一种土壤分层取样装置

技术领域

本发明属于土壤检测技术领域，具体涉及到一种土壤分层取样装置。

背景技术

为了合理利用土壤资源、保护环境、促进农业可持续发展，常常需要对土壤进行检测，用以评估土壤的肥力、环境、酸碱度，通过土壤检测结果，可以针对不同土壤的类型和特点，制定相应的土壤改良和施肥方案，有助于提高土壤结构、增加有机质含量，促进土壤生物活动，从而改善土壤质量和农作物产量，而土壤分层取样是一种常用的土壤调查方法，用于了解土壤在不同深度上的性质和组成。

在土壤分层取样时，首先要确定采样点，根据需要，选择代表性的采样点，通常根据土地利用类型、地形、植被类型等因素进行选择，之后划定采样层次，然后通过土壤取样钻机进行取样，现有的土壤取样钻机是将取样钻头固定在转轴上，通过电机驱动转轴旋转，之后通过操作人员的下压插入土中进行取样，每次取样都需要将钻头拔出后将土壤收集起来再进行下次采样，对于需要多次采样的分层取样来说，这样不但耗费时间，同时使操作人员需要反复下压，较为耗费体力，而长时间的采样容易使靠前的土壤样品受到环境影响，导致土壤检测结果的准确性受到影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种土壤分层取样装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种土壤分层取样装置，包括开锁器和车板，所述车板的上表面固定连接有钻头驱动机构，所述车板的下表面转动连接有旋转架，所述车板的两端均固定连接有把手，所述车板的两侧均转动连接有一对车轮，所述车板的两侧均固定连接有支撑板，所述支撑板上贯穿螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的上端固定连接有手轮，所述螺纹杆的下端固定连接有锥头，所述车板的上表面开设有第一通孔，所述车板的上表面开设有第二通孔，所述车板的上表面固定连接有固定托架，所述旋转架上设置有若干取样钻头，所述车板的一端固定连接有支撑架，所述支撑架内固定连接有蓄电池；

通过上述技术方案，钻头驱动机构可以带动取样钻头升降转动，进行取样，旋转架可以将取样钻头固定并以此转动到主轴下方进行取样，而取样钻头可以对土壤进行取样，同时可以打开，方便将土壤样本取出，通过支撑架内的蓄电池进行供电，通过固定托架使主轴更加稳定，通过手轮带动螺纹杆转动下降，将锥头插入土中，提高整体稳定性，通过车轮和把手方便将整体移动到预定位置。

所述取样钻头包括连接头，所述连接头上开设有若干异形槽，所述连接头的上表面呈圆角设置，所述连接头的下端固定连接有连接座，所述连接座远离连接头的一端转动连接有一对侧壳，一对所述侧壳上均开设有第四凹槽，其中一所述第四凹槽内固定连接有第一固定柱，另一第四凹槽内固定连接有第二固定柱，所述第一固定柱上转动连接有锁定片，所述锁定片远离第一固定柱的一端固定连接有拨动杆，所述锁定片和第二固定柱相互卡合配合。

通过上述技术方案，可以将通过拨动杆将锁定片抬起，使两侧的侧壳可以向两侧打开，方便将土壤样本取出，通过异形槽的设置可以使取样钻头固定在固定环上，并在固定头插入时脱离固定环。

进一步的，所述开锁器包括主体，所述主体的上表面固定连接有吊环，所述主体的四周均开设有第一凹槽，所述第一凹槽内固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧远离第一凹槽的一端固定连接有第一弹子，所述第一弹子的上下两侧均呈倾斜设置。

通过上述技术方案，可以将主体插入连接头内，通过第一弹子抵住第二弹子，同时将主体下压，使第二弹子缩回第二凹槽内，方便将取样钻头从固定环上取下。

进一步的，所述旋转架包括固定在车板上表面的第一电机，所述第一电机的输出端固定连接有转轴，所述转轴的四周固定连接有若干连接臂，若干所述连接臂远离转轴的一端固定连接有固定环，所述固定环内侧开设有若干第二凹槽，所述第二凹槽内均固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧远离第二凹槽的一端固定连接有第二弹子，所述第二弹子的上下两侧均呈倾斜设置。

