一种便携式土壤采样器

技术领域

本发明涉及土壤取样技术领域，特别涉及一种便携式土壤采样器。

背景技术

土壤采样是指采集土壤样品的方法，包括采样的布设和取样技术。采剖面土样，应在剖面观察记载结束后进行，在采样前应先将剖面整修、清理，削去最表层的浮土，然后再按层次自上而下逐层从中心典型部位取样。

针对土壤采样衍生出众多的仪器，土壤采样器有许多种类。采集农地或荒地表层土壤样品，可用小型铁铲。研究土壤一般物理性质，如土壤容重、孔隙率和持水特性等，可利用环刀，最常用的采样工具是土钻。土钻分手工操作和机械操作两类。手工操作的土钻式样甚多，有采集浅层土样的矮柄土钻,采集供化学分析或不需原状土的物理分析用的土样时，用开口式土钻，采集不破坏土壤结构或形状的原状土样,用套筒式土钻。

现阶段使用的土壤采样装置效率虽然较高，但是由于采样土壤的装置太过于笨重，在一些狭小地区不够灵活，会大大降低操作人员的采样效率。

发明内容

针对现有技术不足，本发明解决的技术问题是提供一种便携式土壤采样器，解决土壤采样装置过于笨重，在狭小地区降低土壤采样效率的问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种便携式土壤采样器，包括内筒和外筒，在内筒内设置有推进装置，推进装置包括配重块，在配重块的下方连接有传输装置，传输装置包括有螺旋轴，在内筒外侧下部通过环形轴承连接有外筒，外筒包裹住内筒的下半部分，内筒和外筒的底部为通孔状。

本方案产生的有益效果是：

1、通过内筒和外筒通过环形轴承进行连接，使外筒能够单独进行转动，能欧驱使外筒钻入地下，不影响内筒的使用效果。

2、通过设置传输装置，能够将挖取出料的土样进行输送收集，避免内筒内形成密闭的条件，从而导致内筒内的土样堆积在内筒内部，进而堵塞住内筒。

3、设置内筒与外筒的为通孔状，能够在外筒钻入地下时，土样能够及时进入到内筒内部，形成外筒一边向地下移动，一遍将土样收集到内筒内的局面。

进一步，在配重块的顶部连接有连接杆，连接杆向外筒外侧延伸，在外筒的外侧上部通过螺栓连接有电机箱，在电机箱内固定放置有1号电机，连接杆向电机箱内延伸，与1号电机输出轴上的滑块相连接，1号电机为直线电机，在电机箱与内筒紧贴处开有一小段的滑动槽，1号电机能够带动连接杆和配重块在内筒内部上下移动一定的距离。

进一步，在配重块的中心处开有垂直贯穿的螺纹孔洞，在螺纹孔洞内放置有螺纹杆，在配重块的底端连接有弹簧柱，弹簧柱沿贯穿的螺纹孔左右对称，在弹簧柱的底端固定连接有推板，推板的左右两侧与内筒的侧壁焊接固定，推板的下方连接螺旋轴，在推板的上方设置有限位块，限位块通过螺栓与内筒的侧壁进行连接，由于配重块只能上下移动，放置在配重块中心的螺纹杆进行进行旋转，为后续的螺旋轴提供旋转的动力。

进一步，在推板的中心处开有中空的孔洞，在孔洞放置两块U型滑板，两块U型滑板相对放置，并通过螺栓与推板相连接，两块U型板拼接形成内部中空的筒状结构，两块U型板拼接形成内部空腔为滑动腔，同时在螺纹杆的端部连接有上环形板，上环形卡板放置卡紧在滑动腔内，上环形板可在滑动腔内旋转，由于滑动腔的存在，螺纹杆在滑动腔内旋转，辅助弹簧柱牵引推把进行移动。

进一步，在螺旋轴的顶部固定连接有下环形板，下环形板也卡紧放置在滑动腔内，下环形板与上环形板固定连接在一起，螺旋轴的顶端穿过下环形板向上环形板延伸，在螺旋轴的顶端连接有单向轴承，单向轴承放置在上环形板与下环形板之间，螺纹杆在旋转的同时，上环形板带动下环形板旋转，在单向轴承的作用下进行单向旋转，下环形板和螺旋轴进旋转，实现土样在传输腔内传输的过程，螺旋轴使用的类似于螺旋送料机，由于单向轴承的作用，螺旋轴不会进行倒转，配重块在向上移动时螺旋轴缓慢停止转动。

进一步，在螺旋轴的下部固定连接有破碎装置，破碎装置包括固定块、破碎刀和弹簧，破碎装置沿螺旋轴的旋转中心左右对称设置，固定块与螺旋轴焊接固定，同时在固定块的一侧放置有破碎刀，固定块与破碎刀之间通过弹簧相连接，在推板与破碎装置之间形成空腔，该空腔为传输腔，螺旋轴放置在传输腔内，由于传输腔内需要进入土样，为了增加进入传输腔内的土样，在螺旋轴不转动时，破碎刀在弹簧的作用下收紧，给进入传输腔的土样更多的空间，在土样进入到传输腔时，破碎刀在离心力的作用下弹出，对土样中的大块颗粒进行旋转破碎。

