分解式土壤样品采集器

1.本发明涉及土壤采集领域，具体来说，涉及分解式土壤样品采集器。


背景技术：

2.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。现有的土壤取样方式大多为将土壤取样器插进检测区域一定深度后进行取样，最常用的土壤采样工具是土钻，有手工操作和机械操作两类，一般小型的土壤取样器多采用手动的方式。在不同地点对不同深度的土壤样品进行采集时，由于现有土壤取样器的头端在插进土壤到一定深度后，取样器内的土壤为表层到深层所有土层的土壤，需要采样人员根据土壤取样器的长度来判断不同深度的土壤，从而导致采集深度及取样结果存在人为误差，进而影响检测区域土质的分析结果，且这样的插进式土壤取样方法不具有代表性，不能够单独取到某一土层深度的土壤。
3.经检索，专利号为cn114047027a的专利公开了一种农业生态治理用土壤采集装置，包括采集装置外壳，还包括：伸缩组件、深度控制组件、转动组件、取样组件和取样筒，所述伸缩组件用于驱动取样组件进行伸缩，且所述伸缩组件还用于驱动转动组件进行转动，所述转动组件用于驱动取样组件进行转动，所述深度控制组件通过控制伸缩组件的伸缩行程对土壤取样深度进行控制。上述专利在取土过程中存在以下不足：取样组件内的取样筒在插入土壤后，取样筒会直接将表层的土壤携带运动，而且表层的土壤会填充取样筒，当取样筒伸入到土壤深层后，深层土壤将无法进入取样筒内，使得对一定深度的土壤进行采集无法完成。


技术实现要素：

4.针对相关技术中的问题，本发明提出分解式土壤样品采集器，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
5.本发明的技术方案是这样实现的：分解式土壤样品采集器，包括底板和固定安装在底板顶部一端的升降组件，所述升降组件的一侧活动设置有升降框，且升降框的一侧顶部和底部均开设有安装孔，安装孔的内壁通过轴承连接有主动轴，主动轴的外壁顶部设置有旋转组件，所述主动轴的顶部固定有转杆，且转杆的外壁固定有螺旋叶片，转杆的底端通过拆装方式连接有锥形钻头，锥形钻头的内部开设有储料仓，所述转杆的底部开设有空腔，且空腔的底部与储料仓的顶部之间开设有导料口，所述空腔的一侧开设有进料口，且进料口的内壁顶部铰接有密封门，密封门的四周外壁粘接有密封条，所述密封门的一侧设置有展开组件。
6.进一步的，所述展开组件包括开设在主动轴中心位置和转杆中心位置的中心槽，且中心槽的内壁通过轴承连接有旋转柱，旋转柱的顶部固定有转把，所述旋转柱延伸入空腔内的底端固定有收卷盘，且收卷盘的外壁绕设有拉绳，拉绳的底端与密封门的一侧底部固定连接，所述空腔的一侧底部内壁固定有固定板，且固定板的顶部与收卷盘的底部转动
连接，所述空腔的另一侧内壁固定有上下两个u型架，且u型架的内壁均通过销轴连接有导引轮，拉绳铺设在两个导引轮的内壁上，所述空腔靠近固定板底部的一侧内壁固定有安装座，且安装座的一侧固定有侧框，侧框的内壁与密封门的一侧中间位置之间固定有v型缓冲板，v型缓冲板设置为记忆金属材质，所述安装座的底部设置为弧面结构，且v型缓冲板的顶部设置为弧形结构，v型缓冲板的顶部与安装座的底部相吻合。
7.进一步的，所述锥形钻头的外壁固定有多列等距离分布的破土尖头，且转杆的底部两端均开设有螺纹孔，且锥形钻头的顶部固定有对接圈，对接圈与螺纹孔之间设置有螺钉，所述转杆的底部两侧均开设有多个定位孔，且对接圈的顶部两侧均固定有插接在定位孔内的定位柱。
8.进一步的，所述旋转组件包括固定安装在升降框顶部一端的旋转电机，且旋转电机的输出轴固定安装有位于升降框内的主动齿轮，主动轴的外壁固定有位于升降框内的从动齿轮，从动齿轮的一侧与主动齿轮的一侧相啮合。
