高原土壤分层采样器

技术领域

本申请涉及土壤采样技术领域，具体涉及高原土壤分层采样器。

背景技术

高原土壤指的大多是处于水平面较高地区的土壤，如青藏高原上的土壤，其上的土壤为草甸土，主要分布在青藏高原东部和东南部，在阿尔泰山、准噶尔盆地以西山地和天山山脉，该地区气候温凉而较湿润，土壤冻结期长，通气不良，因此土层较为坚硬。

在进行土壤检测时，需要对土壤进行分层采样，现有的土壤采样多采用人工使用铲子进行挖掘，由于冻结期的土壤较为坚硬，土层很难挖掘，采样时人力消耗过大，并且在挖掘时很容易使周围的杂物与挖掘层的土壤混合到一起，从而影响后续的分层检测分析结果，因此本发明提出一种更加节省人力且能够准确对土壤进行分层取样的高原土壤分层采样器。

发明内容

本申请的目的在于：为解决上述背景技术中的问题，本申请提供了高原土壤分层采样器。

本申请为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

高原土壤分层采样器，包括：

钻套柱筒，其顶部转动套设有用于弹性抵触钻套柱筒的弹簧伸缩筒；

延伸管，可拆卸连接在弹簧伸缩筒的顶部，所述延伸管上滑动套设有贯穿弹簧伸缩筒且用于插设在钻套柱筒内的出料抵杆；

中心探杆，包括活动插设在钻套柱筒内的钻杆，所述钻杆底部的两侧设置有弹性扩张刀片，所述钻杆的顶部固定连接有滑动贯穿钻套柱筒且活动贯穿弹簧伸缩筒的多边形转动柱，所述多边形转动柱的顶部可拆卸连接有多边形连接柱，所述多边形连接柱顶部可拆卸连接有转动把手；

辅助推拉组件，设置在地面上且其活动端沿竖直方向上下移动，所述辅助推拉组件的活动端可拆卸挂设在延伸管上。

进一步地，所述钻套柱筒包括底部为开口的筒体，所述筒体的开口端边缘构造有齿牙，所述筒体的开口端外侧构造有扩张环，所述扩张环的外径大于或等于弹簧伸缩筒的外径。

进一步地，所述筒体的开口端内侧构造有弧形凸环。

进一步地，所述弹簧伸缩筒包括活动套设在筒体上端的圆柱框，所述圆柱框内竖直滑动安装有转动套设在筒体顶部的滑动环，所述滑动环与圆柱框内顶部之间连接有支撑弹簧。

进一步地，所述圆柱框顶部构造有螺纹管套，所述延伸管包括螺纹连接在螺纹管套内的外螺纹管头，所述外螺纹管头的上端固定连通有中间管，所述中间管的顶部固定连接有内螺纹管头，所述中间管的外表面固定连接有两个相背设置的推拉把手。

进一步地，所述出料抵杆包括滑动套设在中间管上的锥形套，所述锥形套的底部沿圆周阵列连接有多个竖杆，所述圆柱框顶部与筒体顶部均构造有多个用于竖杆贯穿的活动孔。

进一步地，所述钻杆的外表面构造有两个相背设置的安装槽，所述弹性扩张刀片包括分别设置在两个安装槽内的弧形片，两个所述弧形片的相对侧底部均通过扭簧铰接在安装槽内底部的拐角处，所述弧形片的顶部构造有斜角刀刃。

进一步地，所述钻杆内构造有连通两个安装槽底端的填充槽，所述钻杆、多边形转动柱以及多边形连接柱内均沿其长度方向构造有相互连通的通气孔，所述填充槽内固定连接有与通气孔相连通且用于支撑两个弧形片底端相互远离的扩张气囊，所述多边形连接柱顶部可拆卸插设有用于密封通气孔的封堵块。

进一步地，所述多边形连接柱数量为多个，所述多边形转动柱与多边形连接柱之间以及多边形连接柱两两之间均通过转动连接件可拆卸连接，所述转动连接件包括构造在多边形转动柱和多边形连接柱顶部的插接柱，所述多边形连接柱底部构造有用于连接插接柱的插接孔，所述多边形转动柱与多边形连接柱的顶部均构造有分设在插接柱两侧的T型弧槽，所述多边形连接柱底部构造有分设在插接孔两侧的T型卡块，所述T型弧槽竖直向的开口长度大于T型卡块的整体长度。

进一步地，所述辅助推拉组件包括U型底板，所述U型底板上固定连接有竖框，所述竖框内转动安装有螺柱，所述螺柱的顶部固定连接有调节把手，所述竖框内竖直滑动安装有U型套板，所述U型套板的封口端固定连接有螺纹套设螺柱上的升降套，所述U型套板的开口端两侧均构造有用于连接推拉把手的挂板。

