一种锻炼式土壤取样装置

本发明涉及一种土壤取样装置，尤其涉及一种锻炼式土壤取样装置。

土壤取样是指采集土壤样品的方法，包括取样的布设和取样技术。采剖面土样，应 在剖面观察记载结束后进行。在取样前应先将剖面整修、清理，削去最表层的浮土，然后再 按层次自上而下逐层从中心典型部位取样。

对土壤进行取样可以更好地了解土壤的情况，并检测出当地土壤当中的金属物 质，然而现有的土壤取样装置存在功能单一、土壤取样速度慢、不能很好地保持土壤原有结 构的缺点，因此亟需研发一种功能多样化、土壤取样速度快、能很好地保持土壤原有结构的 锻炼式土壤取样装置。

（1）要解决的技术问题

本发明为了克服现有的土壤取样装置功能单一、土壤取样速度慢、不能很好地保持土 壤原有结构的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种功能多样化、土壤取样速度快、能 很好地保持土壤原有结构的锻炼式土壤取样装置。

（2）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种锻炼式土壤取样装置，包括有底板、第 一连接杆、7型架、立柱座、扶手、转轴、第一皮带轮、圆盘、脚踏板、第二皮带轮、平皮带、第一 锥齿轮、第二锥齿轮、第一轴承座、第二轴承座、丝杆、螺母、第一电机、第二连接杆、螺杆、连 杆、突块、环刀、钻头、收料瓶、套筒和套杆，底板顶部竖直设有第一连接杆，第一连接杆下端 与底板顶部铰接连接，底板上方设有7型架，第一连接杆上端与7型架内顶部固定连接，7型 架上左右两侧均设有立柱座，7型架上设有扶手，扶手位于两个立柱座之间，第一连接杆内 连接有转轴，转轴后侧设有第一皮带轮，转轴前侧设有圆盘，转轴的前后两端均设有脚踏 板，7型架内侧水平面设有第二皮带轮，第二皮带轮与第一皮带轮之间连接有平皮带，第二 皮带轮前侧设有第一锥齿轮，7型架内侧竖直面设有第一轴承座和第二轴承座，第二轴承座 位于第一轴承座下方，第一轴承座与第二轴承座之间连接有丝杆，丝杆上端穿过第一轴承 座，且丝杆上端连接有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，丝杆上设有螺母，螺母 右侧设有第一电机，第一电机的输出轴上连接有第二连接杆，第二连接杆底部开有凹槽，第 二连接杆上开有螺纹口，螺纹口内设有螺杆，螺杆与螺纹口配合，第二连接杆下方设有连 杆，连杆顶部设有突块，突块与凹槽配合，连杆上设有收料瓶，收料瓶外侧连接有环刀，收料 瓶上开有收料孔，收料瓶底部安装有钻头，底板上设有倾斜的套筒，第一连接杆左侧铰接连 接有套杆，套杆与套筒配合。

优选地，还包括有推手和车轮，底板底部左右两侧均设有车轮，车轮的形状为圆 形，第一连接杆右侧设有推手，推手呈S形，推手位于7型架和底板之间，推手和车轮的材质 均为Q235钢。

优选地，还包括有放置盒，底板顶部右侧设有放置盒，底板顶部与放置盒底部固定 连接，底板与放置盒通过焊接方式连接，放置盒的材质为不锈钢，放置盒的形状为长方体。

优选地，还包括有第一弹簧，套杆与第一连接杆之间连接有第一弹簧，第一弹簧的 左端与套杆右侧固定连接，第一弹簧的右端与第一连接杆左侧固定连接，第一弹簧位于底 板上方。

优选地，还包括有橡胶套，推手左端设有橡胶套，橡胶套位于推手右端外侧，橡胶 套内底部与推手左端固定连接，橡胶套呈长方体形状，且橡胶套材质为PVC。

优选地，还包括有第二弹簧，底板与第一连接杆之间连接有第二弹簧，第二弹簧的 右端与底板顶部固定连接，第二弹簧的左端与第一连接杆的右侧固定连接，第二弹簧位于 放置盒的左侧。

