一种原位土壤非扰动采样设备的制作方法

1.本发明涉及土壤试验设备技术领域，尤其涉及一种原位土壤非扰动采样设备。


背景技术：

2.原位土壤样品在土壤修复、土壤结构研究、湿地调查、海岸带调查、农业土壤调查、城市环境调查、环境监察检测等领域有重要的作用。原位土壤采样技术一直是调查取样的难点。
3.传统方式利用环刀取土器采集原位土壤样品，通过驱动装置带动旋转钻入土壤中进行取样，在钻取的过程中取样管不断与土壤摩擦，会产生较多的热量，造成土壤中的易挥发性物质流失，从而影响土壤成分测定的准确性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种原位土壤非扰动采样设备。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种原位土壤非扰动采样设备，包括环形的支撑座，所述支撑座的外侧设置有多个支撑组件，并且支撑座的内侧设置有螺纹连接的圆柱形的筒体，所述筒体的上端内径大于下端内径，所述筒体的中轴线处设置有通孔，并且底部设置有第一环形槽和第二环形槽，所述通孔的内部设置有可拆卸的取样管，所述第一环形槽位于第二环形槽的外侧，所述第一环形槽的内部设置有多个环形均匀分布的挡板，多个所述挡板可合并为圆锥形结构，所述第二环形槽的内部设置有环刀，且环刀的底部设置有多个齿片，所述筒体的顶部设置有以带动挡板和环刀上下移动的第一驱动组件和第二驱动组件，所述筒体的上端设置有与第一驱动组件和第二驱动组件配合的限位组件；所述第一驱动组件包括多个分别与多个所述挡板转动连接的连接杆，多个所述连接杆的上端均通过扭簧转动连接有第一滑杆，所述第一滑杆沿筒体的轴向方向贯穿且延伸至筒体的上方，多个所述第一滑杆的顶端固定连接有同一第一环形片，所述筒体与第一环形片之间设置有多个第一弹簧；所述第二驱动组件包括多个与环刀固定连接的第二滑杆，多个所述第二滑杆的上端均沿筒体的轴向方向贯穿至筒体的上方，并且多个所述第二滑杆的顶端固定连接有同一第二环形片，所述筒体与第二环形片之间设置有多个第二弹簧；所述限位组件包括分别与第一环形片和第二环形片固定连接的第一限位栓和第二限位栓，所述筒体的内部具有沿径向方向设置的滑槽，所述滑槽的内部设置有沿筒体的径向方向移动的推杆，所述第一限位栓和第二限位栓均可从筒体的顶部滑动贯穿至滑槽的内部，并且第一限位栓和第二限位栓的下端分别固定连接有可与滑槽卡接的第一卡扣的第二卡扣，所述推杆的侧面具有凹槽。
6.优选地，所述支撑组件设置有至少三个，并且环绕支撑座均匀分布，所述支撑组件包括与支撑座固定连接的转动座，所述转动座上转动连接有支撑杆，所述支撑杆远离筒体一侧的上端设置有挡块，所述支撑杆的下端设置有脚垫。
7.优选地，所述支撑座的顶部设置有多个环形均匀分布的限位件，多个所述限位件
的上端设置有同一环形的升降座，所述升降座的顶部固定连接有l形的固定杆，且固定杆的另一端固定连接有环形的滑套，所述通孔与滑套同轴线分布，所述升降座通过轴承与筒体转动连接。
8.优选地，所述取样管由两个形状相同的半圆形的管片组成，所述管片的下端具有开口，并且管片上下两端的半圆边上均具有凸起。
9.优选地，所述滑套的顶部转动连接有压条，所述压条沿滑套的径向方向设置，并且压条的开放端通过紧固螺栓与滑套固定连接。
10.优选地，所述取样管上端面的外径大于滑套的内径，两个所述管片下端的两个所述凸起组成的圆环形结构贴合通孔的内壁。
11.优选地，所述升降座的外侧转动连接有齿轮，所述齿轮的顶部固定连接有连接块，且连接块的顶部具有卡槽，所述连接块通过与卡槽配合的驱动扳手带动齿轮旋转，所述筒体的外侧套设有与齿轮啮合的齿环。
12.优选地，所述挡板与第一环形槽下端开口处的内壁滑动接触，并且挡板的厚度为3-5mm。
13.优选地，所述限位件为圆柱形的杆体，所述杆体的下端与支撑座固定连接，所述杆体的上端贯穿升降座，并且杆体与升降座滑动连接。
