一种地质勘探专用便捷土壤取样装置的制作方法

本发明涉及地质勘探设备相关领域，尤其是一种地质勘探专用便捷土壤取样装置。

背景技术：

现有的土壤采集机器多数为向下冲击钉入取样容器的方法来实现功能，在一定程度上会对所需取样的土壤层结构造成破坏，以及由于冲击震荡的方式对土壤造成一定程度的压缩或滑移，影响了土壤取样的精确性，取样工作进行时需要多人配合工作，需要耗费相当的人工成本，并且在取样完毕后对取样容器的取出工作较为费力，影响到总体的工作效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种地质勘探专用便捷土壤取样装置，能够克服现有技术的上述缺陷，从而提高设备的实用性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的一种地质勘探专用便捷土壤取样装置，包括主体，所述主体内设有动力腔，所述动力腔下侧设有开口向下的伸缩杆腔，所述动力腔右侧设有取样动力腔，所述取样动力腔上侧连通设有取样通腔，所述取样通腔上侧连通设有开口向上的盖板限位腔，所述取样动力腔下侧连通设有过渡腔，所述过渡腔下侧连通设有开口向下且开口向右的排土腔，所述主体下端面转动配合连接有钻地单元，所述钻地单元内设有开口向上与所述排土腔下侧开口连通的土壤传送腔，所述土壤传送腔下侧连通设有开口向下的隔离腔，所述隔离腔远离其中心一侧连通设有周向分布且上下贯通的六个土壤导入腔，所述土壤导入腔逆时针方向一侧连通设有开口指向隔离腔中心的挡板滑动腔，初始状态下，所述挡板滑动腔内滑动配合连接有向所述隔离腔中心方向延伸至彼此相抵接的挡板，六个所述挡板彼此抵接刚好把所述隔离腔完全遮挡，所述挡板远离隔离腔中心一侧端面与所述挡板滑动腔远离隔离腔中心一侧端壁之间固定连接有挡板复位弹簧，所述土壤传送腔远离隔离腔中心一侧设有周向分布且与所述挡板滑动腔相对应的六个磁铁滑动腔，所述磁铁滑动腔上端壁上固定连接有电磁铁，初始状态下，所述磁铁滑动腔内滑动配合连接有与所述磁铁滑动腔下端壁抵接的磁铁滑块，所述磁铁滑块下端面与所述挡板远离隔离腔中心一侧端面之间固定连接有拉绳，所述钻地单元下端面固定连接有周向分布且正位于所述挡板滑动腔下侧的六个钻地齿牙。

在上述技术方案基础上，所述土壤传送腔下端壁上固定连接有向上延伸至与所述排土腔上端壁固定连接的导轨轴套，所述导轨轴套内设有上下贯通且与所述过渡腔、所述隔离腔刚好连通的取样器输送腔，初始状态下，所述取样器输送腔左右两侧连通设有对称设置的滑轨，所述导轨轴套外端面固定连接有传动导轨，所述取样器输送腔内设有螺纹套筒，所述螺纹套筒内设有开口向上的螺纹腔，初始状态下，所述盖板限位腔内滑动配合连接有圆形限位盖板，所述圆形限位盖板上端面固定连接有拉环，所述圆形限位盖板下端面固定连接有向下延伸贯穿所述取样通腔至所述取样动力腔内,且与所述取样通腔滑动配合连接的副从动轴，所述副从动轴下侧末端固定连接有副从动锥齿轮，所述副从动轴下端面固定连接有向下延伸至螺纹腔内且与螺纹腔螺纹配合连接的螺杆，所述螺纹套筒下端面固定连接有固定夹具，所述固定夹具左右两侧端面固定连接有对称设置且向远离螺杆中心方向延伸至与所述滑轨滑动配合连接的限位滑块。

