一种地质土壤调查用多点取样装置

技术领域

本发明涉及地质土壤调查技术领域，具体涉及一种地质土壤调查用多点取样装置。

背景技术

地质土壤调查是指对于某一地区的地质和土壤进行详细的调查和研究，以了解该地区的地质和土壤条件。其主要包括以下内容：1.地质环境调查：了解该地区的地质构造、地形、地貌、岩屑和土层、断层构造、岩性、矿产和地下水等情况；2.土壤环境调查：了解该地区的土壤类型、土层结构、土质、水文地质条件、土壤养分、土壤微生物、土壤pH值等情况；3.研究土地利用方式和生态环境现状；通过地质土壤调查，可以为该地区的开发利用提供科学依据，同时也有助于保护当地的生态环境；

在进行土壤取样时主流的操作方式时，在待取样区域选取多个采样点，在每个采样点处均挖出矩形的基坑，在基坑的四周分别选点取出散土样、土壤容重样、水稳定性大团聚样；

由于每个基坑旁需要取样的点数多，操作多为人工开挖，导致取样的厚度无法准确控制，后续需要称量-剥离-再称量，直至得到所需重量的土样，耗时较长，且在开挖的过程中，土壤吊入基坑，不同类型的土样易掺和，影响检测精度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种地质土壤调查用多点取样装置，解决了背景技术中提到的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种地质土壤调查用多点取样装置，包括主盒体，主盒体为顶部开口的长方体，主盒体的A侧面开设有块料槽口、B侧面开设有散料槽口，主盒体的C侧面中部顶端、D侧面中部顶端均设有放置环架，放置环架的内部均插入有小样筒，小样筒沿放置环架插入土中，以取得土壤容重样；

主盒体的内壁底部对称设有约束架，两组约束架之间水平滑动安装有移动架，移动架A侧与主盒体内壁之间围成块料接土腔，移动架B侧与主盒体内壁之间围成散料接土腔，块料接土腔的宽度大于散料接土腔的宽度，移动架活动连接铲土组件，铲土组件可绕着移动架水平转动，使铲土组件位于移动架的A侧或B侧；

取样装置包括以下操作步骤：

主盒体置于基坑内，将两个储样盒分别置于散料接土腔、块料接土腔内；

铲土组件转动至移动架的B侧，移动架沿约束架移动至B端，使铲土组件外伸于主盒体的B侧上方，以将散土料通过散料槽口铲出至散料接土腔；

铲土组件转动至移动架的A侧，移动架沿约束架移动至A端，使铲土组件外伸于主盒体的A侧上方，以将块状土料通过块料槽口铲出至块料接土腔。

进一步的，所述移动架包括第一侧板、第二侧板、横板，第一侧板、第二侧板镜像对称设于横板的两端，第一侧板、第二侧板的外壁底端均设有滑板，滑板滑动嵌入于约束架内；第二侧板的内壁顶端活动连接铲土组件；

所述第二侧板的内壁顶部设有支撑块，支撑块的内端设有转柱，转柱的侧壁固定有夹持架，夹持架的内部连接长度可调的活动柱，活动柱的外端垂直固定连接铲土组件。

进一步的，所述约束架的内部两端均滑动嵌入有挡块，挡块的外壁垂直设有尺板，尺板垂直滑动外伸于约束架的侧面，约束架的表面两端螺旋贯穿有锁紧螺柱，锁紧螺柱的底端抵触于尺板的表面。

进一步的，所述铲土组件包括外管体、内杆体、操作把手、铲板；外管体固定连接活动柱，外管体的内部竖向滑动安装有内杆体，内杆体的外壁固设有滑座，滑座滑动嵌入于外管体内，外管体的外壁顶部开设有上卡孔、外壁底部开设有下卡孔；内杆体的顶端设有操作把手、底端设有铲板；

内杆体收纳状态下，滑座与上卡孔卡合连接；内杆体下伸铲土状态下，滑座与下卡孔卡合连接。

进一步的，所述主盒体的底面中心处开设有钻土孔，钻土孔用以供样柱取出组件贯穿取样；主盒体的内壁对称设有自动切土组件，自动切土组件位于约束架的上方，自动切土组件的表面设有联动下压组件。

