一种机械化的冻土土壤采集器

1.本实用新型涉及土壤采样技术领域，具体涉及一种机械化的冻土土壤采集器。


背景技术：

2.土壤作为生物地球化学循环的重要组成部分，在农业、水文、生态、环境以及气候变化等方面承担着重要作用。多点土壤样本采集及其理化性质测定是相关领域研究人员开展环境质量及生态变化研究的前期基础工作。
3.中国北部国土处于高纬度及高海拔地区，这些地区广泛分布永久冻土和季节性冻土，其中多年冻土总面积为全国领土面积的1/5以上，季节冻土占中国领土面积一半以上。目前，国内外土壤样品采集的手段主要为“洛阳铲”进行人工土钻取样或使用复杂机械例如背包钻等进行土壤取样。在上述地区采集土壤样品时，由于冬季冻土硬度较大，当使用人工土钻法时钻头很难有效穿透冻土层进行取样，耗时长、效率低且易破坏污染土壤样品；尽管机械采土装置在当前市场有较为成熟的技术和应用，但依然面临造价昂贵，物体携带移动性差，功耗高且操作较为复杂，需要对机械定期保养等一系列问题。因此亟需一种便携可移动，耗能少且操作简单的土壤采集器来解决上述冻土土壤采集问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种机械化的冻土土壤采集器，解决了现有冻土区土壤的采集，采土设备操作复杂的问题。
5.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.提供一种机械化的冻土土壤采集器，其包括；
7.移动组件，移动组件上连接有支撑组件，支撑组件上设置有采集组件；
8.移动组件包括手拉把手和固定车架，手拉把手与固定车架之间通过连接板固定连接；
9.支撑组件，支撑组件包括活动车架、与活动车架活动连接的两根支撑柱，支撑柱与固定车架固定连接；
10.采集组件，采集组件包括正反电动机和与正反电动机连接的采集钻杆，正反电动机安装在活动车架上，且与储蓄电池电性连接。
11.本实用新型的土壤采集装置操作简单，通过连接储蓄电池的电动机驱动采集钻杆上下移动，可使得采集器能够深层次的完成土壤样本采集。
12.进一步地，手拉把手与固定车架通过连接板固定连接，手拉把手底端安装有连接座，连接座上安装有导向轮。
13.进一步地，固定车架包括第一车架和第三车架，第一车架和第三车架之间固定连接有第二车架，第二车架两端开槽，两根支撑柱的底端分别与固定脚座连接，固定脚座固定于第二车架上的凹槽内并与凹槽螺纹连接，连接座与第二车架之间通过连接板固定连接，第一车架和第三车架的端部均安装有滑轮。
14.本方案通过移动组件实现采集器在冻土区的移动，进而实现冻土区土壤的远距离多点采样。
15.进一步地，两根支撑柱一侧的顶端分别设置有定滑轮，定滑轮下方的支撑柱上设置有若干卡块；两根支撑柱的另一侧均设置有滑轨，定滑轮上穿设有连接件，连接件的一端固定连接于活动车架上，另一端固定连接有固定杆。
16.进一步地，活动车架为矩形板，矩形板靠近支撑柱的一侧固定安装有适配滑轨的滑轮，滑轮与两根支撑柱上的滑轨配合。
17.进一步地，矩形板上表面两端分别设置有第一把手，中心位置开设有固定通孔，固定通孔内嵌设有正反电动机的输出轴承。
18.本方案通过支撑柱连接移动组件，且支撑柱对活动车架提供支撑，进而实现活动车架对正反电动机的支撑。
19.进一步地，正反电动机上设置有第二把手和开关控制器，开关控制器分别与正反电动机和储蓄电池电性连接，正反电动机的输出轴承与采集钻杆螺纹连接，且输出轴承与采集钻杆的连接处开设有贯通孔，贯通孔内穿设有插销。
20.进一步地，采集钻杆上缠绕有螺旋部，采集钻杆底端设置有钻头，采集钻杆内开设有贯通取土槽，贯通取土槽的开口开设于钻头处，采集钻杆上设置有刻度线。
