多点位土壤采样车

技术领域

本发明涉及土壤采样设备的技术领域，尤其是涉及一种多点位土壤采样车。

背景技术

在土壤监测技术领域，当需要对大范围的土壤进行多点位土况采样分析时，现有常见方式主要是通过技术人员实地勘察采样，但是这种采样方式采样效率很低，会耗费大量的人力物力。

为缓解这个问题，提高采样效率，降低人力成本，目前，还会使用到土壤采样车进行土壤采样，但是现有技术中，应用土壤采样车对土壤进行采样时，就是简单的定点挖取一定量的土壤带回，但是采样车本身不能对不同点位的土壤进行区分，如要区分完全依赖于采样人员手动分类，采样过程仍然不够简单同样存在采样效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多点位土壤采样车，以缓解现有技术中应用土壤采样车对土壤进行采样过程中，无法对多点土壤进行快速区分从而采样效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种多点位土壤采样车，该多点位土壤采样车包括车底板、样筒预备台、采样刀、采样筒以及采样刀驱动装置；

所述车底板上设有纵向贯通所述车底板的采样孔；

所述样筒预备台通过预备台转动机构水平转动安装于所述车底板的上表面，且在所述样筒预备台上设有至少两个样筒固定通孔，所述样筒固定通孔的直径小于或等于所述车底板的采样孔的直径；所述至少两个样筒固定通孔在围绕所述样筒预备台相对所述车底板水平转动的中心点的圆周方向上两两间隔分布，所述预备台转动机构能够驱动所述样筒预备台转动，以使任一所述样筒固定通孔与所述车底板上的采样孔重合；

各个所述样筒固定通孔的内部分别过盈配合有采样筒，所述采样筒的底部设有采样口，所述采样筒的顶部设有顶部长孔；

所述采样刀包括纵向刀杆、刀片以及限位件，所述刀片和所述限位件均连接于所述纵向刀杆，且所述限位件位于所述刀片上方；所述刀片的长度小于所述采样筒的顶部长孔的长度且大于所述采样筒的顶部长孔的宽度，所述刀片配置成在所述纵向刀杆处于第一转动角度的情况下能够通过所述采样筒的顶部长孔，以及在所述纵向刀杆处于第二转动角度的情况下不能通过所述采样筒的顶部长孔，所述限位件配置成始终不能通过所述采样筒的顶部长孔；

所述采样刀驱动装置包括升降驱动机构和旋转驱动机构，所述升降驱动机构连接于所述样筒预备台或所述车底板，所述旋转驱动机构通过横向连接杆连接于所述升降驱动机构，所述纵向刀杆连接于所述旋转驱动机构；以位于与所述车底板上的采样孔重合的样筒固定通孔内部的采样筒为工作筒，所述升降驱动机构能够带动所述横向连接杆升降，从而带动所述旋转驱动机构升降，进而带动所述纵向刀杆升降，以使所述纵向刀杆上的刀片向下或向上通过所述工作筒的顶部长孔；所述旋转驱动机构能够驱动所述纵向刀杆转动，以带动所述刀片转动。

本实施例提供的多点位土壤采样车的使用方式如下：

按照上述结构，当需要对大范围区域内的多点位土壤进行采样时，将采样车开到要采样的位置，利用采样刀驱动装置中的升降驱动机构向上抬起纵向刀杆上的刀片，在样筒预备台的各个样筒固定通孔内过盈配合挤压上采样筒，通过预备台转动机构相对车底板水平转动样筒预备台，使任一样筒固定通孔与车底板上的采样孔重合；以位于与车底板上的采样孔重合的样筒固定通孔内部的采样筒为工作筒，操作采样刀驱动装置中的旋转驱动机构驱动纵向刀杆转动，以带动刀片转动至刀片的长度方向与工作筒的顶部长孔的长度方向一致，即，纵向刀杆转动至第一转动角度处，利用升降驱动机构带动横向连接杆下降，从而带动旋转驱动机构下降，进而带动纵向刀杆下降，刀片通过采样筒的顶部长孔进入到工作筒的内部，而由于限位件配置成始终不能通过采样筒的顶部长孔，从而，当升降驱动机构带动纵向刀杆下降至限位件顶在工作筒的顶壁时，纵向刀杆不能再进入采样筒内，此时，操作采样刀驱动装置中的旋转驱动机构驱动纵向刀杆转动，以带动刀片转动至刀片的长度方向与工作筒的顶部长孔的长度方向不一致，即，纵向刀杆转动至第二转动角度处，升降驱动机构作用在纵向刀杆的力可通过限位件向下压工作筒，并使工作筒渐渐脱离样筒预备台的样筒固定通孔，进一步脱离车底板上的采样孔，而刀片的长度方向与工作筒的顶部长孔的长度方向不一致，从而，工作筒将挂在刀片顶部不掉落，直至工作筒的底部采样口与土壤接触，这时，启动采样刀驱动装置中的旋转驱动机构驱动纵向刀杆转动，升降驱动机构继续下压工作筒，即可对此地土壤进行采样；采样完毕后，操作旋转驱动机构停止转动，操作升降驱动机构上提工作筒，使工作筒上提到原来位置，然后反向转动旋转驱动机构，配合升降驱动机构，将刀片向上退出工作筒，即完成此地的土壤采样工作；这时，将采样车开到另一采样地点，通过预备台转动机构相对车底板水平转动样筒预备台，使另一样筒固定通孔与车底板上的采样孔重合，重复上述步骤，即可对另一采样地点的土壤进行采样。

