一种土壤分层采样设备及方法与流程

本发明涉及土壤采集，具体涉及一种土壤分层采样设备及方法。

背景技术：

1、土壤样品的采集是农业资源利用及环境科学领域对土壤养分及污染程度评价分析的前提，是从事土壤研究工作科技工作者重要的基础工作之一。所采集的样品是否具有代表性，直接影响测试分析的准确性和精密度，是测定结果能否如实反映土壤环境状况的重要前提条件。进行土壤采样前应先将剖面整修、清理，削去最表层的浮土，然后再按层次自下而上逐层从中心典型部位取样。

2、现有的土壤分层采样装置大多是筒状，在采样时，将其垂直插入土壤中，在插入到一定深度后旋转，然后将筒状取样器拔出，收集土壤样品进行后续分析，这样的采样方式虽然能进行竖直采样，但是不便于进行横向的采样，且采集的土壤样品为一个整体，对于不同深层的土壤周围样本的采集数量较少，从而不利于后期对土壤环境状况的分析，目前的采样装置在取出的过程中容易导致样本土壤受到交叉污染，使得样本容易造成混样。

技术实现思路

1、为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种土壤分层采样设备及方法，通过转动柱的转动能带动其顶端的双槽带轮转动，然后通过双槽带轮带动两个皮带滚动，通过皮带驱动升降箱两端的螺旋套旋转，由于螺旋套和螺杆相旋合，从而能带动钻取机构在钻进的同时往下移动，从而使得装置能快速钻进到深层土壤中，因此能够加快装置的采样效率；通过气缸带动滑动板上升，滑动板带动多个开合板同时上升，使得开合板能从取样口的位置移出，因此能方便取样半筒进行采样，然后通过液压泵将油箱中的液压油泵入到输油管中，通过输油管将液压油输送到多个液压盘中的输油槽中，由于输油槽和收纳槽相连通，从而液压油能挤压到收纳槽中，在液压的作用下能推动活塞板在收纳槽中滑动，通过活塞板将两个取样半筒组成的取样筒挤出，使得液压盘四个方向的取样筒能同时插入到土壤中，在取样半筒插入到土壤中时土壤能被挤压进入到其内部，从而便于对不同深度的土壤进行横向采样，且每个深度的土壤都能环绕式采集四份样本，从而在之后的土壤分析时能减小检测误差；在采样结束后通过液压泵将多个液压盘中的液压油抽回，然后活塞板在复位弹簧的拉动下带动取样半筒复位，通过将取样半筒端部设置成圆锥型，从而能防止在收回的过程中土壤移出，然后气缸带动滑动板和多个开合板下降将取样口关闭，从而带动外筒上升时防止土壤进入到取样半筒中造成土壤样本混样，在外筒完全上升到地表后，启动液压泵将取样半筒重新挤出，然后旋动限位环，使得两个限位环完全位于各自的圆槽中，从而扭转弹簧带动取样半筒张开，使得工作人员能将其中的土壤样品取出完成样本收集。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种土壤分层采样设备，包括钻取机构，所述钻取机构中固定设置有输送机构，所述输送机构中固定设置有取样机构；

4、所述钻取机构包括配重架，所述配重架的底部对称固定设置有四个滚轮，所述配重架中设置有升降箱，所述升降箱中固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端上固定连接有转轴一，所述转轴一的端部固定套接有锥齿轮一，所述锥齿轮一的一侧啮合连接有锥齿轮二，所述锥齿轮二中固定套接有转动柱，所述转动柱的底端固定连接有螺旋钻头。

5、进一步在于，所述输送机构包括外筒，所述外筒的外壁上环形等距离开设有多个取样口，所述外筒的内部固定套接有内筒，所述内筒中转动套接有转动套杆，所述转动套杆的外壁上固定设置有螺旋输送片，所述转动柱与转动套杆转动套接，所述转动套杆的顶端固定套接有锥齿轮三，所述锥齿轮三的一侧啮合连接有锥齿轮四，所述锥齿轮四中固定套接有转轴二的一端，所述转轴二的另一端固定连接有链轮一，所述链轮一上啮合套接有链条的一端，所述链条的另一端啮合套接有链轮二，所述链轮二与转轴一固定套接，通过输送机构能将钻掘的土壤输送到地表，便于钻取机构更好的深入到地下。

6、进一步在于，所述取样机构包括多个等距离设置的液压盘，所述液压盘位于外筒和内筒之间，且液压盘与外筒固定连接，多个所述液压盘之间固定连接有与其内部相连通的输油管，所述输油管的顶端固定连接有液压泵的输出端，所述液压泵的输入端固定连接有油箱，所述液压泵和油箱位于升降箱的内部，所述液压泵的输出端上固定设置有电磁阀，所述液压盘的内部开设有与输油管相连通的输油槽，所述液压盘中环形等距离开设有四个收纳槽，所述输油槽与收纳槽相连通，四个所述收纳槽的内部均滑动套接有活塞板，所述活塞板的一端固定连接有复位弹簧，所述活塞板上关于其竖直中心面对称转动连接有两个转动座，两个所述转动座的一端均固定连接有取样半筒，两个所述转动座与活塞板的连接处均固定设置有扭转弹簧，通过设置的扭转弹簧在取样半筒失去限位后带动其转动，在张开状况下便于工作人员进行取出土壤样本。

