一种取样装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及水文地质取样技术领域，具体为一种取样装置及其使用方法。


背景技术：

2.在进行水文地质进行取样检查的时候通常都会使用一些设备伸入地下进行取样，公开号为cn114076693a的专利文件公开了一种取样装置解决了单点取样的问题，但是该专利文件的多点取样不仅一直保持张开的形式不容易伸入地下进行取样，而且该专利文件只能采集土样对于水样无法采集，同时采集样本的时候在遇到一些难采取的情况(紧实的底泥或者附带一些植物根茎)，或者是取样地点凹凸不平的时候，也会影响其多点取样的效果，为了解决上述问题本发明提供了一种取样装置及其使用方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种取样装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种取样装置，包括用于收纳线缆的收纳支架，所述收纳支架通过其上收纳的线缆连接有基杆，通过收纳支架可以控制线缆的收纳，可以在使用的时候控制基杆的升降，所述基杆的下端设有多个可开合的开合杆，且开合杆的下端安装有可拆卸的用于抓取样品的取样杆，开合杆可以根据需要控制开合，使本发明方便进入地下，在取样的时候可以进行多点取样，所述取样杆的下端安装有挖斗，所述取样杆上开有用于密封挖斗的密封槽，挖斗可以挖取土壤或水体进行取样，密封槽的槽壁会将挖斗的开口处封死。
5.优选的，所述开合杆的上端与固定连接在基杆上的耳板转动连接，且开合杆通过其上端固定连接有的齿牙与滑动连接在空槽内部的齿杆啮合连接，齿杆在空槽的内部滑动可以带动开合杆围绕基杆上的耳板转动，所述空槽开在基杆上，且空槽的内部安装有用于驱动齿杆的开合推杆，通过控制开合推杆输出杆的伸缩即可控制驱动齿杆滑动。
6.优选的，所述开合杆包括上杆和下杆，所述上杆与下杆相互铰接，且上杆与下杆之间连接有第一扭力弹簧，如果在展开之后取样杆没有接触到地面的话，第一扭力弹簧就会使下杆向下转动，所述下杆的内部开有安装腔，所述安装腔的内部安装有电磁铁，所述电磁铁通过第一拉伸弹簧连接有卡杆，所述上杆上开有与卡杆相适配的卡孔，第一拉伸弹簧会将卡杆向上杆的方向顶去使卡杆与卡孔相互卡接，当电磁铁通电的时候会对卡杆产生吸力与卡孔脱离卡接。
7.优选的，所述挖斗的上端通过安装轴转动连接在密封槽的内部，挖斗的三边均呈刀片状，可以顺利的挖取土样，且安装轴的一端贯穿取样杆并固定连接有齿轮，所述齿轮与齿条啮合连接，控制齿条的滑动可以带动齿轮转动，所述齿条由安装在安装槽内部的取样推杆驱动，通过控制取样推杆输出杆的伸缩即可控制齿条的滑动，所述安装槽开在开合杆的侧壁上。
8.优选的，所述齿条的上端面开有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有滑杆，所述滑杆的下端通过第二拉伸弹簧与滑槽的槽底侧壁相互连接，在挖斗碰到坚硬的物体无法转动的时候，第二拉伸弹簧会使滑杆顺利的滑动，而挖斗在挖取土壤的时候第二拉伸弹簧的拉力可以使滑杆顺利的拉动齿条滑动，滑杆的上端与取样推杆的输出杆固定连接，通过控制取样推杆输出杆的伸缩可以带动滑杆滑动，所述齿条的上方且位于开合杆上安装有触碰开关，触碰开关从而可以使用户准确的得知有没有取样成功。
9.优选的，所述触碰开关的外侧设有橡胶垫，所述橡胶垫与开合杆固定连接，橡胶垫的设置可以在提取水样的时候保护触碰开关。
10.优选的，所述收纳支架包括收纳筒，收纳筒可以很好收纳线缆避免线缆从收纳筒的两端脱落，所述收纳筒的两端通过凸轴连接有支腿，在使用的时候支腿可以稳定的放置在地面上，且任一凸轴上固定连接有把手，所述收纳筒的内部安装有电池，线缆的一端与基杆固定连接，另一端与收纳筒固定连接，线缆由保护层和多根导线组成，所述收纳筒的一端内部安装有多个指示灯和多个控制按钮，可以通过控制按钮控制电磁铁、开合推杆、取样推杆和调节电机的启停，所述指示灯与触碰开关电连接，当触碰开关被挤压之后对应的指示灯会亮起，触碰开关没有被挤压的时候对应的指示灯不会亮起，且指示灯和控制按钮均贯穿收纳筒并延伸至收纳筒的外部。
