土壤取样装置的制作方法

本发明属于土壤检测技术领域，更具体地说，是涉及一种土壤取样装置。

背景技术：

土地资源是指已经被人类所利用和可预见的未来能被人类利用的土地。土地资源既包括自然范畴，即土地的自然属性，也包括经济范畴，即土地的社会属性，是人类的生产资料和劳动对象，在对土地资源进行勘探的过程中需要对土壤进行取样。

土壤取样需要对一片土地上的数十个地点进行取样进行分析，才能对这片土地进行全面的分析。而目前土壤取样主要靠人工铲挖进行，而且取样土壤需要具有一定深度，人工铲挖数十个地点，作业强度过大，效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种土壤取样装置，旨在解决或者至少在一定程度上改善汽车行驶过程中土壤取样装置可能存在振动的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，提供一种土壤取样装置，包括机架、取样筒、上下驱动机构、旋转驱动机构以及配套的电控单元；其中，

所述取样筒，安装在所述旋转驱动机构上，用于自转并进行土壤取样；

所述上下驱动机构，安装在所述机架上，用于沿着竖直方向驱动所述旋转驱动机构上下移动；

所述旋转驱动机构，安装在所述上下驱动机构上，用于驱动所述取样筒自转；

所述电控单元，分别与所述上下驱动机构和所述旋转驱动机构电性连接。

进一步地，所述上下驱动机构包括：

滑轨，固设于所述机架上，所述滑轨上设有沿上下方向设置的滑槽以及第一过孔；

移动杆，包括沿上下方向滑动设置于所述滑槽内的滑动板以及用于供所述旋转驱动机构的移动杆本体，所述移动杆本体与所述滑动板相连，所述滑动板上沿上下方向等间隔地设有若干第二过孔；所述旋转驱动机构安装在所述移动杆本体上；

驱动组件，固设于所述滑轨上，用于驱动所述移动杆上下移动；以及

分度锁止组件，包括固设于所述滑轨上的连接块、用于与所述第二过孔插接以锁定所述移动杆的锁销以及第一弹簧；所述连接块上设有第一滑孔，所述锁销滑动于所述第一滑孔，并且所述锁销从所述滑轨的一侧还插接滑动于所述第一过孔内，所述第一弹簧用于使所述锁销始终具有朝向所述滑动板移动的趋势，所述锁销上还具有便于所述锁销插入或滑出所述第二过孔的倒角结构。

进一步地，所述滑动板上设有沿上下方向设置的齿条部，所述驱动组件包括固设于所述滑轨上的第一电机以及与所述第一电机的输出轴动力相连的齿轮，所述齿轮的外周设有用于与所述齿条部啮合的不完全齿结构。

进一步地，所述锁销的外周设有位于所述第一滑孔内的抵挡部，所述第一弹簧套接在所述锁销的外周并位于所述第一滑孔的内壁和所述抵挡部之间。

进一步地，所述旋转驱动机构包括安装在所述上下驱动机构上的第二电机、传递轴以及连接组件；所述第二电机通过所述传递轴将动力输出传递给所述连接组件，所述连接组件与所述取样筒可拆卸连接以实现驱动所述取样筒的自转。

进一步地，所述取样筒包括筒体以及固设于所述筒体上部的圆环结构；所述连接组件包括套接在所述圆环结构内的圆盘结构、第二弹簧、插销以及螺栓；所述插销为圆柱销结构；

所述圆盘结构沿其径向设有第二滑孔，所述插销滑动设置于所述第二滑孔内，所述圆环结构对应所述第二滑孔的位置设有供所述插销插入的插接孔；所述第二弹簧位于所述第二滑孔的孔壁和所述插销之间，以使所述插销始终具有插入至所述插接孔内的趋势；

所述圆盘结构上还设有供所述螺栓螺纹连接的螺纹孔，所述螺纹孔沿所述圆盘结构的轴向设置并与所述第二滑孔连通，所述插销的外周上具有止挡槽，所述止挡槽具有与所述螺栓的底端抵接的导向斜面，所述导向斜面与所述插销的轴向呈夹角设置；