在上述技术方案基础上，所述钻地单元外端面固定连接有环形齿轮，所述固定夹具下端面固定连接有限位触发滑块，所述限位触发滑块下端面固定连接有土壤收集套管，所述土壤收集套管内设有开口向下的土壤收集腔，所述土壤收集套管下端面固定连接有环形设置的环形切割刀，初始状态下，所述取样器输送腔右侧连通设有位于右侧所述滑轨下侧的滑块腔，所述滑块腔上端壁上固定连接有电机反转开关，所述滑块腔下端壁上固定连接有位于所述电机反转开关左侧的断电接触开关，所述滑块腔内滑动配合连接有位于所述电机反转开关下侧且向左延伸至与所述土壤收集套管抵接的触发滑块，所述触发滑块右端面与所述滑块腔右端壁之间固定连接有滑块复位弹簧。

在上述技术方案基础上，所述动力腔上端壁上固定连接有电机，所述电机下端面固定连接有向下延伸至外界的传动轴，初始状态下，所述传动轴下侧末端花键配合连接有能够与所述环形齿轮啮合的传动直齿轮，所述传动直齿轮上端面固定连接有向上延伸至与主体下端面抵接的齿轮复位弹簧，所述伸缩杆腔内滑动配合连接有向下延伸至外界的伸缩杆，所述伸缩杆下侧末端固定连接有深度限位块，所述伸缩杆右端面固定连接有位于所述传动直齿轮下侧的抵接板，所述伸缩杆右端面内固定连接有位于所述伸缩杆腔内的磁铁，所述伸缩杆腔右端壁内固定连接有与所述磁铁相对应的电磁铁开关，所述磁铁上端面与所述伸缩杆腔上端壁之间固定连接有触发复位弹簧。

在上述技术方案基础上，所述传动轴上固定连接有位于所述动力腔内的主传动锥齿轮，所述取样动力腔内设有能够与所述副从动锥齿轮啮合的副传动锥齿轮，所述副传动锥齿轮右端面固定连接有轴套，所述轴套内设有开口向右的轴套腔，所述轴套左侧末端固定连接有环形设置的环形磁铁，所述取样动力腔左端壁内固定连接有环形设置且与所述环形磁铁相对应的环形电磁铁，所述轴套腔内花键配合连接有想要做延伸至所述动力腔内的副传动轴，所述副传动轴左侧末端固定连接有与所述主传动锥齿轮啮合的主从动锥齿轮，所述副传动轴右端面与所述轴套腔右端壁之间固定连接有轴套复位弹簧。

本发明的有益效果：通过钻地单元旋转可对地面进行旋转钻探，最大限度的保留预采集土壤层的结构完整性，通过深度限位块对地面的限位接触可以使本装置在钻探到设定深度时能够自动对地面做土壤采集工作，并且在取样完毕以后装置自动停止，节省了人力物力，通过向上拉动拉环可以轻松将土壤样本取出，使采集土壤的取出工作更加便捷，提升了土壤取样工作综合效率以及减小了取样土壤的高度误差。

附图说明

为了更清楚地说明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。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种地质勘探专用便捷土壤取样装置整体结构示意图。

图2是图1中a-a方向剖视结构示意图。

图3是图1中b-b方向剖视结构示意图。

图4是图1中c处放大结构示意图。

图5是图1中d处放大结构示意图。

图6是图1中e处放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-6对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