本申请的有益效果如下：

1、本申请利用中心探杆首先对需要采用的土层部位进行钻探，保障该部位土层没有大块硬物阻挡，然后利用钻套柱筒的转动配合弹簧伸缩筒弹性抵触，使钻套柱筒不断的转动包裹下方的土壤，以此来挖掘采用，有效的避免了外部杂物的进入，并且因钻套柱筒滑动套设在中心探杆上，可以使其保持竖直钻探，避免因倾斜而产生距离偏差，提高分层取样的准确性。

2、本申请利用辅助推拉组件可以实现对钻套柱筒向下推进，并利用中心探杆的转动来带动钻套柱筒对土层进行钻深，相较于使用土铲进行挖掘更为省力，节约劳力。

附图说明

图1是本申请立体结构图；

图2是本申请立体结构图半剖图；

图3是本申请局部立体结构爆炸图；

图4是本申请延伸管和出料抵杆立体结构图；

图5是本申请图4中立体结构半剖图；

图6是本申请中心探杆立体结构爆炸图；

图7是本申请钻杆立体结构半剖图；

图8是本申请图7中A处的放大图；

图9是本申请辅助推拉组件立体结构图；

附图标记：1、钻套柱筒；101、筒体；1011、弧形凸环；102、齿牙；103、扩张环；2、弹簧伸缩筒；201、圆柱框；2011、螺纹管套；202、滑动环；203、支撑弹簧；3、延伸管；301、外螺纹管头；302、中间管；303、内螺纹管头；304、推拉把手；4、出料抵杆；401、锥形套；402、竖杆；403、活动孔；5、中心探杆；501、钻杆；5011、安装槽；5012、填充槽；5013、通气孔；5014、扩张气囊；5015、封堵块；502、弹性扩张刀片；5021、弧形片；5022、扭簧；5023、斜角刀刃；503、多边形转动柱；504、多边形连接柱；505、转动把手；6、辅助推拉组件；601、U型底板；602、竖框；603、螺柱；604、调节把手；605、U型套板；606、升降套；607、挂板；7、转动连接件；701、插接柱；702、插接孔；703、T型弧槽；704、T型卡块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

如图1－图6所示，本申请实施例一提出的高原土壤分层采样器，包括：

钻套柱筒1，钻套柱筒1的底部构造有用于容纳土壤的空腔，其顶部转动套设有用于弹性抵触钻套柱筒1的弹簧伸缩筒2，弹簧伸缩筒2用于抵触钻套柱筒1并为其提供弹性推力；

延伸管3，可拆卸连接在弹簧伸缩筒2的顶部，延伸管3上滑动套设有贯穿弹簧伸缩筒2且用于插设在钻套柱筒1内的出料抵杆4，延伸管3主要用于对增加钻套柱筒1朝向地下可推进的距离，方便人员在地面上进行压持；

中心探杆5，包括活动插设在钻套柱筒1内的钻杆501，钻杆501底部的两侧设置有弹性扩张刀片502，弹性扩张刀片502常态下收缩在钻杆501内部，当钻杆501上提时可以使弹性扩张刀片502朝向钻杆501外侧张开，钻杆501的顶部固定连接有滑动贯穿钻套柱筒1且活动贯穿弹簧伸缩筒2的多边形转动柱503，多边形转动柱503与钻套柱筒1顶部为竖直滑动配合，当多边形转动柱503转动时可以带动钻套柱筒1同步进行转动，多边形转动柱503的顶部可拆卸连接有多边形连接柱504，多边形连接柱504主要用于增加中心探杆5的整体长度，以此来控制钻套柱筒1所能够钻探的深度，多边形连接柱504顶部可拆卸连接有转动把手505，用于方便人员手动转动中心探杆5，以便于带动钻套柱筒1朝向土层深处钻探取样，中心探杆5可以在进行钻深土层取样之前对土层进行钻探，以了解该部位土层内是否有大块硬物，避免钻取土壤时受到阻碍，并且在钻套柱筒1对土层进行钻探时，中心探杆5作为立柱可以保持钻套柱筒1始终沿其长度方向进行移动，以此来避免钻套柱筒1发生偏移，保障钻深的距离精确性；

辅助推拉组件6，设置在地面上且其活动端沿竖直方向上下移动，辅助推拉组件6的活动端可拆卸挂设在延伸管3上，用于辅助推动钻套柱筒1和弹簧伸缩筒2朝向土层内移动或朝向土层外拉动，节省人力；

