一种实地勘察的地表土壤多点取样设备发明专利

专利名称：一种实地勘察的地表土壤多点取样设备

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410266355.9

专利申请（专利权）人：鄂尔多斯市农牧业生态与资源保护中心(鄂尔多斯市耕地质量监测保护中心)
权利人地址：内蒙古自治区鄂尔多斯市康巴什区中央商务广场CBD-T5-23层

专利发明（设计）人：孙霞,糜欣苑,苏伟

专利摘要：本发明公开了一种实地勘察的地表土壤多点取样设备，本发明涉及土壤取样技术领域，在取样过程中，由于环切过程中土壤对设备存在反向推力，使设备在取样时，受到推力后，无法进行正常取样，需要人工施加向下的压力，去抵消土壤的反作用力，容易造成设备的损坏，利用钻头与土壤之间的吸附力，使取样机构被向上推动时，钻头拉动滑轴向下滑动，使弹簧压缩，使压罩下移，通过压罩与推块之间的配合，在取样过程中，出现土壤反作用力，向上推动设备时，利用钻头与土壤之间的吸附力，使滑轴下移，带动压罩推动推块，加大阻块与洞壁之间的摩擦力，抵消土壤的反作用力，更好地进行土壤取样，避免取样过程中土壤的反作用力，造成装置损坏。

主权利要求：
1.一种实地勘察的地表土壤多点取样设备，其特征在于，包括：
架体（1），该架体（1）具有连接结构组件的框架；
伺服电机（4），该伺服电机（4）的外表面设置有连接架（3），且所述连接架（3）的内壁与伺服电机（4）的外表面固定连接；
取样机构（2），该取样机构（2）用于取样过程中对设备的固定与土壤采样，所述取样机构（2）包括螺杆（27），且所述螺杆（27）的顶部固定连接有联轴器；
所述伺服电机（4）设置在架体（1）的顶部，且所述伺服电机（4）通过连接架（3）与架体（1）的顶部固定连接，所述取样机构（2）的螺杆（27）通过联轴器与伺服电机（4）的输出端固定连接；
其中，取样机构（2）还包括连接板（28），所述连接板（28）的顶部固定连接有螺纹盘（21），所述螺纹盘（21）的内壁设置有螺纹，所述螺纹盘（21）的外表面开设有环槽，所述螺纹盘（21）的内壁与螺杆（27）的外表面螺纹连接，所述连接板（28）的底部固定连接有固定机构（22）；
所述固定机构（22）包括连接盘（221），所述连接盘（221）的底部固定连接有仓体（222），所述仓体（222）的内壁滑动连接有滑轴（227），所述滑轴（227）的外表面固定连接有弹簧（228），所述滑轴（227）的顶部固定连接有压罩（225），所述仓体（222）的外表面对称开设有槽孔，所述仓体（222）的槽孔内滑动连接有阻块（224），所述阻块（224）的外表面固定连接有推块（226），所述推块（226）远离阻块（224）的一端与压罩（225）的外表面相贴合，所述滑轴（227）的底端固定连接有钻头（223），所述仓体（222）的内壁固定连接有弧板（229），所述弧板（229）的外表面与推块（226）的内壁相贴合；
所述螺纹盘（21）的环槽处滑动连接有滑盘（25），所述螺纹盘（21）的顶部固定连接有弹力板（26），所述弹力板（26）在螺纹盘（21）的顶部对称设置；
所述滑盘（25）的外表面固定连接有夹块（29），所述夹块（29）在滑盘（25）的外表面对称设置，所述夹块（29）的内壁固定连接有连接臂（24），所述连接臂（24）远离夹块（29）的一端转动连接有取土机构（23）。
2.根据权利要求1所述的一种实地勘察的地表土壤多点取样设备，其特征在于：所述弧板（229）是弹性金属板，所述仓体（222）的外表面对称设置有螺纹槽，所述仓体（222）表面的螺纹槽用于对土壤进行钻动，所述弹簧（228）的底端与仓体（222）的内壁固定连接，所述压罩（225）的顶部与连接盘（221）的底部相贴合。