优选地，还包括有激振器，激振器固定安装在收料瓶内侧的侧壁上，激振器通过螺 接方式与收料瓶相连接，激振器呈竖直方向安装，激振器的驱动方式为电力驱动。

优选地，第二皮带轮与7型架内侧水平面为垂直焊接连接，第二皮带轮呈圆形形 状，第二皮带轮位于左侧立柱座的下方，第二皮带轮直径与第一皮带轮直径相等。

优选地，螺母与第一电机为焊接连接，螺母呈正方体，螺母与丝杆相配合，第一电 机呈矩形，第一电机的输出轴与第二连接杆的顶部固定连接，且第一电机为伺服电机。

工作原理：当操作人员使用本发明对土壤进行采样时，操作人员先将连杆顶部的 突块卡在第二连接杆底部的凹槽里，再拧紧螺纹口，在螺杆的配合下固定住连杆及其下部 件。这时，操作人员用手拨动套杆，使套杆与套筒分离，启动第一电机顺时针转动并坐在左 侧的立柱座上，在重力的作用下，第一连接杆及其上部件向左倾斜，操作人员再用手扶住扶 手，用脚顺时针踩脚踏板，转轴随之顺时针转动，转轴顺时针转动带动圆盘和第一皮带轮顺 时针转动，第一皮带轮顺时针转动通过平皮带带动第二皮带轮顺时针转动，第二皮带轮顺 时针转动带动第一锥齿轮顺时针转动，因为第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，所以第一锥齿 轮顺时针转动带动第二锥齿轮顺时针转动，第二锥齿轮顺时针转动带动丝杆顺时针转动， 螺母及其右部件随之向下运动，第一电机顺时针转动的同时，第二连接杆也随之顺时针转 动，第二连接杆顺时针转动带动连杆及其下部件顺时针转动，如此就能使钻头一边旋转一 边向下运动，加快钻进土壤的速度，当钻头下降的深度与要采样土壤的深度吻合时，操作人 员停止顺时针踩脚踏板，在环刀的作用下，土壤块完好地通过收料孔落入收料瓶内。这时， 操作人员坐在右侧的立柱座上，用手扶住扶手，第一连接杆及其上部件向右倾斜，操作人员 再用脚逆时针踩脚踏板，同理，转轴逆时针转动带动第一皮带轮逆时针转动，第二皮带轮随 之逆时针转动，第二皮带轮逆时针转动带动第一锥齿轮逆时针转动，第二锥齿轮随之逆时 针转动，第二锥齿轮逆时针转动带动丝杆逆时针转动，螺母及其右部件随之向上运动复位， 当螺母及其右部件复位后，操作人员停止逆时针踩脚踏板，并关闭第一电机，用手拨动套 杆，使套杆插入套筒内，第一连接杆及其上部件向左移动复位，如此就能锻炼到操作人员的 腿部。取土壤样品时，先拧松螺纹口，在螺杆的配合下连杆及其下部件与第二连接杆分离， 这时，就可以取下连杆上的收料瓶。

因为还包括有推手和车轮，底板底部左右两侧均设有车轮，车轮的形状为圆形，第 一连接杆右侧设有推手，推手呈S形，推手位于7型架和底板之间，推手和车轮的材质均为 Q235钢，推手和车轮方便本新型移动位置。

因为还包括有放置盒，底板顶部右侧设有放置盒，底板顶部与放置盒底部固定连 接，底板与放置盒通过焊接方式连接，放置盒的材质为不锈钢，放置盒的形状为长方体，放 置盒可以存放采集到的土壤。

因为还包括有第一弹簧，套杆与第一连接杆之间连接有第一弹簧，第一弹簧的左 端与套杆右侧固定连接，第一弹簧的右端与第一连接杆左侧固定连接，第一弹簧位于底板 上方，第一弹簧可以使套杆与第一连接杆配合的更好。