进一步，在传输腔的右侧开有贯穿外筒筒壁的排料管道，在排料管道的另一端连接储料箱，储料箱内设置有气泵，气泵通过抽吸，将内筒内部的土样抽吸到储料箱内，进行收集。

进一步，在内筒的外部设置有2号电机，2号电机沿内筒中心处左右对称设置，2号电机的机体通过螺栓与内筒的侧壁相互连接，在2号电机的输出轴上连接有齿轮，在外筒内部也设置有齿轮，两个齿轮相啮合，外筒与内筒接触部位形成空腔，空腔内便放置环形轴承，2号电机通过齿轮与外筒进行齿连接，2号电机驱动外筒进行旋转，由于环形轴承与内筒进行连接，外筒在旋转时，不会对内筒产生影响。

进一步，在2号电机的机体上通过螺栓连接有支撑装置，支撑装置包括气缸、支撑座和支架，支撑座放置于地面，在支撑座的顶端连接有气缸，气缸的输出轴向延伸，在气缸的顶端固定连接有支架，支架的侧面通过螺栓与2号电机的机体相连接，由于2号电机带动外筒进行旋转，在气缸的作用下，使外筒一边旋转一边向地下移动，对地下的土样进行收集。

附图说明

图1为发明示意图；

图2为本发明图1(A)区域示意图；

图3为本发明图1(B)区域示意图；

图4为本发明图1(C)区域示意图；

图5为本发明实施例二示意图。

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：

内筒1、螺纹杆1-1、上环形板1-2、U型板1-3、单向轴承1-4、下环形板1-5、螺旋轴1-6、固定块1-7、弹簧1-8、破碎刀1-9、外筒2、环形轴承2-1、2号电机2-2、齿轮2-3、支架2-4、配重块3、连接杆4、电机箱5、1号电机6、弹簧柱7、排料管道8、储料箱9、气泵10、气缸11、支撑座12、推板13、收纳腔14、传输腔15。

实施例基本如附图1所示：

一种便携式土壤采样器，包括内筒1和外筒2，内筒1和外筒2均为圆柱状，外筒2的直径略大于内筒1，外筒2通过环形轴承2-1连接在内筒1的外侧下部，外筒2高度为内筒1的1/2，外筒2和内筒1的底部为通孔状，在内筒1内部设置有推进装置，推进装置包括配重块3，配重块3为实心的圆柱状，在配种块的顶部通过螺栓连接有连接杆4，连接杆4向内筒1的侧壁外部延伸，同时在内筒1的外部右侧筒壁上通过螺栓连接有电机箱5，电机箱5内固定放置有1号电机6，1号电机6为直线电机，直线电机的滑块与连接杆4的端部相连接，同时电机箱5与外筒2壁接触部位开有一小段竖向的滑动槽，滑动槽未在附图中绘制出，1号电机6能带动连接杆4沿滑动槽上下移动，进而带动配重块3在内筒1内部上下滑动。

在配重块3的中心处开有垂直贯穿的螺纹孔，螺纹孔内放置有螺纹杆1-1，在螺纹杆1-1的左右两侧设置有弹簧柱7，弹簧柱7沿螺纹杆1-1左右对称设置，弹簧柱7的顶端与配重块3固定连接，同时在弹簧柱7的底端固定连接有推块，推板17的左右两侧与内筒1的侧壁焊接固定，在推板17的中心处开有贯穿的圆形孔，如附图2所示，孔洞内通过螺栓连接有两块U型板1-3，两块U型板1-3将推板17中心处围成一个圆柱形的滑动腔，在滑动腔内设置有上环形板1-2，上环形板1-2卡紧在滑动腔内，只能在滑动腔内旋转，在上环形板1-2的顶部与螺纹杆1-1的底端相固定连接；配重块3只能上下移动，由于滑动腔的存在，螺纹杆1-1在滑动腔内旋转。

如附图2所示，在滑动腔内部还设置有下环形板1-5，上环形板1-2和下环形板1-5之间固定连接为一体，下环形板1-5的中部贯穿有传输装置，传输装置包括螺旋轴1-6，螺旋轴1-6向内筒1底部延伸，螺旋轴1-6的顶部穿过下环形板1-5，下环形板1-5与上环形板1-2固定连接为一体，下连接板的顶端连接有单向轴承1-4，单向轴承1-4放置在上环形板1-2与下环形板1-5之间，下环形板1-5能够在与上环形板1-2在滑动腔内旋转；上环形板1-2在螺纹杆1-1的旋转动下，在滑动腔内旋转，并传递旋转力给下环形板1-5，进而带动螺旋轴1-6进行旋转，对土样进行传输，避免土样堆积在内筒1内部，螺旋轴1-6的运作原理以及方式与螺旋送料装置类似。