3.根据权利要求2所述的一种实地勘察的地表土壤多点取样设备，其特征在于：所述连接盘（221）的顶部固定连接有连接板（28），所述连接板（28）在连接盘（221）的顶部对称设置。
4.根据权利要求1所述的一种实地勘察的地表土壤多点取样设备，其特征在于：所述架体（1）包括底盘（11），所述底盘（11）的外表面对称开设有料孔，所述底盘（11）的外表面固定连接有万向轮（12），所述万向轮（12）在底盘（11）的外表面对称设置。
5.根据权利要求4所述的一种实地勘察的地表土壤多点取样设备，其特征在于：所述底盘（11）的顶部固定连接有架板（13），所述架板（13）的顶部固定连接有把手（14），所述连接架（3）的底部与架板（13）的顶部固定连接，所述架板（13）的底部与弹力板（26）的顶部滑动连接。
6.根据权利要求1所述的一种实地勘察的地表土壤多点取样设备，其特征在于：所述取土机构（23）包括槽块（234），所述槽块（234）的内壁与连接臂（24）的外表面转动连接，所述槽块（234）的底部固定连接有连接块（238），所述连接块（238）的顶部固定连接有卡环（235）。
7.根据权利要求6所述的一种实地勘察的地表土壤多点取样设备，其特征在于：所述连接块（238）的底部固定连接有曲板（236），所述曲板（236）是弹性金属板，所述曲板（236）在连接块（238）的底部对称设置，所述曲板（236）远离连接块（238）的一端固定连接有半圆板（232），所述半圆板（232）的底端设置有刀刃，所述连接块（238）的底部固定连接有顶盘（237）。
8.根据权利要求7所述的一种实地勘察的地表土壤多点取样设备，其特征在于：所述半圆板（232）的顶部固定连接有卡块（233），所述卡块（233）靠近卡环（235）的一端与卡环（235）的外表面相贴合，所述半圆板（232）的外表面设置有限位板（231），所述限位板（231）靠近半圆板（232）的一端与半圆板（232）的一端相贴合，所述限位板（231）的底部与底盘（11）的顶部固定连接。 说明书 : 一种实地勘察的地表土壤多点取样设备技术领域[0001] 本发明涉及取样技术领域，具体为一种实地勘察的地表土壤多点取样设备。背景技术[0002] 目前，土壤采样是指采集土壤样品的方法，包括采样的布设和取样技术，采剖面土样，应在剖面观察记载结束后进行，在采样前应先将剖面整修、清理，削去最表层的浮土，然后再按层次自上而下逐层从中心典型部位取样，在取样过程中，通常是利用设备对带动圆形环环切土壤，将土壤环切成圆柱后带出，进行分析研究；[0003] 但是在取样过程中，由于环切过程中土壤对设备存在反向推力，使设备在取样时，受到推力后，无法进行正常取样，需要人工施加向下的压力，去抵消土壤的反作用力，容易造成设备的损坏，在取样过程中土壤的反作用力造成圆形环无法深入土壤，影响取样。发明内容[0004] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种实地勘察的地表土壤多点取样设备，包括：[0005] 架体，该架体具有连接结构组件的框架；[0006] 伺服电机，该伺服电机的外表面设置有连接架，且所述连接架的内壁与伺服电机的外表面固定连接；[0007] 取样机构，该取样机构用于取样过程中对设备的固定与土壤采样，且所述取样机构的顶部设置有联轴器；[0008] 所述伺服电机设置在架体的顶部，且所述伺服电机通过连接架与架体的顶部固定连接，所述取样机构通过联轴器与伺服电机的输出端固定连接；[0009] 