进一步的，所述取样装置还包括以下步骤：

联动下压组件的一端下压于小样筒的顶面、另一端插入于样柱取出组件内；

冲击机冲击样柱取出组件竖向下移，并在下移的同时，通过联动下压组件下压小样筒，使小样筒插入土中取样；

联动下压组件平移与样柱取出组件分离，冲击机继续冲击样柱取出组件穿过钻土孔并插入土中取样；

铲土组件初步竖向转动，使铲板抵触样柱取出组件的顶部，与此同时，中板体被样柱取出组件抵触转动与铲板分离；铲土组件继续竖向转动，以在杠杆作用下提起样柱取出组件。

进一步的，所述活动柱竖向转动连接夹持架，铲板的中部开设有外端开口的缺口，缺口内通过扭簧铰接有中板体。

进一步的，所述样柱取出组件包括第一半管、第二半管，第一半管、第二半管的顶端螺纹装配有上锁紧套筒，上锁紧套筒的左右侧对称设有把手，上锁紧套筒的顶端与冲击机装配；第一半管、第二半管的底端螺纹装配有下锁紧套筒；第一半管、第二半管的侧面均开设有定位孔，定位孔供联动下压组件的另一端插入。

进一步的，所述联动下压组件包括支撑管、支撑杆、套管、压板，支撑管的内部弹性伸缩嵌入有支撑杆，支撑杆的顶端固定有套管，套管的内部水平滑动贯穿有压板，压板的一端配合下压于小样筒上、另一端配合贯穿定位孔。

进一步的，所述自动切土组件包括收纳座、切板、第一齿轮、第二齿轮；收纳座设于主盒体的内壁，收纳座的内部开设有收纳槽，收纳槽内水平滑动嵌入有切板，主盒体的侧面开设有与切板配合的切槽，切板的底面啮合连接有第一齿轮，第一齿轮垂直啮合连接有第二齿轮，第二齿轮与齿板配合啮合；

移动架沿约束架平移，齿板带动自动切土组件动作，以分离小样筒底端的土层，便于向上取出小样筒。

本发明提供了一种地质土壤调查用多点取样装置。与现有技术相比，具备以下有益效果：

1、待基坑开挖完毕后，可将主盒体置于基坑内，从而可从内部支撑定型基坑，避免基坑坍塌；

2、将铲土组件滑动集成在主盒体内，其可先向B侧移动然后铲出散土料，散土料通过散土槽口进入散料接土腔，实现散土的采样；然后还可移动至A侧，通过铲土组件挖出块料，块料通过块料槽口进入块料接土腔，使得散土料、水稳定性大团聚样的采集更为简便，采样量能够精确把控，土样可直接进入对应腔室的盒子内；

3、小样筒能够沿着约束架向下插入于土中，实现土壤容重样的采集；

4、块料槽口、散料槽口以及约束架的设计，能够帮助采样人员快速确定采样点的位置，实现对一个基坑周边的多点采样。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出了本发明的一种地质土壤调查用多点取样装置结构示意图；

图2示出了本发明的移动架与铲土组件连接结构示意图；

图3示出了本发明的铲土组件截面结构示意图；

图4示出了本发明的铲土组件处于散料土取样状态结构示意图；

图5示出了图4的局部放大结构示意图；

图6示出了本发明的铲土组件处于水稳定性大团聚取样状态结构示意图；

图7示出了本发明的样柱取出组件初步定位状态结构示意图；

图8示出了本发明的联动下压组件、自动切土组件结构示意图；

图9示出了本发明的压板穿过第一半管、第二半管状态结构示意图；

图10示出了本发明的样柱取出组件取样状态俯视截面结构示意图；

图11示出了本发明的小样筒插入土层结构示意图；

图12示出了本发明的样柱取出组件插入土层、切刀伸出结构示意图；

图中所示：1、主盒体；11、块料槽口；12、散料槽口；13、约束架；131、挡块；1311、尺板；132、锁紧螺柱；14、放置环架；15、切槽；16、钻土孔；2、移动架；21、第一侧板；211、齿板；212、滑板；22、第二侧板；23、横板；24、支撑块；25、转柱；26、夹持架；27、活动柱；3、联动下压组件；31、支撑管；32、支撑杆；33、套管；34、压板；4、铲土组件；41、外管体；411、上卡孔；412、下卡孔；42、内杆体；421、滑座；43、操作把手；44、铲板；441、中板体；5、自动切土组件；51、收纳座；511、收纳槽；52、切板；53、第一齿轮；54、第二齿轮；6、样柱取出组件；61、第一半管；62、第二半管；63、上锁紧套筒；631、把手；64、下锁紧套筒；7、冲击机；8、小样筒。

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，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。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。

实施例

为解决背景技术中的技术问题，给出如下的一种地质土壤调查用多点取样装置：

结合图1-图12所示，本发明提供的一种地质土壤调查用多点取样装置，包括主盒体1，主盒体1为顶部开口的长方体，主盒体1的A侧面开设有块料槽口11、B侧面开设有散料槽口12，主盒体1的C侧面中部顶端、D侧面中部顶端均设有放置环架14，放置环架14的内部均插入有小样筒8，小样筒8沿放置环架14插入土中，以取得土壤容重样；

