一种用于森林土壤碳库的土壤取样检测系统的制作方法

本发明属于土壤取样检测，尤其涉及一种用于森林土壤碳库的土壤取样检测系统。

背景技术：

1、森林土壤碳库是地球生态系统中最重要的碳储存库之一。森林通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其转化为有机物质，这些有机物质在植物死亡后进入土壤，形成土壤有机碳。此外，森林土壤还通过微生物的分解作用，将有机物质转化为更稳定的腐殖质，进一步增加了土壤碳的储存量。

2、森林土壤碳库的大小受到多种因素的影响，包括气候、土壤类型、植被类型和土地利用方式等。一般来说，寒冷湿润的气候条件有利于土壤碳的积累，而温暖干燥的气候则可能导致土壤碳的流失。此外，不同类型的土壤和植被也会影响土壤碳的储存能力。例如，泥炭土和沼泽地的土壤碳含量通常较高，而沙质土壤则较低。

3、森林土壤碳库在全球碳循环中起着关键作用。它不仅减缓了大气中二氧化碳的增加速度，降低了全球变暖的风险，还为森林生态系统提供了重要的生态服务，如维护生物多样性、保持水土平衡和净化空气等。然而，由于人类活动的干扰，如森林砍伐、土地开垦和城市化等，森林土壤碳库正面临严重的威胁。因此，保护和恢复森林生态系统，加强土壤碳管理，是应对全球气候变化的重要措施之一。

4、土壤取样检测对于森林土壤碳库的研究具有至关重要的意义，它为评估碳收支、理解碳循环过程及预测未来变化提供了科学依据。森林土壤一般由岩石风化而成的矿物质、动植物、微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物以及水分、空气、氧化的腐殖质等组成，为了研究不同深度的土壤程度，会采用取样检测装置对土壤进行取样检测。

5、中国专利公开了一种土壤检测取样器（cn118067436a），包括主筒，锥头设于主筒的端部，空腔一的中部设有与锥头固定连接的取土杆，取土杆上周向分布铰接设有多根支杆，支杆远离取土杆的一端固定有刮土板，支杆上还铰接设有弹性伸缩杆，弹性伸缩杆的另一端铰接于空腔二的腔壁上；可调角驱动组件用于驱动主筒和锥头构成的整体旋转，以及调节主筒和把持组件之间的角度；移动控制组件用于通过推动取土杆移动使得锥头相对主筒移动，且在锥头和主筒分离的过程中，刮土板和支杆构成的整体在弹性伸缩杆的限位作用下向远离取土杆的一侧转动。本发明在可靠传动的情况下能够灵活调节把持部分和取样部分之间的角度，能够进行可靠的取样操作。取样检测装置在取样时大多数都是通过将取样器插入土壤中取样，通过直插式进行取样时，取样器插入土壤的阻力较大，提高了取样装置取样的难度，降低取样装置的工作效率，为此提供了一种用于森林土壤碳库的土壤取样检测系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决目前取样装置取样时阻力大，取样速度慢的问题，而提出的一种用于森林土壤碳库的土壤取样检测系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于森林土壤碳库的土壤取样检测系统，包括底座，所述底座的上表面固定安装有支撑柱，所述支撑柱的一端固定安装有固定板，所述固定板的上表面固定安装有液压杆，所述液压杆的一端延伸至固定板的下表面固定安装有升降板，所述升降板的内壁与支撑柱的外表面滑动连接，所述固定板的下表面设置有晃动组件，所述升降板的下表面设置有转动组件，所述底座的上表面设置有清洁组件；

3、所述晃动组件包括蜗杆与转动杆，所述转动杆的一端与固定板的下表面转动连接，所述转动杆的另一端延伸至升降板的下表面外，所述转动杆的另一端固定安装有转动盘。

4、作为上述技术方案的进一步描述：

5、所述转动盘的下表面通过转轴转动安装有连接杆，所述连接杆的一端通过转轴转动安装有安装夹，所述安装夹的侧壁上固定安装有限位环，所述限位环的外表面固定安装支撑架，所述支撑架的一端与底座的上表面滑动连接。

6、作为上述技术方案的进一步描述：

7、所述转动杆的外表面设置有限位槽，所述限位槽的内壁上滑动安装有限位块，限位块的一端固定安装有蜗轮，所述蜗轮的上表面固定安装有定位杆，所述定位杆的一端与升降板的下表面转动连接，所述蜗轮与蜗杆啮合连接。

8、作为上述技术方案的进一步描述：

9、所述转动组件包括固定齿条与限位杆，所述固定齿条的一端与底座的上表面固定连接，所述固定齿条的另一端贯穿于升降板的内部并延伸至升降板的上表面外，所述限位杆的外表面转动安装有安装套，所述安装套的上表面与升降板的下表面固定连接。