通过上述技术方案，可以通过第一电机带动转轴转动，转轴带动连接臂转动，连接臂带动固定环转动，使取样钻头转动到主轴下方，方便主轴连接取样钻头。

进一步的，所述钻头驱动机构包括固定在车板上表面的固定架，所述固定架远离车板的一端固定连接有固定板，所述固定板的上表面固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端固定连接有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆上螺纹连接有丝缸，所述丝缸外固定连接有连接块，所述固定架上开设有滑道，所述连接块贯穿滑动连接滑道，所述固定板的上表面固定连接有无线接收器。

通过上述技术方案，可以通过第二电机带动滚珠丝杆转动，滚珠丝杆通过丝缸带动连接块沿滑道上下移动，连接块带动升降板上下移动，从而使主轴可以上下移动，进行取样。

进一步的，所述滚珠丝杆远离第二电机的一端与车板转动连接，所述连接块的一端固定连接有升降板，所述固定架的一侧固定连接有一对滑轨，一对所述滑轨上均滑动连接有滑块，所述滑块与升降板固定连接，所述升降板远离滑块的一侧固定连接有第三电机，所述滑轨的上端固定连接有上限位块，所述滑轨的下端固定连接有下限位块。

通过上述技术方案，可以通过第三电机带动主轴转动，升降板在滑轨和滑块的配合下竖直下降，使主轴的升降竖直，避免倾斜导致主轴断裂。

进一步的，所述第三电机的输出端固定连接有主轴，所述主轴贯穿转动连接固定托架，所述主轴远离第三电机的一端固定连接有固定头，所述固定头的四周开设有若干第三凹槽，若干所述第三凹槽内固定连接有第三弹簧，所述第三弹簧远离第三凹槽的一端固定连接有第三弹子，所述第三弹子上下两侧均呈倾斜设置。

通过上述技术方案，可以通过主轴带动固定头转动，固定头通过第三弹子插入异形槽内带动取样钻头转动进行取样。

进一步的，所述连接座内开设有空腔，所述空腔内固定连接有无线发射器，所述空腔内固定连接有锂电池，所述锂电池与无线发射器通过电线电性连接，所述连接座的下端固定连接有第四弹簧，所述第四弹簧远离连接座的一端固定连接有移动板，所述连接座的下端固定连接有静触点，所述移动板的上表面固定连接有动触点，所述锂电池与动触点通过电线电性连接，所述无线发射器和静触点通过电线电性连接。

通过上述技术方案，可以通过锯齿将土壤割开，当土壤填满取样钻头时，移动板上升，使动触点与静触点接触，回路通电，使无线发射器发出信号给无线接收器，使无线接收器控制第二电机与第三电机反转，将取样钻头提升。

进一步的，所述侧壳远离连接座的一端固定连接有锯齿，所述异形槽的外侧呈倾斜设置，所述异形槽的底部呈水平设置，所述异形槽的内侧呈倾斜设置，所述把手上设置有若干防滑纹。

