一种土壤采样装置的制作方法

本发明涉及土壤采样技术领域，尤其涉及一种土壤采样装置。

背景技术：

土壤剖面样品的采集，是土壤系统分类调查、土体构型分析、土壤肥力特性研究、土壤养分迁移变化及土壤生态调查的基础，传统方法一般采用挖坑法和土钻法来采集土样，挖掘土壤剖面坑虽能取到不同深度原状土壤样品，但工作量大，效率低下，对采样地环境破坏程度很大；土钻法是操作者用手动旋转把钻杆旋入土壤层中，由于土壤对钻杆的阻力较大，操作者需要用榔头敲打钻杆产生一个很大的向下的作用力，才能使土钻进入深层的土层，这种土钻一般对土钻钻杆的材质坚固性要求很高，采样费时费力。这种锤击式取土钻使用时会把土壤压实，使得取样的土壤层分布于实际土壤层分布存在较大的偏差。

例如：中国专利申请号cn201410277876.0，申请日为2014年6月20号，公开了一种手摇驱动式深层土壤取样器，包括升降支架，升降支架上安装主动齿轮，主动齿轮与被动齿轮啮合，被动齿轮的中心通过螺纹连接丝杠，丝杠的一端连接取样杆，取样杆上设置有取样槽。又如：中国专利申请号cn201510981797.2，申请日为2015年12月25号，公开了一种线刃复合切式方形土壤取样装置，包括长刀片、短刀片、第一刀架、第二刀架、副杆、主杆、绕线架、绕线杆、切割细线和线网；主杆套装在副杆的外表面，所述第一刀架与所述副杆相连接，所述第二刀架与所述主杆相连接；第一刀架上设置有两个短刀片，第二刀架上设置有两个长刀片，长刀片和短刀片上均加工有绕线孔；相邻的绕线孔之间采用切割细线相连形成一个方形线圈。上述两种土壤取样装置都是通过人力驱动，土壤取样时费时费力，取样效率低。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的土壤取样装置需要人工驱动、取样费时费力的不足，提供了一种无需人工驱动、使用省力方便、土壤取样效率高的高频振动钻机。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种土壤采样装置，包括底座、垂直固定在底座上的支撑杆，所述支撑杆的上端设有滑轮，所述支撑杆的中间部位设有收卷辊，所述收卷辊上设有吊索，所述吊索的上端绕过滑轮与振动器连接，所述的振动器包括振动器壳体，所述振动器壳体的左端设有左端盖，所述振动器壳体的右端设有右端盖，所述左端盖与右端盖之间设有偏心转动块，所述偏心转动块的两端分别通过轴承与振动器壳体连接，所述偏心转动块的右端通过扭矩传递软轴与汽油机连接；所述振动器壳体的上端通过吊环与吊索连接，所述振动器壳体的下端中心向下延伸形成连接座，所述的连接座上设有钻杆接头，所述的钻杆接头下端连接有空心的钻杆，所述钻杆的下端设有钻头，所述的底座上设有钻杆导向套。

汽油机通过扭矩传递软轴带动偏心转动块高速转动，偏心转动块高速转动会发出高频振动，从而使得整个振动器发生高频振动，钻杆、钻头与振动器壳体固定连接，振动器的振动带动钻头振动；汽油机放在地面上，振动器通过吊环与吊索连接，钻头穿过钻杆导向套与地面垂直，振动器发出高频振动使得钻头带动钻杆进入土壤中，由于钻杆是空心的，因此土壤会进入钻杆中，钻杆进入土壤达到采样深度后，通过收卷辊收卷吊索，从而把钻杆从土壤中拔出，从钻杆中取出土壤，获得需要的采样土壤；整个采样过程，使用者无需对钻杆施加压力和旋转力，采样非常省力方便，采样效率高；汽油机、振动器两者均会发出振动，通过扭矩输出软轴连接，能有效防止汽油机工作振动对振动器的振动产生干涉。

作为优选，所述汽油机的输出轴上设有主动轮，所述扭矩传递软轴包括软轴本体、套设在软轴本体外侧的护套，所述软轴本体的两端均固定有轴套，其中一个轴套与发明的右端连接，另一个轴套上连接有从动轴，从动轴上设有从动轮，所述从动轴的两端与支撑座连接，所述的支撑座与汽油机固定连接，所述主动轮与从动轮之间通过皮带连接。通过主动轮与从动轮之间的动力传递，可以根据需要选择从动轮的直径大小，从而达到发明需要的转速。

作为优选，所述护套的两端分别设有连接套，所述的右端盖的外侧延伸形成连接头，护套一端的连接套通过限位套与连接头连接，护套另一端的连接套外侧设有环形槽，所述支撑座的一端设有卡接套，所述卡接套的侧面设有弹簧销。拔出弹簧销能够快速将护套分离，进一步讲轴套与从动轴分离，最终实现振动器与汽油机的分离，两者分离后搬运更加方便。

作为优选，所述汽油机的输出轴上设有离心离合器，所述的主动轮固定在离心离合器的外侧。汽油机启动阶段，输出轴的转速交底，此时离心离合器内部处于分离状态，当输出轴的转速达到1800r/min时，离心离合器才会带动主动轮旋转。

作为优选，所述振动器壳体的外侧设有若干环形散热槽。发明高速转动，轴承高速转动发热量大，通过环形散热槽提高振动器壳体的散热性能。

作为优选，所述右端盖与轴套之间设有磨损补偿密封圈。磨损补偿密封圈起到密封作用，能防止振动器壳体内部的润滑油挥发、流出。

作为优选，所述的钻杆的上端设有内螺纹连接部，所述钻杆的下端设有外螺纹连接部，所述钻头的呈圆管状结构，钻头的上端与钻杆的外螺纹连接部螺纹连接。有时候土壤采样深度较大，需要多根钻杆串联，相邻两根钻杆之间就能快速通过内螺纹连接部、外螺纹连接部快速连接。