9.进一步的，所述升降组件包括固定安装在底板顶部一端的升降基框，且升降基框的顶部内壁通过轴承连接有螺纹杆，升降基框的底部内壁固定安装有用于驱动螺纹杆旋转的正反转电机，所述螺纹杆的外壁螺接有内螺纹升降座，且内螺纹升降座的一端与升降框的一端固定连接。
10.进一步的，所述升降基框的一侧固定有套接在螺旋叶片外壁的支撑套板，且支撑套板的一端固定有安装板，安装板的顶部一侧开设有安装口，安装口的内壁固定安装有数显仪，升降框的底部一端固定有穿过数显仪的刻度盘。
11.进一步的，所述底板的顶部开设有安装槽，且锥形钻头处于安装槽的正中心位置上方，安装槽的内壁固定有固定圈，固定圈的顶部四角均与支撑套板的底部之间固定有支撑杆，所述固定圈的顶部开设有等距离分布的连接孔，且连接孔的内壁均通过轴承连接有t型转杆，t型转杆的外壁底部均固定有拨料板，t型转杆的外壁顶部均固定有传动齿轮，所述传动齿轮的外壁传动连接有同一个传动带，且其中一个传动齿轮的顶部固定有传动轴，安装板的顶部另一侧开设有通孔，通孔的内壁与传动轴的外壁通过轴承连接，所述传动轴的内部开设有多边槽，且旋转电机的输出轴底部固定安装有插接在多边槽内部的多边柱。
12.进一步的，所述底板的顶部四角均开设有进出口，且相邻两个进出口的内部插接有同一个u型撑架，u型撑架的一侧之间固定有连接板，连接板的底部中间位置与底板的顶部之间固定安装有第一液压缸，u型撑架的底部两端均固定安装有万向轮。
13.进一步的，所述底板的顶部一侧两端均固定有推把，且推把的一端之间固定有握杆。
14.进一步的，所述主动轴的外壁套设有取土桶，且取土桶置于支撑套板的套孔内，所述取土桶的内径与螺旋叶片的外径吻合，且取土桶的外壁顶部固定有升降板，升降框的顶部一侧固定安装有用于调节升降板高度的第二液压缸。
15.本发明的有益效果：本发明提供的分解式土壤样品采集器，在对某一位置的土壤区域进行采集前，利用旋转组件带动主动轴、转杆、螺旋叶片和锥形钻头旋转，并通过升降组件降低升降框、主动轴、转杆、螺旋叶片、锥形钻头的高度，配合旋转中的锥形钻头和螺旋叶片对土壤进行钻孔处理，并通过锥形钻头和破土尖头对土壤进行打散，使得土壤沿着螺旋叶片从孔内移出，
此时，底层到深层的土壤自上而下附着在螺旋叶片上，通过展开组件将密封门打开，使得附着在螺旋叶片底部的深层土壤沿着螺旋叶片的倾斜表面滑落到进料口和空腔以及储料仓内，取土时，直接将锥形钻头卸下即可，可实现对一定深度的土壤进行采集的效果。
16.本发明提供的分解式土壤样品采集器，待取样完成后，松开展开组件，通过记忆金属材质的v型缓冲板的塑性性与复位性带动密封门瞬间反弹和复位，并贴合在进料口和螺旋叶片上，在此瞬间使得转杆、空腔、锥形钻头和储料仓振动，使得土壤均落入到储料仓内收集，代替通过取样筒直接插入土壤内的取样方式，避免表层的土壤直接将取样筒充满而无法采集一定深度的土壤，实现了完全采集某一深度土壤的功能，具有代表性。
17.本发明提供的分解式土壤样品采集器，取样过程中，螺旋叶片的旋转下降过程中会将钻孔内所钻动的土壤拨动到钻孔的地表层，深度由浅到深的土壤将会在钻孔地表层的周围逐渐堆积，而深度越深的土壤将会覆盖住深度浅的土壤，这些堆积的土壤将严重影响设备的正常运转，此时通过旋转组件同步带动多边柱、t型转杆、传动齿轮、传动带和拨料板在钻孔处转动，通过拨料板将螺旋叶片取出的土壤拨动到采集结构的四周，将钻孔地表层周围的土壤拨动到远离钻孔的位置，最后遗留在钻孔处的土壤将为最深处的土壤此过程也可实现对一定深度的土壤进行采集操作，实现多种采集功能。
18.本发明提供的分解式土壤样品采集器，在采集过程中，通过刻度盘和数显仪形成数显尺的效果，待对一定深度的土壤进行采集时，通过数显仪进行精确定位，实现了对特定深度的土壤进行采集的功能。
