本发明涉及土壤取样，尤其涉及一种环境检测用表层土壤防污染取样装置。
背景技术：
1、表层土壤取样是环境监测中的基础性技术环节，其采样质量直接影响重金属、有机物等污染物的检测精度。目前行业标准中，0-20cm深度的浅层土壤样本采集占比超过70%，该层土壤因直接暴露于地表环境，其污染特征具有显著的表征价值。常规取样方法采用土工铲挖掘结合环刀切割的复合工艺，需经历开挖取样坑、人工切除接触面污染层、四分法缩分样本等多道工序。
2、现有技术中，金属材质的环刀取样器虽能保证切入土壤的机械强度，但取样过程中刀体与土壤的摩擦会导致表层金属离子迁移至样本中，导致取样后样本金属元素含量增加，影响重金属、有机物等污染物的检测精度，为消除该干扰，操作规范要求人工削除样本外周5—10mm污染层，操作十分繁琐，还易引入二次污染，尽管有研究尝试采用非金属取样刀具，但其抗弯强度不足导致在黏土、砂砾层取样时刃口破损率高达60%，无法满足工程化应用需求。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决现有技术中取样过程中刀体与土壤的摩擦会导致表层金属离子迁移至样本中，影响重金属、有机物等污染物的检测精度的问题，而提出的一种环境检测用表层土壤防污染取样装置。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
3、一种环境检测用表层土壤防污染取样装置，包括：
4、基座组件，设有对称分布的具有滑槽的导向杆；
5、取样执行机构，滑动装配于所述导向杆，包含依次连接的储样容器、锥形过渡套及环刀取样头，所述锥形过渡套的窄径端靠近环刀取样头且外径小于环刀取样头的内径；
6、弹性复位组件，连接所述基座组件与取样执行机构，常态下使所述取样执行机构保持在滑槽的上止点；
7、驱动机构，包含可轴向移动的驱动杆及分别设置于其端部的推压件和踏板，所述踏板与基座组件之间设置有复位弹簧，所述驱动杆与基座组件滑动连接；
8、姿态转换机构，联动于取样执行机构与基座组件之间，响应于取样执行机构的轴向位移触发取样执行机构翻转180°；
9、其中，所述环刀取样头采集的柱状土样在推压件作用下经锥形过渡套挤入储样容器时，锥形过渡套对土样外周与环刀取样头接触的污染层完成剪切剥离。
10、优选地，所述取样执行机构还包括安装套，所述锥形过渡套的宽径端固定安装在安装套的底端，所述储样容器套入安装套内并与安装套螺纹连接。
11、优选地，所述锥形过渡套与环刀取样头之间通过多块连接板连接，所述连接板之间形成供剥离土样排出的空间，所述锥形过渡套采用聚醚醚酮材料制成。
12、优选地，所述锥形过渡套的宽径端转动设置有两块对称设置的翻板，所述翻板转轴处设置有扭力弹簧，所述锥形过渡套内还设置有用于限制翻板向锥形过渡套内侧转动的限位凸环。
13、优选地，所述安装套外壁固定安装有固定轴，所述固定轴延伸至滑槽内并与滑槽滑动装配。
14、优选地，所述弹性复位组件包括拉簧，所述导向杆外壁固定安装有钩杆，所述拉簧的两端分别勾住钩杆和固定轴。
15、优选地，所述推压件为外径与环刀取样头内径适配的圆盘状，所述推压件的挤压端边缘设置有斜倒角。
16、优选地，所述姿态转换机构包括套设于其中一个固定轴上的控制齿轮，所述固定轴包括一体成型的中心轴体和环状凸台，所述固定轴与控制齿轮之间设置有单向轴承，所述单向轴承位于控制齿轮与环状凸台之间，与所述控制齿轮对应的导向杆侧壁固定设置有控制齿条，所述控制齿轮与控制齿条间歇性啮合；
17、其中另一个所述固定轴的环状凸台上沿周向等距开设有两个平口，两个所述平口所在平面相互平行，与所述平口对应的导向杆侧壁固定设置有换向板，所述换向板上竖直开设有定位槽口，两所述平口间距与定位槽口宽度一致，并且在所述定位槽口中部设置有宽度大于固定轴直径的换向槽口，所述控制齿条的齿牙部分与换向槽口位置重合。
18、优选地，所述储样容器内底部设置有十字形隔板，将所述储样容器内分隔为四个相同的空间，其中两个对角位置的两个空间底部贯穿储样容器形成开口，所述储样容器底部螺纹连接有用于封闭开口的封盖。
19、优选地，还包括除杂机构，所述除杂机构包括两个水平共面设置的安装架，两个所述安装架之间通过滑杆滑动连接，两个所述安装架相向的一端设置有安装耳，所述安装耳上开设有与滑杆相适配的圆孔，所述滑杆贯穿两个安装架同侧的安装耳上的圆孔，所述滑杆两端还具有圆环，一根所述滑杆上对称套设有两个压缩弹簧，所述压缩弹簧一端作用在安装耳上，另一端作用在圆环上，所述导向杆底端转动设置有两根连杆，两根所述连杆活动端分别与两个安装架转动连接，所述安装架相向的一端安装有弧形刮板，所述安装架相背的一端安装有滚轮，所述弧形刮板的底端低于所述滚轮底端所在平面。
20、本发明与现有技术相比具有以下优点：
21、1、通过金属环刀取样头与非金属锥形过渡套的阶梯式设计，在保持切入性能的同时，利用聚醚醚酮材料的化学惰性（离子析出率＜0.05ppm）及锥形剪切面，使污染层剥离效率提升，确保污染层完整剥离且不损伤核心样本，提高重金属、有机物等污染物的检测精度。
