一种土样采集装置的制作方法

1.本发明属于土壤采样技术领域，特别涉及一种土样采集装置。


背景技术：

2.随着人类社会的发展，对土壤的开发利用的强度越来越大。与此同时，向土壤排放的污染物也成倍增加，对农业生态系统已造成极大的威胁。此外，由于施肥不当，在现代农业生产中往往存在土壤和肥料之间供需不平衡的情况和施肥不合理的问题。因此，为了更好地实现科学施肥，有毒有害物质进行严格控制，对调整农业生产为了实现因此，生产者需要使用土壤检测仪来对土壤进行准确的检测来调整农业生产，通常需要收集田间土壤样品，对土壤不同土层各类成分进行分析，而土壤采样是土壤分析工作中一个很重要的环节。
3.现有的土样采集装置大多分为手持便携式和机械式，其基本构造大多是由釆样头、连接杆及动力驱动单元组成。手动土壤采样器驱动单元是手柄，机械土壤采样器驱动单元是电动驱动装置等。操作过程是将采样头垂直插入土壤中，然后通过向下挤压、转动等动作将土壤压入采样头中，最后通过向上的抬举、转动等反作用将土壤样品抽出土层后分离土壤样品，完成取样。虽然现有的土样采集装置基本可以满足人们的使用需求，但依然存在以下问题：
4.(1)现有的手持便携式土样采集装置消耗人工劳动强度大，采样量小，不适合大面积农田的采样。
5.(2)现有的机械式土样采集装置的自动化程度低、设备结构复杂、生产成本高、操作繁琐，且无法进行连续重复采样，因此无法实现短时间对大面积农田全部地块的采样，采样效率很低。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术存在的问题，本发明公开了一种土样采集装置，不仅可以减轻工作人员的劳动强度，降低生产成本，而且可以实现连续重复采样，大大提高了工作效率。
7.本发明的具体技术方案如下：
8.一种土样采集装置，包括支架，还包括：
9.取土驱动装置，用于驱动采样管沿运动路径实现土壤采样和回收；
10.采样管收集箱，所述采样管收集箱安装在支架靠近滑道组件的一侧，用于收集采样管；
11.至少一根采样管，所述采样管与所述取土驱动装置的驱动端配合穿过支架底部的采样孔采集土壤样本；
12.导向装置，所述导向装置用于引导采样管从采样点到采样管收集箱的运动路径，实现土壤采样和采样管回收；
13.滑道组件，所述滑道组件安装在支架上，用于导向采样管进入采样管收集箱中。
14.优选地，所述取土驱动装置包括动力装置、连杆、连接头和滑动支架，其中，所述动
力装置的固定端安装在支架的顶端，所述连杆安装在所述动力装置的驱动端，所述连接头转动安装在连杆上，所述滑动支架一端与所述连接头固定连接，另一端滑动安装在导向装置上，沿导向装置的导向槽运动，所述连接头与所述采样管可控连接。
15.优选地，所述导向装置包括导向架，所述导向架设置在支架上，且所述导向架上开设有导向槽，用于容纳滑动支架的滑动端。
16.优选地，所述导向槽包括弧形槽和竖直槽，所述弧形槽过渡连接在竖直槽的上端，所述滑动支架在弧形槽内带动连接头绕连杆旋转摆动，所述滑动支架在竖直槽内带动连接头沿竖直方向运动。
17.优选地，所述连接头内设有电磁吸附装置，用于吸附采样管的顶端。
18.优选地，所述滑道组件上设有与采样管收集箱连通的单向通道，且所述单向通道上设有弹性开口，用于通过采样管。
19.优选地，所述滑道组件上还设有电控开关，用于控制电磁吸附装置的通断电。
20.优选地，还包括采样管传送装置，所述采样管传送装置承载有至少一根采样管，用于将采样管传送至预设位置与取土驱动装置的连接头可控连接。
21.优选地，所述采样管传送装置包括齿条板、第一直齿轮、第一锥齿轮、第二锥齿轮、连轴、单向直齿轮、运送盘和导向盘，所述齿条板竖直滑动安装在支架上，且所述齿条板与所述取土驱动装置的驱动端固连，由所述取土驱动装置带动齿条板沿竖直方向作上下往复运动，所述第一直齿轮与所述第一锥齿轮同轴安装，且所述第一直齿轮与所述齿条板的齿条相互啮合，且所述第一直齿轮与第一锥齿轮的轴线与所述齿条板相互垂直，所述第二锥齿轮与所述单向直齿轮分别安装在连轴的顶端和底端，且所述连轴与所述齿条板相互平行，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮相互啮合，所述运送盘通过轴承转动安装在支架底部的底板上，所述单向直齿轮与所述运送盘相互啮合，由所述单向直齿轮带动运送盘单向转动，所述运送盘上和底板上设有与支架底端的采样孔对应的第一通孔和第二通孔，所述导向盘安装在所述支架上，且位于所述运送盘的上方，所述导向盘上开设有运动导向槽，至少一根所述采样管下端穿过运动导向槽通过软性拖链设置在运送盘上，所述采样管在运送盘的带动下沿运动导向槽运动至采样点。