10、作为上述技术方案的进一步描述：

11、所述限位杆的外表面固定安装有传动齿轮，所述传动齿轮与固定齿条啮合连接，所述限位杆的一端与蜗杆的一端固定连接，所述限位杆的另一端固定安装有驱动锥齿轮。

12、作为上述技术方案的进一步描述：

13、所述升降板的下表面转动安装有固定盘，所述固定盘的外表面固定安装有从动锥齿轮，所述从动锥齿轮与驱动锥齿轮啮合连接，所述固定盘的下表面设置有行程槽，行程槽的内壁上滑动安装有滑动块，所述滑动块的两侧壁上均固定安装有连接弹簧。

14、作为上述技术方案的进一步描述：

15、所述连接弹簧的一端与行程槽的内侧壁固定连接，所述滑动块的下表面固定安装有自动取样器，所述底座的上表面设置有穿孔，所述穿孔与限位环均与自动取样器大小适配。

16、作为上述技术方案的进一步描述：

17、所述清洁组件包括储水箱与固定筒，所述储水箱与固定筒的下表面均与底座的上表面固定连接，所述储水箱的侧壁上连通安装有进水管，进水管的一端与固定筒的侧壁固定连接，进水管的内壁上固定安装有单向阀。

18、作为上述技术方案的进一步描述：

19、所述固定筒的另一侧壁上连通安装有连接管，所述连接管的内壁上设置有单向阀，所述连接管的一端延伸至底座的内部，所述连接管的一端连通安装有喷水环，所述喷水环的内表面与穿孔的内壁贴合，所述喷水环的内表面设置有若干个喷水口。

20、作为上述技术方案的进一步描述：

21、所述固定筒的内壁上滑动安装有密封板，所述密封板的上表面固定安装有固定杆，所述固定杆的一端延伸至固定筒的上表面外并固定安装有螺纹套，所述螺纹套的内壁上螺纹安装有往复丝杠，所述往复丝杠的一端固定安装有活动杆，所述活动杆的一端贯穿于升降板的内壁并与固定板的下表面转动连接，所述活动杆与转动杆的外表面均固定安装有齿链轮，所述齿链轮之间通过齿链传动连接。

22、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

23、1、本发明中，通过设置有晃动组件，升降板下降会通过定位杆带动蜗轮在限位槽内移动，从而使蜗轮始终与蜗杆啮合，在蜗杆转动时蜗轮会带动转动杆进行旋转，此时转动杆会带动转动盘进行旋转，从而使连接杆通过安装夹带动限位环在支撑架的支撑下来回移动，自动取样器在穿过限位环后，此时自动取样器在连接弹簧的作用下会在行程槽内来回晃动，从而实现自动取样器边旋转晃动，边下降，等到自动取样器插入土壤后自动进行取样操作，在取样器深入土壤的过程中发生晃动，可以使取样器周围的土壤往外侧移动，从而增加取样器的活动范围，降低了取样器深入土壤内的难度，从而提高取样器的取样效率。

24、2、本发明中，通过设置有转动组件，将装置移动到森林内的适当位置后，液压杆带动升降板在支撑柱的限位下向下移动，此时升降板会通过带动固定盘下降而带动自动取样器同步下降，升降板下降的过程中会通过安装套带动限位杆下移，限位杆下降时会带动传动齿轮在固定齿条上移动，此时传动齿轮会使限位杆带动驱动锥齿轮和蜗杆进行旋转，在从动锥齿轮的作用下会带动固定盘进行旋转，从而在滑动块的作用下使自动取样器也进行旋转，在取样器插入土壤的过程中一边旋转一边下降，相较于直接插入的方式来说，降低了对取样器外表面产生的损伤，同时还可以加快取样器深入的速率，与晃动组件相互配合，进一步的提高了取样的工作效率。

25、3、本发明中，通过设置有清洁组件，在转动杆转动时，在齿链轮和齿链的作用下活动杆会带动往复丝杠进行旋转，在螺纹的作用下螺纹套会通过固定杆带动密封板在固定筒内上下移动，密封板上移时将储水箱内的水通过进水管吸到固定筒内，密封板下降时使固定筒内的水通过连接管从喷水环的喷水孔喷出，自动取样器取样结束后，喷出的水对自动取样器的外表面进行清理，在取样器深入土壤时喷出的水可以对土壤进行湿润，降低插入的阻力，取样后喷出的水对取样器的外表面进行清理，一方面可以避免土壤粘附在外表面对取样器产生的一端的腐蚀效果，另一方面可以避免外表面的土壤在取出取样器内部的土壤时对样品产生污染。