本發(fā)明涉及土壤取樣，具體涉及一種生態(tài)環(huán)境監(jiān)測用土壤取樣裝置及其取樣方法。
背景技術：
1、生態(tài)監(jiān)測是指利用物理、化學、生化、生態(tài)學等技術手段，對生態(tài)環(huán)境中的各個要素、生物與環(huán)境之間的相互關系、生態(tài)系統(tǒng)結構和功能進行監(jiān)控和測試。在生態(tài)監(jiān)測時需要對對應區(qū)域處的土壤進行取樣，以針對土壤進行相應的檢測，實現(xiàn)對土壤環(huán)境的精準分析。
2、現(xiàn)有的土壤取樣裝置通常需要鉆進電機以及液壓桿推進以實現(xiàn)鉆進取樣，此方式需要兩個驅動源，導致取樣成本高；而且在取樣時，取樣筒無法對地平線以下的某一具體深度的土壤樣本進行完整獲取，導致后續(xù)監(jiān)測結果準確性不足。
3、因此，發(fā)明一種生態(tài)環(huán)境監(jiān)測用土壤取樣裝置來解決上述問題很有必要。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明針對上述問題，提供一種生態(tài)環(huán)境監(jiān)測用土壤取樣裝置，解決了樣本完整性不足的問題。
2、本發(fā)明采用的技術方案為：包括安裝架、電機、驅動軸、傳動機構、取樣筒及旋切機構；所述安裝架下端至少呈圓周固定有兩個插入桿，兩個插入桿插入待取樣土壤外圍，用于固定安裝架，所述電機固定再所述安裝架的上端，所述驅動軸固定在電機的輸出端，所述傳動機構設置在驅動軸下方，所述取樣筒設置在傳動機構的下方，所述旋切機構設置在所述取樣筒內。
3、進一步的，作為優(yōu)選，所述傳動機構包括齒輪盒、蝸桿、轉軸、蝸輪、直齒輪、齒條及滑動板；所述齒輪盒固定在所述安裝架上，所述蝸桿的上下兩端轉動貫穿齒輪盒的上下端中心，且蝸桿固定在驅動軸的下端，所述轉軸的前后端套裝轉動設置在齒輪盒的前后側壁內，所述蝸輪固定在轉軸上，且蝸輪與蝸桿嚙合，所述直齒輪固定在所述轉軸上，所述齒條滑動貫穿于齒輪盒的上端側壁內，所述齒條與直齒輪嚙合，所述安裝架上對稱開設有導向槽，所述滑動板兩端固定有導向塊，兩個導向塊分別滑動設置在兩個導向槽內，且所述滑動板固定在所述齒條的下端。
4、進一步的，作為優(yōu)選，所述傳動機構還包括連接軸、滑動鍵、推拉桿一、推拉桿二、限位塊及球套；所述連接軸固定在蝸桿的下端，所述連接軸側壁向內開設有滑槽、所述滑動鍵滑動貫穿設置在滑槽內，所述推拉桿一呈圓周至少配置有兩個，分別固定在滑動板的下端面上，所述推拉桿一下端內開設有緩沖槽、所述推拉桿二至少配置有兩個，所述推拉桿二的上端滑動貫穿推拉桿一并滑動設置在緩沖槽內，所述限位塊至少配置有兩個，分別固定在兩個推拉桿二的上端，且所述限位塊側壁與緩沖槽內壁之間滑動接觸，所述取樣筒上端面開設有環(huán)槽，所述環(huán)槽截面呈優(yōu)弧形，所述球套至少配置有兩個，分別固定在兩個所述推拉桿二的下端，且球套滑動設置在環(huán)槽內。