22.优选地，所述运动导向槽为螺旋槽，且所述螺旋槽的中心点开有与运送盘上第一通孔对应的第三通孔。
23.有益效果：本发明公开了一种土样采集装置，与现有技术相比，具有如下优点：
24.(1)本发明中通过导向槽对采样管的运动路径进行设计，随后利用取土驱动装置的连杆与导向装置中的导向槽配合，驱动采样管实现摆动和上下运动，仅利用同一组驱动装置既实现了采样管摆动收集又实现了采样管取土；
25.(2)本发明中采样管传送装置利用机械式传动机构与取土驱动装置配合，驱动运送盘的单向转动，实现采样管的连续供应，进一步提高了工作效率。
26.(3)本发明中利用连接头与采样管的可控连接，并与采样管传送装置配合，实现采样管的自动连续更替，大大提高了工作效率。
27.(4)本发明中仅利用一套动力装置，可同时实现采样管取土、采样管摆动收集以及采样管连续供应，大大简化了设备结构，维护方便，减少了动力装置的使用，提高了能源利用率，降低了生产成本，便于生产。
附图说明
28.图1为实施例1的土样采集装置的剖面示意图1；
29.图2为实施例1的土样采集装置的剖面示意图2；
30.图3为实施例1的土样采集装置的剖面示意图3；
31.图4为实施例1的采样管传送装置的局部结构示意图1；
32.图5为实施例1中采样管传送装置的局部结构示意图2；
33.图中：支架100、采样孔110、底板120、第二通孔121、取土驱动装置200、动力装置210、连杆220、连接头230、电磁吸附装置231、滑动支架240、采样管收集箱300、采样管400、导向装置500、导向架510、导向槽520、弧形槽521、竖直槽522、滑道组件600、电控开关610、采样管传送装置700、齿条板710、第一直齿轮720、第一锥齿轮730、第二锥齿轮740、连轴750、单向直齿轮760、运送盘770、第一通孔771、轴承772、软性拖链773、导向盘780、运动导向槽781、第三通孔782。
具体实施方式
34.下面结合附图对本发明作若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
35.实施例1
36.如图1-3所示，一种土样采集装置，其中，包括支架100，支架100的底端设有采样孔110，用于穿过采样管400进行土壤采样；
37.取土驱动装置200，用于驱动采样管400沿运动路径实现土壤采样和回收；
38.采样管收集箱300，安装在支架100靠近滑道组件600的一侧，用于收集采样管400；
39.至少一根采样管400，采样管400与取土驱动装置200的驱动端配合穿过支架100底部的采样孔110采集土壤样本；
40.导向装置500，用于引导采样管400从采样点到采样管收集箱300的运动路径，实现土壤采样和采样管回收；
41.滑道组件600，安装在支架100上，用于导向采样管400进入采样管收集箱300中。本实施例中，滑道组件600上设有电控开关610，与采样管400配合触碰用于控制电磁吸附装置231的开关。此外，本实施例中，滑道组件600上设有与采样管收集箱300连通的单向通道，且单向通道上设有弹性开口，用于通过采样管400。例如弹性钢丝管(沿轴向开口)，弹性橡塑管(沿轴向开口)等，现有的具有单向通道以及弹性开口的管道均可适用，采样管400在滑动支架240的带动下挤入或挤出单向通道。
42.采样管传送装置700，采样管传送装置700承载有至少一根采样管400，用于将采样管400传送至预设位置与取土驱动装置200的连接头230可控连接。
43.如图1-2所示，取土驱动装置200包括动力装置210、连杆220、连接头230和滑动支架240，其中，动力装置210的固定端安装在支架100的顶端，连杆220安装在动力装置210的驱动端，连接头230转动安装在连杆220上，使得连接头230可绕连杆220旋转，滑动支架240一端与连接头230固定连接，另一端滑动安装在导向装置500上，沿导向装置500的导向槽520运动，连接头230与采样管400可控连接。
44.本实施例1中，动力装置210可以但不仅限于液压油缸、气缸或者电缸，现有的可以
实现伸缩的驱动装置均可适用。
45.本实施例1中，连接头230与采样管400之间的连接为可控连接，可由控制系统根据实际需求实现连接与断开。例如在连接头230内设置电磁吸附装置231，与采样管400的顶端电磁吸附连接。本实施例1中的电磁吸附装置231为失电型电磁铁。连接头230与采样管400可以但不仅限于上述电磁吸附装置231实现可控连接，现有的可以实现可控连接的连接装置均可适用。