因为还包括有橡胶套，推手左端设有橡胶套，橡胶套位于推手右端外侧，橡胶套内 底部与推手左端固定连接，橡胶套呈长方体形状，且橡胶套材质为PVC，PVC材料具有不易燃 性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性，延长了橡胶套的使用年限。

因为还包括有第二弹簧，底板与第一连接杆之间连接有第二弹簧，第二弹簧的右 端与底板顶部固定连接，第二弹簧的左端与第一连接杆的右侧固定连接，第二弹簧位于放 置盒的左侧，第二弹簧可以起到减震作用。

因为还包括有激振器，激振器固定安装在收料瓶内侧的侧壁上，激振器通过螺接 方式与收料瓶相连接，激振器呈竖直方向安装，激振器的驱动方式为电力驱动，激振器可以 防止土壤黏在收料瓶内壁上，有利于收料瓶的清洗。

因为第二皮带轮与7型架内侧水平面为垂直焊接连接，第二皮带轮呈圆形形状，第 二皮带轮位于左侧立柱座的下方，第二皮带轮直径与第一皮带轮直径相等，节约了材料。

因为螺母与第一电机为焊接连接，螺母呈正方体，螺母与丝杆相配合，第一电机呈 矩形，第一电机的输出轴与第二连接杆的顶部固定连接，且第一电机为伺服电机，伺服电机 可以更好地控制其转速，使运行更平稳。

（3）有益效果

本发明采用脚踏板对钻头施力，既锻炼到了腿部，又能对土壤进行取样达到了功能多 样化、土壤取样速度快、能很好地保持土壤原有结构的效果。

图1为本发明的第一种主视结构示意图。

图2为本发明第二连接杆的主视结构示意图。

图3为本发明连杆的主视结构示意图。

图4为本发明的第二种主视结构示意图。

图5为本发明的第三种主视结构示意图。

图6为本发明的第四种主视结构示意图。

附图中的标记为：1-底板，2-第一连接杆，3-7型架，4-立柱座，5-扶手，6-转轴，7- 第一皮带轮，8-圆盘，9-脚踏板，10-第二皮带轮，11-平皮带，12-第一锥齿轮，13-第二锥齿 轮，14-第一轴承座，15-第二轴承座，16-丝杆，17-螺母，18-第一电机，19-第二连接杆，191- 凹槽，192-螺纹口，193-螺杆，20-连杆，201-突块，202-环刀，203-收料孔，204-钻头，21-收 料瓶，22-套筒，23-套杆，24-推手，25-车轮，26-放置盒，27-第一弹簧，28-橡胶套，29-第二 弹簧，30-激振器。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种锻炼式土壤取样装置，如图1-6所示，包括有底板1、第一连接杆2、7型架3、立柱座 4、扶手5、转轴6、第一皮带轮7、圆盘8、脚踏板9、第二皮带轮10、平皮带11、第一锥齿轮12、第 二锥齿轮13、第一轴承座14、第二轴承座15、丝杆16、螺母17、第一电机18、第二连接杆19、螺 杆193、连杆20、突块201、环刀202、钻头204、收料瓶21、套筒22和套杆23，底板1顶部竖直设 有第一连接杆2，第一连接杆2下端与底板1顶部铰接连接，底板1上方设有7型架3，第一连接 杆2上端与7型架3内顶部固定连接，7型架3上左右两侧均设有立柱座4，7型架3上设有扶手 5，扶手5位于两个立柱座4之间，第一连接杆2内连接有转轴6，转轴6后侧设有第一皮带轮7， 转轴6前侧设有圆盘8，转轴6的前后两端均设有脚踏板9，7型架3内侧水平面设有第二皮带 轮10，第二皮带轮10与第一皮带轮7之间连接有平皮带11，第二皮带轮10前侧设有第一锥齿 轮12，7型架3内侧竖直面设有第一轴承座14和第二轴承座15，第二轴承座15位于第一轴承 座14下方，第一轴承座14与第二轴承座15之间连接有丝杆16，丝杆16上端穿过第一轴承座 14，且丝杆16上端连接有第二锥齿轮13，第二锥齿轮13与第一锥齿轮12啮合，丝杆16上设有 螺母17，螺母17右侧设有第一电机18，第一电机18的输出轴上连接有第二连接杆19，第二连 接杆19底部开有凹槽191，第二连接杆19上开有螺纹口192，螺纹口192内设有螺杆193，螺杆 193与螺纹口192配合，第二连接杆19下方设有连杆20，连杆20顶部设有突块201，突块201与 凹槽191配合，连杆20上设有收料瓶21，收料瓶21外侧连接有环刀202，收料瓶21上开有收料 孔203，收料瓶21底部安装有钻头204，底板1上设有倾斜的套筒22，第一连接杆2左侧铰接连 接有套杆23，套杆23与套筒22配合。

