一种水文地质用土壤分层取样装置的制作方法

本发明涉及土壤取样技术领域，特别涉及一种水文地质用土壤分层取样装置。

背景技术：

水文地质，地质学分支学科，指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要，水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。在勘测水文地质中需要使用土壤分层取样装置进行土质研究。现有的一种水文地质用土壤分层取样装置存在以下几点弊端：1、现有的一种水文地质用土壤分层取样装置大多是采用土钻、铁锹等工具进行取样，但这些工具均需要耗费取样人员大量体力，且取样过程繁琐，土质分层不清晰，使用不方便；2、现有的一种水文地质用土壤分层取样装置在收集分层土壤时，分层土壤容易相互混合在一起，影响水文土质的检验；3、现有的一种水文地质用土壤分层取样装置大多为一体式结构，不能进行拆卸和加装，若取样组件发生损坏则需要更换所有的设备，造成资源的浪费，不环保；4、现有的一种水文地质用土壤分层取样装置智能化程度较低，使用不方便。故此，我们提出一种水文地质用土壤分层取样装置。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种水文地质用土壤分层取样装置，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种水文地质用土壤分层取样装置，包括安装板，其特征在于：所述安装板上端设置有按压机构，且按压机构延伸至安装板下方，所述按压机构下部设置有取样组件，所述取样组件内设置有分层机构，所述安装板上端后部固定安装有蓄电池组，所述安装板上端前部固定安装有控制台，且控制台与按压机构、分层机构、蓄电池组之间均电性连接，所述控制台上端设置有状态灯、电源开关和控制开关，所述安装板左端和右端均固定安装有两个前后对称的连接杆，两个所述连接杆上端共同固定安装有收纳架，两个所述连接杆远离安装板的一端固定安装有支撑板，所述支撑板上端固定安装有把手，所述支撑板下端固定安装有两个前后对称的支撑柱，两个所述支撑柱下端均固定安装有万向轮。

作为上述方案的进一步改进，所述按压机构包括液压推杆和滑柱，所述液压推杆下端与安装板上端固定连接，所述滑柱设置有四个，且四个滑柱上端分别与安装板下端四角固定连接，四个所述滑柱下端均固定安装有限位盘，四个所述滑柱外表面共同滑动连接有推板，四个所述滑柱外表面均套接有缓冲弹簧，且四个缓冲弹簧均位于推板上方，所述推板下端固定安装有连接槽，所述连接槽内腔侧壁可有内螺纹，所述液压推杆输出端贯穿安装板并与推板上端固定连接，所述液压推杆与控制台电性连接。

作为上述方案的进一步改进，所述取样组件包括矩形管，所述矩形管右端开有三个取样口，且三个取样口两两之间距离相等，所述矩形管下端左部固定安装有三角块，所述矩形管下端右部开有斜口，所述矩形管前端和后端均固定安装有第一填充板，所述矩形管左端和右端均固定安装有第二填充板，所述矩形管上端固定安装有空心管，所述空心管上端固定安装有螺纹杆，且螺纹杆与内螺纹相匹配。

作为上述方案的进一步改进，所述矩形管内腔前管壁中部和内腔后管壁中部固定安装有隔板，所述隔板左端开有三个左右贯通的限位口，且三个限位口分别位于三个取样口的左方，所述矩形管内腔前管壁右部和内腔后管壁右部固定安装有三组挡块，且三组挡块分别位于三个限位口正右方，每组所述挡块之间均存在空隙且空隙的高度等于限位口的高度，所述矩形管内腔上管壁右部固定安装有压力传感器，且压力传感器与控制台电性连接。

作为上述方案的进一步改进，右侧所述第二填充板右部外表面开有三个左右贯通的开口，且三个开口分别位于三个取样口正右方，右侧所述第二填充板右部外表面开有三组固定槽，且三组固定槽分别与三个开口相通，三个所述开口内均设置有封闭板，且封闭板的面积等于开口的面积，三个所述封闭板前端和后端均固定安装有两个固定板，且三组固定板分别位于三组固定槽中，所述固定板远离矩形管的一端均设置有螺丝。