19.本发明提供的分解式土壤样品采集器，待螺旋叶片进入土壤后，通过第二液压缸降低升降板和取土桶的高度，将取土桶打入螺旋叶片所钻的孔内，待螺旋叶片取出后，螺旋叶片上附着的土壤将在螺旋叶片和取土桶的作用下一起取出地面，这样就可以得到从土壤表层到深层每个深度的土壤样品，而且取土后，取土桶随着第二液压缸提升一点，携带土壤的螺旋叶片就会露出一部分，就可以采集到各个土层深度的土壤。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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。
21.图1为分解式土壤样品采集器的整体结构示意图。
22.图2为分解式土壤样品采集器的正反转电机和安装槽结构示意图。
23.图3为分解式土壤样品采集器的底板仰视图。
24.图4为分解式土壤样品采集器的多边柱与锥形钻头结构示意图。
25.图5为分解式土壤样品采集器的固定圈和拨料板结构示意图。
26.图6为分解式土壤样品采集器的转杆和密封门结构示意图。
27.图7为分解式土壤样品采集器的空腔和储料仓结构示意图。
28.图8为分解式土壤样品采集器的进料口和定位孔示意图。
29.图9为分解式土壤样品采集器的v型缓冲板和拉绳结构示意图。
30.图10为分解式土壤样品采集器的侧框剖视图。
31.图11为分解式土壤样品采集器的实施例2图。
32.图中：1、底板；2、u型撑架；3、升降基框；4、螺旋叶片；5、支撑套板；6、螺纹杆；7、升降框；8、转把；9、旋转电机；10、主动轴；11、刻度盘；12、安装板；13、数显仪；14、传动轴；15、推把；16、第一液压缸；17、连接板；18、安装槽；19、进出口；20、正反转电机；21、内螺纹升降座；22、固定圈；23、拨料板；24、多边柱；25、安装口；26、转杆；27、传动带；28、锥形钻头；29、支撑杆；30、t型转杆；31、多边槽；32、传动齿轮；33、主动齿轮；34、从动齿轮；35、密封门；36、中心槽；37、旋转柱；38、空腔；39、拉绳；40、储料仓；41、进料口；42、定位孔；43、定位柱；44、收卷盘；45、固定板；46、安装座；47、v型缓冲板；48、密封条；49、侧框；50、u型架；51、导引轮；52、第二液压缸；53、升降板；54、取土桶。
具体实施方式
33.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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例一：根据本发明的实施例，请参阅图1-10，分解式土壤样品采集器，包括底板1和固定安装在底板1顶部一端的升降组件，升降组件的一侧活动设置有升降框7，且升降框7的一侧顶部和底部均开设有安装孔，安装孔的内壁通过轴承连接有主动轴10，主动轴10的外壁顶部设置有旋转组件，主动轴10的顶部固定有转杆26，且转杆26的外壁固定有螺旋叶片4，转杆26的底端通过拆装方式连接有锥形钻头28，锥形钻头28的内部开设有储料仓40，转杆26的底部开设有空腔38，且空腔38的底部与储料仓40的顶部之间开设有导料口，空腔38的一侧开设有进料口41，且进料口41的内壁顶部铰接有密封门35，密封门35的四周外壁粘接有密封条48，密封门35的一侧设置有展开组件，代替通过取样筒直接插入土壤内的取样方式，避免表层的土壤直接将取样筒充满而无法采集一定深度的土壤，实现完全采集某一深度土壤的功能，具有代表性。
35.具体地，展开组件包括开设在主动轴10中心位置和转杆26中心位置的中心槽36，且中心槽36的内壁通过轴承连接有旋转柱37，旋转柱37的顶部固定有转把8，旋转柱37延伸入空腔38内的底端固定有收卷盘44，且收卷盘44的外壁绕设有拉绳39，拉绳39的底端与密封门35的一侧底部固定连接，空腔38的一侧底部内壁固定有固定板45，且固定板45的顶部与收卷盘44的底部转动连接，空腔38的另一侧内壁固定有上下两个u型架50，且u型架50的内壁均通过销轴连接有导引轮51，拉绳39铺设在两个导引轮51的内壁上，空腔38