46.本实施例1中，采样管400的数量可以为一根，与取土驱动装置200的驱动端可控连接或者固定连接，均可实现单次采样。采样管400的数量可以为至少两根，每根采样管400的顶端均可与取土驱动装置200的驱动端可控连接，且采样管400位于采样管传送装置700上进行传送，用于实现连续多次采样。
47.本实施例1中，导向装置500包括导向架510，导向架510设置在支架100上，且导向架510上开设有导向槽520，用于容纳滑动支架240的滑动端。
48.如图1所示，导向槽520包括弧形槽521和竖直槽522，弧形槽521过渡连接在竖直槽522的上端，滑动支架240在弧形槽521内带动连接头230绕连杆220旋转摆动，滑动支架240在竖直槽522内带动连接头230沿竖直方向运动。
49.本发明中，弧形槽521的弧度设计仅需满足可以引导滑动支架240带动连接头230实现摆动，将位于采样点的采样管400带入至滑道组件600即可。
50.如图2-5所示，采样管传送装置700包括齿条板710、第一直齿轮720、第一锥齿轮730、第二锥齿轮740、连轴750、单向直齿轮760、运送盘770和导向盘780，齿条板710竖直滑动安装在支架100上，且齿条板710与取土驱动装置200的驱动端固连，由取土驱动装置200带动齿条板710沿竖直方向作上下往复运动，第一直齿轮720与第一锥齿轮730同轴安装，且第一直齿轮720与齿条板710的齿条相互啮合，且第一直齿轮720与第一锥齿轮730的轴线与齿条板710相互垂直，第二锥齿轮740与单向直齿轮760分别安装在连轴750的顶端和底端，且连轴750与齿条板710相互平行，第一锥齿轮730与第二锥齿轮740相互啮合，运送盘770通过轴承772转动安装在支架100底部的底板120上，单向直齿轮760与运送盘770相互啮合，由单向直齿轮760带动运送盘770单向转动，运送盘770和底板120上设有与支架100底端的采样孔110对应的第一通孔771和第二通孔121，导向盘780安装在支架100上，且位于运送盘770的上方，导向盘780上开设有用于采样管导向的运动导向槽781，至少一根采样管400下端穿过运动导向槽781通过软性拖链773设置在运送盘770上，采样管400在运送盘770的带动下沿运动导向槽781运动至采样点，即位于连接头230的正下方。
51.如图5所示，运动导向槽781为螺旋槽，且螺旋槽的中心点开有与运送盘770上第一通孔771对应的第三通孔782。本发明中，软性拖链773与采样管400之间为可断开连接，用于为运送盘770上的采样管400提供支撑力，并在运送盘770转动过程中拖动采样管400沿运动导向槽781运动至采样点，即第一通孔771和第三通孔782处。在连接头230带动采样管400向下运动的过程中，受到压力的作用，软性拖链773与采样管400之间断开连接。
52.本实施例中，齿条板710可以但不仅限于与取土驱动装置200的连杆220固连，现有的可以实现齿条板710与动力装置210的驱动端连接的连接结构均可适用。
53.此外，支架100上还设有沿竖直方向设置的直线导轨120，齿条板710滑动安装在直线导轨120上。
54.本发明的工作原理如下：
55.初始状态时，处于断电状态的电磁吸附装置231(失电型电磁铁)具有磁性，使得采样管400的顶端与连接头230电磁吸附连接，滑动支架240的滑动端位于导向槽520的竖直槽522内。先控制动力装置210驱动采样管400下行进行采样工作，滑动支架240的滑动端随之在竖直槽522内向下运动，直至采样完成。
56.随后控制动力装置210驱动采样管400上行，上行时滑动支架240根据导向槽520预设的运动轨迹运动，当滑动支架240的滑动端在弧形槽521内运动时，可带动采样管400绕连杆220向上摆动，当动力装置210向上行程结束的同时，采样管400也摆动至滑道组件600并碰触电控开关610，使得电磁吸附装置231通电，此时失电型电磁铁磁性消失断开吸附，使得采样管400因失磁而通过滑道组件600滑入采样管收集箱300中。当通电时间满足系统预设的一段时间后，电磁吸附装置231自动断电恢复磁性，一次完成的采样、回收工作过程结束。
57.在动力装置210控制采样管400上行的同时，齿条板710跟随动力装置210的驱动端一起上行，从而通过第一直齿轮720带动同轴连接的第一锥齿轮730转动，由第一锥齿轮730通过啮合带动第二锥齿轮740转动，第二锥齿轮740通过连轴750带动单向直齿轮760驱动运送盘770单向旋转一定距离，使得运送盘770上的下一根采样管400沿运动导向槽781运动至采样点，为循环采集提供依据。