11.优选的，所述取样杆的上端固定连接有呈“t”形的插块，所述开合杆上开有与插块相适配的插槽，所述开合杆和插块上均开有螺纹孔，插块插入插槽内之后，在拧入螺栓可以使取样杆与开合杆稳定的连接在一起。
12.一种取样装置的使用方法，包括以下步骤：
13.s1：将收纳支架摆放在事先钻好的取样孔上方，并将基杆插入取样孔的内部；
14.s2：顺时针转动收纳筒使基杆下降到取样点的上方；
15.s3：通过对应的控制按钮，使多个开合杆张开；
16.s4：继续使基杆下降，直至基杆下降到最低点；
17.s5：通过对应的控制按钮使卡杆与卡孔脱离卡接，此时取样杆会与地面接触；
18.s6：通过对应的控制按钮使挖斗转动进行取样；
19.s7：通过观察指示灯判断挖斗是否完成取样；
20.s8：如果所有的挖斗都完成取样的话，逆时针转动收纳筒，再通过对应的控制按钮使所有的开合杆闭合，同时持续的转动收纳筒将基杆拉出地面；
21.s9：将基杆拉出地面之后更换取样杆，为下次取样工作做准备；
22.s10：如果有挖斗没有完成取样的话，通过对应的控制按钮进行重新取样，直至所有的挖斗完成取样，完成取样之后按照s和s的步骤进行操作即可。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过开合杆、取样杆和挖斗之间的配合，实现了开合杆可以在根据使用情况控制开合，在伸入地下的时候闭合，在取样的时候可以张开；
24.开合杆分为两段式设计，在第一扭力弹簧的作用下可以在取样地点不平的时候也能使挖斗顺利的进行取样；
25.通过齿条、滑杆和第二拉伸弹簧之间的配合，实现了在挖斗遇到难抓取的时候，可以不会影响其与挖斗的取样，同时还可以提示用户，并且可以根据需要更换取样点，提高取
样效率。
附图说明
26.图1为本发明的整体结构示意图；
27.图2为本发明收纳筒的剖视图；
28.图3为本发明基杆的剖视图；
29.图4为本发明图3的a处放大图；
30.图5为本发明图3的b处放大图；
31.图6为本发明上杆与下杆的连接变换状态示意图；
32.图7为本发明支撑柱位置的结构示意图；
33.图8为本发明齿条与齿轮的连接示意图；
34.图9为本发明挖斗转入密封槽内部的状态图；
35.图10为本发明下杆的剖视图；
36.图11为本发明图10的c处放大图；
37.图12为本发明插块与插槽的爆炸图；
38.图13为本发明击打块的工作状态示意图；
39.图14为本发明第二扭力弹簧位置处的剖面示意图。
40.图中：1、收纳支架，101、收纳筒，102、凸轴，103、支腿，104、电池，105、指示灯，106、控制按钮，2、线缆，3、基杆，4、开合杆，401、上杆，402、下杆，403、第一扭力弹簧，404、安装腔，405、电磁铁，406、第一拉伸弹簧，407、卡杆，408、卡孔，5、取样杆，6、挖斗，7、密封槽，8、空槽，9、齿杆，10、开合推杆，11、安装轴，12、齿轮，13、齿条，14、安装槽，15、取样推杆，16、滑槽，17、滑杆，18、第二拉伸弹簧，19、插块，20、插槽，21、触碰开关，22、橡胶垫，23、凹槽，24、调节电机，25、支撑柱，26、收纳槽，27、击打块，28、挡板，29、连接杆，30、卡板，31、插杆，32、第二扭力弹簧，33、插孔。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.