数，所以要将土样送去实验室分析，而这段运送的时间将会对检测结果产生影响，因此需要一种具有钻孔、快速检测土壤性质参数和土壤取样的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种土壤检测和取样装置，解决现有技术中取土装置，不能同时具有钻孔、快速检测土壤性质参数和土壤取样这三种功能的技术问题。

一种土壤检测和取样装置，包括驱动组件、安装箱、探测组件、采集组件、设备箱和钻孔组件；安装箱的下方设有用于支撑安装箱的支撑架，驱动组件安装在安装箱中，驱动组件的输出端伸出安装箱，并和位于安装箱下方的设备箱的顶板连接，设备箱的一个侧壁上设有用于打开或关闭设备箱的侧门,探测组件和采集组件均安装在设备箱中，钻孔组件设置在设备箱外侧的底板上，设备箱和钻孔组件上均设有用于伸出探测组件的通道；驱动组件带动设备箱和与设备箱连接的钻孔组件，通过钻孔组件对土壤进行钻孔，钻孔完成后，探测组件伸出设备箱和钻孔组件，对钻孔内的土壤进行检测，检测完成后，通过采集组件对土壤进行采集，采集完成后，打开设备箱的侧门取出被采集的土壤。

通过设置安装箱，用于安装驱动组件，通过设置驱动组件，为钻孔组件的转动提供动力，通过设置钻孔组件，在驱动组件的带动下对土壤进行钻孔，通过设置探测组件，用于检测土壤的性质参数，通过设置采集组件，用于采集土样，留待实验室进一步分析，通过设置设备箱，用于安装探测组件和采集组件，且探测组件可以伸出钻孔组件，使装置的结构更加紧凑，通过在设备箱上设置侧门，用于打开设备箱取出被采集的土样，侧门通过合页铰接在设备箱的侧壁上，并可以沿水平转动，通过设置支撑架，用于支撑整个检测装置，使检测装置位于待取样土壤的上方。

进一步的是，驱动组件包括电机、第一锥齿轮、第二锥齿轮、转轴和螺纹杆，电机安装在安装箱中，且电机的输出轴水平设置，电机的输出轴上安装第一锥齿轮，第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合；转轴为一个空心的管状体，转轴的内壁上设有和螺纹杆相配合的内螺纹，转轴沿竖直方向设置，转轴的两端分别转动连接在安装箱的底板和顶板上，且转轴的两端均与安装箱的外侧连通；第二锥齿轮安装在转轴上，转轴和螺纹杆螺纹连接，螺纹杆的上下两端均伸出转轴，螺纹杆的下端和设备箱的顶板连接；电机带动第一锥齿轮、第二锥齿轮和转轴转动，使螺纹杆、设备箱和与设备箱连接的钻孔组件在向下移动的同时又进行转动，使钻孔组件对土壤进行钻孔。

通过设置电机、第一锥齿轮、第二锥齿轮和转轴，用于驱动螺纹杆，通过将转轴的两端分别转动连接在安装箱的底板和顶板上，使转轴的转动更加稳定，通过设置螺纹杆，作为驱动组件的输出端，带动设备箱和与设备箱连接的钻孔组件，使钻孔组件在向下移动的同时也进行转动，对土壤进行钻孔。

进一步的是，探测组件包括液压缸安装架、液压缸、第一推杆、三通管和探测杆，液压缸安装架包括两个竖板和一个横板，两个竖板相对并间隔设置在设备箱内侧的顶板上，横板连接在两个竖板之间，液压缸安装在液压缸安装架的横板上，液压缸具有一个沿竖直方向伸缩的伸缩杆，液压缸的伸缩杆和实心的第一推杆连接，第一推杆未与液压缸连接的一端和三通管的上端管口连接，三通管的侧面管口和采集组件连接；探测杆为一个空心的管状体，探测杆的上端和三通管的下端管口连接，探测杆的下端伸入钻孔组件中，探测杆外侧壁的下侧设有一个环状的第一堵板，探测杆外侧壁上安装有用于检测土壤的传感器，传感器位于第一堵板的上方。