本实施例提供的多点位土壤采样车可对多个点位的土壤进行采样，且采得的样品分装于各自的采样筒内，只需提前对各个采样筒进行标号即可自动分类，不会混淆，既替代了手工取样又替代了手工分类，从而大大提高了土壤采样效率。

在本实施例的一些可选实施方式中，所述升降驱动机构包括滚珠丝杠副和丝杠旋转驱动部，所述滚珠丝杠副包括丝杠和套装于所述丝杠的螺母，所述丝杠竖直设置，且所述丝杠的底部转动安装于所述样筒预备台上相对所述车底板水平转动的中心点，所述丝杠旋转驱动部连接于所述丝杠的顶端，所述横向连接杆的一端固定于所述螺母，所述旋转驱动机构固定于所述横向连接杆，所述丝杠旋转驱动部能够驱动所述丝杠转动，从而驱动所述螺母升降，进而带动所述横向连接杆升降。

进一步可选地，所述丝杠旋转驱动部采用电机。

可选地，所述采样刀驱动装置还包括纵向导向机构；

所述纵向导向机构包括导向横杆、纵向滑道和滑块；

所述纵向滑道连接于所述多点位土壤采样车的内侧壁，或者，所述车底板顶部连接有侧板，所述纵向滑道连接于所述侧板；

所述滑块滑动连接于所述纵向滑道，所述导向横杆的一端固定连接于所述螺母，所述导向横杆的另一端固定连接于所述滑块。

在本实施例的一些可选实施方式中，所述旋转驱动机构包括电机，所述横向连接杆远离所述升降驱动机构的一端设有安装平台，所述电机安装于所述安装平台顶部，所述纵向刀杆穿过所述安装平台，且所述纵向刀杆的顶端与所述电机的输出端连接。

在本实施例的一些可选实施方式中，所述多点位土壤采样车还包括样筒摆放台；

所述样筒摆放台通过摆放台转动机构水平转动安装于所述车底板的上表面，且所述样筒摆放台位于所述样筒预备台的一侧；所述横向连接杆包括伸缩杆和伸缩杆驱动部，所述伸缩杆驱动部连接于所述升降驱动机构，所述伸缩杆的一端连接于所述伸缩杆驱动部，所述旋转驱动机构连接于所述伸缩杆的另一端；

所述伸缩杆驱动部能够驱动所述伸缩杆伸缩，以将所述纵向刀杆伸出于或缩回于所述样筒摆放台的上方。

进一步可选地，所述样筒摆放台的上表面设有与所述采样筒的底部尺寸相匹配的凹槽或沉头孔，所述凹槽或沉头孔用于摆放并固定所述采样筒的底部。

在本实施例的一些可选实施方式中，所述多点位土壤采样车还包括设于所述车底板上表面的样筒摆放台；

所述样筒摆放台包括水平传送带和传送带驱动机构，所述传送带位于所述样筒预备台的一侧，所述传送带驱动机构能够驱动所述水平传送带转动以将所述水平传送带上的物体向前传送；

所述横向连接杆包括伸缩杆和伸缩杆驱动部，所述伸缩杆驱动部连接于所述升降驱动机构，所述伸缩杆的一端连接于所述伸缩杆驱动部，所述旋转驱动机构连接于所述伸缩杆的另一端；