结合附图1-6所述的一种地质勘探专用便捷土壤取样装置，包括主体10，所述主体10内设有动力腔11，所述动力腔11下侧设有开口向下的伸缩杆腔45，所述动力腔11右侧设有取样动力腔14，所述取样动力腔14上侧连通设有取样通腔18，所述取样通腔18上侧连通设有开口向上的盖板限位腔15，所述取样动力腔14下侧连通设有过渡腔21，所述过渡腔21下侧连通设有开口向下且开口向右的排土腔24，所述主体10下端面转动配合连接有钻地单元27，所述钻地单元27内设有开口向上与所述排土腔24下侧开口连通的土壤传送腔35，所述土壤传送腔35下侧连通设有开口向下的隔离腔34，所述隔离腔34远离其中心一侧连通设有周向分布且上下贯通的六个土壤导入腔48，所述土壤导入腔48逆时针方向一侧连通设有开口指向隔离腔34中心的挡板滑动腔49，初始状态下，所述挡板滑动腔49内滑动配合连接有向所述隔离腔34中心方向延伸至彼此相抵接的挡板52，六个所述挡板52彼此抵接刚好把所述隔离腔34完全遮挡，所述挡板52远离隔离腔34中心一侧端面与所述挡板滑动腔49远离隔离腔34中心一侧端壁之间固定连接有挡板复位弹簧50，所述土壤传送腔35远离隔离腔34中心一侧设有周向分布且与所述挡板滑动腔49相对应的六个磁铁滑动腔66，所述磁铁滑动腔66上端壁上固定连接有电磁铁65，初始状态下，所述磁铁滑动腔66内滑动配合连接有与所述磁铁滑动腔66下端壁抵接的磁铁滑块67，所述磁铁滑块67下端面与所述挡板52远离隔离腔34中心一侧端面之间固定连接有拉绳51，所述钻地单元27下端面固定连接有周向分布且正位于所述挡板滑动腔49下侧的六个钻地齿牙33。

另外，在一个实施例中，所述土壤传送腔35下端壁上固定连接有向上延伸至与所述排土腔24上端壁固定连接的导轨轴套37，所述导轨轴套37内设有上下贯通且与所述过渡腔21、所述隔离腔34刚好连通的取样器输送腔23，初始状态下，所述取样器输送腔23左右两侧连通设有对称设置的滑轨70，所述导轨轴套37外端面固定连接有传动导轨36，所述取样器输送腔23内设有螺纹套筒25，所述螺纹套筒25内设有开口向上的螺纹腔28，初始状态下，所述盖板限位腔15内滑动配合连接有圆形限位盖板17，所述圆形限位盖板17上端面固定连接有拉环16，所述圆形限位盖板17下端面固定连接有向下延伸贯穿所述取样通腔18至所述取样动力腔14内,且与所述取样通腔18滑动配合连接的副从动轴19，所述副从动轴19下侧末端固定连接有副从动锥齿轮20，所述副从动轴19下端面固定连接有向下延伸至螺纹腔28内且与螺纹腔28螺纹配合连接的螺杆22，所述螺纹套筒25下端面固定连接有固定夹具29，所述固定夹具29左右两侧端面固定连接有对称设置且向远离螺杆22中心方向延伸至与所述滑轨70滑动配合连接的限位滑块71。

另外，在一个实施例中，所述钻地单元27外端面固定连接有环形齿轮26，所述固定夹具29下端面固定连接有限位触发滑块30，所述限位触发滑块30下端面固定连接有土壤收集套管31，所述土壤收集套管31内设有开口向下的土壤收集腔32，所述土壤收集套管31下端面固定连接有环形设置的环形切割刀64，初始状态下，所述取样器输送腔23右侧连通设有滑块腔61，所述滑块腔61上端壁上固定连接有电机反转开关62，所述滑块腔61下端壁上固定连接有位于所述电机反转开关62左侧的断电接触开关69，所述滑块腔61内滑动配合连接有位于所述电机反转开关62下侧且向左延伸至与所述土壤收集套管31抵接的触发滑块60，所述触发滑块60右端面与所述滑块腔61右端壁之间固定连接有滑块复位弹簧63。

另外，在一个实施例中，所述动力腔11上端壁上固定连接有电机12，所述电机12下端面固定连接有向下延伸至外界的传动轴46，初始状态下，所述传动轴46下侧末端花键配合连接有能够与所述环形齿轮26啮合的传动直齿轮38，所述传动直齿轮38上端面固定连接有向上延伸至与主体10下端面抵接的齿轮复位弹簧68，所述伸缩杆腔45内滑动配合连接有向下延伸至外界的伸缩杆41，所述伸缩杆41下侧末端固定连接有深度限位块40，所述伸缩杆41右端面固定连接有位于所述传动直齿轮38下侧的抵接板39，所述伸缩杆41右端面内固定连接有位于所述伸缩杆腔45内的磁铁42，所述伸缩杆腔45右端壁内固定连接有与所述磁铁42相对应的电磁铁开关43，所述磁铁42上端面与所述伸缩杆腔45上端壁之间固定连接有触发复位弹簧44。