作为优选，所述钻杆的内部设有硬质塑料套，所述硬质塑料要与钻杆之间间隙配合。最后从土壤中拔出钻杆后，取出硬质塑料管，将硬质塑料管破碎后就能获得与实际土壤层分布一致的土壤样本。

作为优选，所述钻头的下端外侧面为上大下小的外锥面，所述钻头的下端内侧面为上小下大的内锥面，所述外锥面的上端设有外凸环，所述内锥面的上端设有内凸环，所述外凸环的外径大于钻杆的外径，所述内凸环的内径小于硬质塑料套的内径。外锥面与内锥面便于钻头进入土壤中；外凸环使得土壤孔比钻杆的外径大，从而减小钻杆外壁与土壤的摩擦阻力；同理内凸环能减小硬质塑料套的内壁与土壤之间的阻力。

因此，本发明具有无需人工驱动、使用省力方便、土壤取样效率高的有益效果。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为振动器与汽油机的连接示意图。

图3为振动器的内部结构示意图。

图4为图2中a-a处剖视图。

图5为图3中b处局部放大示意图。

图6为钻杆与钻头的连接示意图。

图7为图6中c处局部放大示意图。

图中：振动器1、汽油机2、扭矩传递软轴3、钻杆接头4、钻杆5、钻头6、硬质塑料套7、离心离合器8、主动轮9、磨损补偿密封圈10、从动轴11、从动轮12、支撑座13、皮带14、限位套15、卡接套16、弹簧销17、环形散热槽18、振动器壳体100、左端盖101、右端盖102、偏心转动块103、吊环104、轴承105、连接座106、连接头107、软轴本体300、护套301、轴套302、连接套303、环形槽304、底座400、支撑杆401、滑轮402、收卷辊403、吊索404、钻杆导向套405、内螺纹连接部500、外螺纹连接部501、外锥面600、内锥面601、外凸环602、内凸环603。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1和图2所示的一种土壤采样装置，包括底座400、垂直固定在底座上的支撑杆401，支撑杆的上端设有滑轮402，支撑杆的中间部位设有收卷辊403，收卷辊上设有吊索404，吊索的上端绕过滑轮与振动器1连接，如图3所示，振动器1包括振动器壳体100，振动器壳体的左端设有左端盖101，振动器壳体的右端设有右端盖102，左端盖与右端盖之间设有偏心转动块103，偏心转动块的两端分别通过轴承105与振动器壳体连接，偏心转动块的右端通过扭矩传递软轴3与汽油机2连接；振动器壳体100的上端通过吊环104与吊索连接，振动器壳体的下端中心向下延伸形成连接座106，连接座上设有钻杆接头4，钻杆接头下端连接有空心的钻杆5，钻杆的下端设有钻头6，底座400上设有钻杆导向套405。

如图6和图7所示，钻杆5的上端设有内螺纹连接部500，钻杆的下端设有外螺纹连接部501，钻头呈圆管状结构，钻头的上端与钻杆的外螺纹连接部螺纹连接，钻杆5的内部设有硬质塑料套7，所述硬质塑料要与钻杆之间间隙配合；钻头6的下端外侧面为上大下小的外锥面600，钻头的下端内侧面为上小下大的内锥面601，外锥面的上端设有外凸环602，内锥面的上端设有内凸环603，外凸环的外径大于钻杆的外径，内凸环的内径小于硬质塑料套的内径。

如图4和图5所示，扭矩传递软轴3包括软轴本体300、套设在软轴本体外侧的护套301，软轴本体的两端均固定有轴套302，其中一个轴套与偏心转动块的右端连接，右端盖与轴套之间设有磨损补偿密封圈10，另一个轴套上连接有从动轴11，从动轴上设有从动轮12，从动轴的两端与支撑座13连接，支撑座与汽油机固定连接，汽油机2的输出轴上设有离心离合器8，主动轮9固定在离心离合器的外侧，

主动轮与从动轮之间通过皮带14连接；护套301的两端分别设有连接套303，右端盖102的外侧延伸形成连接头107，护套一端的连接套通过限位套15与连接头连接，护套另一端的连接套外侧设有环形槽304，支撑座的一端设有卡接套16，卡接套的侧面设有弹簧销17，连接套插入卡接套内后通过弹簧销与环形槽配合限位。

结合附图，本发明的原理及使用方法如下：汽油机通过扭矩传递软轴带动偏心转动块高速转动，偏心转动块高速转动会发出高频振动，从而使得整个振动器发生高频振动，钻杆、钻头与振动器壳体固定连接，振动器的振动带动钻头振动；汽油机放在地面上，振动器通过吊环与吊索连接，钻头穿过钻杆导向套与地面垂直，振动器发出高频振动使得钻头带动钻杆进入土壤中，由于钻杆是空心的，因此土壤会进入钻杆中，钻杆进入土壤达到采样深度后，通过收卷辊收卷吊索，从而把钻杆从土壤中拔出，从钻杆中取出土壤，获得需要的采样土壤；整个采样过程，使用者无需对钻杆施加压力和旋转力，采样非常省力方便，采样效率高；汽油机、振动器两者均会发出振动，通过扭矩输出软轴连接，能有效防止汽油机工作振动对振动器的振动产生干涉。