一体化土壤修复装置

技术领域

本发明涉及土壤修复机械领域，特别是一体化土壤修复装置。

背景技术

随着工业化、城市化、农业集约化的快速发展，大量未经处理的废弃物向土壤系统转移，并在自然因素的作用下汇集、残留于土壤环境中。污染物质的种类主要有重金属、硝酸盐、农药及持久性有机污染物、放射性核素、病原菌/病毒及异型生物质等，为了修复土壤，通常需要在土壤中加入化学药剂，使得土壤的状态达到平衡状态。

现有技术通常是取样与喷洒药液分开进行。由于在喷药之前，需要对实验田上一次的喷药的土壤进行取样处理，同时，在喷药之后，下次喷药之前，也要取一部分样土，对不同次的土壤进行取样实验对比。而通过人工取样，受田地面积大小的影响，人工取的样土不能均布到试验田的各个角落，而土壤的检验结果不仅受土壤深度的影响也收到土壤位置的影响，比如靠近路边的土壤的状态与靠近中间位置的土壤状态并不相同。所以靠人工取样并不能使得取得土壤样品均匀分布，影响取样结果的检验。

此外取样与喷药进行分开处理，增加了工作量，效率比较低下。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术中存在的问题，本发明之目的就是提供一体化土壤修复装置，解决土壤取样不均匀并且实验过程工作量大，效率低下的问题。

其解决的技术方案是：

一体化土壤修复装置，包括支撑架,所述的支撑架的下方安装有可上下移动的喷药单元，所述的喷药单元与所述的支撑架之间通过驱动单元相连；

取土单元，所述的取土单元滑动安装在所述的喷药单元的内部；

接土单元，所述的接土单元滑动安装在所述的支撑架上，所述的接土单元上设置有多个接土腔；

所述的喷药单元包括：挤压筒，所述的挤压筒在圆周方向上具有弹性，所述的挤压筒的轴线沿竖直方向设置，所述的取土单元竖直滑动连接在所述的挤压筒内；

喷洒桶，所述的喷洒桶套装在所述的挤压筒的外侧，所述的喷洒桶的顶部与所述的挤压筒的顶部之间通过弹性盖板密封形成储药腔室，所述的喷洒桶的侧壁上开设有于储药腔室相通的出药孔；

挤压单元，所述的挤压单元安装在所述的挤压筒上，挤压单元控制所述的挤压筒的直径变大或缩小；

当挤压单元使得挤压筒直径变大时，储药腔室内的压强增大，储药腔室内的药液从出药孔挤出；当挤压单元使得挤压筒直径变小时，取土单元进行取土；当取土单元相对于挤压筒向下移动时，取土单元内不同深度的样土被置入到不同的接土腔内。

优选的，还包括：储药筒，所述的储药筒固定安装在所述的支撑架上并且与所述的喷药单元相通；

所述的储药筒通过软管与所述的储药腔室连通，当储药腔室内的压强减小，储药筒的药液经软管被吸入到储药腔室内。

优选的，所述的接土单元包括轴线沿竖直方向设置的接料盘，所述的接料盘开口向上，所述的接料盘上固定有多个沿接料盘径向的挡板。

优选的，所述的支撑架的下端固定有一个立杆，所述的立杆上固定安装有沿水平方向伸缩的第一电动伸缩杆，所述的第一电动伸缩杆的伸缩杆的末端固定安装有一个电机，所述的电机的上端固定安装有一个第二电动伸缩杆，所述的第二电动伸缩杆的轴线沿竖直方向设置，所述的第二电动伸缩杆可沿竖直方向伸缩，所述的第二电动伸缩杆与所述的支撑架的底部之间滑动连接，所述的电机的输出轴与所述的接料盘同轴且与所述的接料盘固定连接。

优选的，所述的挤压筒上固定安装有多个轴线沿竖直方向设置的第一滑动块，所述的第一滑动块与所述的驱动单元固定连接；

所述的喷洒桶的底部上圆周均布有多个于第一滑动块一一对应的第二导向槽，所述的第一滑动块的下端滑动连接在对应的第二导向槽上。

优选的，所述的喷洒桶的下端固定安装有锥形的切割刀，所述的切割刀上上下均布有多层刀片。

优选的，所述的取土单元包括：取样桶，所述的取样桶与所述的挤压筒同轴且与所述的挤压筒之间有间隔，所述的取样桶竖直滑动连接在所述的挤压筒内；

夹紧单元，所述的夹紧单元上下设置多组，每组夹紧单元均包括多个滑杆，滑杆与所述的第一滑动块一一对应，所述的滑杆沿所述的取样桶的径向设置，所述的滑杆与所述的取样桶滑动连接，所述的滑杆的内外两端分别位于所述的取样桶的内外两侧，每个所述的滑杆位于所述的取样桶内的一端固定安装有弧形块，所述的弧形块与所述的取样桶的侧壁之间均安装有弹簧，弹簧的一端固定在所述的弧形块上，所述的弹簧的另一端固定安装在所述的取样桶上；