14.优选地，所述限位件为多节伸缩杆，所述多节伸缩杆的上下两端分别与升降座和支撑座固定连接。
15.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：1、本技术设置环形的支撑座，在支撑座的内侧设置通过旋合上下移动的筒体，并且在筒体内设置可拆装的取样管，取样管通过升降座的连接随着筒体同步移动，在筒体旋转时，取样管不旋转，故在钻取土壤时，可以减少取样管内壁与土壤的摩擦，从而使挥发性物质能够保留在土壤中，进而提高土壤成分检测的精度，同时取样管由两个形状相同的半圆形管片组成，取样管在取下后方便分开，从而便于工作人员取样，并且取样时没有额外的挤压，保证了土壤结构的完整性，有助于进一步提高测试结果的精度。
16.2、本技术通过在筒体的底部设置环刀和齿片，并且在筒体顶部设置可推移环刀的驱动结构，使环刀可以从筒体下端的第二环形槽内推出，在不使用时可以收回到第二环形槽内，相较于传统的一体不可调的环刀结构，本设备可以在保证正常使用的同时提高携带的安全性。
17.3、本技术在升降座上设置有齿轮，在筒体的外侧设置有齿环，齿轮上设置有连接块，通过使用配套的驱动扳手，可以带动齿轮旋转，进一步带动齿环和筒体同步旋转，从而实现筒体的上下移动，相较于传统直接将取样管按压或旋入土壤的方式，在人工操作时更为省力，同时支撑座侧面设置有支撑杆，在钻取时，支撑杆可以提供稳定的支撑，保持筒体的移动方向不发生偏移。
18.4、本技术在筒体的下端设置了多个挡板，多个挡板在驱动结构的带动下可以从第一环形槽内伸出或收回第一环形槽，同时挡板移动的方向倾斜，多个挡板可以合并为锥形结构，故在钻取后挡板合并可以防止土壤脱离取样管，避免重复取样影响采样效率或者取样不完整的情况发生。
附图说明
19.图1示出了本发明提供的设备折叠结构示意图；图2示出了本发明实施例一提供的设备展开结构示意图；图3示出了本发明实施例二提供的设备展开结构示意图；图4示出了本发明提供的筒体下端剖视结构示意图；图5示出了本发明提供的筒体上端爆炸结构示意图；图6示出了本发明提供的筒体上端剖视结构示意图；图7示出了图6中a处的放大结构示意图；图8示出了本发明提供的取样管结构示意图。
20.图例说明：1、支撑座；2、转动座；3、支撑杆；4、挡块；5、脚垫；6、筒体；7、通孔；8、第一环形槽；9、第二环形槽；10、挡板；11、连接杆；12、第一滑杆；13、第一弹簧；14、第一环形片；15、第一限位栓；16、第一卡扣；17、环刀；18、齿片；19、第二滑杆；20、第二弹簧；21、第二环形片；22、第二限位栓；23、第二卡扣；24、滑槽；25、推杆；26、凹槽；27、轴承；28、升降座；29、固定杆；30、滑套；31、取样管；32、凸起；33、压条；34、紧固螺栓；35、齿轮；36、齿环；37、连接块；38、卡槽；39、驱动扳手；40、限位件。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
22.请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：实施例一：一种原位土壤非扰动采样设备，包括环形的支撑座1，支撑座1的外侧设置有多个支撑组件，并且支撑座1的内侧设置有螺纹连接的圆柱形的筒体6，筒体6的上端内径大于下端内径，筒体6的中轴线处设置有通孔7，并且底部设置有第一环形槽8和第二环形槽9，通孔7的内部设置有可拆卸的取样管31，第一环形槽8位于第二环形槽9的外侧，第一环形槽8的内部设置有多个环形均匀分布的挡板10，多个挡板10可合并为圆锥形结构，第二环形槽9的内部设置有环刀17，且环刀17的底部设置有多个齿片18，筒体6的顶部设置有以带动挡板10和环刀17上下移动的第一驱动组件和第二驱