一种保持土壤原状的土壤采集器

技术领域

本发明涉及一种保持土壤原状的土壤采集器，主要涉及采集器技术领域。

背景技术

土壤是维持生命最重要的因子之一。土壤团聚体是土壤的重要组成部分，它是土壤的基本结构单位，土壤团聚体具有抵抗外力作用或外部环境变化而保持其原有形态的能力。近些年来对于土壤团聚体的研究越来越多，土壤团聚体具有多方面的作用，保土保肥，抵抗土壤的侵蚀，减少水土流失。在对土壤团聚体进行研究时，首先就要对土壤原状土进行采样，采用的原状土根据测定指标的不同有不同深度等的要求。目前对于土壤原状土采集最常用的是环刀取土。但这些方法在取出土样时不方便，且会破坏土壤本来的结构，还有可能对土壤造成交叉污染，导致所测数据不精确，需要反复采集，耗时耗力，工作效率低下。传统的样品采集工具大多比较简单，取样麻烦，劳动强度大，土壤结构易破坏，准确性差，针对上述缺点，本发明进行了改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种保持土壤原状的土壤采集器，克服了上述问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

本发明的一种保持土壤原状的土壤采集器，包括采集器主体，所述采集器主体中设有主工作箱，所述主工作箱上端固定设有圆筒管腔，所述圆筒管腔上端固定连接设有水平握杆，所述主工作箱中固定设有连通所述圆筒管腔的螺纹筒腔，所述螺纹筒腔下方连通设有移动腔,所述移动腔右侧连通设有传动腔，所述主工作箱左右两端固定连接设有对称的水平连接架，所述水平连接架与所述水平握杆间固定连接设有连接杆，所述连接杆与所述圆筒管腔间固定连接设有水平连接板，所述水平连接板上端面上固定设有第一凸块以及设于所述第一凸块右侧的第二凸块，所述第一凸块中旋转连接设有第一铰接轴，所述第一铰接轴上固定连接设有设于所述第一凸块后侧的手摇杆以及固定设有设于所述第一凸块前侧的第一连杆，所述第二凸块上固定连接设有第二铰接轴，所述第二铰接轴上旋转连接设有第二连杆，所述第二连杆上固定设有传动滑槽，所述传动滑槽中滑动连接设有传动滑轴，所述传动滑轴上铰接设有所述第一连杆的另一端，所述第二连杆左端通过第三铰接轴铰接第三连杆，所述第三连杆下端固定设有第四铰接轴，所述第三连杆通过所述第四铰接轴铰接传动杆，所述主工作箱左端面上固定设有设于所述连接杆左侧的定向光滑孔，所述传动杆上下移动贯穿于所述定向光滑孔中，所述定向光滑孔左端面上设有能够改变齿向的传递棘齿，所述水平连接架上固定设有设于所述定向光滑孔正下方的通孔，所述定向光滑孔能够穿过所述通孔实现上下移动；

所述传动腔前后间旋转连接设有设于所述定向光滑孔左侧的第一旋转轴以及设于所述第一旋转轴左侧的第二旋转轴，所述第一旋转轴上固定设有能够与所述传递棘齿啮合的第一齿轮，所述第二旋转轴上固定设有与所述第一齿轮啮合传动的第二齿轮以及设于所述第二齿轮前侧的第一锥齿轮，所述传动腔顶壁上旋转连接设有设于所述第二旋转轴正上方的第三旋转轴，所述第三旋转轴上固定设有第三齿轮以及设于所述第三齿轮下方的与所述第一锥齿轮啮合传动的第二锥齿轮，所述传动腔上下壁间旋转连接设有设于所述第三旋转轴左侧的第四旋转轴，所述第四旋转轴上固定设有能够被所述第三齿轮旋转带动的传动滚齿轮；

所述螺纹筒腔左右壁上固定连接设有支承凸块，所述支承凸块上旋转连接设有设于所述螺纹筒腔中的与所述传动滚齿轮啮合的螺纹筒，所述螺纹筒中螺旋连接设有上下移动设于所述圆筒管腔、螺纹筒腔以及所述移动腔中的圆筒管，所述圆筒管下端固定设有线性切割装置，所述线性切割装置包括设于所述圆筒管内壁中的旋转轴，所述旋转轴上固定连接设有能够旋转的弧形杆。