所述的喷洒桶的底部以及所述的切割刀上均开设有竖直贯通的避让孔，所述的避让孔的直径大于所述的取样桶的直径，所述的喷洒桶的底部以及所述的切割刀上均开设有多个与所述的第一滑动块一一对应的避让槽，所述的避让槽与所述的避让孔相通。

优选的，所述的驱动单元包括：支撑轴，所述的支撑轴上固定安装有固定块，所述的固定块通过支撑杆固定安装在所述的支撑架上；

滑块，所述的滑块滑动连接在所述的支撑轴上，所述的滑块位于所述的支撑轴的下方，所述的支撑架上设置有竖直的滑槽，所述的滑块上固定安装有导向杆，所述的导向杆的末端滑动设置在所述的滑槽内；

第一弹簧，所述的第一弹簧套装在所述的固定块与滑块之间的支撑轴上，所述的第一弹簧的上端固定在所述的固定块的底部，所述的第一弹簧的下端固定在所述的滑块的上部；

双向电动伸缩杆，所述的双向电动伸缩杆固定安装在所述的支撑架上，所述的双向电动伸缩杆的两个伸缩端均竖直设置，所述的双向电动伸缩杆上位于下方的伸缩端上转动安装有一个竖直的第二竖杆，所述的第二竖杆的下端与所述的取样桶固定连接。

优选的，所述的挤压单元包括：连接块，所述的连接块固定安装在所述的滑块的下端；

支撑盘，所述的支撑盘固定安装在所述的支撑架上，所述的支撑盘上开设有多个沿支撑盘径向的第一导向槽，每个所述的第一导向槽上均滑动安装有一个安装座，每个所述的安装座上均铰接有一个连接杆，所述的连接杆的上端与所述的连接块铰接；每个所述的安装座的下端均固定安装有一个竖直的伸缩杆，所述的伸缩杆的下端固定安装在所述的第一滑动块上。

本装置具有以下好处：

1，将取土单元设置在喷药单元内部，在喷药的过程中同时进行取土操作。整过过程，能遍及田地的每个角落，能够使得取得的样品更加普遍，更加能够代表整个试验田的整体质量，可以很好的知道后续的修复工作。

2，将取土单元设置在喷药单元内部，在喷药的过程中同时进行取土操作。将取土操作与喷药操作同时进行，节省了实验过程中的人工成本，提高了效率。

3，通过设置接土单元与滑杆和弧形块配合，取土单元向下移动，接土单元转动使接土单元的不同的接土腔依次转动到取土单元的正下方，不同深度的样土被排放到不同的接土腔内，方便后续的检验操作，对不同深度的土壤进行自动分类，能够使得后续检验结果更加准确。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的左视图。

图3本发明驱动单元的立体图。

图4为本发明接土单元的剖视图。

图5为本发明喷洒桶与取样桶连接的主视剖面图。

图6为本发明洒桶与取样桶连接的俯视剖面图。

图7为本发明图6中A处的局部放大图。

图8为本发明切割刀的俯视图。

图9为本发明喷洒桶的俯视剖面图。

图中：1、支撑架；2、固定块；3、支撑杆；4、滑块；5、导向杆；6、支撑轴；7、第一弹簧；8、连接块；9、连接杆；10、第一导向槽；11、支撑盘；12、双向电动伸缩杆；13、第一竖杆；14、第二竖杆；15、喷洒桶；16、挤压筒；17、第一滑动块；18、弹性盖板；19、出药孔；21、取样桶；22、弧形块；23、滑杆；24、第二导向槽；25、避让孔；26、避让槽；27、切割刀；28、第一电动伸缩杆；29、第二电动伸缩杆；30、接料盘；31、挡板。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图9，本发明公开了一体化土壤修复装置，一体化土壤修复装置，包括支撑架1。所述的支撑架1的下方安装有可上下移动的喷药单元。所述的喷药单元向下移动可扎入土壤中并将药液喷入到土壤内。