作为上述方案的进一步改进，所述分层机构包括电动推杆，所述电动推杆上端与空心管内腔上管壁固定连接，所述电动推杆输出端贯穿空心管下管壁并固定安装有矩形块，所述矩形块位于矩形管内腔中，且矩形块左端和右端分别与矩形管内腔左管壁和隔板左端接触，所述矩形块前端开有三个前后贯通的三角口，三个所述三角口上口壁均开有滑槽，三个所述滑槽均滑动连接有分层板，且三个分层板右端分别贯穿三个限位口，所述电动推杆与控制台电性连接。

作为上述方案的进一步改进，所述滑槽为t形结构，所述分层板左端固定安装有滑块，且滑块与滑槽相匹配。

作为上述方案的进一步改进，所述矩形块下端面到三角块的最大距离等于分层板的长度，所述分层板的长度等于三角口的高度，所述三角口的高度等于隔板到矩形管内腔右管壁的垂直距离。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明中，通过设置按压机构、取样组件和分层机构共同配合完成土壤的分层取样，使用时，通过万向轮将整个装置移动到取样地点，通过控制台启动按压机构，通过按压机构中的液压推杆输出端带动推板下降，推板带动取样组件下降，通过设置三角块和斜口使得矩形管下端形成下窄上宽的特殊结构，减少矩形管下降时受到土壤的反作用力，加快矩形管深入土层，通过设置第一填充板和第二填充板填充矩形管外表面，使得矩形管外表面形成类圆柱形结构，减少矩形管与土壤之间的摩擦力，当矩形管完全没入土壤时，矩形管内腔上壁的压力传感器受到土壤的挤压被触发，同时向控制台传输电信号，控制台接收电信号后启动分层机构中的电动推杆，通过电动推杆输出端带动矩形块下降，矩形块通过三个滑槽带动三个分层板向右移动，三个分层板分别穿过三个限位口并分割矩形管内的土壤，当矩形块下端与三角块上端接触时，三个分层板的右端刚好与矩形管内腔右管壁接触，即三个分层板将矩形管分割成三个封闭空间，三个封闭空间内分别填充有不同土层的土壤，最后通过控制台启动液压推杆，使得液压推杆输出端带动取样组件上升，完成整个土壤分层取样过程操作简单便捷，土壤分层清晰，使用方便。

2、本发明中，通过设置分层机构实现土壤的分层取样，通过设置三个分层板将矩形管分割成三个封闭空间，通过三个封闭空间来存放不同层级中的土壤，且分层土壤之间不能进行混合，三个封闭空间都设置有独立的取样口，取样时均可以独立进行，保证了取样土壤的分层检验的准确性。

3、本发明中，取样组件和按压机构之间的通过螺纹杆和连接槽进行螺纹卡接，取样组件可以从按压机构中分离出来，这种连接方式方便从取样组件中取出分层土壤，同时也可以携带多个取样组件，方便进行取样组件的更换，通过设置收纳架来存放取样组件，方便对取样土壤进行暂时性保存，满足取样人员的使用需求。

4、本发明中，通过设置压力传感器来检测矩形管内是否填充满土壤，当压力传感器被触发时自动联动分层机构，将矩形管内的土壤进行分层，避免在回收取样组件时土壤从矩形管中掉落，通过设置状态灯来显示分层机构的工作状态，当分层机构为初始状态时，状态灯为黄色，当分层机构为运转过程中时状态灯为红色，当分层机构为运转结束时状态灯转变为绿色，通过状态灯的颜色变化提示取样人员及时回收取样组件，智能化程度高，便于使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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本发明的一些实施例，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。