通过上述技术方案，可以使第一弹子、第二弹子、第三弹子在倾斜面的设置下退回凹槽内，进行解锁，而通过防滑纹可以避免把手打滑，使把手的握持更加稳定。

本发明的有益效果如下：（1）本发明通过在车板上安装钻头驱动板，通过第二电机带动滚珠丝杆转动，滚珠丝杆与丝缸相互配合，使连接块沿滑道上下移动，连接块带动升降板沿滑轨上下移动，从而驱动第三电机上下移动，第三电机通过主轴带动固定头转动，固定头与连接头相互卡合，使固定头带动取样钻头转动，从而使取样钻头一边旋转一边下降进行取样，当土壤填满取样钻头时，移动板上升，使动触点与静触点接触，回路通电，使无线发射器发出信号给无线接收器，使无线接收器控制第二电机与第三电机反转，将取样钻头提升，从而无需人工下压，大大降低了工作人员的劳动强度；（2）本发明通过在车板下安装旋转架，通过第一电机驱动转轴转动，转轴通过连接臂带动固定环转动，固定环通过与连接头相互卡合配合，可以带动多个取样钻头转动，从而在取样钻头下降取样后上升时卡住取样钻头，并在取样钻头和固定头脱离后将下一个取样钻头移动到固定头下方，方便进行下一次的取样，而取样完成取样钻头可以通过开锁器，从旋转架上卸下，方便打开进行样本保存，将钻土取样与样本保存的步骤分开，使其可以同时进行，大大降低了取样所需的时间，能有效避免样本受到影响；（3）本发明通过设置取样钻头，通过连接头上异形槽的设置，使第二弹子可以卡在异形槽下部，将取样钻头固定在旋转架上，而当固定头边旋转边下降通过连接头的圆角引导下插入连接头时，第三弹子抵住第二弹子并在主轴的向下推动下，第二弹子在异形槽的倾斜面引导下退回第二凹槽，使第三弹子卡住异形槽，将取样钻头固定在主轴上，在完成取样时，取样钻头边旋转边上升插入固定环时，第二弹子抵住第三弹子，使第三弹子在主轴继续上升与异形槽斜面的作用下退回第三凹槽，使固定头脱离连接头，通过开锁器可以将取样钻头从固定环上取下，而通过拨动杆将锁定片向上拨动，使锁定片脱离第二固定柱即可将侧壳向两侧打开，方便将内部的土壤取出。

附图说明

图1是本发明一种土壤分层取样装置的整体结构图；

图2是图1的B处放大图；

图3是本发明一种土壤分层取样装置的仰视图；

图4是本发明一种土壤分层取样装置的立体图；

图5是本发明一种土壤分层取样装置的开锁器立体图；

图6是本发明一种土壤分层取样装置的开锁器剖视图；

图7是本发明一种土壤分层取样装置的旋转架立体图；

图8是本发明一种土壤分层取样装置的取样钻立体图；

图9是图8的C处放大图；

图10是本发明一种土壤分层取样装置的旋转架侧视图；

图11是图10的A处剖视图；

图12是图11的D处放大图；

图13是图11的E处放大图；

图14是本发明一种土壤分层取样装置的取样钻内部结构图；

图15是本发明一种土壤分层取样装置的取样钻打开结构示意图；

图16是本发明一种土壤分层取样装置的传动轴结构图；

图17是本发明一种土壤分层取样装置的旋转架俯视图。

附图标记：1、开锁器；101、主体；102、吊环；103、第一凹槽；104、第一弹簧；105、第一弹子；2、车板；3、旋转架；301、第一电机；302、转轴；303、连接臂；304、固定环；305、第二凹槽；306、第二弹簧；307、第二弹子；4、钻头驱动机构；401、固定架；402、固定板；403、滑道；404、滑轨；405、滑块；406、升降板；407、连接块；408、丝缸；409、滚珠丝杆；410、第二电机；411、下限位块；412、上限位块；413、无线接收器；414、第三电机；415、主轴；416、固定头；417、第三凹槽；418、第三弹簧；419、第三弹子；5、取样钻头；501、连接头；502、异形槽；503、连接座；504、侧壳；505、锯齿；506、空腔；507、无线发射器；508、锂电池；509、静触点；510、移动板；511、动触点；512、第四弹簧；513、第四凹槽；514、第一固定柱；515、第二固定柱；516、锁定片；517、拨动杆；6、把手；7、车轮；8、支撑板；9、螺纹杆；10、手轮；11、锥头；12、固定托架；13、支撑架；14、蓄电池；15、第一通孔；16、第二通孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图3和图4所示，本实施例的一种土壤分层取样装置包括开锁器1和车板2，车板2的上表面固定连接有钻头驱动机构4，车板2的下表面转动连接有旋转架3，车板2的两端均固定连接有把手6，车板2的两侧均转动连接有一对车轮7，车板2的两侧均固定连接有支撑板8，支撑板8上贯穿螺纹连接有螺纹杆9，螺纹杆9的上端固定连接有手轮10，螺纹杆9的下端固定连接有锥头11，车板2的上表面开设有第一通孔15，车板2的上表面开设有第二通孔16，车板2的上表面固定连接有固定托架12，旋转架3上设置有若干取样钻头5，车板2的一端固定连接有支撑架13，支撑架13内固定连接有蓄电池14，把手6上设置有若干防滑纹，钻头驱动机构4可以带动取样钻头5升降转动，旋转架3可以固定取样钻头5并将取样钻头5移动到预定位置，通过把手6和车轮7可以带动整体移动到预定位置，之后转动手轮10，手轮10带动螺纹杆9转动，螺纹杆9与支撑板8配合，使螺纹杆9下降，将锥头11插入土中，完成对整体的固定。