请参阅图1-14，本发明提供一种技术方案：一种取样装置，包括用于收纳线缆2的收纳支架1，所述收纳支架1通过其上收纳的线缆2连接有基杆3，通过收纳支架1可以控制线缆2的收纳，可以在使用的时候控制基杆3的升降，所述基杆3的下端设有多个可开合的开合杆4，且开合杆4的下端安装有可拆卸的用于抓取样品的取样杆5，开合杆4可以根据需要控制开合，在进入地下的过程中可以使多个开合杆4闭合，使本发明进入地下的部分保持一个近似于圆柱形的形状，方便进入地下，在取样的时候可以使多个开合杆4张开，从而使多个取样杆5分开进行多点取样，所述取样杆5的下端安装有挖斗6，所述取样杆5上开有用于密封挖斗6的密封槽7，挖斗6可以挖取土壤或水体进行取样，挖斗6在取样时会开始转动，当挖斗6转至密封槽7的内部时，密封槽7的槽壁会将挖斗6的开口处封死，从而使挖斗6的挖取的
土壤或水体不会洒漏，从而完成取样。
43.具体而言，所述开合杆4的上端与固定连接在基杆3上的耳板转动连接，且开合杆4通过其上端固定连接有的齿牙与滑动连接在空槽8内部的齿杆9啮合连接，齿杆9在空槽8的内部滑动可以带动开合杆4围绕基杆3上的耳板转动，从而控制开合杆4的开合，所述空槽8开在基杆3上，且空槽8的内部安装有用于驱动齿杆9的开合推杆10，开合推杆10的输出杆与齿杆9固定连接，通过控制开合推杆10输出杆的伸缩即可控制驱动齿杆9滑动。
44.由于无法预知下方的掉落的具体环境为了使挖斗6在取样点不平整的时候也能顺利的接触地面并挖取土样，将开合杆4设为两段式结构，具体而言，所述开合杆4包括上杆401和下杆402，所述上杆401与下杆402相互铰接，且上杆401与下杆402之间连接有第一扭力弹簧403，在如图6所示的状态下第一扭力弹簧403会使下杆402具有向下转动的趋势，如果在展开之后取样杆5没有接触到地面的话，第一扭力弹簧403就会使下杆402向下转动，直至取样杆5与地面相互接触，所述下杆402的内部开有安装腔404，所述安装腔404的内部安装有电磁铁405，所述电磁铁405通过第一拉伸弹簧406连接有卡杆407，所述上杆401上开有与卡杆407相适配的卡孔408，第一拉伸弹簧406会将卡杆407向上杆401的方向顶去，在上杆401与下杆402之间保持在同一条直线上的时候卡杆407与卡孔408相互对齐，此时在第一拉伸弹簧406的作用下卡杆407会与卡孔408相互卡接，当电磁铁403通电的时候会对卡杆407产生吸力，使卡杆407克服第一拉伸弹簧406的弹力缩回安装腔404的内部，与卡孔408脱离卡接，此时在第一扭力弹簧403的作用下下杆402会转动，之后即可进行取样工作；
45.当需要时卡杆407与卡孔408相互卡接使下杆402不会在第一扭力弹簧403的作用下随意转动，继而可以使上杆401与下杆402稳定的保持在同一条直线上，以便将本发明顺利的放入地下进行取样，而在取样完成之后可以使多个开合杆4重新恢复闭合状态，而多个下杆402会相互挤压从而克服对应的第一扭力弹簧403的扭力，使多个开合杆4顺利的恢复闭合状态，从而可以再进行拉出。
46.具体而言，所述挖斗6的上端通过安装轴11转动连接在密封槽7的内部，如图8所示挖斗6的三边均呈刀片状可以顺利的挖取土样，且安装轴11的一端贯穿取样杆5并固定连接有齿轮12，所述齿轮12与齿条13啮合连接，控制齿条13的滑动可以带动齿轮12转动，从而可以通过安装轴11带动挖斗6转动进行取样，所述齿条13由安装在安装槽14内部的取样推杆15驱动，通过控制取样推杆15输出杆的伸缩即可控制齿条13的滑动，所述安装槽14开在开合杆4的侧壁上。
47.具体而言，所述齿条13的上端面开有滑槽16，所述滑槽16的内部滑动连接有滑杆17，所述滑杆17的下端通过第二拉伸弹簧18与滑槽16的槽底侧壁相互连接，在挖斗6碰到坚硬的物体无法转动的时候，第二拉伸弹簧18会开始拉伸，从而使滑杆17顺利的滑动，而挖斗6在挖取土壤的时候虽然会遇到阻力但在不断拉动下仍然是可以顺利的转动，第二拉伸弹簧18的拉力可以使滑杆17顺利的拉动齿条13滑动，滑杆17的上端与取样推杆15的输出杆固定连接，通过控制取样推杆15输出杆的伸缩可以带动滑杆17滑动，从而可以控制齿条13滑动，继而可以带动挖斗6转动，所述齿条13的上方且位于开合杆4上安装有触碰开关21，当挖斗6可以闭合的时候齿条13会挤压到触碰开关21提示用户，而当挖斗6碰到不好挖取的物质，无法闭合的时候，齿条13也就不会挤压到触碰开关，也就无法提示用户，从而可以使用户准确的得知有没有取样成功；