通过旋松或旋紧所述螺栓以改变所述螺栓的底端插入至所述第二滑孔的深度，以使所述插销伸入或滑出所述插接孔，继而实现所述连接组件与所述取样筒的可拆卸连接。

进一步地，所述止挡槽还具有沿所述插销的径向设置的限位面，所述限位面与所述导向斜面相接，并位于所述螺栓临近所述圆环结构的一侧。

进一步地，所述第二滑孔和所述插接孔均为与所述插销间隙配合的圆孔结构。

进一步地，所述筒体包括筒体本体以及便于插入至土壤内的圆锥插入结构；所述筒体本体为具有空腔的圆筒结构，所述圆锥插入结构固设于所述筒体本体的下部，所述圆筒结构的外周上设有土壤进口以及螺旋叶片。

本发明提供的土壤取样装置，与现有技术相比，通过在机架上设置上下驱动机构、旋转驱动结构以及取样筒，通过上下驱动机构带动取样筒的上下移动，通过旋转驱动结构带动取样筒的自转取样，替代人工铲挖的作业，自动化程度高，减轻作业强度，效率高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的土壤取样装置的示意图；

图2为图1中上下驱动机构(隐去滑轨)、旋转驱动机构及取样筒的配合示意图；

图3为本发明实施例提供的土壤取样装置的上下驱动机构中分度锁止组件的配合示意图；

图4为本发明实施例提供的土壤取样装置中的连接组件与圆环结构的配合示意图；

图5为图1中取样筒的示意图。

图中：1、基座；101、豁口；2、支腿；3、滑轨；301、滑槽；302、第一过孔；4、移动杆；401、移动杆本体；402、滑动板；4021、第二过孔；4022、齿条部；403、滑动块；5、齿轮；6、连接块；601、第一滑孔；7、第一弹簧；8、锁销；801、倒角结构；802、抵挡部；9、第一电机；10、第二电机；11、传递轴；12、筒体本体；1201、土壤进口；1202、螺旋叶片；13、圆环结构；1301、插接孔；14、圆锥插入结构；15、圆盘结构；1501、第二滑孔；1502、螺纹孔；16、插销；1601、导向斜面；17、螺栓；18、第二弹簧。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参见图1至图5，现对本发明提供的土壤取样装置的实施例进行说明。所述的土壤取样装置，包括机架、取样筒、上下驱动机构、旋转驱动机构以及配套的电控单元。

其中，取样筒安装在旋转驱动机构上，用于自转并进行土壤取样。上下驱动机构安装在机架上，用于沿着竖直方向驱动旋转驱动机构上下移动。旋转驱动机构安装在上下驱动机构上，用于驱动取样筒自转以实现土壤取样。电控单元是本装置的大脑，分别与上下驱动机构和旋转驱动机构电性连接，用于协调控制上下驱动机构和旋转驱动机构的动作。

在本实施例中，本装置(机架)可以做的比较小(的小型结构)，一个操作者或两个操作者就可以轻松移动，同时本装置可以接入市电或ups作为电源。需要进行取样时，操作者将本装置移动到指定地点，然后通过电控单元控制上下驱动机构驱动旋转驱动机构和取样筒一起向下移动，直至取样筒插入至土壤内一定深度，然后通过电控单元控制旋转驱动机构驱动取样筒自转完成土壤取样。取样完成后通过电控单元控制上下驱动机构驱动旋转驱动机构和取样筒一起向上移动，操作者就得到取样后的土壤。

本发明实施例提供的土壤取样装置，与现有技术相比，通过在机架上设置上下驱动机构、旋转驱动结构以及取样筒，通过上下驱动机构带动取样筒的上下移动，通过旋转驱动结构带动取样筒的自转取样，替代人工铲挖的作业，自动化程度高，减轻作业强度，效率高。

请参见图1至图3，作为本发明提供的土壤取样装置的一种具体实施方式，上下驱动机构包括滑轨3、移动杆4、驱动组件以及分度锁止组件。

其中，滑轨3固设于机架上，滑轨3上设有沿上下方向设置的滑槽301以及第一过孔302。移动杆4包括沿上下方向滑动设置于滑槽301内的滑动板402以及用于供旋转驱动机构的移动杆本体401，移动杆本体401与滑动板402相连。旋转驱动机构安装在移动杆本体401上。滑动板402上沿上下方向等间隔地设有若干第二过孔4021。驱动组件固设于滑轨3上，用于驱动移动杆4上下移动。