通过设置液压缸安装架，用于安装液压缸，通过设置液压缸，当液压缸的伸缩杆使第一推杆、三通管和探测杆向下移动时，将传感器露出钻孔组件，对土壤进行检测；当液压缸的伸缩杆使第一推杆、三通管和探测杆向上移动时，将传感器缩回钻孔组件中，通过设置实心的第一推杆，一方面可以堵塞三通管的上端管口，另一方面可以使液压缸的伸缩杆和三通管通过第一推杆连接在一起，通过设置三通管，一方面用于将第一推杆的动作传递给探测杆，另一方面利用三通管侧面的管口连接采集组件，通过设置探测杆，一方面可以在探测杆外侧壁上安装传感器，另一方面可以利用探测杆的管内通道作为采集组件的重要输送通道，通过设置传感器，作为探测组件检测土壤性质参数的重要部件，可以是土壤含水量传感器、温度传感器、有机物传感器和金属传感器等，通过设置第一堵板，当钻孔组件在进行钻孔时，防止土壤进入第一堵板的上方。

进一步的是，钻孔组件包括空心钻头和钻杆，钻杆为设有外螺纹的钢管，钻杆的上端和设备箱外侧的底板连接，且钻杆和设备箱内侧连通，探测杆伸入钻杆中；钻杆内壁的下侧上设有一个环状的第二堵板，且第二堵板位于第一堵板的上方，钻孔组件进行钻孔时，第一堵板和第二堵板接触，将第一堵板和第二堵板的上下两侧阻隔，探测组件进行检测时，液压缸推动第一推杆、三通管和探测杆向下移动，使传感器伸出钻杆对土壤进行检测；钻杆的下端和空心钻头连接，空心钻头上设有用于钻孔的刀刃。

通过设置钻杆和钻头，在驱动组件的带动下对土壤进行钻孔，通过将钻杆和钻头设置为空心结构，利用钻头和钻杆的空心结构，作为采集组件伸出传感器的通道，在液压缸未启动时进行钻孔，通过第二堵板和第一堵板配合，防止钻孔时土壤进入第一堵板和第二堵板的上方。

进一步的是，采集组件包括金属软管、抽气管、抽气泵、储存箱和取样盒，金属软管一端和三通管侧面的管口连接，另一端和储存箱的顶壁连接，并和储存箱的内部连通；抽气泵安装在设备箱中，抽气管的出气端和抽气泵的进气口连接，抽气管的进气端和储存箱的顶壁连接，并和储存箱的内部连通，储存箱内侧的顶壁上设有过滤网，且过滤网位于抽气管进气端的下方；储存箱安装在设备箱中，取样盒为一个无上盖的容器，取样盒放置在储存箱中；储存箱的一个侧面上设有一个通过合页与储存箱侧壁连接的活动门，关闭活动门时，活动门与储存箱侧壁之间设有用于密封的密封垫，设备箱的侧门和储存箱的活动门位于同一侧，活动门的内壁上设有将取样盒挤压在储存箱中的挤压组件；进行土壤采集时，使活动门关闭，并打开抽气泵，钻孔中的土壤被吸入探测杆中，然后依次穿过三通管、金属软管和储存箱，并落入取样盒内。

通过设置金属软管，当三通管移动时，金属软管可以和三通管一起移动，通过设置抽气泵和抽气管，可以使储存箱内形成负压，将土样从钻孔中依次吸入探测杆、三通管、金属软管和储存箱，并落入取样盒内，通过设置储存箱，为负压吸取土壤提供了一个密封的密闭空间，取样盒用于收集被吸入储存箱内的土壤，通过设置过滤网，该过滤网能防止落入取样盒的土样被吸入抽气管中，通过设置活动门，可以通过打开活动门将取样盒取出或放入储存箱，通过设置密封垫，在活动门关闭时，保证储存箱内的封闭性。