综上所述，装置整体的操作步骤如下：首先需要将多边形连接柱504连接在多边形转动柱503上，以此来增加中心探杆5的整体长度，然后利用转动把手505来转动钻杆501使其朝向土层内钻探，直至钻杆501到达需要取样的土层后停止，该钻探期间钻套柱筒1并不受到向下的推力，因此不会朝向土层下方钻深，而后可以利用辅助推拉组件6推动延伸管3和弹簧伸缩筒2朝向地面移动，以此来为钻套柱筒1提高向下的推力，使其紧密抵触在地面上，然后再次转动中心探杆5可以通过多边形转动柱503来带动钻套柱筒1进行转动，同时推动力会使其逐步朝向土壤内部移动，钻套柱筒1底部的空间会将钻出的土块容纳在其中，当土块填充满之后可以向上拉动中心探杆5同时对其进行转动，使钻杆501底部的弹性扩张刀片502朝向外侧逐步弹开，转动可以使弹性扩张刀片502在弹开的同时对钻套柱筒1内钻出的凸块进行切割，从而方便将凸块与土层分离开来，再利用延伸管3的上提可以带动钻套柱筒1以及其内填充的土块一同沿中心探杆5向上移动，直至移出土层后再利用出料抵杆4将凸块退出，完成单次土层取样，重复以上操作可以实现分层取样操作，期间中心探杆5无需移出土层继续向下钻深即可，保障了钻套柱筒1每次钻深的竖直移动方向，确保了取样深度的精确性，并且整体操作相较于土铲人力挖掘较为坚硬的土层，更加节省劳力，也能够避免周围的杂物混合到钻取出的土块内，提高装置的便捷性和取样精确性。

如图2－图3所示，在实施例一中，钻套柱筒1包括底部为开口的筒体101，筒体101的开口端边缘构造有齿牙102，筒体101的开口端外侧构造有扩张环103，扩张环103的外径大于或等于弹簧伸缩筒2的外径，筒体101的底部齿牙102可以方便对土层进行转动切割，相较于使用土铲铲动地面更加省力，而扩张环103的设置主要用于扩张钻深所产生的深孔直径，方便弹簧伸缩筒2的进入。

如图2所示，在实施例一中，筒体101的开口端内侧构造有弧形凸环1011，弧形凸环1011的设置可以对进入筒体101内的凸块外表面进行挤压抵触，破坏其内部黏结结构，方便后续出料抵杆4将土块推出筒体101，也能够对弹性扩张刀片502切割后的土块底部进行承接，使土块能够随筒体101沿中心探杆5顺利上移，减少中途掉落的概率。

如图3所示，在实施例一中，弹簧伸缩筒2包括活动套设在筒体101上端的圆柱框201，圆柱框201内竖直滑动安装有转动套设在筒体101顶部的滑动环202，滑动环202与圆柱框201内顶部之间连接有支撑弹簧203，支撑弹簧203底部的滑动环202与筒体101之间为转动配合，因此当筒体101转动时并不会影响支撑弹簧203的伸缩功能，而支撑弹簧203采用刚性弹簧，当圆柱框201朝向筒体101移动时可以挤压支撑弹簧203产生压缩，从而为筒体101提供弹性推力，方便齿牙102紧密抵触土层进行转动切割，并且当遇到硬物时可以有效的缓冲硬性碰撞，更加方便进行切割操作，保障了钻探的顺利进行。

实施例二

如图3－图5所示，本实施例是在实施例一基础上进一步完善本申请，考虑到分层取样的深度不同，需要额外增加装置的长度，在实施例二中，圆柱框201顶部构造有螺纹管套2011，延伸管3包括螺纹连接在螺纹管套2011内的外螺纹管头301，外螺纹管头301的上端固定连通有中间管302，中间管302的顶部固定连接有内螺纹管头303，中间管302的外表面固定连接有两个相背设置的推拉把手304，延伸管3的数量为多个，并且内螺纹管头303的内螺纹孔与螺纹管套2011的螺纹孔相同，以此可以使多个延伸管3通过外螺纹管套2011和内螺纹管头303进行拼接操作，方便增加延伸管3的整体长度适应钻探深度，增加了装置的灵活性与适应性，需要说明的是中间管302的内孔直径大于或等于多边形转动柱503和多边形连接柱504的外切圆直径，方便多边形转动柱503和多边形连接柱504在其中顺利转动与上下移动。