主盒体1的内壁底部对称设有约束架13，两组约束架13之间水平滑动安装有移动架2，移动架2A侧与主盒体1内壁之间围成块料接土腔，移动架2B侧与主盒体1内壁之间围成散料接土腔，移动架2活动连接铲土组件4，铲土组件4可绕着移动架2水平转动，使铲土组件4位于移动架2的A侧或B侧；

取样装置包括以下操作步骤：

铲土组件4转动至移动架2的B侧，移动架2沿约束架13移动至B端，使铲土组件4外伸于主盒体1的B侧上方，以将散土料通过散料槽口12铲出至散料接土腔；

铲土组件4转动至移动架2的A侧，移动架2沿约束架13移动至A端，使铲土组件4外伸于主盒体1的A侧上方，以将块状土料通过块料槽口11铲出至块料接土腔。

上述技术方案具体如下的技术效果：

1、待基坑开挖完毕后，可将主盒体1置于基坑内，从而可从内部支撑定型基坑，避免基坑坍塌；

2、将铲土组件4滑动集成在主盒体1内，其可先向B侧移动然后铲出散土料，散土料通过散土槽口进入散料接土腔，实现散土的采样；然后还可移动至A侧，通过铲土组件4挖出块料，块料通过块料槽口11进入块料接土腔，使得散土料、水稳定性大团聚样的采集更为简便，采样量能够精确把控，土样可直接进入对应腔室的盒子内；

3、小样筒8能够沿着约束架13向下插入于土中，实现土壤容重样的采集；

4、块料槽口11、散料槽口12以及约束架13的设计，能够帮助采样人员快速确定采样点的位置，实现对一个基坑周边的多点采样。

为使得移动架2能够带动铲土组件4沿约束架13左右移动，实现两种模式的切换，给出如下的方案：

所述移动架2包括第一侧板21、第二侧板22、横板23，第一侧板21、第二侧板22镜像对称设于横板23的两端，第一侧板21、第二侧板22的外壁底端均设有滑板212，滑板212滑动嵌入于约束架13内；第二侧板22的内壁顶端活动连接铲土组件4；所述第二侧板22的内壁顶部设有支撑块24，支撑块24的内端设有转柱25，转柱25的侧壁固定有夹持架26，夹持架26的内部连接长度可调的活动柱27，活动柱27的外端垂直固定连接铲土组件4。

约束架13能够对第一侧板21、第二侧板22进行滑动约束定位，转柱25的转动可使得铲土组件4能够转动至移动架2的A侧或B侧，实现两个位置铲土的切换；采用长度可调的活动柱27，能够改变铲土组件4的外伸距离，从而改变采样厚度。

在本实施例中，所述约束架13的内部两端均滑动嵌入有挡块131，挡块131的外壁垂直设有尺板1311，尺板1311垂直滑动外伸于约束架13的侧面，约束架13的表面两端螺旋贯穿有锁紧螺柱132，锁紧螺柱132的底端抵触于尺板1311的表面。

在约束架13的两侧设计可滑动的尺板1311，能够改变移动架2在AB端的停止位置，从而也可改变铲土组件4的外伸距离，与活动柱27配合更为精细、范围更广的改变采样厚度。

为使得铲土组件4实现上述取样动作的需要，所述铲土组件4包括外管体41、内杆体42、操作把手43、铲板44；外管体41固定连接活动柱27，外管体41的内部竖向滑动安装有内杆体42，内杆体42的外壁固设有滑座421，滑座421滑动嵌入于外管体41内，外管体41的外壁顶部开设有上卡孔411、外壁底部开设有下卡孔412；内杆体42的顶端设有操作把手43、底端设有铲板44；

内杆体42收纳状态下，滑座421与上卡孔411卡合连接；内杆体42下伸铲土状态下，滑座421与下卡孔412卡合连接。

内杆体42收纳时，铲板44接触在土层的表面，下伸状态时铲板44竖向插入土中，即可切出所需厚度的土样。

实施例

如图7-图12所示，在上述实施例的基础上，本实施例进一步给出如下内容：

在多点取样时，除了需要取出实施例一中的散土料、土壤容重样、水稳定性大团聚样，还需要取出深层土样柱，因此，在实施操作时，还需要使用样柱取出组件6，为将样柱取出组件6与实施例一的方案融合，本实施例给出如下的方案设计：