进一步的是，挤压组件包括限位件、滑块和第二推杆，限位件垂直设置在活动门的内壁上，限位件中设有一个贯通限位件的通道，且限位件的通道和活动门的内壁垂直；滑块滑动设置在限位件的通道中，限位件远离活动门的一端，设有限制滑块滑出限位件的封板；滑块的一端和活动门的内壁之间设有弹簧，滑块的另一端和第二推杆的一端连接，第二推杆的另一端伸出封板，封板上设有用于通过第二推杆的通孔。

通过设置限位件，可以使滑块设置在限位件的通道中，滑块可以在通道内沿水平方向滑动，通过设置挤压组件，当活动门关闭时，取样盒挤压第二推杆，第二推杆推动滑块并挤压弹簧，在弹簧的反作用力下，使取样盒被挤压在储存箱中。

进一步的是，支撑架包括三个支腿，三个支腿绕转轴的中心线周向均匀布置，每个支腿的上端和安装箱外侧的底板转动连接，每个支腿的下端设有用于固定支脚的脚钉。

通过设置三个支腿，用于支撑整个装置，在使用支撑架时，可以将三个支脚向不同方向张开，并通过脚钉将支脚固定在地面上，使土壤检测和取样装置位于待取样地面的上方。

本实用新型的有益效果是：

1.通过设置钻孔组件、探测组件和采集组件，使土壤检测和取样装置具有土壤钻孔、检测土壤和土壤采集这三种功能。

2.通过设置探测组件，使土壤检测和取样装置可以在钻孔后，在间隔较短的时间内对土壤的部分性质参数进行检测，所以具有减小检测误差的优点。

3.通过设置支撑架，可以通过调整支撑架来设置土壤检测和取样装置，所以具有能适应复杂检测环境的优点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为驱动组件的结构示意图。

图3为探测组件和钻孔组件的结构示意图。

图4为挤压组件的结构示意图。

图5为支撑架的位置布置图。

图6为本实用新型进行钻孔的结构示意图。

图7为本实用新型进行检测的结构示意图。

图中零部件、部件及编号：地面1、支撑架2、安装箱3、转轴4、螺纹杆5、第二锥齿轮6、第一锥齿轮7、电机8、空心钻头9、钻杆10、设备箱11、三通管12、第一推杆13、液压缸14、液压缸安装架15、金属软管16、抽气管17、储存箱18、挤压组件19、取样盒20、传感器21、探测杆22、第二堵板23、第一堵板24、活动门25、滑块26、弹簧27、推杆28、限位块29。

具体实施方式

下面给出本实用新型的具体实施方法，并结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一个实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1所示，一种土壤检测和取样装置，包括驱动组件、安装箱3、探测组件、采集组件、设备箱11和钻孔组件；安装箱3的下方设有用于支撑安装箱的支撑架2，驱动组件安装在安装箱3中，驱动组件的输出端伸出安装箱3，并和位于安装箱3下方的设备箱11的顶板连接，设备箱11的一个侧壁上设有用于打开或关闭设备箱11的侧门,探测组件和采集组件均安装在设备箱11中，钻孔组件设置在设备箱11外侧的底板上，设备箱11和钻孔组件上均设有用于伸出探测组件的通道；驱动组件带动设备箱11和与设备箱11连接的钻孔组件，通过钻孔组件对土壤进行钻孔，钻孔完成后，探测组件伸出设备箱11和钻孔组件，对钻孔内的土壤进行检测，检测完成后，通过采集组件对土壤进行采集，采集完成后，打开设备箱11的侧门取出被采集的土壤。