还包括有推手24和车轮25，底板1底部左右两侧均设有车轮25，车轮25的形状为圆 形，第一连接杆2右侧设有推手24，推手24呈S形，推手24位于7型架3和底板1之间，推手24和 车轮25的材质均为Q235钢。

还包括有放置盒26，底板1顶部右侧设有放置盒26，底板1顶部与放置盒26底部固 定连接，底板1与放置盒26通过焊接方式连接，放置盒26的材质为不锈钢，放置盒26的形状 为长方体。

还包括有第一弹簧27，套杆23与第一连接杆2之间连接有第一弹簧27，第一弹簧27 的左端与套杆23右侧固定连接，第一弹簧27的右端与第一连接杆2左侧固定连接，第一弹簧 27位于底板1上方。

还包括有橡胶套28，推手24左端设有橡胶套28，橡胶套28位于推手24右端外侧，橡 胶套28内底部与推手24左端固定连接，橡胶套28呈长方体形状，且橡胶套28材质为PVC。

还包括有第二弹簧29，底板1与第一连接杆2之间连接有第二弹簧29，第二弹簧29 的右端与底板1顶部固定连接，第二弹簧29的左端与第一连接杆2的右侧固定连接，第二弹 簧29位于放置盒26的左侧。

还包括有激振器30，激振器30固定安装在收料瓶21内侧的侧壁上，激振器30通过 螺接方式与收料瓶21相连接，激振器30呈竖直方向安装，激振器30的驱动方式为电力驱动。

第二皮带轮10与7型架3内侧水平面为垂直焊接连接，第二皮带轮10呈圆形形状， 第二皮带轮10位于左侧立柱座4的下方，第二皮带轮10直径与第一皮带轮7直径相等。

螺母17与第一电机18为焊接连接，螺母17呈正方体，螺母17与丝杆16相配合，第一 电机18呈矩形，第一电机18的输出轴与第二连接杆19的顶部固定连接，且第一电机18为伺 服电机。