另外，在一个实施例中，所述传动轴46上固定连接有位于所述动力腔11内的主传动锥齿轮47，所述取样动力腔14内设有能够与所述副从动锥齿轮20啮合的副传动锥齿轮56，所述副传动锥齿轮56右端面固定连接有轴套55，所述轴套55内设有开口向右的轴套腔57，所述轴套55左侧末端固定连接有环形设置的环形磁铁54，所述取样动力腔14左端壁内固定连接有环形设置且与所述环形磁铁54相对应的环形电磁铁53，所述轴套腔57内花键配合连接有想要做延伸至所述动力腔11内的副传动轴59，所述副传动轴59左侧末端固定连接有与所述主传动锥齿轮47啮合的主从动锥齿轮13，所述副传动轴59右端面与所述轴套腔57右端壁之间固定连接有轴套复位弹簧58。

本实施例所述固定连接方法包括但不限于螺栓固定、焊接等方法。

如图1-6所示，本发明的设备处于初始状态时，轴套复位弹簧58处于放松状态，副传动锥齿轮56与副从动锥齿轮20未发生啮合关系，触发复位弹簧44处于放松状态，磁铁42与电磁铁开关43未发生接触，齿轮复位弹簧68处于放松状态，传动直齿轮38与环形齿轮26啮合，螺纹腔28内余有一定空间并未完全被螺杆22充斥，滑块复位弹簧63处于压缩状态且触发滑块60与土壤收集套管31端面保持抵接状态，同时触发滑块60与断电接触开关69保持接触，挡板复位弹簧50处于放松状态且六个挡板52相互抵接进而将隔离腔34封住。

整个装置的机械动作的顺序：

开始工作时，将本装置配合升降支架使用，可减免一定的人工操作，整个装置将自动运行，将本装置移动至需要采集土壤的区域，启动电机12,电机12转动带动传动轴46顺时针转动进而通过传动直齿轮38带动钻地单元27逆时针转动，钻地单元27转动带动钻地齿牙33随其同方向转动，配合本装置自身的重力可以使钻地齿牙33转动过程中对地面进行垂直向下打洞的功能，在此过程中，钻地单元27转动带动导轨轴套37同方向转动进而带动传动导轨36同步转动，进而使经过钻地齿牙33挤压挖掘的非目标土壤通过土壤导入腔48传动至土壤传送腔35内，再经由传动导轨36向上传送最终通过排土腔24排出本装置外，因为钻地过程中钻地单元27始终逆时针转动，所以挡板滑动腔49随其同步转动从而避开被向上输送的土壤，从而有效防止土壤进入其内，避免了土壤堆积占据挡板滑动腔49内部空间而使得后续工作无法展开的现象发生；

当钻地深度接近指定深度的过程中，深度限位块40开始与地面抵接并因为整体装置向下钻进的反作用力被向上推动，深度限位块40向上移动带动伸缩杆41同方向移动，触发复位弹簧44受伸缩杆41向上推力影响而向上收缩，伸缩杆41移动带动抵接板39向上移动进而推动传动直齿轮38向上移动至与环形齿轮26脱离啮合，此时环形齿轮26不再转动，进而致使钻地单元27不再继续向下钻进，在此过程中齿轮复位弹簧68受传动直齿轮38向上推力影响而向上收缩，同时，伸缩杆41移动带动磁铁42向上移动至与电磁铁开关43接触，进而致使电磁铁65、环形电磁铁53同时启动，电磁铁65启动向上吸引磁铁滑块67进而带动磁铁滑块67向上移动，磁铁滑块67上移通过拉绳51带动挡板52向远离隔离腔34中心方向移动至隔离腔34完全露出而不被隔离腔34遮挡；