其中，取样机构还包括固定机构，所述固定机构包括连接盘，所述连接盘的底部固定连接有仓体，所述仓体的内壁滑动连接有滑轴，所述滑轴的外表面固定连接有弹簧，通过弹簧的弹性特性，在滑轴向下滑动的过程中，为滑轴提供一定的向上推力，保证在伺服电机反转，使取样机构抬升时，钻头可以更好地从土壤中取出，同时在抬升过程中提供缓冲，避免钻头与土壤之间的吸附，造成装置损坏，所述滑轴的顶部固定连接有压罩，所述仓体的外表面对称开设有槽孔，所述仓体的槽孔内滑动连接有阻块，所述阻块的外表面固定连接有推块，所述推块远离阻块的一端与压罩的外表面相贴合，通过压罩与推块之间的配合，在取样过程中，出现土壤反作用力，向上推动设备时，利用钻头与土壤之间的吸附力，使滑轴下移，带动压罩推动推块，加大阻块与洞壁之间的摩擦力，抵消土壤的反作用力，更好地进行土壤取样，避免取样过程中土壤的反作用力，造成装置损坏，所述滑轴的底端固定连接有钻头，所述仓体的内壁固定连接有弧板，利用弧板的金属弹性，在滑轴复位后，恢复形变，推动推块复位，使阻块恢复原本位置，避免取样机构上移过程中，阻块无法复位，造成阻碍，影响设备运行，所述弧板的外表面与推块的内壁相贴合，所述弧板是弹性金属板，所述仓体的外表面对称设置有螺纹槽，所述弹簧的底端与仓体的内壁固定连接，所述压罩的顶部与连接盘的底部相贴合，所述连接盘的顶部固定连接有连接板，所述连接板在连接盘的顶部对称设置，所述连接板的顶部固定连接有螺纹盘，所述螺纹盘的内壁设置有螺纹，所述螺纹盘的外表面开设有环槽。[0010] 优选的，所述螺纹盘的内壁螺纹连接有螺杆，所述螺杆的顶端通过联轴器与伺服电机的输出端固定连接，所述螺纹盘的环槽处滑动连接有滑盘，所述螺纹盘的顶部固定连接有弹力板，通过弹力板的弹性形变，在固定机构向下运动钻动土壤时，为固定机构提供一定的压力，并且在钻动过程中遇到阻碍时，提供一定的缓冲，避免造成固定装置的损坏，所述弹力板在螺纹盘的顶部对称设置，所述滑盘的外表面固定连接有夹块，所述夹块在滑盘的外表面对称设置，所述夹块的内壁固定连接有连接臂，所述连接臂远离夹块的一端转动连接有取土机构。[0011] 优选的，所述架体包括底盘，所述底盘的外表面对称开设有料孔，所述底盘的外表面固定连接有万向轮，所述万向轮在底盘的外表面对称设置，通过万向轮，使设备可以更好地移动，同时使设备在取样过程中可以更好的支撑，所述底盘的顶部固定连接有架板，所述架板的顶部固定连接有把手，所述连接架的底部与架板的顶部固定连接，所述架板的底部与弹力板的顶部滑动连接。[0012] 优选的，所述取土机构包括槽块，所述槽块的内壁与连接臂的外表面转动连接，所述槽块的底部固定连接有连接块，所述连接块的顶部固定连接有卡环，所述连接块的底部固定连接有曲板，利用曲板的弹性形变，使取土机构向上运动取出土壤时，通过连接臂连接槽块，拉动连接块上移一定距离，此时曲板拉动半圆板，使半圆板底部向内夹紧土壤，避免取样过程中，土壤掉落，难以取出，造成取样困难的现象，所述曲板是弹性金属板，所述曲板在连接块的底部对称设置，所述曲板远离连接块的一端固定连接有半圆板，所述半圆板的底端设置有刀刃，所述连接块的底部固定连接有顶盘。[0013] 优选的，所述半圆板的顶部固定连接有卡块，所述卡块靠近卡环的一端与卡环的外表面相贴合，通过卡块与卡环之间的贴合，使半圆板在环切土壤时，反作用力将半圆板向两侧推开，此时卡块与卡环限制半圆板在环切过程中的张开，保证环切正常进行，所述半圆板的外表面设置有限位板，所述限位板靠近半圆板的一端与半圆板的一端相贴合，所述限位板的底部与底盘的顶部固定连接。[0014] 本发明提供了一种实地勘察的地表土壤多点取样设备。