工作原理：当操作人员使用本发明对土壤进行采样时，操作人员先将连杆20顶部 的突块201卡在第二连接杆19底部的凹槽191里，再拧紧螺纹口192，在螺杆193的配合下固 定住连杆20及其下部件。这时，操作人员用手拨动套杆23，使套杆23与套筒22分离，启动第 一电机18顺时针转动并坐在左侧的立柱座4上，在重力的作用下，第一连接杆2及其上部件 向左倾斜，操作人员再用手扶住扶手5，用脚顺时针踩脚踏板9，转轴6随之顺时针转动，转轴 6顺时针转动带动圆盘8和第一皮带轮7顺时针转动，第一皮带轮7顺时针转动通过平皮带11 带动第二皮带轮10顺时针转动，第二皮带轮10顺时针转动带动第一锥齿轮12顺时针转动， 因为第一锥齿轮12与第二锥齿轮13啮合，所以第一锥齿轮12顺时针转动带动第二锥齿轮13 顺时针转动，第二锥齿轮13顺时针转动带动丝杆16顺时针转动，螺母17及其右部件随之向 下运动，第一电机18顺时针转动的同时，第二连接杆19也随之顺时针转动，第二连接杆19顺 时针转动带动连杆20及其下部件顺时针转动，如此就能使钻头204一边旋转一边向下运动， 加快钻进土壤的速度，当钻头204下降的深度与要采样土壤的深度吻合时，操作人员停止顺 时针踩脚踏板9，在环刀202的作用下，土壤块完好地通过收料孔203落入收料瓶21内。这时， 操作人员坐在右侧的立柱座4上，用手扶住扶手5，第一连接杆2及其上部件向右倾斜，操作 人员再用脚逆时针踩脚踏板9，同理，转轴6逆时针转动带动第一皮带轮7逆时针转动，第二 皮带轮10随之逆时针转动，第二皮带轮10逆时针转动带动第一锥齿轮12逆时针转动，第二 锥齿轮13随之逆时针转动，第二锥齿轮13逆时针转动带动丝杆16逆时针转动，螺母17及其 右部件随之向上运动复位，当螺母17及其右部件复位后，操作人员停止逆时针踩脚踏板9， 并关闭第一电机18，用手拨动套杆23，使套杆23插入套筒22内，第一连接杆2及其上部件向 左移动复位，如此就能锻炼到操作人员的腿部。取土壤样品时，先拧松螺纹口192，在螺杆 193的配合下连杆20及其下部件与第二连接杆19分离，这时，就可以取下连杆20上的收料瓶 21。

因为还包括有推手24和车轮25，底板1底部左右两侧均设有车轮25，车轮25的形状 为圆形，第一连接杆2右侧设有推手24，推手24呈S形，推手24位于7型架3和底板1之间，推手 24和车轮25的材质均为Q235钢，推手24和车轮25方便本新型移动位置。

因为还包括有放置盒26，底板1顶部右侧设有放置盒26，底板1顶部与放置盒26底 部固定连接，底板1与放置盒26通过焊接方式连接，放置盒26的材质为不锈钢，放置盒26的 形状为长方体，放置盒26可以存放采集到的土壤。

因为还包括有第一弹簧27，套杆23与第一连接杆2之间连接有第一弹簧27，第一弹 簧27的左端与套杆23右侧固定连接，第一弹簧27的右端与第一连接杆2左侧固定连接，第一 弹簧27位于底板1上方，第一弹簧27可以使套杆23与第一连接杆2配合的更好。

因为还包括有橡胶套28，推手24左端设有橡胶套28，橡胶套28位于推手24右端外 侧，橡胶套28内底部与推手24左端固定连接，橡胶套28呈长方体形状，且橡胶套28材质为 PVC，PVC材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性，延长了橡胶套 28的使用年限。

因为还包括有第二弹簧29，底板1与第一连接杆2之间连接有第二弹簧29，第二弹 簧29的右端与底板1顶部固定连接，第二弹簧29的左端与第一连接杆2的右侧固定连接，第 二弹簧29位于放置盒26的左侧，第二弹簧29可以起到减震作用。

因为还包括有激振器30，激振器30固定安装在收料瓶21内侧的侧壁上，激振器30 通过螺接方式与收料瓶21相连接，激振器30呈竖直方向安装，激振器30的驱动方式为电力 驱动，激振器30可以防止土壤黏在收料瓶21内壁上，有利于收料瓶21的清洗。

因为第二皮带轮10与7型架3内侧水平面为垂直焊接连接，第二皮带轮10呈圆形形 状，第二皮带轮10位于左侧立柱座4的下方，第二皮带轮10直径与第一皮带轮7直径相等，节 约了材料。

因为螺母17与第一电机18为焊接连接，螺母17呈正方体，螺母17与丝杆16相配合， 第一电机18呈矩形，第一电机18的输出轴与第二连接杆19的顶部固定连接，且第一电机18 为伺服电机，伺服电机可以更好地控制其转速，使运行更平稳。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发 明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。