动组件，筒体6的上端设置有与第一驱动组件和第二驱动组件配合的限位组件；第一驱动组件包括多个分别与多个挡板10转动连接的连接杆11，多个连接杆11的上端均通过扭簧转动连接有第一滑杆12，第一滑杆12沿筒体6的轴向方向贯穿且延伸至筒体6的上方，多个第一滑杆12的顶端固定连接有同一第一环形片14，筒体6与第一环形片14之间设置有多个第一弹簧13；第二驱动组件包括多个与环刀17固定连接的第二滑杆19，多个第二滑杆19的上端均沿筒体6的轴向方向贯穿至筒体6的上方，并且多个第二滑杆19的顶端固定连接有同一第二环形片21，筒体6与第二环形片21之间设置有多个第二弹簧20；限位组件包括分别与第一环形片14和第二环形片21固定连接的第一限位栓15和第二限位栓22，筒体6的内部具有沿径向方向设置的滑槽24，滑槽24的内部设置有
沿筒体6的径向方向移动的推杆25，第一限位栓15和第二限位栓22均可从筒体6的顶部滑动贯穿至滑槽24的内部，并且第一限位栓15和第二限位栓22的下端分别固定连接有可与滑槽24卡接的第一卡扣16的第二卡扣23，推杆25的侧面具有凹槽26。支撑组件设置有至少三个，并且环绕支撑座1均匀分布，支撑组件包括与支撑座1固定连接的转动座2，转动座2上转动连接有支撑杆3，支撑杆3远离筒体6一侧的上端设置有挡块4，支撑杆3的下端设置有脚垫5。支撑座1的顶部设置有多个环形均匀分布的限位件40，多个限位件40的上端设置有同一环形的升降座28，升降座28的顶部固定连接有l形的固定杆29，且固定杆29的另一端固定连接有环形的滑套30，通孔7与滑套30同轴线分布，升降座28通过轴承27与筒体6转动连接。取样管31由两个形状相同的半圆形的管片组成，管片的下端具有开口，并且管片上下两端的半圆边上均具有凸起32。滑套30的顶部转动连接有压条33，压条33沿滑套30的径向方向设置，并且压条33的开放端通过紧固螺栓34与滑套30固定连接。取样管31上端面的内径大于滑套30的内径，两个管片下端的两个凸起32组成的圆环形结构贴合通孔7的内壁。升降座28的外侧转动连接有齿轮35，齿轮35的顶部固定连接有连接块37，且连接块37的顶部具有卡槽38，连接块37通过与卡槽38配合的驱动扳手39带动齿轮35旋转，筒体6的外侧套设有与齿轮35啮合的齿环36。挡板10与第一环形槽8下端开口处的内壁滑动接触，并且挡板10的厚度为3-5mm。
23.具体的，如图2、图3、图5和图8所示，升降座28的外侧转动连接有齿轮35，齿轮35的顶部固定连接有连接块37，且连接块37的顶部具有卡槽38，连接块37通过与卡槽38配合的驱动扳手39带动齿轮35旋转，筒体6的外侧套设有与齿轮35啮合的齿环36。支撑座1的顶部设置有多个环形均匀分布的限位件40，多个限位件40的上端设置有同一环形的升降座28，升降座28的顶部固定连接有l形的固定杆29，且固定杆29的另一端固定连接有环形的滑套30，通孔7与滑套30同轴线分布，升降座28通过轴承27与筒体6转动连接。取样管31由两个形状相同的半圆形的管片组成，管片的下端具有开口，并且管片上下两端的半圆边上均具有凸起32。取样管31上端面的内径大于滑套30的内径，两个管片下端的两个凸起32组成的圆环形结构贴合通孔7的内壁。滑套30的顶部转动连接有压条33，压条33沿滑套30的径向方向设置，并且压条33的开放端通过紧固螺栓34与滑套30固定连接。
24.取样管31从滑套30中穿过进入通孔7中，取样管31上端的凸起32和压条33起到限位作用，而取样管31下端的凸起32可以保持取样管31不发生偏移。采用两个管片组合的方式方便拆装，易于取样，并且使土层不会受到挤压，实现原位无扰动取样。
