一种农田土壤重金属采样装置的制作方法

本技术涉及农业检测设备，尤其涉及一种农田土壤重金属采样装置。

背景技术：

1、随着现代农业对土壤环境质量的日益关注，土壤重金属污染的监测与治理成为了农业可持续发展的重要环节。在进行土壤重金属检测时，首先需要获取具有代表性的土壤样本，目前，为了提高采样效率，常采用搭载有动力钻探机构的移动式采样设备进行作业，这类设备通常由带有车轮的移动底盘、支撑框架以及竖向进给的钻土部件组成，通过车轮将设备运输至田间指定位置，再利用发动机驱动钻土部件深入地下提取土样。

2、然而，现有的移动式采样设备在农田环境的实际应用中存在着明显的结构性缺陷。由于农田地表通常较为松软且凹凸不平，传统的轮式支撑结构在面对钻探机构向下施加的巨大进给压力时，轮胎容易发生弹性形变或陷入土壤中，导致设备整体重心不稳。特别是在遇到硬质土层产生较大反作用力时，仅靠车轮支撑的设备极易发生倾斜甚至侧翻，这不仅造成采样管无法垂直入土，影响采样深度分层的准确性，还存在极大的安全隐患。

3、此外，土壤重金属检测对样品的纯度要求极高，极微量的残留都可能导致检测数据偏差。现有的采样钻头多采用一体化连接方式固定在驱动杆上，在完成一个点位的采样后，钻头表面往往附着有粘性土壤，现场清洗极为困难且难以彻底洗净。若直接进行下一个点位的采样，上一个点位的残留土壤会混入新的样本中，造成严重的交叉污染，从而无法真实反映不同区域土壤重金属的分布情况，难以满足科研及监测工作严谨性的要求。

4、因此，本实用新型提出一种农田土壤重金属采样装置，来解决现有技术的不足。

技术实现思路

1、为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种农田土壤重金属采样装置，旨在改善现有技术中，农田土壤重金属采样装置存在的在野外复杂地形作业时支撑稳定性差、容易发生倾覆导致采样不准，以及采样头难以快速更换清洗从而导致不同采样点样本发生交叉污染的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种农田土壤重金属采样装置，包括：支撑架、发动机、支撑柱、滑块、车轮以及防倾覆结构，所述支撑架是所述装置的主体框架，所述发动机固定连接于所述支撑架顶部中心，所述车轮转动连接于所述支撑架底部外周，用于装置的移动，所述支撑柱竖直固定连接于所述支撑架，所述滑块滑动配合于所述支撑柱的外周，且所述滑块受所述发动机驱动沿所述支撑柱的轴向往复移动，其特征在于，还包括替换结构；

3、所述替换结构包括采样管、替换头以及锁芯，所述采样管固定连接于所述滑块的底端面，所述采样管的内壁两侧对称设置有所述锁芯，所述替换头可拆卸的卡接配合于所述采样管的底部开口处，所述替换头的顶部设有与所述锁芯相配合的凹槽，所述锁芯与所述替换头上的凹槽通过沿轴向插入后绕轴线旋转进行卡合锁止，且所述锁芯为卡接凸块设置于所述采样管的内壁。

4、优选的，所述防倾覆结构对称设置于所述支撑架的侧壁，其包括液压缸、连杆、支腿、铰接件以及支撑盘，所述液压缸铰接于所述支撑架，所述连杆铰接于所述液压缸的活塞杆端，所述连杆通过铰接件转动连接于所述支撑架并铰接于所述支腿的上端部，以驱动所述支腿转动，所述支撑盘固定连接于所述支腿的末端，用于在所述液压缸输出动力时，顶起所述支撑架使所述车轮脱离地面。