48.很多时候是采集水底样，有时会碰到一些水生植物的根茎，会被其拉扯，并且由于其由比较柔软所以没有拉紧的状态下，也不好切断。为此，在取样杆5的外侧开有收纳槽26，收纳槽26的内部通过转轴铰接有击打块27，且击打块27与收纳槽26的槽壁之间安装有第二扭力弹簧32，第二扭力弹簧32具有使击打块27向如图13所示的顺时针方向转动的趋势，转轴靠近齿轮12的一端贯穿取样杆5并固定连接有卡板30，卡板30为偏心设置，可以在转动之后不会影响插杆31的运动，卡板30上开有插孔33，齿条13的下端面固定连接有与插孔33相适配的插杆31，收纳槽26的槽口处且位于取样杆5的外侧面上设有挡板28。
49.在挖斗6没有进行挖取的时候挡板28可以挡住击打块27(如图8)，使击打块27在收纳槽26的内部保持稳定，挡板28通过连接杆29与滑杆17固定连接；
50.当挖斗6能够顺利转动进行取样的时候，滑杆17和齿条13会同步上升，插杆31会插入插孔33的内部(如图9)，之后挡板28的移动不在挡住击打块27，从而使击打块27一直在收纳槽26的内部保持稳定，避免不要的击打动作；
51.当挖斗6无法转动的时候滑杆17可以继续向上运动，而齿条13无法向上运动，此时滑杆17带动挡板28向上运动，当挡板28不在挡住击打块27的时候，由于插杆31无法跟随上升所以不能再阻挡击打块27的转轴，此时击打块27会在第二扭力弹簧32的作用下锤击挖斗6(如图13)，当遇到植物根茎的时候，挖斗6会在锤击的作用下切断植物根茎顺利的闭合完成取样(因为挖斗6受到植物根茎的阻力无法转动，所以此时植物根茎为紧绷的受力状态，此时在锤击挖斗6，可以使挖斗6顺利的切断植物根茎，当然也可以用于处理一些比较紧密的底泥取样)，此时卡板30会转动靠近齿轮12的一侧不会影响插杆31的运动(如图13所示，因为卡板30的转动角度为180度到300度之间，所以不会影响插杆31的运动)，从而也就不会影响齿条13的运动，使挖斗6可以顺利的闭合；
52.另外所述齿杆9的下端面开有凹槽23，凹槽23的内部安装有调节电机24，调节电机24的电机轴上固定连接有支撑柱25，支撑柱25的下端延伸至凹槽23的外部，且支撑柱25的下端面低于齿杆9的下端面，在取样的时候支撑柱25会与取样点的底面相互接触(在第一扭力弹簧403的作用下，多个开合杆4呈弯曲状态端部也与水底等底面接触，由于整体重力的存在并不会将整个结构支撑起来让支撑柱25脱离底面)；
53.而当挖斗6受到石头的阻力在滑杆17锤击之后仍然无法转动，此时可以通过对应的控制按钮106使没有闭合的挖斗6重新张开，并启动调节电机24，调节电机24启动，可以使齿杆9和基杆3开始转动，从而可以调节挖斗6的位置，继而重新进行取样。
54.具体而言，所述触碰开关21的外侧设有橡胶垫22，所述橡胶垫22与开合杆4固定连接，橡胶垫22的设置可以在提取水样的时候保护触碰开关21，同时可以使齿条13可以更好的挤压触碰开关21。
55.具体而言，所述收纳支架1包括收纳筒101，收纳筒101两端的尺寸大于中部的尺寸，可以很好收纳线缆2避免线缆2从收纳筒101的两端脱落，所述收纳筒101的两端通过凸轴102连接有支腿103，在使用的时候支腿103可以稳定的放置在地面上，且任一凸轴102上固定连接有把手，通过把手可以转动收纳筒101，从而可以控制线缆2的收放，所述收纳筒101的内部安装有电池104，线缆2的一端与基杆3固定连接，另一端与收纳筒101固定连接，线缆2由保护层和多根导线组成，多根导线的一端与电池104电连接，另一端分别与电磁铁405、开合推杆10、取样推杆15、触碰开关21和调节电机24电连接，所述收纳筒101的一端内