进一步地，所述水平连接架下端固定连接设有稳定柱，所述稳定柱中设有杆槽以及设于所述杆槽下方的连通所述杆槽的稳定工作腔，所述稳定工作腔中旋转设有传动螺纹筒，所述稳定工作腔底壁上固定连接设有固定支架，所述传动螺纹筒旋转连接设有设于所述固定支架上端，所述传动螺纹筒中螺旋连接设有设于所述稳定工作腔与所述杆槽中的扎土杆。

进一步地，所述采集器主体中设有设于所述稳定工作腔右侧的连通所述稳定工作腔的传动孔，所述传动孔上下壁间旋转连接设有第一传动轴，所述第一传动轴上固定设有与所述传动螺纹筒外端面啮合的传动齿轮以及设于所述传动齿轮上方的传动锥齿轮，所述传动孔右侧连通设有设于所述稳定柱右端面上的辅助支架、联动箱，所述辅助支架设于所述联动箱中，所述辅助支架中旋转连接设有旋转于所述联动箱内壁与所述稳定柱上的第二传动轴，所述第二传动轴上固定设有设于所述辅助支架中的与所述传动锥齿轮啮合的联动锥齿轮以及设于所述辅助支架右侧的能够弹性会回转的自回弹齿轮，回转的所述自回弹齿轮不影响所述第二传动轴的状态，所述稳定柱与所述联动箱内壁间固定连接设有设于所述辅助支架下方的固定连接轴，所述固定连接轴上旋转连接设有能够带动所述自回弹齿轮旋转的触发齿轮，所述触发齿轮上固定设有设于所述联动箱下方的踩踏杆。

进一步地，所述螺纹筒腔底壁中旋转连接设有旋转滚珠，所述螺纹筒旋转设于所述旋转滚珠上。

进一步地，所述主工作箱中设有设于所述螺纹筒腔以及所述移动腔左右两侧的空腔。

本发明的有益效果 ：本发明采用圆管采集各个土层，手摇旋转手杆带动连杆向下移动，向下移动的连杆联动齿轮旋转带动螺纹圆筒向下移动，在不破坏土层结构的前提下使圆管垂直伸进土里，图层进入圆管中，在圆管达到所需深度时候停止摇动手杆，利用弧形杆将土层割断，再通过联动使圆筒复位，土壤保持原有的构造被采集在圆筒内，在采集过程中，该装置中设有保持装置整体稳定的支架，保证了采集过程的稳定性，既采集到了具有完整构造的土壤，又不会大面积破坏原有土层。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1中A的放大结构示意图。

图3是图1中B的放大结构示意图。

图4是图1中C的放大结构示意图。

图5是图1中D-D的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-5对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

结合附图 1-5述的一种保持土壤原状的土壤采集器，包括采集器主体10，所述采集器主体10中设有主工作箱11，所述主工作箱11上端固定设有圆筒管腔12，所述圆筒管腔12上端固定连接设有水平握杆13，所述主工作箱11中固定设有连通所述圆筒管腔12的螺纹筒腔14，所述螺纹筒腔14下方连通设有移动腔15,所述移动腔15右侧连通设有传动腔16，所述主工作箱11左右两端固定连接设有对称的水平连接架17，所述水平连接架17与所述水平握杆13间固定连接设有连接杆18，所述连接杆18与所述圆筒管腔12间固定连接设有水平连接板19，所述水平连接板19上端面上固定设有第一凸块20以及设于所述第一凸块20右侧的第二凸块21，所述第一凸块20中旋转连接设有第一铰接轴22，所述第一铰接轴22上固定连接设有设于所述第一凸块20后侧的手摇杆23以及固定设有设于所述第一凸块20前侧的第一连杆24，所述第二凸块21上固定连接设有第二铰接轴25，所述第二铰接轴25上旋转连接设有第二连杆26，所述第二连杆26上固定设有传动滑槽27，所述传动滑槽27中滑动连接设有传动滑轴28，所述传动滑轴28上铰接设有所述第一连杆24的另一端，所述第二连杆26左端通过第三铰接轴29铰接第三连杆30，所述第三连杆30下端固定设有第四铰接轴31，所述第三连杆30通过所述第四铰接轴31铰接传动杆32，所述主工作箱11左端面上固定设有设于所述连接杆18左侧的定向光滑孔33，所述传动杆32上下移动贯穿于所述定向光滑孔33中，所述定向光滑孔33左端面上设有能够改变齿向的传递棘齿34，所述水平连接架17上固定设有设于所述定向光滑孔33正下方的通孔35，所述定向光滑孔33能够穿过所述通孔35实现上下移动；