在本实施例中，所述主盒体1的底面中心处开设有钻土孔16，钻土孔16用以供样柱取出组件6贯穿取样；主盒体1的内壁对称设有自动切土组件5，自动切土组件5位于约束架13的上方，自动切土组件5的表面设有联动下压组件3。

所述取样装置还包括以下步骤：

联动下压组件3的一端下压于小样筒的顶面、另一端插入于样柱取出组件6内；

冲击机7冲击样柱取出组件6竖向下移，并在下移的同时，通过联动下压组件3下压小样筒，使小样筒插入土中取样；

联动下压组件3平移与样柱取出组件6分离，冲击机7继续冲击样柱取出组件6穿过钻土孔16并插入土中取样；

铲土组件4初步竖向转动，使铲板44抵触样柱取出组件6的顶部，与此同时，中板体441被样柱取出组件6抵触转动与铲板44分离；铲土组件4继续竖向转动，以在杠杆作用下提起样柱取出组件6。

在本实施例中，所述活动柱27竖向转动连接夹持架26，铲板44的中部开设有外端开口的缺口，缺口内通过扭簧铰接有中板体441。

联动下压组件3的另一端插入样柱取出组件6内，可同时起到如下效果：1、在联动下压组件3插入时，即可对样柱取出组件6进行初步定位，使得样柱取出组件6竖向稳定悬空置于主盒体1的中线处，无需人扶着，这样，操作人员只需使用冲击机7即可；2、在初步冲击时，冲击机7施加给样柱取出组件6的力可通过联动下压组件3传递至左右两个小样筒上，这样操作人员便无需再单独锤击小样筒，使样柱取出组件6初步锤入与小样筒的工作可同步进行，有效的提高了多点取样效率；

铲土组件4可先移动至样柱取出组件6的B侧，然后待样柱取出组件6锤入指定深度后，向上转动铲土组件4，铲板44抵触样柱取出组件6，即可在杠杆力的作用下，上提样柱取出组件6，使得样柱取出组件6的提出更为简便，无需单独使用辅助器械或用力上拔；提高深层土样柱的取样效率。

为使样柱取出组件6实现上述功能，给出如下的方案设计：所述样柱取出组件6包括第一半管61、第二半管62，第一半管61、第二半管62的顶端螺纹装配有上锁紧套筒63，上锁紧套筒63的左右侧对称设有把手631，上锁紧套筒63的顶端与冲击机7装配；第一半管61、第二半管62的底端螺纹装配有下锁紧套筒64；第一半管61、第二半管62的侧面均开设有定位孔，定位孔供联动下压组件3的另一端插入。

上述样柱取出组件6在组装时，将下锁紧套筒64旋装在第一半管61、第二半管62的底端，然后再将上锁紧套筒63旋装在第一半管61、第二半管62的顶端，这样在样柱取出组件6锤入土层中时，深层土样柱滞留在第一半管61、第二半管62内，待上提后，拆下上锁紧套筒63、下锁紧套筒64，分离第一半管61、第二半管62，即可取出所需的深层土样柱。

在本实施例中，所述活动柱27竖向转动连接夹持架26，铲板44的中部开设有外端开口的缺口，缺口内通过扭簧铰接有中板体441。

上述方案中，可竖向转动的活动柱27，即可使得铲土组件4可竖向转动，铲土组件4可先移动至样柱取出组件6的B侧，然后待样柱取出组件6锤入指定深度后，向上转动铲土组件4，铲板44抵触样柱取出组件6左右的把手，即可在杠杆力的作用下，上提样柱取出组件6，使得样柱取出组件6的提出更为简便，无需单独使用辅助器械或用力上拔；

设计扭簧连接中板体441，可使铲板44在竖向取土层时不受影响，而在需要拔出样柱取出组件6时，则可被第一管体、第二管体抵触转动，使得第一管体、第二管体进入缺口，而铲板44位于缺口两侧的部分刚好抵触把手。

在本实施例中，所述联动下压组件3包括支撑管31、支撑杆32、套管33、压板34，支撑管31的内部弹性伸缩嵌入有支撑杆32，支撑杆32的顶端固定有套管33，套管33的内部水平滑动贯穿有压板34，压板34的一端配合下压于小样筒上、另一端配合贯穿定位孔。

压板34在套管33内可左右移动，这样，即可使得压板34插入第一半管61或第二半管62内，通过压板34实现小样筒与样柱取出组件6的联动；支撑杆32在支撑管31内弹性伸缩，能够即可支撑压板34，又可向下收缩。