在螺旋轴1-6的底端设置有破碎装置，破碎装置包括固定块1-7、破碎刀1-9和弹簧1-8，破碎装置沿螺旋轴1-6的旋转中心左右对称设置，固定块1-7与螺旋轴1-6焊接固定，同时在固定块1-7的一侧放置有破碎刀1-9，固定块1-7与破碎刀1-9之间通过弹簧1-8相连接，旋转轴1-6在旋转时，在离心力的作用下，将破碎刀1-9弹出，对土样中的大块颗粒进行旋转破碎；在推板17与破碎装置之间形成有空腔，该空腔为传输腔15，螺旋轴1-6便放置在传输腔15内，由于传输腔15内需要进入土样，为了增加进入传输腔15内的土样，在螺旋轴1-6不转动时，破碎刀1-9在弹簧1-8的作用下收紧，给进入传输腔15的土样以更多的空间。

在传输腔15内开有贯穿内筒1侧壁的孔洞，孔洞连通排料管道8，排料管道8通过螺栓与内筒1进行连接，在排料管道8的另一端连接有储料箱9，储料箱9内设置有气泵10，气泵10能够将进入传输腔15的土样抽吸到储料箱9内。

如附图4所示，在内筒1和外筒2的连接处连接有环形轴承2-1，同时在外筒2和内筒1的连接处设置有2号电机2-2，2号电机2-2沿外筒2中部对称设置，2号电机2-2的机体通过螺栓与内筒1的外侧壁进行连接，同时2号电机2-2的输出轴处连接有齿轮2-3，在外筒内也设置有齿轮，两个齿轮相互啮合，齿轮2-3为可拆卸，2号电机2-2能够驱动外筒2围绕内筒1进行旋转。

在2号电机2-2机体的另一端通过螺栓连接有支撑装置，支撑装置包括支架2-4、气缸11和支撑座12，支撑座12放置于地面，在支撑座12的顶部固定连接有气缸11，气缸11的输出轴向上延伸，气缸11的额输出轴顶端固定连接有支架2-4，支架2-4通过螺栓与2号电机2-2的机体相连接；2号电机2-2在驱动外筒2进行旋转的同时，气缸11也驱动内筒1和外筒2进行升降，将外筒2和内筒1伸入地下，对土样进行采集。

具体实施过程如下：

一：在对坚硬地面的土进行取样时，将支撑装置放置于地面，启动气缸11，将外筒2与地面紧贴，启动2号电机2-2，2号电机2-2带动外筒2进行旋转，在气缸11的带动下，外筒2带动内筒1一边旋转一边向地下移动，当土样进入到内筒1内部时，土样进入到收纳腔14内启动1号电机6，1号电机6带动配重块3进行移动，同时螺纹杆1-1在滑动腔内旋转，将连接单向轴承1-4的螺旋轴1-6进行旋转，在离心力的作用下，破碎刀1-9甩出，对土样中的大颗粒土样进行破碎，经过破碎的土样进入到传输腔15内，与此同时，储料箱9内的气泵10启动，螺旋轴1-6带动土样进行移动，气泵10抽吸产生吸力，将土样抽吸到储料箱9内部，对土样进行存储。

二：在对松软土面的土样进行取样时，可以将支撑装置、排料管道8、连接杆4、电机箱5、1号电机6和2号电机2-2通过松动螺栓的方式取下，只保留内筒1、内筒1部件和外筒2，通过将外筒2举起，将外筒2砸向地面，当外筒2砸向地下时，土样会进入到内筒1内部的收纳腔14内，由于在砸向地面的同时，在内筒1内部的配重块3会在内筒1内部移动，配重块3会向下移动，螺纹杆1-1会在传输腔15内旋转，螺纹杆1-1在旋转的同时，带动上环形在滑动腔内旋转，上环形板1-2与单向轴承1-4紧贴并传递动力给下环形板1-5，同时带动螺旋轴1-6进行转动，对进入到收纳腔14的土样进行传输，由于土样中存在大块的土样，会阻塞内筒1，螺旋轴1-6在旋转时产生的离心力会将破碎片甩出，将土样进行破碎，传输腔15内的土样在螺旋轴1-6的带动下，从连接排料管道8的连接口排出，当需要地下指定位置的土样时，如仅仅需要一米二左右位置的土样时间，在一米二以上的土样会从排料孔排出，一米二指定位置的土样会留存在内筒1内部，只需要将内筒1提起，即可完成对地下指定距离的土样进行取样。为了增加螺旋轴1-6的动力，需要将外筒2多次砸向地面，同时需要配合配重块3的重量，以增加势能。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。