所述伸缩杆驱动部能够驱动所述伸缩杆伸缩，以将所述纵向刀杆伸出于或缩回于所述水平传送带的上方。

在本实施例的一些可选实施方式中，所述刀片包括多个沿水平方向延伸的长条形子刀片；

多个所述长条形子刀片设置于所述纵向刀杆的外圆周面上相互面对的两侧面上，且位于一侧面的所述长条形子刀片与位于另一侧面的所述长条形子刀片两两相互交错分布，多个所述长条形子刀片两两相互平行；

所述长条形子刀片呈薄片状或螺旋状。

在本实施例的一些可选实施方式中，所述刀片呈自所述纵向刀杆的一端向另一端蛇形螺旋盘绕的螺旋片状结构，且所述刀片整体在所述车底板上的投影呈椭圆形。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的多点位土壤采样车的一种可选结构示意图；

图2为图1的局部结构放大图；

图3为本发明实施例提供的多点位土壤采样车的第二种可选结构示意图；

图4为图3的局部结构放大图；

图5为图1-图4中采样刀与工作筒配合状态下的俯视图；

图6为本发明实施例提供的多点位土壤采样车的第三种可选结构示意图；

图7为图6的局部结构放大图；

图8为图6和图7中采样刀与工作筒配合状态下的俯视图；

图9为本发明实施例提供的多点位土壤采样车中样筒预备台的俯视图。

图标：1-车底板；11-侧板；2-样筒预备台；20-中心点；21-样筒固定通孔；3-采样刀；31-纵向刀杆；32-刀片；320-刀片孔；33-限位件；4-采样筒；41-顶部长孔；5-升降驱动机构；51-丝杠；52-螺母；53-丝杠旋转驱动部；6-横向连接杆；61-伸缩杆；62-伸缩杆驱动部；71-电机；72-安装平台；81-导向横杆；82-纵向滑道；9-样筒摆放台。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例提供一种多点位土壤采样车，参照图1至图9，该多点位土壤采样车包括车底板1、样筒预备台2、采样刀3、采样筒4以及采样刀驱动装置。

具体地，车底板1上设有纵向贯通车底板1的采样孔；样筒预备台2通过预备台转动机构水平转动安装于车底板1的上表面，且如图9所示，在样筒预备台2上设有至少两个样筒固定通孔21，样筒固定通孔21的直径小于或等于车底板1的采样孔的直径；这些样筒固定通孔21在围绕样筒预备台2相对车底板1水平转动的中心点20的圆周方向上两两间隔分布，预备台转动机构能够驱动样筒预备台2转动，以使任一样筒固定通孔21与车底板1上的采样孔重合，该预备台转动机构包括但不限于在车底板1底部设电机或旋转气缸或其他转动驱动部，旋转轴穿过车底板1，且旋转轴一端连接于该转动驱动部的输出端、另一端与样筒预备台2连接的结构，转动驱动部驱动旋转轴带动样筒预备台2相对车底板1转动。各个样筒固定通孔21的内部分别过盈配合有采样筒4，采样筒4的底部设有采样口，采样筒4的顶部设有顶部长孔41。

如图1至图8所示，采样刀3包括纵向刀杆31、刀片32以及限位件33，刀片32和限位件33均连接于纵向刀杆31，且限位件33位于刀片32上方；刀片32的长度小于采样筒4的顶部长孔41的长度且大于采样筒4的顶部长孔41的宽度，刀片32配置成在纵向刀杆31处于第一转动角度的情况下能够通过采样筒4的顶部长孔41，以及在纵向刀杆31处于第二转动角度的情况下不能通过采样筒4的顶部长孔41，限位件33配置成始终不能通过采样筒4的顶部长孔41，该限位件33的形状不做具体限制，但是优先采用易于加工制造的圆柱状结构。

采样刀驱动装置包括升降驱动机构5和旋转驱动机构，升降驱动机构5连接于样筒预备台2或车底板1，旋转驱动机构通过横向连接杆6连接于升降驱动机构5，纵向刀杆31连接于旋转驱动机构；以位于与车底板1上的采样孔重合的样筒固定通孔21内部的采样筒4为工作筒，升降驱动机构5能够带动横向连接杆6升降，从而带动旋转驱动机构升降，进而带动纵向刀杆31升降，以使纵向刀杆31上的刀片32向下或向上通过工作筒的顶部长孔41；旋转驱动机构能够驱动纵向刀杆31转动，以带动刀片32转动。