如图2所示，驱动组件包括电机8、第一锥齿轮7、第二锥齿轮6、转轴4和螺纹杆5，电机8安装在安装箱3中，且电机8的输出轴水平设置，电机8的输出轴上安装第一锥齿轮7，第一锥齿轮7和第二锥齿轮6啮合；转轴4为一个空心的管状体，转轴4的内壁上设有和螺纹杆5相配合的内螺纹，转轴4沿竖直方向设置，转轴4的两端分别转动连接在安装箱3的底板和顶板上，且转轴4的两端均与安装箱3的外侧连通；第二锥齿轮6安装在转轴4上，转轴4和螺纹杆5螺纹连接，螺纹杆5的上下两端均伸出转轴4，螺纹杆5的下端和设备箱11的顶板连接；电机8带动第一锥齿轮7、第二锥齿轮6和转轴4转动，使螺纹杆5、设备箱11和与设备箱11连接的钻孔组件在向下移动的同时又进行转动，使钻孔组件对土壤进行钻孔。

如图3所示，探测组件包括液压缸安装架15、液压缸14、第一推杆13、三通管12和探测杆22，液压缸安装架15包括两个竖板和一个横板，两个竖板相对并间隔设置在设备箱11内侧的顶板上，横板连接在两个竖板之间，液压缸14安装在液压缸安装架15的横板上，液压缸14具有一个沿竖直方向伸缩的伸缩杆，液压缸14的伸缩杆和实心的第一推杆13连接，第一推杆13未与液压缸14连接的一端和三通管12的上端管口连接，三通管12的侧面管口和采集组件连接；探测杆22为一个空心的管状体，探测杆的上端和三通管12的下端管口连接，探测杆的下端伸入钻孔组件中，探测杆22外侧壁的下侧设有一个环状的第一堵板24，探测杆22外侧壁上安装有用于检测土壤的传感器21，传感器21为两个，包括检测含水量的传感器和检测金属含量的传感器，两个传感器21均位于第一堵板的上方。

钻孔组件包括空心钻头9和钻杆10，钻杆10为设有外螺纹的钢管，钻杆10的上端和设备箱11外侧的底板连接，且钻杆10和设备箱11内侧连通，探测杆22的下端伸入钻杆10中；钻杆10内壁的下侧上设有一个环状的第二堵板23，且第二堵板23位于第一堵板24的上方，钻孔组件进行钻孔时，第一堵板24和第二堵板23接触，将第一堵板24和第二堵板23的上下两侧阻隔，探测组件进行检测时，液压缸14推动第一推杆13、三通管12和探测杆22向下移动，使传感器21伸出钻杆10对土壤进行检测；钻杆10的下端和空心钻头9连接，空心钻头9上设有用于钻孔的刀刃。

采集组件包括金属软管16、抽气管17、抽气泵、储存箱18和取样盒20，金属软管16一端和三通管12侧面的管口连接，另一端和储存箱18的顶壁连接，并和储存箱18的内部连通；抽气泵安装在设备箱11中，抽气管17的出气端和抽气泵的进气口连接，抽气管17的进气端和储存箱18的顶壁连接，并和储存箱18的内部连通，储存箱内侧的顶壁上设有过滤网，且过滤网位于抽气管17进气端的下方；储存箱18安装在设备箱11中，取样盒20为一个无上盖的容器，取样盒20放置在储存箱18中；储存箱18的一个侧面上设有一个通过合页与储存箱18侧壁连接的活动门25，关闭活动门25时，活动门25与储存箱18侧壁之间设有用于密封的密封垫，设备箱11的侧门和储存箱18的活动门25位于同一侧，活动门25的内壁上设有将取样盒20挤压在储存箱18中的挤压组件19；进行土壤采集时，使活动门25关闭，并打开抽气泵，钻孔中的土壤被吸入探测杆22中，然后依次穿过三通管12、金属软管16和储存箱18，并落入取样盒20内。