靠近固定板45底部的一侧内壁固定有安装座46，且安装座46的一侧固定有侧框49，侧框49的内壁与密封门35的一侧中间位置之间固定有v型缓冲板47，v型缓冲板47设置为记忆金属材质，安装座46的底部设置为弧面结构，且v型缓冲板47的顶部设置为弧形结构，v型缓冲板47的顶部与安装座46的底部相吻合，通过展开组件将密封门35打开，使得附着在螺旋叶片4底部的深层土壤将沿着螺旋叶片4的倾斜表面滑落到进料口41和空腔38以及储料仓40内，取土时，直接将锥形钻头28卸下即可，待取样完成后，松开展开组件，通过记忆金属材质的v型缓冲板47的塑性性与复位性带动密封门35瞬间反弹和复位，并贴合在进料口41和螺旋叶片4上，
在此瞬间使得转杆26、空腔38、锥形钻头28和储料仓40振动，使得土壤均落入到储料仓40内收集，便于对一定程度的土壤进行采集处理。
36.具体地，锥形钻头28的外壁固定有多列等距离分布的破土尖头，且转杆26的底部两端均开设有螺纹孔，且锥形钻头28的顶部固定有对接圈，对接圈与螺纹孔之间设置有螺钉，转杆26的底部两侧均开设有多个定位孔42，且对接圈的顶部两侧均固定有插接在定位孔42内的定位柱43，一方面使得整个锥形钻头28具有拆装性能，另一方面通过定位孔42和定位柱43保持锥形钻头28的连接稳固性能，避免土壤硬力过大造成锥形钻头28与转杆26之间形成滑丝的问题。
37.具体地，旋转组件包括固定安装在升降框7顶部一端的旋转电机9，且旋转电机9的输出轴固定安装有位于升降框7内的主动齿轮33，主动轴10的外壁固定有位于升降框7内的从动齿轮34，从动齿轮34的一侧与主动齿轮33的一侧相啮合，通过旋转电机9带动相啮合的主动齿轮33和从动齿轮34旋转，以带动主动轴10进行旋转，便于取土。
38.具体地，升降组件包括固定安装在底板1顶部一端的升降基框3，且升降基框3的顶部内壁通过轴承连接有螺纹杆6，升降基框3的底部内壁固定安装有用于驱动螺纹杆6旋转的正反转电机20，螺纹杆6的外壁螺接有内螺纹升降座21，且内螺纹升降座21的一端与升降框7的一端固定连接，利用升降组件内的正反转电机20带动螺纹杆6旋转，降低内螺纹升降座21和采集结构部分的高度，便于对一定深度土壤进行取样操作。
39.具体地，升降基框3的一侧固定有套接在螺旋叶片4外壁的支撑套板5，且支撑套板5的一端固定有安装板12，安装板12的顶部一侧开设有安装口25，安装口25的内壁固定安装有数显仪13，升降框7的底部一端固定有穿过数显仪13的刻度盘11，在采集过程中，通过刻度盘11和数显仪13形成数显尺的效果，待对一定深度的土壤进行采集时，通过数显仪13进行精确定位，实现了对特定深度的土壤进行采集的功能。
40.具体地，底板1的顶部开设有安装槽18，且锥形钻头28处于安装槽18的正中心位置上方，安装槽18的内壁固定有固定圈22，固定圈22的顶部四角均与支撑套板5的底部之间固定有支撑杆29，固定圈22的顶部开设有等距离分布的连接孔，且连接孔的内壁均通过轴承连接有t型转杆30，t型转杆30的外壁底部均固定有拨料板23，t型转杆30的外壁顶部均固定有传动齿轮32，传动齿轮32的外壁传动连接有同一个传动带27，且其中一个传动齿轮32的顶部固定有传动轴14，安装板12的顶部另一侧开设有通孔，通孔的内壁与传动轴14的外壁通过轴承连接，传动轴14的内部开设有多边槽31，且旋转电机9的输出轴底部固定安装有插接在多边槽31内部的多边柱24，取样过程中，通过旋转电机9同步带动多边柱24、t型转杆30、传动齿轮32、传动带27和拨料板23在钻孔处转动，通过拨料板23将螺旋叶片4取出的土壤拨动到采集结构的四周，将钻孔地表层周围的土壤拨动到远离钻孔的位置，最后遗留在钻孔处的土壤将为最深处的土壤，此过程也可实现对一定深度的土壤进行采集操作，实现多种采集功能。