5、進一步的，作為優(yōu)選，所述旋切機構包括中軸、聯(lián)動軸、聯(lián)桿及弧形刀；所述中軸固定在所述滑動鍵的下端，且中軸與連接軸同軸設置，所述取樣筒上端中心開始有通槽，所述中軸轉動貫穿設置在通槽內，且所述中軸側壁上固定有卡槽，所述通槽內壁上固定有卡環(huán)，所述卡環(huán)套裝轉動設置在卡槽內，所述取樣筒上端內壁上開設有環(huán)形凹槽一，所述取樣筒下端內壁上開設有環(huán)形凹槽二，所述環(huán)形凹槽一下端壁與環(huán)形凹槽二上端壁之間圓周開設有多個內置孔，所述聯(lián)動軸圓周配置有多個，分別轉動設置在多個內置孔內，且聯(lián)動軸的兩端分別與環(huán)形凹槽一上端壁和環(huán)形凹槽二的下端壁轉動接觸，所述聯(lián)桿圓周配置有多個，其一端均與環(huán)形凹槽一中的聯(lián)動軸側壁之間采用球鉸接方式連接，另一端均與中軸側壁之間采用球鉸接方式連接，所述弧形刀圓周配置有多個，分別固定在環(huán)形凹槽二中的聯(lián)動軸上。
6、進一步的，作為優(yōu)選，所述取樣筒下端被配置為鋸形齒。
7、本發(fā)明的取樣方法如下：
8、s1：首先電機驅動驅動軸順時針轉動，在轉動初期推拉桿一相對于推拉桿二下移，此段時間內，取樣筒在豎直方向保持靜止，此段時間內，由于聯(lián)動軸下端的弧形刀刀背被環(huán)形凹槽二的內壁完全阻擋，從而中軸無法通過聯(lián)桿帶動聯(lián)動軸逆時針自轉，因此，當中軸順時針轉動時，中軸能夠將扭轉力通過聯(lián)桿轉移至聯(lián)動軸上，使得聯(lián)動軸對內置孔內壁產生擠壓力，因此聯(lián)動軸會帶動取樣筒順時針公轉，當推拉桿一與推拉桿二同步下移時，取樣筒能夠進行螺旋鉆進；
9、s2：當取樣筒鉆進地平面以下樣本上端位置時，電機驅動驅動軸逆時針轉動，在轉動初期推拉桿一相對于推拉桿二上移，取樣筒在豎直方向保持靜止，此過程中，中軸會通過聯(lián)桿帶動聯(lián)動軸順時針自轉90°，由于聯(lián)桿將中軸與聯(lián)動軸限位，因此聯(lián)動軸無法在內置孔內順時針自轉，此時恰好弧形刀刀尖部被環(huán)形凹槽二內壁完全阻擋；
10、s3：當弧形刀轉動90°后，電機驅動驅動軸順時針轉動，隨后重復s1操作；
11、s4：當取樣筒鉆進地平面以下樣本下端位置時，電機驅動驅動軸逆時針轉動，隨后重復s2操作；
12、s5：最后電機繼續(xù)驅動驅動軸逆時針轉動，取樣筒能夠螺旋上移，期間，多個弧形刀對土壤樣本的底部進行托起并隨取樣筒同步上移動，以便于將目標樣本完整取出。
13、本發(fā)明的優(yōu)點：通過傳動機構及旋切機構的運用，一方面：使用一部電機能夠實現(xiàn)取樣筒的螺旋鉆進，降低了成本投入；另一方面：多個弧形刀能夠對能夠對目標深度的土壤樣本進行精準切割，并使得所取樣本具有良好的完整性，同時對樣本進行取出時，多個弧形刀能夠已切割的樣本底部進行托起，以便于樣本完整取出。
14、除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
1.一種生態(tài)環(huán)境監(jiān)測用土壤取樣裝置，其特征在于，包括安裝架（1）、電機（2）、驅動軸（3）、傳動機構（4）、取樣筒（5）及旋切機構（6）；所述安裝架（1）下端至少呈圓周固定有兩個插入桿（11），兩個插入桿（11）插入待取樣土壤外圍，用于固定安裝架（1），所述電機（2）固定再所述安裝架（1）的上端，所述驅動軸（3）固定在電機（2）的輸出端，所述傳動機構（4）設置在驅動軸（3）下方，所述取樣筒（5）設置在傳動機構（4）的下方，所述旋切機構（6）設置在所述取樣筒（5）內。