具备以下有益效果：[0015] 一、该压罩，通过压罩与推块之间的配合，在取样过程中，出现土壤反作用力，向上推动设备时，利用钻头与土壤之间的吸附力，使滑轴下移，带动压罩推动推块，加大阻块与洞壁之间的摩擦力，抵消土壤的反作用力，更好地进行土壤取样，避免取样过程中土壤的反作用力，造成装置损坏。[0016] 二、该弧板，通过弧板的金属弹性，在滑轴复位后，恢复形变，推动推块复位，使阻块恢复原本位置，避免取样机构上移过程中，阻块无法复位，造成阻碍，影响设备运行。[0017] 三、该弹簧，通过弹簧的弹性特性，在滑轴向下滑动的过程中，为滑轴提供一定的向上推力，保证在伺服电机反转，使取样机构抬升时，钻头可以更好地从土壤中取出，同时在抬升过程中提供缓冲，避免钻头与土壤之间的吸附，造成装置损坏。[0018] 四、该弹力板，通过弹力板的弹性形变，在固定机构向下运动钻动土壤时，为固定机构提供一定的压力，并且在钻动过程中遇到阻碍时，提供一定的缓冲，避免造成固定装置的损坏。[0019] 五、该曲板，通过曲板的弹性形变，使取土机构向上运动取出土壤时，通过连接臂连接槽块，拉动连接块上移一定距离，此时曲板拉动半圆板，使半圆板底部向内夹紧土壤，避免取样过程中，土壤掉落，难以取出，造成取样困难的现象。[0020] 六、该卡块与卡环，通过卡块与卡环之间的贴合，使半圆板在环切土壤时，反作用力将半圆板向两侧推开，此时卡块与卡环限制半圆板在环切过程中的张开，保证环切正常进行。附图说明[0021] 图1为本发明一种实地勘察的地表土壤多点取样设备的外部结构示意图；[0022] 图2为本发明一种实地勘察的地表土壤多点取样设备结构侧视图；[0023] 图3为本发明取样机构结构示意图；[0024] 图4为本发明取样机构结构仰视图；[0025] 图5为本发明固定机构结构示意图；[0026] 图6为本发明固定机构结构剖解图；[0027] 图7为本发明取土机构结构示意图；[0028] 图8为本发明取土机构部分结构示意图。[0029] 图中：1、架体；2、取样机构；3、连接架；4、伺服电机；11、底盘；12、万向轮；13、架板；14、把手；21、螺纹盘；22、固定机构；23、取土机构；24、连接臂；25、滑盘；26、弹力板；27、螺杆；28、连接板；29、夹块；221、连接盘；222、仓体；223、钻头；224、阻块；225、压罩；226、推块；227、滑轴；228、弹簧；229、弧板；231、限位板；232、半圆板；233、卡块；234、槽块；235、卡环；236、曲板；237、顶盘；238、连接块。具体实施方式[0030] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。[0031] 第一实施例，如图1至图2与图5至图6所示，本发明提供一种技术方案：一种实地勘察的地表土壤多点取样设备，包括：[0032] 架体1，该架体1具有连接结构组件的框架；[0033] 伺服电机4，该伺服电机4的外表面设置有连接架3，且连接架3的内壁与伺服电机4的外表面固定连接；[0034] 取样机构2，该取样机构2用于取样过程中对设备的固定与土壤采样，且取样机构2的顶部设置有联轴器；[0035] 伺服电机4设置在架体1的顶部，且伺服电机4通过连接架3与架体1的顶部固定连接，取样机构2通过联轴器与伺服电机4的输出端固定连接；[0036] 