21.本方案通过正反电动机驱动采集钻杆，实现对冻土区土壤的样品采集。
22.进一步地，还包括储物组件，储物组件内放置充能组件、储蓄电池、正反电动机及采集完成的土壤样品，充能组件包括电性连接的太阳能电池板和过充控制器；所述过充控制器与储蓄电池电性连接。
23.本方案可在非工作时间可通过充能组件对储蓄电池进行充电蓄能，以待下次使用。
24.进一步地，储物组件包括多层盒体；所述最下层盒体的底部设置有凸台，凸台与活动车架中心位置的固定通孔适配，盒体上表面四角位置设置有限位柱，下表面四角位置设置有限位孔，相邻盒体之间通过限位柱嵌入限位孔连接。
25.本实用新型公开了一种机械化的冻土土壤采集器，其有益效果为：
26.1、本实用新型的土壤采集装置操作简单，通过正反转电机驱动带动采集钻杆转动，进而控制钻头旋转实现采集器附近冻土松动，便于有效穿透土层，避免因土壤冻结而降低土壤采集效率。
27.2、本实用新型通过移动组件实现采集器在冻土区的移动，可实现远距离多点采样。
28.3、本实用新型通过电动机驱动采集钻杆上下移动，可使得采集器能够深层次的完成土壤样本采集，避免土壤样本采集的不连续性，最后通过取土板自钻杆开槽处将土壤样本装入样本保存容器内。
29.4、本实用新型活动车架一方面可以作为操作平台，在前期钻进过程中保持正反电动机正常稳定工作，另一方面在采集钻杆退出土壤层时可以手动提供向上的作用力，避免因土壤凝聚力过大挤压采集钻杆，使得其无法快速自土壤中退出。
30.5、本实用新型在移动采样过程中，可将储物组件放置于活动车架上，在移动过程中节省人力。
31.6、本实用新型在非工作时间，可通过充能组件为储蓄电池通过太阳能为下次工作提前充电蓄能。
附图说明
32.图1为本实用新型的一种机械化的冻土土壤采集器的结构示意图。
33.图2为本实用新型的一种机械化的冻土土壤采集器的主视示意图。
34.图3为本实用新型的一种机械化的冻土土壤采集器的左视示意图。
35.图4为本实用新型的正反电动机与采集钻杆连接的结构示意图。
36.图5为本实用新型的采集钻杆的结构示意图。
37.图6为本实用新型的储物组件的结构示意图。
38.其中，1、正反电动机；11、第二把手；12、开关控制器；2、采集钻杆；21、螺旋部；22、贯通取土槽；23、钻头；24、刻度线；25、插销；3、手拉把手；31、连接座；32、导向轮；33、连接板；4、固定车架；41、第一车架；42、第二车架；43、第三车架；44、固定脚座；5、支撑柱；51、定滑轮；52、连接件；53、固定杆；54、卡块；6、活动车架；61、第一把手；62、固定通孔。
具体实施方式
39.面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
40.根据本技术的实施例一，参考图1-图3，本实施例的一种机械化的冻土土壤采集器，其包括移动组件、支撑组件和采集组件。
41.具体的，移动组件上连接有支撑组件，支撑组件上设置有采集组件。
42.移动组件包括手拉把手3和固定车架4，且手拉把手3与固定车架4之间固定连接。
43.支撑组件包括活动车架6，及与活动车架6活动连接的两根支撑柱5，支撑柱5与固定车架3之间固定连接。
44.采集组件包括正反电动机1和与正反电动机1连接的采集钻杆2，正反电动机1安装在活动车架6上，且与储蓄电池电性连接。
45.作为本实施例移动组件的进一步方案，手拉把手3与固定车架4通过连接板33固定连接，手拉把手3底端安装有连接座31，连接座31上安装有导向轮32。