2.根據權利要求1所述的一種生態(tài)環(huán)境監(jiān)測用土壤取樣裝置，其特征在于，所述傳動機構（4）包括齒輪盒（41）、蝸桿（42）、轉軸（43）、蝸輪（44）、直齒輪（45）、齒條（46）及滑動板（47）；所述齒輪盒（41）固定在所述安裝架（1）上，所述蝸桿（42）的上下兩端轉動貫穿齒輪盒（41）的上下端中心，且蝸桿（42）固定在驅動軸（3）的下端，所述轉軸（43）的前后端套裝轉動設置在齒輪盒（41）的前后側壁內，所述蝸輪（44）固定在轉軸（43）上，且蝸輪（44）與蝸桿（42）嚙合，所述直齒輪（45）固定在所述轉軸（43）上，所述齒條（46）滑動貫穿于齒輪盒（41）的上端側壁內，所述齒條（46）與直齒輪（45）嚙合，所述安裝架（1）上對稱開設有導向槽（12），所述滑動板（47）兩端固定有導向塊，兩個導向塊分別滑動設置在兩個導向槽（12）內，且所述滑動板（47）固定在所述齒條（46）的下端。
3.根據權利要求2所述的一種生態(tài)環(huán)境監(jiān)測用土壤取樣裝置，其特征在于，所述傳動機構（4）還包括連接軸（71）、滑動鍵（72）、推拉桿一（73）、推拉桿二（74）、限位塊（75）及球套（76）；所述連接軸（71）固定在蝸桿（42）的下端，所述連接軸（71）側壁向內開設有滑槽（711）、所述滑動鍵（72）滑動貫穿設置在滑槽（711）內，所述推拉桿一（73）呈圓周至少配置有兩個，分別固定在滑動板（47）的下端面上，所述推拉桿一（73）下端內開設有緩沖槽（731）、所述推拉桿二（74）至少配置有兩個，所述推拉桿二（74）的上端滑動貫穿推拉桿一（73）并滑動設置在緩沖槽（731）內，所述限位塊（75）至少配置有兩個，分別固定在兩個推拉桿二（74）的上端，且所述限位塊（75）側壁與緩沖槽（731）內壁之間滑動接觸，所述取樣筒（5）上端面開設有環(huán)槽（51），所述環(huán)槽（51）截面呈優(yōu)弧形，所述球套（76）至少配置有兩個，分別固定在兩個所述推拉桿二（74）的下端，且球套（76）滑動設置在環(huán)槽（51）內。
4.根據權利要求3所述的一種生態(tài)環(huán)境監(jiān)測用土壤取樣裝置，其特征在于，所述旋切機構（6）包括中軸（61）、聯(lián)動軸（62）、聯(lián)桿（63）及弧形刀（64）；所述中軸（61）固定在所述滑動鍵（72）的下端，且中軸（61）與連接軸（71）同軸設置，所述取樣筒（5）上端中心開始有通槽，所述中軸（61）轉動貫穿設置在通槽內，且所述中軸（61）側壁上固定有卡槽（611），所述通槽內壁上固定有卡環(huán)，所述卡環(huán)套裝轉動設置在卡槽（611）內，所述取樣筒（5）上端內壁上開設有環(huán)形凹槽一（52），所述取樣筒（5）下端內壁上開設有環(huán)形凹槽二（53），所述環(huán)形凹槽一（52）下端壁與環(huán)形凹槽二（53）上端壁之間圓周開設有多個內置孔，所述聯(lián)動軸（62）圓周配置有多個，分別轉動設置在多個內置孔內，且聯(lián)動軸（62）的兩端分別與環(huán)形凹槽一（52）上端壁和環(huán)形凹槽二（53）的下端壁轉動接觸，所述聯(lián)桿（63）圓周配置有多個，其一端均與環(huán)形凹槽一（52）中的聯(lián)動軸（62）側壁之間采用球鉸接方式連接，另一端均與中軸（61）側壁之間采用球鉸接方式連接，所述弧形刀（64）圓周配置有多個，分別固定在環(huán)形凹槽二（53）中的聯(lián)動軸（62）上。
5.根據權利要求1所述的一種生態(tài)環(huán)境監(jiān)測用土壤取樣裝置，其特征在于，所述取樣筒（5）下端被配置為鋸形齒（8）。
6.一種生態(tài)環(huán)境監(jiān)測用土壤取樣裝置的取樣方法如下：