如图2-图4、图7、图12、图16所示，钻头驱动机构4包括固定在车板2上表面的固定架401，固定架401远离车板2的一端固定连接有固定板402，固定板402的上表面固定连接有第二电机410，第二电机410的输出端固定连接有滚珠丝杆409，滚珠丝杆409上螺纹连接有丝缸408，丝缸408外固定连接有连接块407，固定架401上开设有滑道403，连接块407贯穿滑动连接滑道403，固定板402的上表面固定连接有无线接收器413，第二电机410带动滚珠丝杆409转动，滚珠丝杆409与丝缸408相互配合，使连接块407沿滑道403向下移动，连接块407带动升降板406沿滑轨404向下移动。

滚珠丝杆409远离第二电机410的一端与车板2转动连接，连接块407的一端固定连接有升降板406，固定架401的一侧固定连接有一对滑轨404，一对滑轨404上均滑动连接有滑块405，滑块405与升降板406固定连接，升降板406远离滑块405的一侧固定连接有第三电机414，滑轨404的上端固定连接有上限位块412，滑轨404的下端固定连接有下限位块411，通过滑轨404与滑块405相互配合，可以使主轴415的升降保持竖直状态，避免倾斜导致主轴415断裂。

第三电机414的输出端固定连接有主轴415，主轴415贯穿转动连接固定托架12，主轴415远离第三电机414的一端固定连接有固定头416，固定头416的四周开设有若干第三凹槽417，若干第三凹槽417内固定连接有第三弹簧418，第三弹簧418远离第三凹槽417的一端固定连接有第三弹子419，第三弹子419上下两侧均呈倾斜设置，第三电机414带动主轴415转动，主轴415带动固定头416转动，通过第三弹簧418可以使第三弹子419在插入异形槽502后卡在异形槽502的底部，从而使固定头416可以带动取样钻头5转动升降。

如图1、图7、图12和图17所示，旋转架3包括固定在车板2上表面的第一电机301，第一电机301的输出端固定连接有转轴302，转轴302的四周固定连接有若干连接臂303，若干连接臂303远离转轴302的一端固定连接有固定环304，固定环304内侧开设有若干第二凹槽305，第二凹槽305内均固定连接有第二弹簧306，第二弹簧306远离第二凹槽305的一端固定连接有第二弹子307，第二弹子307的上下两侧均呈倾斜设置，第一电机301带动转轴302转动，转轴302通过连接臂303带动固定环304转动，使下一个取样钻头5移动到第一通孔15下方，方便进行再次取样，固定环304内的第二弹簧306可以推动第二弹子307插入异形槽502，使第二弹子307卡在异形槽502的底端，从而使固定环304可以将取样钻头5固定。

如图5和图6所示，开锁器1包括主体101，主体101的上表面固定连接有吊环102，主体101的四周均开设有第一凹槽103，第一凹槽103内固定连接有第一弹簧104，第一弹簧104远离第一凹槽103的一端固定连接有第一弹子105，第一弹子105的上下两侧均呈倾斜设置，开锁器1插入第二通孔16处的取样钻头5时，通过第一弹子105抵住第二弹子307，并通过下压使第二弹子307沿斜面推入第二凹槽305内，可以将取样钻头5取下。