实施例

如图7-图12所示，在上述实施例的基础上，本实施例进一步给出如下内容：

小样筒在联动下压完毕后，此时留在小样筒内的土壤容重样与底部的土层仍然连接一体，传统的操作方式，由于没有主盒体1的止挡，工人会将铲子从基坑插入小样筒底部，从而分离出土壤容重样，然后操作人员上提小样筒即可取出土壤容重样；但实施例一、实施例二的设计有主盒体1止挡，因此，需要设计方案解决土壤容重样底端粘连的问题：

所述自动切土组件5包括收纳座51、切板52、第一齿轮53、第二齿轮54；收纳座51设于主盒体1的内壁，收纳座51的内部开设有收纳槽511，收纳槽511内水平滑动嵌入有切板52，主盒体1的侧面开设有与切板52配合的切槽15，切板52的底面啮合连接有第一齿轮53，第一齿轮53垂直啮合连接有第二齿轮54；第一侧板21的侧面设有与自动切土组件5啮合的齿板211；第二齿轮54与齿板211配合啮合；

移动架2沿约束架13平移，齿板211带动自动切土组件5动作，以分离小样筒底端的土层，便于向上取出小样筒。

上述方案中，在样柱取出组件6提出后，可移动移动架2，齿板211移动至第二齿轮54下方时，齿板211会带动第二齿轮54转动，进而带动第一齿轮53转动，第一齿轮53带动啮合的切板52平移，切板52在外伸时，会穿过切槽15然后插入至小样筒下方，自动分离出土壤容重样，如此，即可解决分离土壤容重样的问题，便于操作人员取出小样筒，并且整个过程操作简便。

地质土壤调查用多点取样装置的使用方法：

S1、开挖出合适尺寸的基坑，清理基坑内及周边的杂物；

S2、主盒体1置于基坑内，将两个储样盒分别置于散料接土腔、块料接土腔内；

S3、铲土组件4转动至移动架2的B侧，移动架2沿约束架13移动至B端，使铲土组件4外伸于主盒体1的B侧上方，以将散土料通过散料槽口12铲出至散料接土腔；

此步骤具体的为：待移动架2置于至约束架13的B端时，位于B端的挡柱止挡移动架2，铲板44位于土层的B端表面，操作人员通过操作把手43下压内杆体42，内杆体42向下滑动座，铲板44竖向插入土层中，切出所需厚度的土块通过散料槽口12进入散料接土腔内的储样盒内，操作人员将其弄散，即可得到所需的散土料；

S4、铲土组件4转动至移动架2的A侧，移动架2沿约束架13移动至A端，使铲土组件4外伸于主盒体1的A侧上方，以将块状土料通过块料槽口11铲出至块料接土腔；

此步骤具体的为：待移动架2置于至约束架13的A端时，位于A端的挡柱止挡移动架2，铲板44位于土层的A端表面，操作人员通过操作把手43下压内杆体42，内杆体42向下滑动座，铲板44竖向插入土层中，切出所需厚度的土块通过块料槽口11进入块料接土腔内的储样盒内，即可得到所需的水稳定性大团聚样；

S5、联动下压组件3的一端下压于小样筒的顶面、另一端插入于样柱取出组件6内；

此步骤具体的为：待散土料、水稳定性大团聚样取样完毕后，将移动架2移动至B侧，将联动下压组件3对准钻土孔16；移动套管33内的压板34，使压板34的内端穿过第一半管61或第二半管62的定位孔，同时，压板34的一端压在小样筒上，实现样柱取出组件6、压板34、小样筒的三者联动预定位，为下面步骤作准备；

S6、冲击机7冲击样柱取出组件6竖向下移，并在下移的同时，通过联动下压组件3下压小样筒，使小样筒插入土中取样；

此步骤具体的为：冲击机7下压样柱取出组件6，第一半管61、第二半管62下移时，即可通过压板34将下压力传递至左右的小样筒上，使小样筒插入土中；

S7、联动下压组件3平移与样柱取出组件6分离，冲击机7继续冲击样柱取出组件6穿过钻土孔16并插入土中取样；

此步骤具体的为：待小样筒插入完毕后，向外移动压板34，使得联动下压组件3与样柱取出组件6分离；这样冲击机7即可继续冲击样柱取出组件6，直至样柱取出组件6穿过钻土孔16钻入合适深度；

S8、铲土组件4初步竖向转动，使铲板44抵触样柱取出组件6的顶部，与此同时，中板体441被样柱取出组件6抵触转动与铲板44分离；铲土组件4继续竖向转动，以在杠杆作用下提起样柱取出组件6；

S9、移动架2沿约束架13平移，齿板211带动自动切土组件5动作，以分离小样筒底端的土层，便于向上取出小样筒。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上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精神和范围。