5、优选的，所述支撑柱兼作导向轨，用于限定所述滑块和采样管的运动轨迹，保障采样的垂直度。

6、优选的，所述连杆对所述支腿的驱动结构，使得所述支腿在收起时贴合于所述支撑架的侧面。

7、优选的，所述支腿与所述连杆的连接以及所述连杆与所述铰接件的连接共同构成四连杆机构或类似的转动连接机构，实现所述支腿的收放动作。

8、优选的，所述支撑盘为圆盘状，且其底面的直径大于所述支腿的直径，以增大所述装置的接地面积。

9、优选的，所述滑块的外壁设有限位结构，如导向槽或导向轮，所述支撑柱的外壁设有与之配合的滑轨，共同实现对所述采样管的稳定限位。

10、本实用新型具有如下有益效果：

11、1、本实用新型中，通过设计卡合旋转式的替换结构，采用采样管内壁的锁芯与替换头顶部的凹槽相配合，实现了采样管与替换头的快速、可靠卡接和分离，解决了现有技术中采样头更换不便、易造成不同采样点土壤样本交叉污染的问题，达到了提高采样效率、确保重金属检测数据准确性以及满足多土质快速更换需求的实用新型效果。

12、2、本实用新型中，通过设置液压驱动的防倾覆结构，利用连杆、支腿和支撑盘形成刚性支撑，在作业时将车轮顶离地面，解决了现有技术中设备在野外复杂地形采样时缺乏稳固支撑基底、容易倾覆或晃动的问题，达到了确保采样管垂直入土、提高采样精度和作业安全性的效果。

1.一种农田土壤重金属采样装置，包括：支撑架（2）、发动机（1）、支撑柱（4）、滑块（3）、车轮（5）以及防倾覆结构（6），所述支撑架（2）是所述装置的主体框架，所述发动机（1）固定连接于所述支撑架（2）顶部中心，所述车轮（5）转动连接于所述支撑架（2）底部外周，用于装置的移动，所述支撑柱（4）竖直固定连接于所述支撑架（2），所述滑块（3）滑动配合于所述支撑柱（4）的外周，且所述滑块（3）受所述发动机（1）驱动沿所述支撑柱（4）的轴向往复移动，其特征在于，还包括替换结构（7）；

2.根据权利要求1所述的农田土壤重金属采样装置，其特征在于，所述防倾覆结构（6）对称设置于所述支撑架（2）的侧壁，其包括液压缸（601）、连杆（602）、支腿（603）、铰接件（604）以及支撑盘（605），所述液压缸（601）铰接于所述支撑架（2），所述连杆（602）铰接于所述液压缸（601）的活塞杆端，所述连杆（602）通过铰接件（604）转动连接于所述支撑架（2）并铰接于所述支腿（603）的上端部，以驱动所述支腿（603）转动，所述支撑盘（605）固定连接于所述支腿（603）的末端，用于在所述液压缸（601）输出动力时，顶起所述支撑架（2）使所述车轮（5）脱离地面。

3.根据权利要求1所述的农田土壤重金属采样装置，其特征在于，所述支撑柱（4）兼作导向轨，用于限定所述滑块（3）和采样管（701）的运动轨迹，保障采样的垂直度。

4.根据权利要求2所述的农田土壤重金属采样装置，其特征在于，所述连杆（602）对所述支腿（603）的驱动结构，使得所述支腿（603）在收起时贴合于所述支撑架（2）的侧面。

5.根据权利要求4所述的农田土壤重金属采样装置，其特征在于，所述支腿（603）与所述连杆（602）的连接以及所述连杆（602）与所述铰接件（604）的连接共同构成四连杆机构或类似的转动连接机构，实现所述支腿（603）的收放动作。

6.根据权利要求2所述的农田土壤重金属采样装置，其特征在于，所述支撑盘（605）为圆盘状，且其底面的直径大于所述支腿（603）的直径，以增大所述装置的接地面积。

7.根据权利要求2所述的农田土壤重金属采样装置，其特征在于，所述滑块（3）的外壁设有限位结构如导向槽或导向轮，所述支撑柱（4）的外壁设有与之配合的滑轨，共同实现对所述采样管（701）的稳定限位。