25.具体的，如图4、和图6所示，第一驱动组件包括多个分别与多个挡板10转动连接的连接杆11，多个连接杆11的上端均通过扭簧转动连接有第一滑杆12，第一滑杆12沿筒体6的轴向方向贯穿且延伸至筒体6的上方，多个第一滑杆12的顶端固定连接有同一第一环形片14，筒体6与第一环形片14之间设置有多个第一弹簧13。挡板10与第一环形槽8下端开口处的内壁滑动接触，并且挡板10的厚度为3-5mm。
26.第一环形槽8的下端为倾斜的，在第一滑杆12往下移动时，推动连接杆11的下端贴着第一环形槽8的内壁移动，进一步将挡板10推出第一环形槽8，当连接杆11转动后，扭簧发生扭转，在扭簧和第一环形槽8下端开口的双重作用下，使挡板10可以紧密贴合第一环形槽8的内壁，提高移动的稳定性。
27.具体的，如图4和图6所示，第二驱动组件包括多个与环刀17固定连接的第二滑杆
19，多个第二滑杆19的上端均沿筒体6的轴向方向贯穿至筒体6的上方，并且多个第二滑杆19的顶端固定连接有同一第二环形片21，筒体6与第二环形片21之间设置有多个第二弹簧20。限位组件包括分别与第一环形片14和第二环形片21固定连接的第一限位栓15和第二限位栓22，筒体6的内部具有沿径向方向设置的滑槽24，滑槽24的内部设置有沿筒体6的径向方向移动的推杆25，第一限位栓15和第二限位栓22均可从筒体6的顶部滑动贯穿至滑槽24的内部，并且第一限位栓15和第二限位栓22的下端分别固定连接有可与滑槽24卡接的第一卡扣16的第二卡扣23，推杆25的侧面具有凹槽26。
28.在钻取时通过按压第二环形片21，第二滑杆19可以将环刀17和齿片18从第二环形槽9内推出，第二限位栓22底部的而第二卡扣23卡在滑槽24的内壁上，在钻取的过程中保持环刀17的稳定，在需要收回环刀17时，将推杆25往滑槽24内推，推杆25的内端以及凹槽26的内壁可以推动第一卡扣16和第二卡扣23使二者脱离滑槽24，从而在第一弹簧13和第二弹簧20的弹力作用下使第一环形片14和第二环形片21复位。
29.具体的，如图2和图3所示，支撑组件设置有至少三个，并且环绕支撑座1均匀分布，支撑组件包括与支撑座1固定连接的转动座2，转动座2上转动连接有支撑杆3，支撑杆3远离筒体6一侧的上端设置有挡块4，支撑杆3的下端设置有脚垫5。
30.支撑杆3在设备不使用时贴合筒体6的侧面，同时将支撑座1旋转至筒体6的上端，可以节省空间，便于设备携带。在设备使用时转动支撑杆3使挡块4贴合转动座2，此时挡块4抵住转动座2，支撑杆3无法继续转动，在钻取时通过支撑杆3保持设备的稳定。
31.具体的，如图2所示，限位件40为圆柱形的杆体，杆体的下端与支撑座1固定连接，杆体的上端贯穿升降座28，并且杆体与升降座28滑动连接。限位件40为圆柱形的杆体，由于杆体为一体式结构，其整体的结构强度较高，故可为升降座28提供更稳定的支撑，减少设备使用时升降座28的晃动，提高使用稳定性。
32.实施例二：与实施例一不同的是：具体的，如图3所示，限位件40为多节伸缩杆，多节伸缩杆的上下两端分别与升降座28和支撑座1固定连接。由于伸缩杆自身的特性，对于升降座28的支撑效果没有杆体稳定，但是多节伸缩杆的长度可以随着支撑座1与升降座28之间的距离灵活调节，故在收纳设备时可以节省空间，方便设备携带。
33.综上所述，本实施例所提供的一种原位土壤非扰动采样设备，在使用时，首先，转动支撑杆3至挡块4抵住转动座2，再通过驱动扳手39带动齿轮35旋转，进一步使筒体6旋转，将支撑座1移动至筒体6的下端，然后，按压第二环形片21将环刀17从第二环形槽9中推出，将设备放在取样位置，再通过驱动扳手39使筒体6往下移动而钻入土壤中，在钻至合适的深度后，按压第一环形片14,多个挡板10从第一环形槽8中推出合并成圆锥形，最后，往上拔出设备，使设备水平放置，旋下紧固螺栓34，转动压条33即可取下取样管31，将两个管片分开即得取样的土壤。
34.实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。