本实施例提供的多点位土壤采样车的使用方式如下：

按照上述结构，当需要对大范围区域内的多点位土壤进行采样时，将采样车开到要采样的位置，利用采样刀驱动装置中的升降驱动机构5向上抬起纵向刀杆31上的刀片32，在样筒预备台2的各个样筒固定通孔21内过盈配合挤压上采样筒4，通过预备台转动机构相对车底板1水平转动样筒预备台2，使任一样筒固定通孔21与车底板1上的采样孔重合；以位于与车底板1上的采样孔重合的样筒固定通孔21内部的采样筒4为工作筒，操作采样刀驱动装置中的旋转驱动机构驱动纵向刀杆31转动，以带动刀片32转动至刀片32的长度方向与工作筒的顶部长孔41的长度方向一致，即，纵向刀杆31转动至第一转动角度处，利用升降驱动机构5带动横向连接杆6下降，从而带动旋转驱动机构下降，进而带动纵向刀杆31下降，刀片32通过采样筒4的顶部长孔41进入到工作筒的内部，而由于限位件33配置成始终不能通过采样筒4的顶部长孔41，从而，当升降驱动机构5带动纵向刀杆31下降至限位件33顶在工作筒的顶壁时，纵向刀杆31不能再进入采样筒4内，此时，操作采样刀驱动装置中的旋转驱动机构驱动纵向刀杆31转动，以带动刀片32转动至刀片32的长度方向与工作筒的顶部长孔41的长度方向不一致，即，纵向刀杆31转动至第二转动角度处，升降驱动机构5作用在纵向刀杆31的力可通过限位件33向下压工作筒，并使工作筒渐渐脱离样筒预备台2的样筒固定通孔21，进一步脱离车底板1上的采样孔，而刀片32的长度方向与工作筒的顶部长孔41的长度方向不一致，从而，工作筒将挂在刀片32顶部不掉落，直至工作筒的底部采样口与土壤接触，这时，启动采样刀驱动装置中的旋转驱动机构驱动纵向刀杆31转动，升降驱动机构5继续下压工作筒，即可对此地土壤进行采样；采样完毕后，操作旋转驱动机构停止转动，操作升降驱动机构5上提工作筒，使工作筒上提到原来位置，然后反向转动旋转驱动机构，配合升降驱动机构5，将刀片32向上退出工作筒，即完成此地的土壤采样工作；这时，将采样车开到另一采样地点，通过预备台转动机构相对车底板1水平转动样筒预备台2，使另一样筒固定通孔21与车底板1上的采样孔重合，重复上述步骤，即可对另一采样地点的土壤进行采样。

本实施例提供的多点位土壤采样车可对多个点位的土壤进行采样，且采得的样品分装于各自的采样筒4内，只需提前对各个采样筒进行标号即可自动分类，不会混淆，既替代了手工取样又替代了手工分类，从而大大提高了土壤采样效率。

在本实施例的一些可选实施方式中，较为优选地，上述的升降驱动机构5包括滚珠丝杠副和丝杠旋转驱动部53，该滚珠丝杠副包括丝杠51和套装于丝杠51的螺母52，丝杠51竖直设置，且丝杠51的底部转动安装于样筒预备台2上相对车底板1水平转动的中心点20，丝杠旋转驱动部53连接于丝杠51的顶端，横向连接杆6的一端固定于螺母52，旋转驱动机构固定于横向连接杆6，丝杠旋转驱动部53能够驱动丝杠51转动，从而驱动螺母52升降，进而带动横向连接杆6升降，进一步带动旋转驱动机构和纵向刀杆31升降。

进一步可选地，上述丝杠旋转驱动部53可采用电机71或旋转气缸等结构。

可选且较为优选地，如图1、图3和图6所示，上述采样刀驱动装置还包括纵向导向机构；该纵向导向机构包括导向横杆81、纵向滑道82和滑块(图中未示出)；纵向滑道82连接于多点位土壤采样车的内侧壁，或者，参照图1、图3和图6，车底板1顶部连接有侧板11，纵向滑道82连接于侧板11；滑块滑动连接于纵向滑道82，导向横杆81的一端固定连接于螺母52，导向横杆81的另一端固定连接于滑块，通过设置该纵向导向机构，可提高纵向刀杆31的升降稳定性。