所述的喷药单元与所述的支撑架1之间通过驱动单元相连。所述的驱动单元驱动所述的喷药单元上下移动。

所述的喷药单元内部上下滑动安装有取土单元。当喷药单元向下移动时，取土单元同时进行取土操作，当喷药单元向上离开地面之后，取土单元相对于喷药单元向下移动，将取出的样土排出。

所述的支撑架1上滑动安装有接土单元，所述的接土单元上设置有多个接土腔。

所述的接土单元包括轴线沿竖直方向设置的接料盘30，所述的接料盘30开口向上，所述的接料盘30上固定有多个沿接料盘30径向的挡板31。相邻的两个挡板31与所述的接料盘30之间形成接土腔。

所述的支撑架1的下端固定有一个立杆。所述的立杆上固定安装有沿水平方向伸缩的第一电动伸缩杆28。所述的第一电动伸缩杆28的伸缩杆的末端固定安装有一个电机。

所述的电机的上端固定安装有一个第二电动伸缩杆29。所述的第二电动伸缩杆29的轴线沿竖直方向设置。所述的第二电动伸缩杆29可沿竖直方向伸缩。所述的第二电动伸缩杆29与所述的支撑架1的底部之间滑动连接。所述的电机的输出轴与所述的接料盘30同轴且与所述的接料盘30固定连接。

当取出的样土排出时，第二电动伸缩杆29伸长，使得接料盘30向下移动，当第二电动伸缩杆29向下伸长到其最长距离之后，所述的接料盘30距离支撑架1的高度大于取土单元移动到最下方时，取土单元最下端距离支撑架1的高度。随后第一电动伸缩杆28伸长使得接土单元移动到取土单元的正下方。电机转动，带动接土单元的不同的接土腔依次转动到取土单元的正下方，不同深度的样土被排放到不同的接土腔内，方便后续的检验操作，能够使得后续检验结果更加准确。

所述的喷药单元包括：挤压筒16，所述的挤压筒16在圆周方向上具有弹性。所述的挤压筒16的轴线沿竖直方向设置，所述的取土单元竖直滑动连接在所述的挤压筒16内。

喷洒桶15，所述的喷洒桶15套装在所述的挤压筒16的外侧。所述的喷洒桶15的顶部与所述的挤压筒16的顶部之间通过弹性盖板18密封形成储药腔室。所述的喷洒桶15的侧壁上开设有于储药腔室相通的出药孔19。所述的出药孔19处可安装压力阀。

挤压单元，所述的挤压单元安装在所述的挤压筒16上，挤压单元控制所述的挤压筒16的直径变大或缩小。

所述的喷洒桶15的下端固定安装有锥形的切割刀27，所述的切割刀27上上下均布有多层刀片。所述的切割刀27设置为锥台形，多个所述的刀片沿所述的切割刀27的母线方向设置。

当挤压单元使得挤压筒16直径变大时，储药腔室内的压强增大，储药腔室内的药液从出药孔19挤出；当挤压单元使得挤压筒16直径变小时，取土单元进行取土；当取土单元相对于挤压筒16向下移动时，取土单元内不同深度的样土被置入到不同的接土腔内。

所述的支撑架1上固定安装有储药筒32。所述的储药筒32通过软管33与所述的喷药单元相连通。

所述的储药筒32通过软管33与所述的储药腔室连通，当储药腔室内的压强减小，储药筒32的药液经软管33被吸入到储药腔室内。

所述的挤压筒16上固定安装有多个轴线沿竖直方向设置的第一滑动块17。所述的第一滑动块17与所述的驱动单元固定连接；

所述的喷洒桶15的底部上圆周均布有多个与第一滑动块17一一对应的第二导向槽24，所述的第一滑动块17的下端滑动连接在对应的第二导向槽24上。

所述的取土单元包括：取样桶21，所述的取样桶21与所述的挤压筒16同轴且与所述的挤压筒16之间有间隔，所述的取样桶21竖直滑动连接在所述的挤压筒16内；

夹紧单元，所述的夹紧单元上下设置多组，每组夹紧单元均包括多个滑杆23，滑杆23与所述的第一滑动块17一一对应，所述的滑杆23沿所述的取样桶21的径向设置，所述的滑杆23与所述的取样桶21滑动连接，所述的滑杆23的内外两端分别位于所述的取样桶21的内外两侧，每个所述的滑杆23位于所述的取样桶21内的一端固定安装有弧形块22，所述的弧形块22与所述的取样桶21的侧壁之间均安装有弹簧，弹簧的一端固定在所述的弧形块22上，所述的弹簧的另一端固定安装在所述的取样桶21上；