图1为本发明一种水文地质用土壤分层取样装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种水文地质用土壤分层取样装置的工作状态示意图；

图3为本发明一种水文地质用土壤分层取样装置的收纳状态示意图；

图4为本发明一种水文地质用土壤分层取样装置的按压机构的结构示意图；

图5为本发明一种水文地质用土壤分层取样装置的取样组件的结构示意图；

图6为本发明一种水文地质用土壤分层取样装置的取样组件的内部示意图；

图7为本发明一种水文地质用土壤分层取样装置的分层机构的结构示意图；

图8为本发明一种水文地质用土壤分层取样装置的分层机构的细节示意图。

图中：1、安装板；2、按压机构；3、取样组件；4、分层机构；5、蓄电池组；6、控制台；7、状态灯；8、电源开关；9、控制开关；10、连接杆；11、收纳架；12、支撑板；13、把手；14、支撑柱；15、万向轮；21、液压推杆；22、滑柱；23、推板；24、缓冲弹簧；25、限位盘；26、连接槽；27、内螺纹；31、矩形管；32、三角块；33、斜口；34、第一填充板；35、第二填充板；36、空心管；37、螺纹杆；38、取样口；41、隔板；42、限位口；43、挡块；44、压力传感器；51、开口；52、固定槽；53、封闭板；54、固定板；55、螺丝；61、电动推杆；62、矩形块；63、三角口；64、滑槽；65、分层板；71、滑块。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

下面结合附图对本发明的技术方案进一步说明。

实施例一

一种水文地质用土壤分层取样装置，如图1-3所示，包括安装板1，安装板1上端设置有按压机构2，且按压机构2延伸至安装板1下方，按压机构2下部设置有取样组件3，取样组件3内设置有分层机构4，安装板1上端后部固定安装有蓄电池组5，安装板1上端前部固定安装有控制台6，且控制台6与按压机构2、分层机构4、蓄电池组5之间均电性连接，控制台6上端设置有状态灯7、电源开关8和控制开关9，安装板1左端和右端均固定安装有两个前后对称的连接杆10，两个连接杆10上端共同固定安装有收纳架11，两个连接杆10远离安装板1的一端固定安装有支撑板12，支撑板12上端固定安装有把手13，支撑板12下端固定安装有两个前后对称的支撑柱14，两个支撑柱14下端均固定安装有万向轮15。

实施例在具体使用过程中，通过万向轮15将整个装置移动至取样地点，通过设置把手13方便取样人员借力推动本装置，到达取样地点后，通过按压电源开关8启动整个装置，通过控制开关9启动按压机构2，通过按压机构2带动取样组件3下降直至没入土壤，取样组件3没入土壤后，通过设置状态灯7来显示分层机构4的工作状态，当分层机构4为起始状态时，状态灯7为黄色，当分层机构4处于运转过程时状态灯7为红色，当分层机构4处于运转结束时状态灯7转变为绿色，通过贯穿状态灯7的颜色判断是否完成分层取样，完成分层取样后，通过控制开关9再次启动按压机构2，通过按压机构2带动取样组件3上升，然后转动取样组件3将取样组件3从按压机构2中分离出来，将取样组件3放置在收纳架11上，对取样组件3进行暂时性保存，即完成整个取样过程，通过设置蓄电池组5为所有带电设备提供电能，避免出现找不到外接电源的情况。