7、进一步在于，所述转动柱的顶端固定套接有双槽带轮，两个所述双槽带轮上均套接有皮带的一端，两个所述皮带的另一端均套接有螺旋套，两个所述螺旋套中均旋合套接有螺杆，所述螺杆与配重架固定连接，两个所述螺杆的底端均固定连接有支撑垫板，两个所述螺旋套上均转动套接有定位环，所述定位环与升降箱固定连接，通过定位环和螺旋套转动套接，从而能当定位环和螺杆相转动时能带动升降箱进行跟随移动。

8、进一步在于，所述外筒的顶端固定连接有出土挡板，所述出土挡板与升降箱的底部固定连接，通过出土挡板能对挖掘的土壤进行阻挡，防止土壤进入到外筒中。

9、进一步在于，所述外筒的内部等距离滑动套接有多个升降环，多个所述升降环的底端均环形等距离固定连接有四个开合板，多个所述升降环之间固定连接有滑动板，所述滑动板的顶端固定连接有与外筒相固定连接的气缸，通过气缸能带动多个升降环和开合板上升，从而能打开取样口，通过开合板能防止土壤进入到外筒中造成土壤交叉污染。

10、进一步在于，两个所述取样半筒的外壁上均开设有圆槽，所述圆槽中滑动套接有限位环，通过限位环能滑动到两个取样半筒的圆槽中，这样能对两个取样半筒进行限位从而保持闭合。

11、一种土壤分层采样设备的方法,进一步在于，具体包括以下步骤：

12、步骤一：将配重架移动到的采样点，通过启动驱动电机带动转轴一和其端部的锥齿轮一转动，锥齿轮一与锥齿轮二相啮合驱动转动柱旋转，通过转动柱带动底端的螺旋钻头对土壤进行钻掘，同时，通过转轴一能带动链轮二转动，从而驱动链条带动链轮一转动，然后使得链轮一带动转轴二转动，使得转轴二带动锥齿轮四和锥齿轮三相啮合驱动，这样通过转动套杆能带动螺旋输送片旋转，螺旋钻头钻出的土壤能被挤压送入都内筒中，然后通过螺旋输送片对挖掘的土壤往顶端输送，钻掘的土壤能从内筒的顶端排入到地表；

13、步骤二；转动柱的转动能带动其顶端的双槽带轮转动，然后通过双槽带轮带动两个皮带滚动，通过皮带驱动升降箱两端的螺旋套旋转，由于螺旋套和螺杆相旋合，从而能带动钻取机构在钻进的同时往下移动，从而使得装置能快速钻进到深层土壤中；

14、步骤三：当外筒深入到合适深度后，先能通过气缸带动滑动板上升，滑动板带动多个开合板同时上升，使得开合板能从取样口的位置移出，因此能方便取样半筒进行采样，然后通过液压泵将油箱中的液压油泵入到输油管中，通过输油管将液压油输送到多个液压盘中的输油槽中，由于输油槽和收纳槽相连通，从而液压油能挤压到收纳槽中，在液压的作用下能推动活塞板在收纳槽中滑动，通过活塞板将两个取样半筒组成的取样筒挤出，使得液压盘四个方向的取样筒能同时插入到土壤中，在取样半筒插入到土壤中时土壤能被挤压进入到其内部，从而便于对不同深度的土壤进行横向采样；

15、步骤四：在采样结束后通过液压泵将多个液压盘中的液压油抽回，然后活塞板在复位弹簧的拉动下带动取样半筒复位，通过将取样半筒端部设置成圆锥型，从而能防止在收回的过程中土壤移出，然后气缸带动滑动板和多个开合板下降将取样口关闭，从而带动外筒上升时防止土壤进入到取样半筒中造成土壤样本混样，在外筒完全上升到地表后，启动液压泵将取样半筒重新挤出，然后旋动限位环，使得两个限位环完全位于各自的圆槽中，从而扭转弹簧带动取样半筒张开，使得工作人员能将其中的土壤样品取出完成样本收集。

16、本发明的有益效果：

17、1、通过转动柱的转动能带动其顶端的双槽带轮转动，然后通过双槽带轮带动两个皮带滚动，通过皮带驱动升降箱两端的螺旋套旋转，由于螺旋套和螺杆相旋合，从而能带动钻取机构在钻进的同时往下移动，从而使得装置能快速钻进到深层土壤中，因此能够加快装置的采样效率；

18、2、通过气缸带动滑动板上升，滑动板带动多个开合板同时上升，使得开合板能从取样口的位置移出，因此能方便取样半筒进行采样，然后通过液压泵将油箱中的液压油泵入到输油管中，通过输油管将液压油输送到多个液压盘中的输油槽中，由于输油槽和收纳槽相连通，从而液压油能挤压到收纳槽中，在液压的作用下能推动活塞板在收纳槽中滑动，通过活塞板将两个取样半筒组成的取样筒挤出，使得液压盘四个方向的取样筒能同时插入到土壤中，在取样半筒插入到土壤中时土壤能被挤压进入到其内部，从而便于对不同深度的土壤进行横向采样，且每个深度的土壤都能环绕式采集四份样本，从而在之后的土壤分析时能减小检测误差；

19、3、在采样结束后通过液压泵将多个液压盘中的液压油抽回，然后活塞板在复位弹簧的拉动下带动取样半筒复位，通过将取样半筒端部设置成圆锥型，从而能防止在收回的过程中土壤移出，然后气缸带动滑动板和多个开合板下降将取样口关闭，从而带动外筒上升时防止土壤进入到取样半筒中造成土壤样本混样，在外筒完全上升到地表后，启动液压泵将取样半筒重新挤出，然后旋动限位环，使得两个限位环完全位于各自的圆槽中，从而扭转弹簧带动取样半筒张开，使得工作人员能将其中的土壤样品取出完成样本收集。