所述的喷洒桶15的底部以及所述的切割刀27上均开设有竖直贯通的避让孔25，所述的避让孔25的直径大于所述的取样桶21的直径，所述的喷洒桶15的底部以及所述的切割刀27上均开设有多个与所述的第一滑动块17一一对应的避让槽26，所述的避让槽26与所述的避让孔25相通。

所述的驱动单元包括：支撑轴6，所述的支撑轴6上固定安装有固定块2，所述的固定块2通过支撑杆3固定安装在所述的支撑架1上。

滑块4，所述的滑块4滑动连接在所述的支撑轴6上，所述的滑块4位于所述的支撑轴6的下方，所述的支撑架1上设置有竖直的滑槽，所述的滑块4上固定安装有导向杆5，所述的导向杆5的末端滑动设置在所述的滑槽内。

第一弹簧7，所述的第一弹簧7套装在所述的固定块2与滑块4之间的支撑轴6上，所述的第一弹簧7的上端固定在所述的固定块2的底部，所述的第一弹簧7的下端固定在所述的滑块4的上部。

双向电动伸缩杆12，所述的双向电动伸缩杆12固定安装在所述的支撑架1上，所述的双向电动伸缩杆12的两个伸缩端均竖直设置，所述的双向电动伸缩杆12上位于下方的伸缩端上转动安装有一个竖直的第二竖杆14，所述的第二竖杆14的下端与所述的取样桶21固定连接。

所述的第二竖杆14上可设置转动把手（图中未示出）。转动把手亦可使用伺服电机代替。

当需要取土和喷药操作时，转动第二竖杆14，使得滑杆23转动到与避让槽26错开。这样，双向电动伸缩杆12通过第二竖杆14压动取样桶21向下移动时，避让槽26能带动喷洒桶15共同向下移动，使得第一滑动块17扎入到土壤内。需要注意的是，所述的第一滑动块17的弧度大于所述的滑杆23转动的角度，当滑杆23转动错开避让槽26之后，所述的第一滑动块17依然与所述的滑杆23接触。

当喷药完毕并且取土完毕之后，再次反向转动第二竖杆14，使得滑杆23与所述的避让槽26对应，双向电动伸缩杆12伸长带动所述的取样桶21向下移动，取样桶21内的滑杆23逐渐脱离避让槽26，后向外移动，松开样土，使得滑杆23内的样土依次离开滑杆23。

所述的挤压单元包括：连接块8，所述的连接块8固定安装在所述的滑块4的下端。

支撑盘11，所述的支撑盘11固定安装在所述的支撑架1上。所述的支撑盘11上开设有多个沿支撑盘11径向的第一导向槽10。每个所述的第一导向槽10上均滑动安装有一个安装座。每个所述的安装座上均铰接有一个连接杆9。所述的连接杆9的上端与所述的连接块8铰接。每个所述的安装座的下端均固定安装有一个竖直的伸缩杆13。所述的伸缩杆13的下端固定安装在所述的第一滑动块17上。

所述的支撑架1的下端可安装行走轮（图中未示出），方便本装置的移动。

本装置在使用之前，所述的储药筒32内充满药液。

所述的取样桶21位于所述的喷洒桶15内，所述的双向电动伸缩杆12的下方的伸缩端处于收缩状态，所述的双向电动伸缩杆12的上方的伸缩端处于伸长状态但并不是最长的状态，所述的双向电动伸缩杆12的上方的伸缩端伸缩到其位移的中间位置,第一弹簧7处于被压缩的状态，此时，所述的第一滑动块17处于其位移状态的中间位置，所述的挤压筒16的直径处于中间大小的状态，所述的储药腔室内充满药液。所述的滑杆23位于其位移的最外侧，但此时滑杆23的外端不与所述的第一滑动块17接触。

所述的第一电动伸缩杆28处于收缩状态，所述的第二电动伸缩杆29处于收缩状态。接料盘30处于远离喷洒桶15的状态。

同时，所述的滑杆23与避让槽26处于错开的状态。

本装置在使用时，将本装置移动到实验田内。启动所述的双向电动伸缩杆12的下端的伸缩杆，双向电动伸缩杆12经第二竖杆14向下推动取样桶21，由于此时所述的滑杆23与避让槽26错开。所以，双向电动伸缩杆12通过第二竖杆14压动取样桶21向下移动时，避让槽26能带动喷洒桶15共同向下移动，使得第一滑动块17扎入到土壤内。

