一种表层土壤采集装置

技术领域

本发明涉及浅层土壤采样领域，具体的说是一种表层土壤采集装置。

背景技术

土壤样品的采集是土壤科学研究、地质勘查领域的基础工作，为土壤样品理化性质的测定提供了物质基础，农业土壤中水分、养分的变化对农作物产量产生重要影响。近年来随着化肥的广泛使用，土壤中水分、养分结构发生了显著变化。因此对土壤进行勘探来研究土壤中水分、养分含量及其变化规律，对保障农作物生产具有十分重要的意义，但受制于深层取样技术和设备的制约，严重阻碍了深层土壤的研究。

但是，现在一般都是人工对泥土进行取样，十分的费力，给采集工作带来了麻烦，为此，提出一种环境检测用土壤采集装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种表层土壤采集装置，该采集装置结构合理，使用方便，大大地提高了土壤采集的成功率，对粘性较大或较小的土壤均能采集，适用范围广。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种表层土壤采集装置，其结构包括架体、支撑板、齿条、齿轮一、摇柄、采样组件、钻机和驱动机构，所述支撑板与架体一侧壁连接，所述支撑板的一侧设有与齿条滑动配合的轨道，所述齿轮一与齿条啮合，所述齿轮中心轴与设于架体外侧的摇柄连接，所述采集部件与钻机套置，采集部件的上端与齿条的下端连接，所述驱动机构控制钻机的转动。

进一步，所述采样组件一侧还设有起到密封采样管底部开口的密封机构。

进一步，所述采样组件包括盘体、固定座、连杆和采样管，所述盘体顶壁设有与齿条连接的固定座，所述连杆上端与盘体底壁活动连接，连杆的下端设有采样管，所述连杆和采样管均与钻机活动套置。

进一步，密封机构包括筒体、止锁件、滑杆、固定筒、弹簧和密封部件，所述筒体设于盘体顶壁，所述筒体外侧设有止锁件，所述固定筒设于采样管外侧壁，所述滑杆上端穿过盘体和筒体内腔后延伸至筒体上端外部，滑杆下端穿过固定筒延伸至固定筒下方，所述固定筒内设有弹簧，弹簧与滑杆套置，所述弹簧的一端与滑杆上的挡板抵靠，另一端与固定筒内腔顶壁抵靠，所述滑杆的下端设有与采样管滑动连接的密封部件。

进一步，所述密封部件包括滑动座、密封片、滑块和轴，所述滑动座一端通过轴与滑杆端部铰接，滑动座另一端设有尺寸大于采样管底部开口的密封片，所述密封片远离滑动座的一端设有与采样管侧壁滑槽配合的滑块。

进一步，所述滑杆下部设有T形支撑架，所述T形支撑架一端与滑杆滑动套置，另一端与采样管侧壁固连。

进一步，所述止锁件包括套筒、止锁杆、弹簧和挡环，所述套筒与筒体侧壁垂直连接，所述止锁杆在套筒内滑动连接，止锁杆的止锁端穿过筒体侧壁，所述套筒内设有弹簧，所述弹簧一端与套筒内腔侧壁抵靠，另一端与止锁杆上的挡环抵靠。

进一步，所述驱动机构包括电机、主动齿轮和从动齿轮，所述电机通过上端安装板与架体连接，所述主动齿轮与电机输出轴连接，电机控制主动齿轮的转动，所述从动齿轮与主动齿轮啮合，所述从动齿轮与钻机套置，从动齿轮的转动带动钻机的转动。

进一步，所述电机、主动齿轮和从动齿轮外部设有保护驱动机构的罩体，所述罩体与架体连接。

本发明的有益效果：

本发明的采集装置结构简单，便于操作，通过采集部件与钻机相配合采样，提高地表土壤采样成功率。对于粘性较大的土壤，可直接进行采集；对于粘性较小的土壤，可通过止锁件控制密封机构底端的密封片密封采样管后进行采集，适用性强。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本实新型内部结构原理图；

图3为图1另一角度的结构示意图；

图4为采集部件的结构示意图；

图5为密封机构打开状态示意图；

图6为密封部件的结构示意图；

图7为图5中局部放大图；

图8为止锁件的结构示意图。

图中：

1架体、2支撑板、21轨道、3齿条、4齿轮一、5采集部件、51采样组件、511盘体、512固定座、513连杆、514采样管、52密封机构、521筒体、522止锁件、5221套筒、5222止锁杆、5223弹簧、5224挡环，523滑杆、524固定筒、525弹簧、526密封部件、5261滑动座、5262密封片、5263滑块、5264轴、527挡板、528支撑架、6钻机、7驱动机构、71电机、72主动齿轮、73从动齿轮、8摇柄。

具体实施方式

参照说明书附图对本发明的一种表层土壤采集装置作以下详细说明。

如图1至图5所示，本发明的一种表层土壤采集装置，包括支撑整个装置的架体1、支撑板2、齿条3、齿轮一4、驱动齿轮一转动的摇柄8、采集样本的采样组件51、助于采样组件51顺利插入土壤中的钻机6和控制钻机转动的驱动机构7，所述支撑板2与架体1一侧壁垂直连接，所述支撑板2的一侧设有与齿条3滑动配合的轨道，齿条3沿轨道能上下运动，所述齿轮一4与齿条3啮合，所述齿轮中心轴与设于架体外侧的摇柄8连接，所述采样组件与钻机套置，采样组件的上端与齿条的下端连接，所述驱动机构7控制钻机6的转动。通过转动摇柄8，摇柄8带动齿轮一4转动，齿轮一4转动带动齿条3沿支撑板2上的轨道向上或向下运动，最终实现采样组件51的上升或下降。所述驱动机构7包括电机71、主动齿轮72和从动齿轮73，所述电机71通过上端安装板与架体连接，所述主动齿轮72与电机71输出轴连接，电机71控制主动齿轮72的转动，所述从动齿轮73与主动齿轮啮合，所述从动齿轮与钻机6套置，从动齿轮73的转动带动钻机6的转动。所述电机71、主动齿轮72和从动齿轮73外部设有保护驱动机构的罩体，所述罩体与架体连接。