如图4所示，挤压组件19包括限位件29、滑块26和第二推杆28，限位件29垂直设置在活动门25的内壁上，限位件29中设有一个贯通限位件29的通道，且限位件29的通道和活动门25的内壁垂直；滑块26滑动设置在限位件29的通道中，限位件29远离活动门25的一端，设有限制滑块26滑出限位件29的封板；滑块26的一端和活动门25的内壁之间设有弹簧27，滑块26的另一端和第二推杆28的一端连接，第二推杆28的另一端伸出封板，封板上设有用于通过第二推杆28的通孔。

如图5所示，支撑架2包括三个支腿，三个支腿绕转轴4的中心线周向均匀布置，每个支腿的上端和安装箱3外侧的底板转动连接，每个支腿的下端设有用于固定支脚的脚钉，使用支撑架2时，将三个支脚向不同方向张开，并通过脚钉将支脚固定在地面1上，使土壤检测和取样装置位于地面1上方。

实施例二：

如图1、图6和图7所示，上述一种土壤检测和取样装置的使用方法，该方法包括如下步骤：

步骤1、首先利用支撑架2，将整个土壤检测和取样装置设置在需要检测的地面上方；

步骤2、启动驱动组件，使钻孔组件在地面上钻孔，钻孔完成后通过驱动组件将钻孔组件向上移动；

步骤3、然后启动液压缸14，使探测组件的传感器21伸出钻孔组件，对钻孔中土壤的性质参数进行测量；

步骤4、然后启动抽气泵，对钻孔中的土壤进行取样，取样完成后驱动液压缸14，将探测杆22收回；

步骤5、然后依次打开设备箱11的侧门和储存箱的活动门25，取出取样盒20，将取样盒20内的土壤密封保存起来，留待实验室进一步检测。

Claims (7)

1.一种土壤检测和取样装置，其特征在于，包括驱动组件、安装箱（3）、探测组件、采集组件、设备箱（11）和钻孔组件；

安装箱（3）的下方设有用于支撑安装箱的支撑架（2），驱动组件安装在安装箱（3）中，驱动组件的输出端伸出安装箱（3），并和位于安装箱（3）下方的设备箱（11）的顶板连接，设备箱（11）的一个侧壁上设有用于打开或关闭设备箱（11）的侧门，探测组件和采集组件均安装在设备箱（11）中，钻孔组件设置在设备箱（11）外侧的底板上，设备箱（11）和钻孔组件上均设有用于伸出探测组件的通道。

2.根据权利要求1所述的一种土壤检测和取样装置，其特征在于，所述驱动组件包括电机（8）、第一锥齿轮（7）、第二锥齿轮（6）、转轴（4）和螺纹杆（5），电机（8）安装在安装箱（3）中，且电机（8）的输出轴水平设置，电机（8）的输出轴上安装第一锥齿轮（7），第一锥齿轮（7）和第二锥齿轮（6）啮合；

转轴（4）为一个空心的管状体，转轴（4）的内壁上设有和螺纹杆（5）相配合的内螺纹，转轴（4）沿竖直方向设置，转轴（4）的两端分别转动连接在安装箱（3）的底板和顶板上，且转轴（4）的两端均与安装箱（3）的外侧连通；

第二锥齿轮（6）安装在转轴（4）上，转轴（4）和螺纹杆（5）螺纹连接，螺纹杆（5）的上下两端均伸出转轴（4），螺纹杆（5）的下端和设备箱（11）的顶板连接；

电机（8）带动第一锥齿轮（7）、第二锥齿轮（6）和转轴（4）转动，使螺纹杆（5）、设备箱（11）和与设备箱（11）连接的钻孔组件在向下移动的同时又进行转动，使钻孔组件对土壤进行钻孔。

3.根据权利要求2所述的一种土壤检测和取样装置，其特征在于，所述探测组件包括液压缸安装架（15）、液压缸（14）、第一推杆（13）、三通管（12）和探测杆（22），液压缸安装架（15）包括两个竖板和一个横板，两个竖板相对并间隔设置在设备箱（11）内侧的顶板上，横板连接在两个竖板之间，液压缸（14）安装在液压缸安装架（15）的横板上，液压缸（14）具有一个沿竖直方向伸缩的伸缩杆，液压缸（14）的伸缩杆和实心的第一推杆（13）连接，第一推杆（13）未与液压缸（14）连接的一端和三通管（12）的上端管口连接，三通管（12）的侧面管口和采集组件连接；