在第一滑动块17扎入到土壤内是，位于滑杆23处的土壤会沿着滑杆23向上移动进入到滑杆23内。所述的弧形块22上安装的弹簧处可安装一个弹性保护套，使得弧形块22在土壤内能顺利移动。

当双向电动伸缩杆12的下端的伸缩杆移动到其位移的最下端后，启动所述的双向电动伸缩杆12上方的伸缩杆，双向电动伸缩杆12上方的伸缩杆收缩。双向电动伸缩杆12收缩带动连接块8向下移动。连接块8向下移动时，经连接杆9推动伸缩杆13沿第一导向槽10向远离支撑轴6轴线的方向移动。伸缩杆13会带动第一滑动块17沿第二导向槽24向外移动。

第一滑动块17向远离支撑轴6轴线的方向移动时，由于挤压筒16在圆周方向上具有弹性，所以，挤压筒16的直径逐渐变大，挤压筒16向外扩展。挤压筒16直径变大时，所述的储药腔室的体积逐渐变小，储药腔室内的药液被从出药孔19挤出喷入到土壤内。

当双向电动伸缩杆12上方的伸缩杆缩短到其位移的最短位置后，双向电动伸缩杆12上方的伸缩杆伸长，带动所述的连接块8向上移动。同理，连接块8向上移动时，经连接杆9带动第一滑动块17向靠近喷洒桶15的轴线的方向移动。挤压筒16的直径逐渐变小，储药腔室的体积逐渐增大，压强逐渐减小。所述的储药筒32内的药液经软管33被吸入到储药腔室内。

当双向电动伸缩杆12上方的伸缩杆伸长到中间位置之后，继续伸长，带动第一滑动块17继续向内移动，第一滑动块17与对应的滑杆23接触，推动滑杆23向靠近取样桶21轴线的方向移动，与此同时，所述的滑杆23带动弧形块22向相互靠近的方向移动，所述的弧形块22会挤压弧形块22之间的土壤，对同一层的弧形块22之间的土壤夹紧。

当完成上述动作之后，启动双向电动伸缩杆12下方的伸缩杆收缩，双向电动伸缩杆12带动喷洒桶15以及取样桶21整体向上移动移出土壤并位于土壤上方一定的高度。

随后，启动第二电动伸缩杆29伸长，使得接料盘30向下移动，当第二电动伸缩杆29向下伸长到其最长距离之后，所述的接料盘30距离支撑架1的高度大于取土单元移动到最下方时，取土单元最下端距离支撑架1的高度。随后第一电动伸缩杆28伸长使得接土单元移动到取土单元的正下方。

转动第二竖杆14，使得滑杆23与所述的避让槽26对应，双向电动伸缩杆12伸长带动所述的取样桶21向下移动，取样桶21内的滑杆23逐渐脱离避让槽26后向外移动，深度较深的样土到深度较浅的样土依次被弧形块22松开，使得弧形块22内的样土依次离开弧形块22。

与此同时电机转动，带动接土单元的不同的接土腔依次转动到取土单元的正下方，不同深度的样土被排放到不同的接土腔内，方便后续的检验操作，能够使得后续检验结果更加准确。

当完成上述动作之后，电机停止转动。启动第一电动伸缩杆28收缩，第一电动伸缩杆28缩短使得接土单元远离取土单元。启动第二电动伸缩杆29，第二电动伸缩杆29带动接料盘30向上移动进行复位。

再次反向转动第二竖杆14，使得滑杆23与所述的避让槽26错开。

启动双向电动伸缩杆12上方的伸缩杆，使其缩短到其位移的一半位置，即初始状态。需要注意的是，所述的出药孔19处安装有压力阀，上述操作并不会使得储药腔室内的药液喷出。

移动本装置，重复上述操作即可注药并且对不同位置进行取样。

当整个试验田均注完药之后，可进行翻地处理，使得所有的土壤与注药的土壤混合均匀。

通过上述步骤，每次进行喷药修复处理时，均能将前一次喷药处理完成之后整个试验田不同位置的样土进行取样处理。最后将多次喷药之后的样土就能进行对比分析，不会产生取样样本小或者取样位置不一致导致最后检测结果的问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。