如图8-图11、图14-图15所示，取样钻头5包括连接头501，连接头501上开设有若干异形槽502，连接头501的上表面呈圆角设置，连接头501的下端固定连接有连接座503，连接座503远离连接头501的一端转动连接有一对侧壳504，一对侧壳504上均开设有第四凹槽513，其中一第四凹槽513内固定连接有第一固定柱514，另一第四凹槽513内固定连接有第二固定柱515，第一固定柱514上转动连接有锁定片516，锁定片516远离第一固定柱514的一端固定连接有拨动杆517，锁定片516和第二固定柱515相互卡合配合，通过拨动杆517将锁定片516上移，使锁定片516脱离第二固定柱515，可以使两侧的侧壳504打开，方便将土壤样本取出。

连接座503内开设有空腔506，空腔506内固定连接有无线发射器507，空腔506内固定连接有锂电池508，锂电池508与无线发射器507通过电线电性连接，连接座503的下端固定连接有第四弹簧512，第四弹簧512远离连接座503的一端固定连接有移动板510，连接座503的下端固定连接有静触点509，移动板510的上表面固定连接有动触点511，锂电池508与动触点511通过电线电性连接，无线发射器507和静触点509通过电线电性连接，侧壳504远离连接座503的一端固定连接有锯齿505，异形槽502的外侧呈倾斜设置，异形槽502的底部呈水平设置，异形槽502的内侧呈倾斜设置，通过锯齿505的作用钻入土中进行取样，当土壤填满取样钻头5时，土壤挤压移动板510，移动板510上升，带动动触点511与静触点509接触，从而使锂电池508与无线发射器507之间的回路接通，使无线发射器507给无线接收器413发出信号。

本实施例的工作原理如下，通过把手6将车板2拖动至预定位置，之后转动手轮10，使螺纹杆9与支撑板8相互配合带动锥头11下降插入土中，将整体固定，之后启动第二电机410和第三电机414，第三电机414带动主轴415转动，主轴415带动固定头416转动，第二电机410带动滚珠丝杆409转动，滚珠丝杆409与丝缸408相互配合，使连接块407沿滑道403向下移动，连接块407带动升降板406沿滑轨404向下移动，从而使固定头416边缓慢旋转边下降，从而可以对准连接头501并插入，使固定头416上的第三弹子419在第三弹簧418的推动下抵住第二弹子307，固定头416继续下降的压力下，第二弹子307沿异形槽502的斜面退回第二凹槽305内，使取样钻头5脱离固定环304，而第三弹子419插入异形槽502的底部，从而使固定头416带动取样钻头5边下降边转动，通过锯齿505的作用钻入土中进行取样，当土壤填满取样钻头5时，土壤挤压移动板510，移动板510上升，带动动触点511与静触点509接触，从而使锂电池508与无线发射器507之间的回路接通，使无线发射器507给无线接收器413发出信号，而无线接收器413接收到信号后，使第二电机410与第三电机414反转，将取样钻头5提升，当到达固定环304时，连接头501插入固定环304，使第二弹子307沿异形槽502移动到异形槽502的底部，并抵住第三弹子419，在主轴415继续抬升的作用下，第三弹子419沿异形槽502的倾斜面退回第三凹槽417内，使固定头416脱离连接头501，之后通过第一电机301带动转轴302转动，使下一个取样钻头5移动到第一通孔15下方，方便进行再次取样，而通过开锁器1插入第二通孔16处的取样钻头5时，通过第一弹子105抵住第二弹子307，并通过下压使第二弹子307沿斜面推入第二凹槽305内，可以将取样钻头5取下，之后通过拨动杆517将锁定片516上移，使锁定片516脱离第二固定柱515，可以使两侧的侧壳504打开，方便将土壤样本取出。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。