41.具体地，底板1的顶部四角均开设有进出口19，且相邻两个进出口19的内部插接有同一个u型撑架2，u型撑架2的一侧之间固定有连接板17，连接板17的底部中间位置与底板1的顶部之间固定安装有第一液压缸16，u型撑架2的底部两端均固定安装有万向轮，在采集时，通过第一液压缸16调节连接板17和u型撑架2的高度，使得万向轮脱离地面，而底板1将直接与地面接触，保持整个采集器的稳固性。
42.具体地，底板1的顶部一侧两端均固定有推把15，且推把15的一端之间固定有握杆，通过推把15和蜗杆以及万向轮推动整个设备进行移动，使其移动到采集区域。
43.实施例二：请参阅图11，本实施例相较于实施例1，主动轴10的外壁套设有取土桶54，且取土桶54置于支撑套板5的套孔内，取土桶54的内径与螺旋叶片4的外径吻合，且取土桶54的外壁顶部固定有升降板53，升降框7的顶部一侧固定安装有用于调节升降板53高度的第二液压缸52，通过第二液压缸52降低升降板53和取土桶54的高度，使得将取土桶54打入螺旋叶片4所钻孔的内，待螺旋叶片4取出后，螺旋叶片4上附着的土壤将在螺旋叶片4和取土桶54的作用下一起取出地面，这样就可以得到从土壤表层到深层每个深度的土壤样品，而且取土后，取土桶54随着第二液压缸52提升一点，携带土壤的螺旋叶片4就会露出一部分，就可以采集到各个土层深度的土壤。
44.综上所述，借助于本发明的上述技术方案，在对某一位置的土壤区域进行采集前，首选将整个装置通过设置在u型撑架2底部的万向轮和设置在底板1上的推把15移动到这一区域后，通过第一液压缸16抬升连接板17、u型撑架2和万向轮的高度，使得拨料板23和万向轮均与土壤表面接触；采集时，利用旋转电机9、主动齿轮33和从动齿轮34带动主动轴10、转杆26、螺旋叶片4和锥形钻头28旋转，并通过正反转电机20带动螺纹杆6旋转，逐渐降低内螺纹升降座21、升降框7、主动轴10、转杆26、螺旋叶片4、锥形钻头28和刻度盘11的高度，配合旋转中的锥形钻头28和螺旋叶片4对土壤进行钻孔处理，并通过锥形钻头28对土壤进行打散，使得土壤沿着螺旋叶片4从孔内移出，利用刻度盘11和数显仪13形成数显尺的效果，待对一定深度的土壤进行采集时，通过数显仪13进行精确定位，此时，底层到深层的土壤自上而下附着在螺旋叶片4上，通过转动转把8和旋转柱37来带动收卷盘44对拉绳39进行收卷，拉动铰接在进料口41上的密封门35旋转，使得进料口41打开，使得v型缓冲板47压缩，此时附着在螺旋叶片4底部的深层土壤将沿着螺旋叶片4的倾斜表面滑落到进料口41和空腔38以及储料仓40内，取土时，直接将锥形钻头28卸下即可；待取样完成后，松开转把8，通过记忆金属材质的v型缓冲板47的塑性性与复位性带动密封门35瞬间反弹和复位，并贴合在进料口41和螺旋叶片4上，在此瞬间使得转杆26、空腔38、锥形钻头28和储料仓40振动，使得土壤均落入到储料仓40内进行收集，代替通过取样筒直接插入土壤内的取样方式，避免表层的土壤直接将取样筒充满而无法采集一定深度的土壤，实现了完全采集某一深度土壤的功能，具有代表性；取样过程中，螺旋叶片4的旋转下降过程中会将钻孔内所钻动的土壤拨动到钻孔的地表层，深度由浅到深的土壤将会在钻孔地表层的周围逐渐堆积，而深度越深的土壤将会覆盖住深度浅的土壤，这些堆积的土壤将严重影响设备的正常运转，此时通过旋转电机9同步带动多边柱24、t型转杆30、传动齿轮32、传动带27和拨料板23在钻孔处转动，通过拨料板23将螺旋叶片4取出的土壤拨动到采集结构的四周，将钻孔地表层周围的土壤拨动到远离钻孔的位置，最后遗留在钻孔处的土壤将为最深处的土壤，此过程也可实现对一定深度的土壤进行采集操作，实现多种采集功能。
45.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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。