分度锁止组件包括固设于滑轨3上的连接块6、用于与第二过孔4021插接以锁定移动杆4的锁销8以及第一弹簧7。连接块6位于滑轨3的一侧，连接块6上设有第一滑孔601，锁销8滑动于第一滑孔601，并且锁销8的一端还从滑轨3的一侧插接滑动于第一过孔302内，第一弹簧7用于使锁销8始终具有朝向滑动板402移动的趋势(也就是使锁销8的一端始终具有从第一过孔302向第二过孔4021插入的趋势)，锁销8上还具有便于锁销8插入或滑出第二过孔4021的倒角结构801。锁销8插入至第二过孔4021并不深，如果滑动板402上下滑动，则锁销8能够通过倒角结构801脱离第二过孔4021并从第二过孔4021中滑出。

分度锁止组件顾名思义，是指分度锁止组件对移动杆4(即滑动板402)具有一定的间歇性锁止功能，当锁销8在第一弹簧7的作用下插入到第二过孔4021时且驱动组件不再驱动移动杆4上下移动时，此时分度锁止组件就实现了移动杆4(旋转驱动机构和取样筒)的锁止。但是当锁销8在第一弹簧7的作用下插入到第二过孔4021时而驱动组件还在驱动移动杆4上下移动时，则分度锁止组件无法实现移动杆4(旋转驱动机构和取样筒)的锁止。

现有技术中，驱动组件一般通过电机作为动力来驱动移动杆4的上下移动，但是在电机停转后，其仍然可以轻微转动或抖动，这样在旋转驱动机构驱动取样筒自转取样时，取样筒仍可能上下晃动，这就给取样带来了不稳定性，取样效果差。而通过设置分度锁止组件，可以使在没有驱动力的作用下实现移动杆4(旋转驱动机构和取样筒)的稳定锁止，给取样操作代理稳定环境。

请参见图2，作为本发明提供的土壤取样装置的一种具体实施方式，滑动板402上设有沿上下方向设置的齿条部4022，驱动组件包括固设于滑轨3上的第一电机9以及与第一电机9的输出轴动力相连的齿轮5，齿轮5的外周设有用于与齿条部4022啮合的不完全齿结构。通过设置，可将齿轮5转动一圈带动滑动板402移动的距离等于两个相邻的第二过孔4021之间的间隔，这样第一电机9每带动齿轮5转动一圈，就相当于换了一个第二过孔4021被锁销8插入。这样，第一电机9的控制精度不需要太精密，即使第一电机9多转了半圈，齿轮5的不完全齿结构因为没有和齿条部4022也不会使锁销8从相应的第二过孔4021中滑出，因此，在第一电机9的控制精度不需要太精密的情况下，仍可实现分度锁止组件对移动杆4(旋转驱动机构和取样筒)的稳定锁止。

作为本发明提供的土壤取样装置的一种具体实施方式，锁销8为圆柱体结构，第二过孔4021为与圆柱体结构适配的圆孔。

请参见图3，作为本发明提供的土壤取样装置的一种具体实施方式，锁销8的外周设有位于第一滑孔601内的抵挡部802，第一弹簧7套接在锁销8的外周，并位于第一滑孔601的内壁和抵挡部802之间。

请参见图1及图2，作为本发明提供的土壤取样装置的一种具体实施方式，机架包括基座1和固设在基座1下部的支腿2，滑轨3固设在基座1上，基座1上设有供取样筒穿过的豁口101。滑轨3具有间隔设置的两个，移动杆4还包括滑动块403，滑动块403和滑动板402分别固设在移动杆本体401的两端。滑动块403与滑槽301滑动配合，但是滑动块403和滑动板402分别与不同的滑轨3的滑槽301滑动配合。驱动组件和分度锁止组件分别具有一套即可，驱动组件和分度锁止组件分别固定在设有滑动板402的那个滑轨3上。

请参见图1及图2，作为本发明提供的土壤取样装置的一种具体实施方式，旋转驱动机构包括安装在上下驱动机构上的第二电机10、传递轴11以及连接组件。第二电机10通过传递轴11将动力输出传递给连接组件，连接组件与取样筒可拆卸连接以实现驱动取样筒的自转。实际上，第二电机10固设在移动杆本体401上。