46.固定车架4包括第一车架41和第三车架43，第一车架41和第三车架43之间固定连接有第二车架42，第二车架42两端开槽，两根支撑柱5的底端分别与固定脚座44连接，固定脚座44固定于第二车架42上的凹槽内并与凹槽螺纹连接，连接座31与第二车架42之间通过连接板33固定连接，第一车架41和第三车架43的端部安装有滑轮。
47.作为本实施例支撑组件进一步方案，两根支撑柱5一侧的顶端均设置有定滑轮51，定滑轮51下方的支撑柱5上设置有若干块卡块54；两根支撑柱5的另一侧均设置有滑轨；定滑轮51上穿设有连接件52，连接件52的一端固定连接于活动车架6上，另一端固定连接有固定杆53，当本装置处于非工作时间时，固定杆53卡入卡块54下，当本装置处于工作时间时，需将固定杆53从卡块54下取出，连接件52可为钢丝绳或者细铁链。
48.活动车架6为矩形板，矩形板上靠近支撑柱5的一侧固定安装有适配滑轨的滑轮，滑轮与两根支撑柱5上的滑轨配合，规范活动车架6上下位移的轨迹。
49.矩形板上表面两端分别设置有第一把手61，中心位置开设有固定通孔62，固定通孔62内嵌设有正反电动机1的输出轴承。
50.作为本实施例采集组件进一步方案，参考图4，正反电动机1上设置有第二把手11和开关控制器12，开关控制器12分别与正反电动机1和储蓄电池电性连接，正反电动机1的输出轴承与采集钻杆2螺纹连接，且输出轴承与采集钻杆2的连接处开设有贯通孔，贯通孔内穿设有插销25。
51.参考图5，采集钻杆2上缠绕有螺旋部21，采集钻杆2底端设置有钻头23；采集钻杆2内开设有贯通取土槽22，贯通取土槽22的开口开设于钻头23处；采集钻杆2上设置有刻度线24。
52.作为本实施例采集组件进一步方案，参考图6，本实施例还包括储物组件7，储物组件7用于放置充能组件、储蓄电池、正反电动机1及采集完成的土壤样品，充能组件包括电性连接的太阳能电池板和过充控制器，太阳能电池板和过充控制器均为现有的，过充控制器与储蓄电池电性连接，太阳能电池板将光能转换为电能储存在储蓄电池中，过充控制器控制充能强度，避免由于过充而损坏储蓄电池。
53.太阳能电池板、过充控制器和蓄电池的充放电结构直接选用现有技术，在此不再赘述。
54.储物组件7包括多层盒体，盒体两端设置有第三把手71，最下层盒体的底部设置有凸台72，凸台72与活动车架6中心位置的固定通孔62适配，以便于本装置在非工作时间时，将盒体放置到活动车架上，凸台72嵌入活动车架6中心位置的固定通孔62。
55.盒体上表面四角位置设置有限位柱74，下表面四角位置设置有限位孔73，相邻盒体之间通过限位柱74嵌入限位孔73连接。
56.本实施例一种机械化的冻土土壤采集器的工作原理为：
57.本实用新型在实际应用中，在非工作时间使用太阳能电池板给储蓄电池充能，到达采样地点后。
58.首先安装设备，升起活动车架6后，将正反电动机1穿过活动车架6上固定通孔602与采集钻杆2通过螺纹连接并插入插销205限位，抓住固定杆53保持采样高度，然后正向开启正反电动机1，借助正反电动机1及活动车架6自身重力使得采集钻杆2钻进土壤，必要时也可人为握住正反电动机1上的第二把手11施加压力。
59.通过采集钻杆2上的刻度线24确定采集钻杆2钻入土壤的深度符合要求时，反向开启正反电动机1，手握活动车架6上的第一把手61向上提升，将采集钻杆2自土壤中取出，使用取土板将土壤样本从采集钻杆2内的贯通取土槽22中取出，完成取样工作。
60.最后，将采集完毕的样本放入储物组件7内，拆卸采集器，前往下一地点采样。
61.虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。