22、2、基于姿态转换机构与驱动机构的协同控制，单次踩踏动作完成土壤取样和取样执行机构的翻转，二次踩踏动作完成土样转移和污染层剥离，过程无需人工干预土样处理，提高取样操作效率。
23、3、传统的环刀取样需要分离式的推杆施压，取样完成后，需要破坏环刀周围的土壤将环刀取出，对土壤的破坏较大，本发明弹性复位组件使取样执行机构在完成取样后自动回弹至初始位，避免传统环刀使用时对土壤的破坏，最大限度地保持土壤的原位状态。
24、4、本发明中在储样容器内设置十字形隔板，将储样容器底部空间均分为四腔室，多个样本在储样容器上方的联通空间内随着储样容器的翻转混合均匀，在取样时，旋转封盖开启对角开口后，便于完成两份代表性样本的分离，符合四分法规范，与传统手工缩分相比，样本混合均匀度提高，操作时间减少。
25、5、本发明通过设置除杂机构，提升取样点位洁净度，保障样本代表性，清除草茎、碎石、腐殖质等杂物后，使环刀取样头精确接触目标土壤层，避免植物根系混入导致有机质检测偏差以及碎石阻挡造成取样深度失控。
1.一种环境检测用表层土壤防污染取样装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种环境检测用表层土壤防污染取样装置，其特征在于，所述取样执行机构（2）还包括安装套（24），所述锥形过渡套（22）的宽径端固定安装在安装套（24）的底端，所述储样容器（21）套入安装套（24）内并与安装套（24）螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种环境检测用表层土壤防污染取样装置，其特征在于，所述锥形过渡套（22）与环刀取样头（23）之间通过多块连接板（25）连接，所述连接板（25）之间形成供剥离土样排出的空间，所述锥形过渡套（22）采用聚醚醚酮材料制成。
4.根据权利要求2所述的一种环境检测用表层土壤防污染取样装置，其特征在于，所述锥形过渡套（22）的宽径端转动设置有两块对称设置的翻板（221），所述翻板（221）转轴处设置有扭力弹簧，所述锥形过渡套（22）内还设置有用于限制翻板（221）向锥形过渡套（22）内侧转动的限位凸环（222）。
5.根据权利要求2所述的一种环境检测用表层土壤防污染取样装置，其特征在于，所述安装套（24）外壁固定安装有固定轴（241），所述固定轴（241）延伸至滑槽（12）内并与滑槽（12）滑动装配。
6.根据权利要求5所述的一种环境检测用表层土壤防污染取样装置，其特征在于，所述弹性复位组件（3）包括拉簧（31），所述导向杆（11）外壁固定安装有钩杆（32），所述拉簧（31）的两端分别勾住钩杆（32）和固定轴（241）。
7.根据权利要求1所述的一种环境检测用表层土壤防污染取样装置，其特征在于，所述推压件（42）为外径与环刀取样头（23）内径适配的圆盘状，所述推压件（42）的挤压端边缘设置有斜倒角。
8.根据权利要求5所述的一种环境检测用表层土壤防污染取样装置，其特征在于，所述姿态转换机构（5）包括套设于其中一个固定轴（241）上的控制齿轮（51），所述固定轴（241）包括一体成型的中心轴体和环状凸台，所述固定轴（241）与控制齿轮（51）之间设置有单向轴承，所述单向轴承位于控制齿轮（51）与环状凸台之间，与所述控制齿轮（51）对应的导向杆（11）侧壁固定设置有控制齿条（52），所述控制齿轮（51）与控制齿条（52）间歇性啮合；
9.根据权利要求1所述的一种环境检测用表层土壤防污染取样装置，其特征在于，所述储样容器（21）内底部设置有十字形隔板（211），将所述储样容器（21）内分隔为四个相同的空间，其中两个对角位置的两个空间底部贯穿储样容器（21）形成开口（212），所述储样容器（21）底部螺纹连接有用于封闭开口（212）的封盖（213）。
10.根据权利要求1所述的一种环境检测用表层土壤防污染取样装置，其特征在于，还包括除杂机构（6），所述除杂机构（6）包括两个水平共面设置的安装架（61），两个所述安装架（61）之间通过滑杆（62）滑动连接，两个所述安装架（61）相向的一端设置有安装耳（611），所述安装耳（611）上开设有与滑杆（62）相适配的圆孔，所述滑杆（62）贯穿两个安装架（61）同侧的安装耳（611）上的圆孔，所述滑杆（62）两端还具有圆环（621），一根所述滑杆（62）上对称套设有两个压缩弹簧（63），所述压缩弹簧（63）一端作用在安装耳（611）上，另一端作用在圆环（621）上，所述导向杆（11）底端转动设置有两根连杆（64），两根所述连杆（64）活动端分别与两个安装架（61）转动连接，所述安装架（61）相向的一端安装有弧形刮板（65），所述安装架（61）相背的一端安装有滚轮（66），所述弧形刮板（65）的底端低于所述滚轮（66）底端所在平面。