所述传动腔16前后间旋转连接设有设于所述定向光滑孔33左侧的第一旋转轴36以及设于所述第一旋转轴36左侧的第二旋转轴38，所述第一旋转轴36上固定设有能够与所述传递棘齿34啮合的第一齿轮37，所述第二旋转轴38上固定设有与所述第一齿轮37啮合传动的第二齿轮39以及设于所述第二齿轮39前侧的第一锥齿轮40，所述传动腔16顶壁上旋转连接设有设于所述第二旋转轴38正上方的第三旋转轴41，所述第三旋转轴41上固定设有第三齿轮42以及设于所述第三齿轮42下方的与所述第一锥齿轮40啮合传动的第二锥齿轮43，所述传动腔16上下壁间旋转连接设有设于所述第三旋转轴41左侧的第四旋转轴44，所述第四旋转轴44上固定设有能够被所述第三齿轮42旋转带动的传动滚齿轮45；

所述螺纹筒腔14左右壁上固定连接设有支承凸块46，所述支承凸块46上旋转连接设有设于所述螺纹筒腔14中的与所述传动滚齿轮45啮合的螺纹筒47，所述螺纹筒47中螺旋连接设有上下移动设于所述圆筒管腔12、螺纹筒腔14以及所述移动腔15中的圆筒管49，所述圆筒管49下端固定设有线性切割装置50，所述线性切割装置50包括设于所述圆筒管49内壁中的旋转轴51，所述旋转轴51上固定连接设有能够旋转的弧形杆52。

有益地，所述水平连接架17下端固定连接设有稳定柱53，所述稳定柱53中设有杆槽55以及设于所述杆槽55下方的连通所述杆槽55的稳定工作腔54，所述稳定工作腔54中旋转设有传动螺纹筒56，所述稳定工作腔54底壁上固定连接设有固定支架58，所述传动螺纹筒56旋转连接设有设于所述固定支架58上端，所述传动螺纹筒56中螺旋连接设有设于所述稳定工作腔54与所述杆槽55中的扎土杆57。

有益地，所述采集器主体10中设有设于所述稳定工作腔54右侧的连通所述稳定工作腔54的传动孔59，所述传动孔59上下壁间旋转连接设有第一传动轴60，所述第一传动轴60上固定设有与所述传动螺纹筒56外端面啮合的传动齿轮61以及设于所述传动齿轮61上方的传动锥齿轮62，所述传动孔59右侧连通设有设于所述稳定柱53右端面上的辅助支架71、联动箱63，所述辅助支架71设于所述联动箱63中，所述辅助支架71中旋转连接设有旋转于所述联动箱63内壁与所述稳定柱53上的第二传动轴64，所述第二传动轴64上固定设有设于所述辅助支架71中的与所述传动锥齿轮62啮合的联动锥齿轮65以及设于所述辅助支架71右侧的能够弹性会回转的自回弹齿轮66，回转的所述自回弹齿轮66不影响所述第二传动轴64的状态，所述稳定柱53与所述联动箱63内壁间固定连接设有设于所述辅助支架71下方的固定连接轴67，所述固定连接轴67上旋转连接设有能够带动所述自回弹齿轮66旋转的触发齿轮68，所述触发齿轮68上固定设有设于所述联动箱63下方的踩踏杆69。