继续参照图1、图3和图6，在本实施例的一些可选实施方式中，较佳地，上述采样刀驱动装置中的旋转驱动机构包括电机71，横向连接杆6远离升降驱动机构5的一端设有安装平台72，电机71安装于安装平台72顶部，纵向刀杆31穿过安装平台72，且纵向刀杆31的顶端与电机71的输出端连接。

继续参照图1、图3和图6，在本实施例的一些可选实施方式中，较佳地，该多点位土壤采样车还包括样筒摆放台9，该样筒摆放台9通过摆放台转动机构水平转动安装于车底板1的上表面，且样筒摆放台9位于样筒预备台2的一侧；该摆放台转动机构包括但不限于在车底板1底部设电机或旋转气缸或其他转动驱动部，旋转轴穿过车底板1，且旋转轴一端连接于该转动驱动部的输出端、另一端与样筒摆放台9连接的结构，转动驱动部驱动旋转轴带动样筒摆放台9相对车底板1转动。横向连接杆6包括伸缩杆61和伸缩杆驱动部62，伸缩杆驱动部62连接于升降驱动机构5，例如但是不限于，连接于上述的滚珠丝杠副中的螺母52，伸缩杆61的一端连接于伸缩杆驱动部62，采样刀驱动装置中的旋转驱动机构连接于伸缩杆61的另一端；伸缩杆驱动部62可选但不限于电机或伸缩气缸等，其能够驱动伸缩杆61伸缩，以将纵向刀杆31伸出于或缩回于样筒摆放台9的上方。一次采样结束后，可在刀片32退出工作筒内部之前，通过伸缩杆驱动部62将工作筒推到样筒摆放台9上，然后再通过采样刀驱动装置中的旋转驱动机构，配合升降驱动机构5将刀片32退出工作筒，操作摆放台转动机构使样筒摆放台9转动，以为下次转移工作筒腾出筒位。通过以上设置，大大增加了土壤可采集的点位数。其中，在以上较佳的实施方式中，进一步优选地，可在上述样筒摆放台9的上表面设与采样筒4的底部尺寸相匹配的凹槽或沉头孔，该凹槽或沉头孔用于摆放并固定采样筒4的底部，以避免采样筒4歪倒。

或者，在本实施例的其他可选实施方式中，该多点位土壤采样车还包括设于车底板1上表面的样筒摆放台9；该样筒摆放台9包括水平传送带和传送带驱动机构，传送带位于样筒预备台2的一侧，传送带驱动机构能够驱动水平传送带转动以将水平传送带上的物体向前传送；横向连接杆6包括伸缩杆61和伸缩杆驱动部62，伸缩杆驱动部62连接于升降驱动机构5，伸缩杆61的一端连接于伸缩杆驱动部62，旋转驱动机构连接于伸缩杆61的另一端；伸缩杆驱动部62能够驱动伸缩杆61伸缩，以将纵向刀杆31伸出于或缩回于水平传送带的上方。

最后，对本实施例提供的多点位土壤采样车的上述刀片32的具体结构做出说明，该刀片32的具体结构有多种，只要满足前述的“刀片32的长度小于采样筒4的顶部长孔41的长度且大于采样筒4的顶部长孔41的宽度，刀片32配置成在纵向刀杆31处于第一转动角度的情况下能够通过采样筒4的顶部长孔41，以及在纵向刀杆31处于第二转动角度的情况下不能通过采样筒4的顶部长孔41”即可，例如但不限于，如图1至图5所示，刀片32包括多个沿水平方向延伸的长条形子刀片32；多个长条形子刀片32设置于纵向刀杆31的外圆周面上相互面对的两侧面上，且位于一侧面的长条形子刀片32与位于另一侧面的长条形子刀片32两两相互交错分布，多个长条形子刀片32两两相互平行；其中，该长条形子刀片32可如图1和图2所示呈薄片状，或者，如图3和图4所示呈螺旋状。在本实施例的一些较优实施方式中，刀片32则如图6至图8所示，呈自纵向刀杆31的一端向另一端蛇形螺旋盘绕的螺旋片状结构，且刀片32整体在车底板1上的投影呈椭圆形，且在刀片32的每层结构上均设刀片孔320，此类结构作为优选结构是因为其向下旋入土壤和向上旋出土壤的过程中不会对土壤的土层结构造成破坏，获得的土壤可供对土壤结构进行研究使用，适用性更强。

最后应说明的是：本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可；本说明书中的以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。