其中，取样机构2还包括固定机构22，固定机构22包括连接盘221，连接盘221的底部固定连接有仓体222，固定机构22接触土壤时，受到土壤限制，使螺纹盘21通过连接板28带动固定机构22转动，使固定机构22中的连接盘221连接连接板28，使连接盘221带动仓体222转动，通过钻头223与仓体222转动过程中的配合，将土壤进行钻动，仓体222的内壁滑动连接有滑轴227，滑轴227的外表面固定连接有弹簧228，滑轴227的顶部固定连接有压罩225，仓体222的外表面对称开设有槽孔，在钻到一定深度时，仓体222滑槽内滑动的阻块224接触洞壁表面的土壤，当取土机构23接触土壤，开始对土壤进行环切时，土壤对取土机构23具有反作用力，对取样机构2具有向上的反作用力，仓体222的槽孔内滑动连接有阻块224，阻块224的外表面固定连接有推块226，推块226远离阻块224的一端与压罩225的外表面相贴合，滑轴227的底端固定连接有钻头223，仓体222的内壁固定连接有弧板229，由于钻头223与土壤之间的吸附力，使取样机构2被向上推动时，钻头223拉动滑轴227向下滑动，使弹簧228压缩，使压罩225下移，下移过程中压罩225推动推块226，使阻块224向外扩张，同时弧板229形变，在阻块224向外扩张时，加大与洞壁之间的接触力，限制反作用力向上推动取样机构2，弧板229的外表面与推块226的内壁相贴合。[0037] 架体1包括底盘11，底盘11的外表面对称开设有料孔，底盘11的外表面固定连接有万向轮12，万向轮12在底盘11的外表面对称设置，底盘11的顶部固定连接有架板13，架板13的顶部固定连接有把手14，连接架3的底部与架板13的顶部固定连接，架板13的底部与弹力板26的顶部滑动连接。[0038] 第二实施例，在实施例一的基础上，请参阅图3至图4所示，弧板229是弹性金属板，仓体222的外表面对称设置有螺纹槽，伺服电机4输出端通过联轴器连接螺杆27，带动螺杆27转动，通过弹力板26下压螺纹盘21，使螺纹盘21在螺杆27转动的过程中向下运动，通过连接板28下压固定机构22，弹簧228的底端与仓体222的内壁固定连接，压罩225的顶部与连接盘221的底部相贴合，连接盘221的顶部固定连接有连接板28，固定机构22接触地面时，下压受限，使螺纹盘21随螺杆27一起转动，通过连接板28带动固定机构22转动，钻动土壤，使固定机构22深入土壤，连接板28在连接盘221的顶部对称设置，连接板28的顶部固定连接有螺纹盘21，螺纹盘21的内壁设置有螺纹，螺纹盘21的外表面开设有环槽。[0039] 螺纹盘21的内壁螺纹连接有螺杆27，螺杆27的顶端通过联轴器与伺服电机4的输出端固定连接，螺纹盘21的环槽处滑动连接有滑盘25，螺纹盘21的顶部固定连接有弹力板26，在螺纹盘21逐渐下移的过程中带动滑盘25下移，通过夹块29连接连接臂24，压动取土机构23将地表土壤进行环切，在达到相应位置后，伺服电机4反转，带动螺纹盘21上移，使固定机构22与取土机构23上移，通过取土机构23将地表多点土壤取出，弹力板26在螺纹盘21的顶部对称设置，滑盘25的外表面固定连接有夹块29，夹块29在滑盘25的外表面对称设置，夹块29的内壁固定连接有连接臂24，连接臂24远离夹块29的一端转动连接有取土机构23。[0040] 