有益地，所述螺纹筒腔14底壁中旋转连接设有旋转滚珠48，所述螺纹筒47旋转设于所述旋转滚珠48上。

有益地，所述主工作箱11中设有设于所述螺纹筒腔14以及所述移动腔15左右两侧的空腔70。

整个装置的机械动作的顺序 ：

初始状态下，扎土杆57收纳于稳定柱53中，扎土杆57的下端与稳定柱53的下端在同一平面上，圆筒管49位于移动腔15、螺纹筒腔14以及圆筒管腔12中，弧形杆52静止与圆筒管49点内壁相对应，传递棘齿34与第一齿轮37啮合静止；

工作时，将采集器主体10放置在所需取样的土壤上方，用脚踩踩踏杆69使踩踏杆69围绕固定连接轴67旋转，旋转的触发齿轮68带动自回弹齿轮66旋转，旋转的自回弹齿轮66带动第二传动轴64旋转，旋转的第二传动轴64带动联动锥齿轮65旋转，旋转的联动锥齿轮65带动与联动锥齿轮65啮合的传动锥齿轮62旋转，旋转的传动锥齿轮62带动第一传动轴60旋转，旋转的第一传动轴60带动传动齿轮61旋转，旋转的传动齿轮61带动与传动齿轮61啮合的传动螺纹筒56在固定支架58上旋转，旋转的传动螺纹筒56内部与扎土杆57螺旋啮合带动扎土杆57向下移动扎进土壤中，使采集器主体10整体不会产生左右晃动；

抓住手摇杆23并使得手摇杆23旋转，手摇杆23带动带动第一铰接轴22旋转，第一铰接轴22带动第一连杆24旋转，旋转的第一连杆24带动传动滑轴28在传动滑槽27中滑动，从而带动第二连杆26发生旋转，旋转的第二连杆26带动第三连杆30传动，传动的第三连杆30使得传动杆32在定向光滑孔33中上下移动，上下移动的传动杆32带动传递棘齿34上下移动，向下移动的传递棘齿34带动与传递棘齿34啮合的第一齿轮37顺时针旋转，向上移动的定向光滑孔33带动传递棘齿34向上移动时传递棘齿34不带动第一齿轮37旋转，旋转的第一齿轮37带动与第一齿轮37啮合的第二齿轮39逆时针旋转从而带动第二旋转轴38逆时针旋转，旋转的第二旋转轴38带动第一锥齿轮40逆时针旋转，旋转的第一锥齿轮40带动与第一锥齿轮40啮合的第二锥齿轮43向右旋转，旋转的第二锥齿轮43带动第三旋转轴41旋转从而带动第三齿轮42向右旋转，向右旋转的第三齿轮42带动与第三齿轮42啮合的传动滚齿轮45向左旋转，旋转的传动滚齿轮45带动与传动滚齿轮45啮合的螺纹筒47在支承凸块46上向右旋转，此时旋转滚珠48协助螺纹筒47旋转，旋转的螺纹筒47内壁与圆筒管49外端面啮合带动圆筒管49向下移动逐渐向土壤内部扎入，土壤各个土层被置于传动孔59中，当传递棘齿34与第一齿轮37完全脱离啮合并且置于第一齿轮37的右下方的第一齿轮37中时，到达所需深度后停止摇动手摇杆23，此时使弧形杆52围绕旋转轴51旋转一周，圆筒管49下端面的土层被割断后，弧形杆52复位；

接下来将传递棘齿34的齿向改变为相反的方向，再次摇动手摇杆23，通过连杆传动带动定向光滑孔33上下移动，改变齿向的传递棘齿34带动第一齿轮37反向旋转，第一齿轮37反转从而通过轮系联动使得圆筒管49向上移动复位，此时圆筒管49中已采集到具有完整土层构造的土壤，然后使得踩踏杆69围绕固定连接轴67反向旋转，通过反向联动带动扎进土里的扎土杆57向上移动复位，以上完成一次土壤采集工作。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。