实施例二

在实施例一的基础上，如图4-5所示，一种水文地质用土壤分层取样装置，包括安装板1，安装板1上端设置有按压机构2，且按压机构2延伸至安装板1下方，按压机构2下部设置有取样组件3，取样组件3内设置有分层机构4，安装板1上端后部固定安装有蓄电池组5，安装板1上端前部固定安装有控制台6，且控制台6与按压机构2、分层机构4、蓄电池组5之间均电性连接，控制台6上端设置有状态灯7、电源开关8和控制开关9，安装板1左端和右端均固定安装有两个前后对称的连接杆10，两个连接杆10上端共同固定安装有收纳架11，两个连接杆10远离安装板1的一端固定安装有支撑板12，支撑板12上端固定安装有把手13，支撑板12下端固定安装有两个前后对称的支撑柱14，两个支撑柱14下端均固定安装有万向轮15；按压机构2包括液压推杆21和滑柱22，液压推杆21下端与安装板1上端固定连接，滑柱22设置有四个，且四个滑柱22上端分别与安装板1下端四角固定连接，四个滑柱22下端均固定安装有限位盘25，四个滑柱22外表面共同滑动连接有推板23，四个滑柱22外表面均套接有缓冲弹簧24，且四个缓冲弹簧24均位于推板23上方，推板23下端固定安装有连接槽26，连接槽26内腔侧壁可有内螺纹27，液压推杆21输出端贯穿安装板1并与推板23上端固定连接，液压推杆21与控制台6电性连接；取样组件3包括矩形管31，矩形管31右端开有三个取样口38，且三个取样口38两两之间距离相等，矩形管31下端左部固定安装有三角块32，矩形管31下端右部开有斜口33，矩形管31前端和后端均固定安装有第一填充板34，矩形管31左端和右端均固定安装有第二填充板35，矩形管31上端固定安装有空心管36，空心管36上端固定安装有螺纹杆37，且螺纹杆37与内螺纹27相匹配。

本实施例在具体使用过程中，通过按压机构2带动取样组件3深入土壤时，通过液压推杆21输出端带动推板23下降，通过推板23带动连接槽26下降，通过连接槽26带动螺纹杆37下降，通过螺纹杆37带动矩形管31深入土壤，通过矩形管31的管状结构进行取样，通过设置缓冲弹簧24减少推板23受矩形管31下降带来的反作用力，减轻安装板1的震动，延长液压推杆21、控制台6等设备的使用寿命，通过设置限位盘25限制矩形管31的最大下降距离，避免矩形管31脱离按压机构2，通过设置三角块32和斜口33使得矩形管31下端形成下窄上宽的特殊结构，减少矩形管31下降时受到土壤的反作用力，加快矩形管31深入土层，通过设置第一填充板34和第二填充板35填充矩形管31外表面，使得矩形管31外表面形成类圆柱结构，减少矩形管31与土壤之间的摩擦力，便于矩形管31深入土壤，通过设置连接槽26和螺纹杆37，实现取样组件3和按压机构2的可分离式连接结构，这种连接方式便于从取样组件3中取出分层土壤，同时也可以携带多个取样组件3，方便进行取样组件3的更换，满足取样人员的使用需求。