58.以上所述仅是本发明说明，为本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来脱离本发明的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种土样采集装置，包括支架，其特征在于，还包括：取土驱动装置，用于驱动采样管沿运动路径实现土壤采样和回收；采样管收集箱，所述采样管收集箱安装在支架靠近滑道组件的一侧，用于收集采样管；至少一根采样管，所述采样管与所述取土驱动装置的驱动端配合穿过支架底部的采样孔采集土壤样本；导向装置，所述导向装置用于引导采样管从采样点到采样管收集箱的运动路径，实现土壤采样和采样管回收；滑道组件，所述滑道组件安装在支架上，用于导向采样管进入采样管收集箱中。2.根据权利要求1所述的土样采集装置，其特征在于，所述取土驱动装置包括动力装置、连杆、连接头和滑动支架，其中，所述动力装置的固定端安装在支架的顶端，所述连杆安装在所述动力装置的驱动端，所述连接头转动安装在连杆上，所述滑动支架一端与所述连接头固定连接，另一端滑动安装在导向装置上，沿导向装置的导向槽运动，所述连接头与所述采样管可控连接。3.根据权利要求1所述的土样采集装置，其特征在于，所述导向装置包括导向架，所述导向架设置在支架上，且所述导向架上开设有导向槽，用于容纳滑动支架的滑动端。4.根据权利要求1所述的土样采集装置，其特征在于，所述导向槽包括弧形槽和竖直槽，所述弧形槽过渡连接在竖直槽的上端，所述滑动支架在弧形槽内带动连接头绕连杆旋转摆动，所述滑动支架在竖直槽内带动连接头沿竖直方向运动。5.根据权利要求1所述的土样采集装置，其特征在于，所述连接头内设有电磁吸附装置，用于吸附采样管的顶端。6.根据权利要求1所述的土样采集装置，其特征在于，所述滑道组件上设有与采样管收集箱连通的单向通道，且所述单向通道上设有弹性开口，用于通过采样管。7.根据权利要求6所述的土样采集装置，其特征在于，所述滑道组件上还设有电控开关，用于控制电磁吸附装置的通断电。8.根据权利要求1-7任一所述的土样采集装置，其特征在于，还包括采样管传送装置，所述采样管传送装置承载有至少一根采样管，用于将采样管传送至预设位置与取土驱动装置的连接头可控连接。9.根据权利要求8所述的土样采集装置，其特征在于，所述采样管传送装置包括齿条板、第一直齿轮、第一锥齿轮、第二锥齿轮、连轴、单向直齿轮、运送盘和导向盘，所述齿条板竖直滑动安装在支架上，且所述齿条板与所述取土驱动装置的驱动端固连，由所述取土驱动装置带动齿条板沿竖直方向作上下往复运动，所述第一直齿轮与所述第一锥齿轮同轴安装，且所述第一直齿轮与所述齿条板的齿条相互啮合，且所述第一直齿轮与第一锥齿轮的轴线与所述齿条板相互垂直，所述第二锥齿轮与所述单向直齿轮分别安装在连轴的顶端和底端，且所述连轴与所述齿条板相互平行，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮相互啮合，所述运送盘通过轴承转动安装在支架底部的底板上，所述单向直齿轮与所述运送盘相互啮合，由所述单向直齿轮带动运送盘单向转动，所述运送盘上和底板上设有与支架底端的采样孔对应的第一通孔和第二通孔，所述导向盘安装在所述支架上，且位于所述运送盘的上方，所述导向盘上开设有运动导向槽，至少一根所述采样管下端穿过运动导向槽通过软性拖链设置在运送盘上，所述采样管在运送盘的带动下沿运动导向槽运动至采样点。
10.根据权利要求9所述的土样采集装置，其特征在于，所述运动导向槽为螺旋槽，且所述螺旋槽的中心点开有与运送盘上第一通孔对应的第三通孔。

技术总结
本发明公开了一种土样采集装置，包括支架，取土驱动装置，用于驱动采样管沿运动路径实现土壤采样和回收；采样管收集箱，采样管收集箱安装在支架靠近滑道组件的一侧，用于收集采样管；至少一根采样管，采样管与取土驱动装置的驱动端配合穿过支架底部的采样孔采集土壤样本；导向装置，导向装置用于引导采样管从采样点到采样管收集箱的运动路径，实现土壤采样和采样管回收；滑道组件，滑道组件安装在支架上，用于导向采样管进入采样管收集箱中。本发明不仅可以减轻工作人员的劳动强度，降低生产成本，而且可以实现连续重复采样，大大提高了工作效率。了工作效率。了工作效率。


技术研发人员：张伯林 张祎 曾宇驰 董卫华
受保护的技术使用者：牧星智能工业科技（上海）有限公司
技术研发日：2023.07.28
技术公布日：2023/9/9