探测杆（22）为一个空心的管状体，探测杆的上端和三通管（12）的下端管口连接，探测杆（22）的下端伸入钻孔组件中，探测杆（22）外侧壁的下侧设有一个环状的第一堵板（24），探测杆（22）外侧壁上安装有用于检测土壤的传感器（21），传感器（21）位于第一堵板（24）的上方。

4.根据权利要求3所述的一种土壤检测和取样装置，其特征在于，所述钻孔组件包括空心钻头（9）和钻杆（10），钻杆（10）为设有外螺纹的钢管，钻杆（10）的上端和设备箱（11）外侧的底板连接，且钻杆（10）和设备箱（11）内侧连通，探测杆（22）的下端伸入钻杆（10）中；

钻杆（10）内壁的下侧上设有一个环状的第二堵板（23），且第二堵板（23）位于第一堵板（24）的上方，钻孔组件进行钻孔时，第一堵板（24）和第二堵板（23）接触，将第一堵板（24）和第二堵板（23）的上下两侧阻隔，探测组件进行检测时，液压缸（14）推动第一推杆（13）、三通管（12）和探测杆（22）向下移动，使传感器（21）伸出钻杆（10）对土壤进行检测；

钻杆（10）的下端和空心钻头（9）连接，空心钻头（9）上设有用于钻孔的刀刃。

5.根据权利要求4所述的一种土壤检测和取样装置，其特征在于，所述采集组件包括金属软管（16）、抽气管（17）、抽气泵、储存箱（18）和取样盒（20），金属软管（16）一端和三通管（12）侧面的管口连接，另一端和储存箱（18）的顶壁连接，并和储存箱（18）的内部连通；

抽气泵安装在设备箱（11）中，抽气管（17）的出气端和抽气泵的进气口连接，抽气管（17）的进气端和储存箱（18）的顶壁连接，并和储存箱（18）的内部连通，储存箱内侧的顶壁上设有过滤网，且过滤网位于抽气管（17）进气端的下方；

储存箱（18）安装在设备箱（11）中，取样盒（20）为一个无上盖的容器，取样盒（20）放置在储存箱（18）中；

储存箱（18）的一个侧面上设有一个通过合页与储存箱（18）侧壁连接的活动门（25），关闭活动门（25）时，活动门（25）与储存箱（18）侧壁之间设有用于密封的密封垫，设备箱（11）的侧门和储存箱（18）的活动门（25）位于同一侧，活动门（25）的内壁上设有将取样盒（20）挤压在储存箱（18）中的挤压组件（19）。

6.根据权利要求5所述的一种土壤检测和取样装置，其特征在于，所述挤压组件（19）包括限位件（29）、滑块（26）和第二推杆（28），限位件（29）垂直设置在活动门（25）的内壁上，限位件（29）中设有一个贯通限位件（29）的通道，且限位件（29）的通道和活动门（25）的内壁垂直；

滑块（26）滑动设置在限位件（29）的通道中，限位件（29）远离活动门（25）的一端，设有限制滑块（26）滑出限位件（29）的封板；

滑块（26）的一端和活动门（25）的内壁之间设有弹簧（27），滑块（26）的另一端和第二推杆（28）的一端连接，第二推杆（28）的另一端伸出封板，封板上设有用于通过第二推杆（28）的通孔。

7.根据权利要求6所述的一种土壤检测和取样装置，其特征在于，所述支撑架（2）包括三个支腿，三个支腿绕转轴（4）的中心线周向均匀布置，每个支腿的上端和安装箱（3）外侧的底板转动连接，每个支腿的下端设有用于固定支腿的脚钉。

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