另一方面，环形电磁铁53启动向右排斥环形磁铁54进而推动环形磁铁54向右移动，环形磁铁54向右移动带动轴套55同方向移动进而带动副传动锥齿轮56右移至与副从动锥齿轮20啮合，在此过程中轴套复位弹簧58受轴套55向右拉力影响而向右伸长，此时传动轴46转动带动主传动锥齿轮47转动进而通过主从动锥齿轮13带动副传动轴59转动，副传动轴59转动带动轴套55转动进而通过副传动锥齿轮56带动副从动锥齿轮20转动，副从动锥齿轮20转动带动副从动轴19转动进而通过螺杆22带动螺纹套筒25向下移动，进而使螺纹套筒25通过固定夹具29带动限位触发滑块30向下移动，限位触发滑块30移动推动土壤收集套管31向下移动使至穿过隔离腔34并通过环形切割刀64向下穿入限定层土壤，并将其装入土壤收集腔32内以初步完成土壤采集工作；

当限位触发滑块30向下移动至与触发滑块60抵接并向右推动触发滑块60时，滑块复位弹簧63受触发滑块60向右推力作用影响而向右压缩，此时土壤收集套管31向下深入的深度刚好使土壤收集腔32内部充满完整的土壤样本，当触发滑块60向右移动至与电机反转开关62发生接触时，电机12反转并通过螺杆22反转带动螺纹套筒25上移最终带动土壤收集套管31向上移动使其内的土壤样本随其同步移动，在此过程中滑块复位弹簧63向左推动触发滑块60使之再次与土壤收集套管31端面保持抵接状态，当土壤收集套管31上移至与触发滑块60脱离抵接状态时，滑块复位弹簧63恢复放松状态向左推动触发滑块60使触发滑块60与断电接触开关69脱离接触时，本装置内部全部触发机构均断电，环形电磁铁53不再对环形磁铁54起到排斥推动作用，轴套复位弹簧58恢复放松状态向左拉动轴套55进而带动副传动锥齿轮56向左复位至与副从动锥齿轮20脱离啮合且保持一定距离以防止后续取出土壤样本的工作被妨碍；

装置停止运行后，可由工人向上拉动拉环16进而通过圆形限位盖板17带动副从动轴19向上移动，最终通过限位触发滑块30带动土壤收集套管31向上移动直至工人将其拉出装置外，随后即可将土壤收集套管31通过限位触发滑块30拆卸下来并进行后续的土壤样品保存工作，之后再通过可安装在本装置上的升降支架可将本装置以相对轻松的发放取出土壤样品，在向上移动本装置的过程中，触发复位弹簧44、齿轮复位弹簧68；轴套复位弹簧58、磁铁滑动腔66均恢复放松状态进而致使本装置除螺纹套筒25、固定夹具29外的全部零件复位，为下一次土壤取样工作提供更便捷的使用体验；

当需要对不同区域分别进行土壤取样时，可在上一次土壤取样工作完毕后，将新的土壤收集套管31安装在限位触发滑块30上，并控制螺杆22在螺纹腔28内仍留有一些空间，随后将安装好全新土壤收集套管31的一系列机构通过取样通腔18穿过过渡腔21最终使土壤收集套管31等组件被安装在初始位置，此时触发滑块60再次被土壤收集套管31向右抵接并向右推动触发滑块60至其与齿轮复位弹簧68接触，本装置恢复供电，可随时对下一处进行取样工作。

本发明的有益效果是：通过钻地单元旋转可对地面进行旋转钻探，最大限度的保留预采集土壤层的结构完整性，通过深度限位块对地面的限位接触可以使本装置在钻探到设定深度时能够自动对地面做土壤采集工作，并且在取样完毕以后装置自动停止，节省了人力物力，通过向上拉动拉环可以轻松将土壤样本取出，使采集土壤的取出工作更加便捷，提升了土壤取样工作综合效率以及减小了取样土壤的高度误差。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。