第三实施例，在实施例一、二的基础上，请参阅图7至图8所示，取土机构23包括槽块234，槽块234的内壁与连接臂24的外表面转动连接，槽块234的底部固定连接有连接块238，连接臂24通过连接槽块234，与取土机构23连接，使取土机构23下移接触土壤，连接块238的顶部固定连接有卡环235，连接块238的底部固定连接有曲板236，曲板236是弹性金属板，曲板236在连接块238的底部对称设置，曲板236远离连接块238的一端固定连接有半圆板232，在取土机构23接触土壤时，半圆板232首先接触土壤，半圆板232底部的刀刃在下压力下对土壤进行环切，两个半圆板232将地表对应取样位置的土壤环切成圆柱，半圆板232的底端设置有刀刃，连接块238的底部固定连接有顶盘237，半圆板232的顶部固定连接有卡块233，卡块233靠近卡环235的一端与卡环235的外表面相贴合，半圆板232的外表面设置有限位板231，限位板231靠近半圆板232的一端与半圆板232的一端相贴合，在达到取样深度后，取土机构23被带动上移，连接臂24拉动槽块234，在拉动过程中，连接块238细微上移，使曲板236拉动两侧半圆板232向内夹紧，夹紧圆柱土壤向上带出，限位板231的底部与底盘11的顶部固定连接。[0041] 使用时，通过人工确定取样地点，推动架体1的把手14，将设备带到取样地点，确定好取样位置后，人工启动伺服电机4，使伺服电机4正转带动取样机构2运行，通过取样机构2中的固定机构22首先接触土壤，在伺服电机4的带动下向土壤深处钻洞，当固定机构22达到一定深度后，取土机构23开始接触土壤，在伺服电机4的带动下将土壤进行切动，取土机构23达到深度后，伺服电机4反转带动取样机构2中的固定机构22与取土机构23抬升，同时取土机构23将地表土壤样本带出。[0042] 在伺服电机4正转带动取样机构2运行时，伺服电机4输出端通过联轴器连接螺杆27，带动螺杆27转动，通过弹力板26下压螺纹盘21，使螺纹盘21在螺杆27转动的过程中向下运动，通过连接板28下压固定机构22，使固定机构22接触地面时，下压受限，使螺纹盘21随螺杆27一起转动，通过连接板28带动固定机构22转动，钻动土壤，使固定机构22深入土壤，在螺纹盘21逐渐下移的过程中带动滑盘25下移，通过夹块29连接连接臂24，压动取土机构23将地表土壤进行环切，在达到相应位置后，伺服电机4反转，带动螺纹盘21上移，使固定机构22与取土机构23上移，通过取土机构23将地表多点土壤取出。[0043] 固定机构22接触土壤时，受到土壤限制，使螺纹盘21通过连接板28带动固定机构22转动，使固定机构22中的连接盘221连接连接板28，使连接盘221带动仓体222转动，通过钻头223与仓体222转动过程中的配合，将土壤进行钻动，在钻到一定深度时，仓体222滑槽内滑动的阻块224接触洞壁表面的土壤，当取土机构23接触土壤，开始对土壤进行环切时，土壤对取土机构23具有反作用力，对取样机构2具有向上的反作用力，此时由于钻头223与土壤之间的吸附力，使取样机构2被向上推动时，钻头223拉动滑轴227向下滑动，使弹簧228压缩，使压罩225下移，下移过程中压罩225推动推块226，使阻块224向外扩张，同时弧板229形变，在阻块224向外扩张时，加大与洞壁之间的接触力，限制反作用力向上推动取样机构2。[0044] 在取土机构23中，连接臂24通过连接槽块234，与取土机构23连接，使取土机构23下移接触土壤，在取土机构23接触土壤时，半圆板232首先接触土壤，半圆板232底部的刀刃在下压力下对土壤进行环切，两个半圆板232将地表对应取样位置的土壤环切成圆柱，在达到取样深度后，取土机构23被带动上移，连接臂24拉动槽块234，在拉动过程中，连接块238细微上移，使曲板236拉动两侧半圆板232向内夹紧，夹紧圆柱土壤向上带出。[0045] 显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

专利地区：内蒙古

专利申请日期：2024-03-08

专利公开日期：2024-05-10

专利公告号：CN117871160B