如图4所示，所述采样组件51包括盘体511、固定座512、连杆513和采样管514，所述盘体511顶壁设有与齿条3连接的固定座512，固定座512与齿条3固定连接，齿条3的上下运动带动整个采样组件51及密封部件构成的采集部件5整体上下运动，使采样组件51在钻机6内腔滑动，所述连杆513内部为空腔，连杆513上端与盘体511底壁活动连接，所述连杆513的下端设有采样管514，所述连杆和采样管与钻机活动套置。连杆内腔与采样管内腔相通，便于采样完成后，采样管内样本的取出。

对于粘性较大的土壤可直接使用采样组件进行样本的采集。对于粘性较小的土壤，例如沙土、沙粒等松散土壤的采集，由于采集组件中的采样管底部开口，采样后容易泄漏，所以可在采样组件一侧设置能起到密封采样管底部开口的密封机构52。密封机构52包括筒体521、止锁件522、滑杆523、固定筒524、弹簧525和密封部件526，所述筒体521设于盘体511顶壁，所述筒体521外侧设有止锁件522，所述固定筒524设于采样管514外侧壁，所述滑杆523上端穿过盘体和筒体内腔后延伸至筒体上端外部，滑杆下端穿过固定筒延伸至固定筒下方，所述固定筒内设有弹簧525，弹簧525与滑杆523套置，所述弹簧525的一端与滑杆523上的挡板527抵靠，另一端与固定筒524内腔顶壁抵靠，所述滑杆523的下端设有与采样管514滑动连接的密封部件523。采样组件51和密封机构52构成采集部件5，采集部件5为整体随着齿条3的移动实现上下运动。

如图8所示，所述止锁件522包括套筒5221、止锁杆5222、弹簧5223和挡环5224，所述套筒5221与筒体521侧壁垂直连接，所述止锁杆5222在套筒5221内滑动连接，止锁杆5222的止锁端穿过筒体521侧壁，所述套筒5221内设有弹簧5223，所述弹簧5223一端与套筒52221内腔侧壁抵靠，另一端与止锁杆5222上的挡环抵靠。滑杆上设有限位孔，止锁杆的伸缩与限位孔配合，可限制滑杆的位置，实现密封部件打开时滑杆的止位。

如图5所示，密封机构52处于打开状态，随着滑杆523的向上运动，挡板挤压弹簧，弹簧收缩，滑杆下端的密封部件向上滑动，采样管514底端的开口打开，此时通过筒体外侧的止锁件522与滑杆523上的通孔配合，将滑杆进行定位，保证采样管514底部开口处于敞口状态，便于采集土壤。如图4所示，当采样完成后，拉动止锁件522，使止锁件522与滑杆523分离，滑杆523在弹簧伸张力的作用下，快速向下运动，滑杆523向下运动的同时带动密封部件526沿采样管底部滑动，最终将采样管底部开口遮挡密封，起到密封采样管底部开口的作用，密封机构的使用主要适用采集松散的土壤，防止采集到采样管内的土壤泄漏。

如图6所示，所述密封部件526包括滑动座5261、密封片5262、滑块5263和轴5264，所述滑动座5261一端通过轴5264与滑杆523端部铰接，所述滑动座5261另一端设有尺寸大于采样管底部开口的密封片5262，保证密封片对采样管底部开口能完全密封，提高密封性。所述密封片5262远离滑动座的一端设有与采样管514侧壁滑槽配合的滑块5263。密封片通过滑块与采样管滑动连接，从而实现密封采样管514底部开口的功能。密封片厚度为0.5cm，既减小了弹簧触发后的摩擦力，又保证了密封刀片克服土壤阻力而密封采样管。

为了增加滑杆运动的稳定性，在所述滑杆下部设有T形支撑架528，所述T形支撑架528一端与滑杆523滑动套置，另一端与采样管514侧壁固连。支撑架514主要起到限制及支撑滑杆的作用，保证滑杆上下运动的稳定性和垂直度，使密封部件能顺利的沿采样管底部滑动，实现密封的作用。

控制钻机的驱动电机可设置三个档位，一档最大，依次减小。驱动电机带动主动齿轮72和从动齿轮73及钻机6转动，然后通过摇动摇柄8触发齿轮一4转动，齿轮一4转动的同时带动齿条3沿支撑板2侧壁的轨道做直线运动。通过齿条3垂直运动带动采集部件5向下运动，同时采样人员按压架体1顶部使钻机6在转动的同时和采集部件5一起向下运动，钻机6的作用主要是起到助于采集管轻松插入土壤以及切割土壤的作用。采样完成后，关于驱动电机，钻机6停止转动，如果是采集粘性较小的土壤时，此时通过拉动止锁件522控制滑杆底端的密封部件动作，将采样管514底部的开口密封，防止采样管514内的样品泄漏。然后摇动摇柄8触发齿轮一4反向转动，与齿轮一4啮合的齿条3向上运动，同时带动采集部件5向上运动，采样部件与钻机分离后，可将采样管内的土壤取出。

本发明结构简单，便于操作，地表土壤采样成功率高。对于粘性较大的土壤，可直接进行采集；对于粘性较小的土壤，例如沙土沙粒，可通过密封机构密封采样管后进行采集，适用性强。

以上所述，只是用图解说明本发明的一些原理，本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。