实施例三

在实施例一的基础上，如图6-8所示，一种水文地质用土壤分层取样装置，包括安装板1，安装板1上端设置有按压机构2，且按压机构2延伸至安装板1下方，按压机构2下部设置有取样组件3，取样组件3内设置有分层机构4，安装板1上端后部固定安装有蓄电池组5，安装板1上端前部固定安装有控制台6，且控制台6与按压机构2、分层机构4、蓄电池组5之间均电性连接，控制台6上端设置有状态灯7、电源开关8和控制开关9，安装板1左端和右端均固定安装有两个前后对称的连接杆10，两个连接杆10上端共同固定安装有收纳架11，两个连接杆10远离安装板1的一端固定安装有支撑板12，支撑板12上端固定安装有把手13，支撑板12下端固定安装有两个前后对称的支撑柱14，两个支撑柱14下端均固定安装有万向轮15；矩形管31内腔前管壁中部和内腔后管壁中部固定安装有隔板41，隔板41左端开有三个左右贯通的限位口42，且三个限位口42分别位于三个取样口38的左方，矩形管31内腔前管壁右部和内腔后管壁右部固定安装有三组挡块43，且三组挡块43分别位于三个限位口42正右方，每组挡块43之间均存在空隙且空隙的高度等于限位口42的高度，矩形管31内腔上管壁右部固定安装有压力传感器44，且压力传感器44与控制台6电性连接；右侧第二填充板35右部外表面开有三个左右贯通的开口51，且三个开口51分别位于三个取样口38正右方，右侧第二填充板35右部外表面开有三组固定槽52，且三组固定槽52分别与三个开口51相通，三个开口51内均设置有封闭板53，且封闭板53的面积等于开口51的面积，三个封闭板53前端和后端均固定安装有两个固定板54，且三组固定板54分别位于三组固定槽52中，固定板54远离矩形管31的一端均设置有螺丝55；分层机构4包括电动推杆61，电动推杆61上端与空心管36内腔上管壁固定连接，电动推杆61输出端贯穿空心管36下管壁并固定安装有矩形块62，矩形块62位于矩形管31内腔中，且矩形块62左端和右端分别与矩形管31内腔左管壁和隔板41左端接触，矩形块62前端开有三个前后贯通的三角口63，三个三角口63上口壁均开有滑槽64，三个滑槽64均滑动连接有分层板65，且三个分层板65右端分别贯穿三个限位口42，电动推杆61与控制台6电性连接；滑槽64为t形结构，分层板65左端固定安装有滑块71，且滑块71与滑槽64相匹配；矩形块62下端面到三角块32的最大距离等于分层板65的长度，分层板65的长度等于三角口63的高度，三角口63的高度等于隔板41到矩形管31内腔右管壁的垂直距离。

本实施例在具体使用过程中，当矩形管31完全没入土壤时，矩形管31内腔填充满土壤，土壤挤压矩形管31内腔上壁的压力传感器44，压力传感器44被触发并向控制台6传输电信号，控制台6接收电信号后启动分层机构4中的电动推杆61，通过电动推杆61输出端带动矩形块62下降，矩形块62带三个三角口63进行下降，三个三角口63带动三个滑槽64下降，三个滑槽64带动三个分层板65向右移动，三个分层板65分别穿过三个限位口42并挤压矩形管31内的土壤，当矩形块62下端与三角块32上端接触时，三个分层板65的右端刚好与矩形管31内腔右管壁接触，即三个分层板65将矩形管31分割成三个封闭空间，三个封闭空间内分别填充有不同土层的土壤，此时状态灯7转变为绿色，取样人员通过控制台6再次启动按压机构2，通过按压机构2带动取样组件3上升，通过转动取样组件3将取样组件3从按压机构2上取下，当需要取出矩形管31内的取样土壤时，通过螺丝刀将螺丝55取下，打开封闭板53，通过取样口38取出封闭空间中的土壤，三个封闭空间都有设置有独立的取样口38，取样时均可以独立进行，保证了取样土壤的分层检验的准确性。

综合上述实施例中，本发明通过设置按压机构2、取样组件3和分层机构4共同配合完成土壤的分层取样，整个土壤分层取样过程操作简单便捷，土壤分层清晰，使用方便，通过设置分层机构4实现土壤的分层取样，通过设置三个分层板65将矩形管31分成三个封闭空间，通过三个封闭空间来存放不同层级中的土壤，且分层土壤之间不能进行混合，三个封闭空间都设置有独立的取样口38，取样时均可以独立进行，保证了取样土壤的分层检验的准确性，取样组件3和按压机构2之间的通过螺纹杆37和连接槽26进行螺纹卡接，取样组件3可以从按压机构2中分离出来，这种连接方式方便从取样组件3中取出分层土壤，同时也可以携带多个取样组件3，方便进行取样组件3的更换，通过设置收纳架11来存放取样组件3，方便对取样土壤进行暂时性保存，满足取样人员的使用需求，通过设置压力传感器44来检测矩形管31内是否填充满土壤，通过状态灯7的颜色变化提示取样人员及时回收取样组件3，智能化程度高，便于使用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。