部安装有多个指示灯105和多个控制按钮106，可以通过控制按钮106控制电磁铁405、开合推杆10、取样推杆15和调节电机24的启停，所述指示灯105与触碰开关21电连接，每个指示灯105的一侧均设有控制按钮106(如图1和图2所示)，触碰开关21、指示灯105、控制按钮106和取样推杆15均设有编号，位于同一个下杆402上的触碰开关21和取样推杆15的编号相同，指示灯105和位于其一侧的控制按钮106的编号相同，控制按钮106可以控制编号相同的取样推杆15，从而可以单独的控制挖斗6的转动，当触碰开关21被挤压之后编号相同的指示灯105会亮起，触碰开关21没有被挤压的时候编号相同的指示灯105不会亮起，从而可以使用户准确的得知对应的挖斗6有没有闭合完成取样，且指示灯105和控制按钮106均贯穿收纳筒101并延伸至收纳筒101的外部。
56.为了方便操作将取样杆5设置为可拆卸的，具体而言，所述取样杆5的上端固定连接有呈“t”形的插块19，所述开合杆4上开有与插块19相适配的插槽20，所述开合杆4和插块19上均开有螺纹孔，将插块19插入插槽20内部之后，可以将螺栓拧入开合杆4和插块19上的螺纹孔内，从而可以使取样杆5与开合杆4稳定的连接在一起；
57.如果挖斗6和密封槽7在取样完成之后没有清理干净的话，会容易对下次的取样工作造成干扰，而取样工作都是在户外进行，十分容易导致清理不干净，所以将取样杆5设为可拆卸的，可以避免上述问题。
58.一种取样装置的使用方法，包括以下步骤：
59.s1：将收纳支架1摆放在事先钻好的取样孔上方，并将基杆3插入取样孔的内部；
60.s2：顺时针转动收纳筒101使基杆3下降到取样点的上方；
61.s3：通过对应的控制按钮106，使多个开合杆4张开；
62.s4：继续使基杆3下降，直至基杆3下降到最低点；
63.s5：通过对应的控制按钮106使卡杆407与卡孔408脱离卡接，此时取样杆5会与地面接触；
64.s6：通过对应的控制按钮106使挖斗6转动进行取样；
65.s7：通过观察指示灯105判断挖斗6是否完成取样；
66.s8：如果所有的挖斗6都完成取样的话，逆时针转动收纳筒101，再通过对应的控制按钮106使所有的开合杆4闭合，同时持续的转动收纳筒101将基杆3拉出地面；
67.s9：将基杆3拉出地面之后更换取样杆5，为下次取样工作做准备；
68.s10：如果有挖斗6没有完成取样的话，通过对应的控制按钮106调节挖斗6的位置，直至所有的挖斗6完成取样，完成取样之后按照s8和s9的步骤进行操作即可。
69.工作原理：提取土样的时候顺时针转动收纳筒101将基杆3通过事先钻好的取样孔下降到取样点的上方，之后使开合杆4张开，并使基杆3下降到最低点，然后控制卡杆407与卡孔408脱离卡接，使取样杆5紧贴地面，此时即可使挖斗6开始转动进行取样，并通过指示灯105判断取样是否成功，然后根据取样是否成功来进行下一步操作；
70.取样成功之后逆时针转动收纳筒101，同时使所有的开合杆4闭合，将基杆3拉出地面；
71.取样没有成功的话，通过对应的控制按钮106启动调节电机24，从而可以使齿杆9转动调节挖斗6的位置，之后即可再次进行取样工作，取样工作完成之后可以按照上述步骤操作将基杆3拉出地面；
72.当然也可以用于提取水样，同样的顺时针转动收纳筒101将基杆3通过事先钻好的取样孔下降到取样点的上方，之后使开合杆4张开，并使基杆3持续下降，直至取样杆5的下端插入水样的内部，然后使挖斗6转动提取水样，提取完毕之后逆时针转动收纳筒101，同时使所有的开合杆4闭合，将基杆3拉出地面；将基杆3拉出地面之后将取样杆5取下，并更换新的取样杆5从而为下次取样工作做准备。
73.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。