实施例三

如图5所示，本实施例是在实施例二基础上进一步完善本申请，考虑到钻探操作后土块可能会与土层粘连无法分离，在实施例三中，出料抵杆4包括滑动套设在中间管302上的锥形套401，锥形套401的底部沿圆周阵列连接有多个竖杆402，圆柱框201顶部与筒体101顶部均构造有多个用于竖杆402贯穿的活动孔403，当钻套柱筒1完全脱离土层后，其内部的土块想要脱离出来，需要利用锥形套401的上下移动来带动竖杆402贯穿活动孔403并抵触在土块的顶部将其推出，以此来方便将土块脱离出来，增加装置的便捷性。

如图7－图8所示，在实施例三中，钻杆501的外表面构造有两个相背设置的安装槽5011，弹性扩张刀片502包括分别设置在两个安装槽5011内的弧形片5021，两个弧形片5021的相对侧底部均通过扭簧5022铰接在安装槽5011内底部的拐角处，扭簧5022始终对弧形片5021施加朝向安装槽5011外侧翻转的扭力，弧形片5021的顶部构造有斜角刀刃5023，需要说明的是，当弧形片5021翻转至安装槽5011内时其外壁与钻杆501的外壁相拼接，以此来方便钻杆501的钻深操作，而铰接点则处于弧形片5021中部靠下的部分，当弧形片5021翻转九十度后其底端侧面会抵触在安装槽5011的底部拐角处，从而实现限位作用，避免继续翻转，而对土块的切割操作原理为，钻杆501上的弹性扩张刀片502在钻探取样操作时始终低于钻套柱筒1的下方，当钻套柱筒1钻取土壤完毕后，可以上提钻杆501的同时进行转动，弧形片5021会通过扭簧5022的扭力朝向土块内部翻转，以此来呈倾斜状逐步切入到土块内部完成切割分离操作。

如图8所示，在实施例三中，钻杆501内构造有连通两个安装槽5011底端的填充槽5012，钻杆501、多边形转动柱503以及多边形连接柱504内均沿其长度方向构造有相互连通的通气孔5013，填充槽5012内固定连接有与通气孔5013相连通且用于支撑两个弧形片5021底端相互远离的扩张气囊5014，多边形连接柱504顶部可拆卸插设有用于密封通气孔5013的封堵块5015，封堵块5015用于避免气体泄漏，扩张气囊5014的设置主要用于充气填充填充槽5012，阻碍两个弧形片5021向外翻转，保障顺利的向下钻深与向上拉提操作，通气孔5013可以用于钻探操作期间对扩张气囊5014进行充气操作，方便对弧形片5021进行翻转限位，增加安全性。

实施例四

如图2和图6所示，本实施例是在实施例三基础上进一步完善本申请，考虑到钻探深度的不同需要使用到不同长度的中心探杆5，在实施例四中，多边形连接柱504数量为多个，多边形转动柱503与多边形连接柱504之间以及多边形连接柱504两两之间均通过转动连接件7可拆卸连接，转动连接件7包括构造在多边形转动柱503和多边形连接柱504顶部的插接柱701，多边形连接柱504底部构造有用于连接插接柱701的插接孔702，插接柱701与插接孔702的设置可以增加其间的接触面积，提高连接的稳固性与密封性，多边形转动柱503与多边形连接柱504的顶部均构造有分设在插接柱701两侧的T型弧槽703，多边形连接柱504底部构造有分设在插接孔702两侧的T型卡块704，T型弧槽703竖直向的开口长度大于T型卡块704的整体长度，该长度为T型卡块704的弧线长度小于T型弧槽703的上端开口长度，以此来方便T型卡块704脱离和插入T型弧槽703，而设置T型弧槽703可以使T型卡块704在不受到上下方向力的情况下进行转动，并在正反转动后都能与T型弧槽703进行卡接，避免轻易脱离，增加安全性。

实施例五

如图9所示，本实施例是在实施例四基础上进一步完善本申请，考虑到人为上下拉动装置钻探土层或脱离土层较为费力，在实施例三中，辅助推拉组件6包括U型底板601，U型底板601上固定连接有竖框602，竖框602内转动安装有螺柱603，螺柱603的顶部固定连接有调节把手604，竖框602内竖直滑动安装有U型套板605，U型套板605的封口端固定连接有螺纹套设螺柱603上的升降套606，U型套板605的开口端两侧均构造有用于连接推拉把手304的挂板607，U型底板601主要用于支撑在地面上，而U型套板605则用于套设在延伸管3上，方便挂板607与推拉把手304进行连接，而需要推拉延伸管3时，只需要转动调节把手604使螺柱603与升降套606发生螺纹配合即可，以此来将转动力转化为升降力，方便对延伸管3的推拉操作，节省人力，需要说明的是调节把手604可以连接电机，利用电机进行驱动转动，更加节省人力。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。