请参见图1、图2及图4，作为本发明提供的土壤取样装置的一种具体实施方式，取样筒包括筒体以及固设于筒体上部的圆环结构13。连接组件包括套接在圆环结构13内的圆盘结构15、第二弹簧18、插销16以及螺栓17。圆盘结构15可看作为较扁的圆柱结构，其外形与圆环结构13的内圈适配，圆盘结构15正好可以套接在圆环结构13内。插销为16圆柱销结构；

圆盘结构15沿其径向设有第二滑孔1501，插销16滑动设置于第二滑孔1501内，圆环结构13对应第二滑孔1501的位置设有供插销16插入的插接孔1301。第二弹簧18位于第二滑孔1501的孔壁和插销16之间，以使插销16始终具有插入至插接孔1301内的趋势。也就是说，在第二弹簧18的作用下，插销16的一端能够伸出第二滑孔1501而插入至插接孔1301内。

圆盘结构15上还设有供螺栓17螺纹连接的螺纹孔1502，螺纹孔1502沿圆盘结构15的轴向设置并与第二滑孔1501连通，插销16的外周上具有止挡槽，止挡槽至少具有与螺栓17的底端(即螺杆端)抵接的导向斜面1601，导向斜面与插销16的轴向呈夹角设置。

这样，通过旋紧螺栓17，螺栓17的底端会插入至第二滑孔1501更深，由于导向斜面1601与螺栓17的底端的抵接作用，插销16会朝向远离圆环结构13一侧滑动，插销16就滑出插接孔1301，继而实现连接组件与取样筒的拆卸。通过旋松螺栓17，螺栓17的底端会插入至第二滑孔1501更浅，由于导向斜面1601与螺栓17的底端的抵接作用，插销16会朝向靠近圆环结构13一侧滑动，插销16就插入至插接孔1301内，继而实现连接组件与取样筒的连接。如此，便可以通过旋松或旋紧螺栓17快速实现连接组件与取样筒的可拆卸连接，在完成取样后，操作者可以快速拆下取样筒，以收集土壤。同时，利用上述结构，能够实现连接组件驱动取样筒的稳固连接。

作为本发明提供的土壤取样装置的一种具体实施方式，第二弹簧18、插销16、第二滑孔1501以及螺栓17可以具有环绕圆盘结构15轴向设置的多组，相应地，插接孔1301也可以对应地设有多个。

请参见图4，作为本发明提供的土壤取样装置的一种具体实施方式，止挡槽还具有沿插销16的径向设置的限位面，限位面与导向斜面1601相接，并位于螺栓17临近圆环结构13的一侧。限位面与导向斜面1601共同围合形成止挡槽。随着旋紧螺栓17，插销16会朝向远离圆环结构13一侧滑动，但为了限制插销16向远离圆环结构13一侧滑动的行程，特设置限位面，当螺栓17的底端与限位面抵接后，插销16就不能向远离圆环结构13一侧继续滑动。

请参见图4，作为本发明提供的土壤取样装置的一种具体实施方式，第二滑孔1501和插接孔1301均为与插销16间隙配合的圆孔结构，以更好地实现通过连接组件对取样筒传动自转动力。

请参见图5，作为本发明提供的土壤取样装置的一种具体实施方式，筒体包括筒体本体12以及便于插入至土壤内的圆锥插入结构14。筒体本体12与圆环结构13固定相连，且为具有空腔的圆筒结构。圆锥插入结构14固设于筒体本体12的下部，圆筒结构的外周上设有若干土壤进口1201以及螺旋叶片1202。

在筒体本体12插入至土壤内后，随着取样筒的自转，螺旋叶片1202会搅动土壤，圆筒结构周圈的土壤会被螺旋叶片1202螺旋向上移动(也就是土壤会随着螺旋叶片1202的轨迹螺旋向上被搬运)，土壤在设有土壤进口1201的部位进入到筒体本体12的空腔内。螺旋叶片1202一方面可以搅动土壤，使土壤更稀松，利于收集，另一方面其搬运作用可以使土壤进入到土壤进口1201内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。