一种淤地坝沉积泥沙样品采集装置

本发明属于泥沙样品采集设备领域，具体涉及一种淤地坝沉积泥沙样品采集装置。

背景技术：

1、淤地坝拦蓄泥沙是历次侵蚀性降雨事件流域产沙的集合体，由于泥沙沉积过程的颗粒分选效应，粗颗粒先沉积细颗粒后沉积，形成了下砂上粘的沉积旋回。淤地坝沉积旋回能够解译土壤侵蚀强度、判别泥沙来源并反演流域侵蚀环境，具有重要的科研价值。

2、传统的采样方法，比如土钻法，是无法直接观察到淤地坝沉积旋回，而且这种破坏性的采样方法会把不同粘层、砂层的样品混合，破坏了采样的科学性；而挖设一个可供人进入取样的深坑，则费时费力，对土壤环境的破坏性较大。所以，我们提出了一种淤地坝沉积泥沙样品采集装置，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是：解决传统的采样方法(如土钻法)无法直接观察到沉积旋回，而且其破坏性的采样方法会把不同粘层、砂层的样品混合，破坏了采样的科学性的问题。

2、为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种淤地坝沉积泥沙样品采集装置，包括支撑台、打孔机构和取样机构，所述打孔机构和取样机构设置在支撑台上，所述打孔机构包括活动座、螺纹杆和连接筒，所述支撑台上开设有定位槽和贯穿定位槽的穿孔，所述活动座活动安装在定位槽内，所述活动座的中心开设有螺纹槽，所述螺纹杆螺纹连接在活动座上，所述连接筒设置在螺纹杆的下部，所述连接筒上开设有条形倾斜口，所述条形倾斜口内活动插接有活动片，所述连接筒内设有可控制活动片伸缩的驱动组件。

4、进一步限定，所述驱动组件包括固定盘、弧形卡槽和隔板，所述固定盘固定安装在螺纹杆的下端，所述弧形卡槽开设在固定盘的下端，所述隔板固定安装在连接筒的内部靠近上端，所述隔板上开设有限位槽，所述固定盘转动安装在隔板与连接筒之间，所述活动片上固定安装有固定弯折杆，所述固定弯折杆的上端固定安装有卡块，所述卡块滑动安装在弧形卡槽内，且固定弯折杆穿过限位槽。这样的结构设计，固定盘转动时，会通过卡块带动固定弯折杆及活动片活动，固定弯折杆活动时会受限位槽的限位作用，直至固定弯折杆与限位槽一端抵触，固定盘会处于锁死状态，活动片会被带动至展开或收缩状态，以在连接筒向下活动时扩大孔洞直径，并使泥沙受力被抹平压紧，向上活动时，收缩至连接筒内，便于将连接筒从孔洞中带出。

5、进一步限定，所述支撑台上固定安装有箱体和固定架，所述箱体的内部设有蓄电池和控制器，所述箱体的上端固定安装有电机，所述电机的输出轴上固定安装有收线盘，所述收线盘靠近固定架的一侧中心固定装有固定轴，所述固定轴与固定架转动连接，所述收线盘上绕设有拉动绳，所述拉动绳的端部穿过定位槽和穿孔与连接筒活动连接。这样的结构设计，电机工作时，输出轴带动收线盘转动，可通过拉动绳将连接筒向上拉动，便于在连接筒打孔后，将连接筒及筒内的泥土带出，使用时更加省力。

6、进一步限定，所述连接筒的上端固定安装有环形导轨，所述环形导轨内滑动卡接有活动卡柱，所述活动卡柱的上端与拉动绳的端部固定连接。这样的结构设计，环形导轨配合活动卡柱，可防止拉动绳被收卷在连接筒或螺纹杆上。

7、进一步限定，所述取样机构包括活动筒、取样盒、第一转接座、第二转接座、第一拉绳和第二拉绳，所述活动筒可拆卸连接在拉动绳的端部，所述活动筒的侧壁上开设有滑槽，所述取样盒滑动安装在滑槽内，所述第一转接座和第二转接座对称固定安装在活动筒的上端，所述第一转接座位于活动筒上靠近滑槽槽口的一端，所述第一转接座和第二转接座上均转动安装有滑轮，所述活动筒的上端开设有与滑槽相连通的开口，所述第一拉绳和第二拉绳的端部固定连接在取样盒的上端，所述第一拉绳和第二拉绳分别与第一转接座和第二转接座上的滑轮接触。这样的结构设计，拉动第一拉绳，可使取样盒从活动筒的滑槽内滑出，当取样盒插入坑洞侧壁后，可对泥沙样品进行采集，通过第二拉绳可拉动取样盒复位，在将活动筒向上拉起，即可将泥沙样品带出，取样时更加方便。

8、进一步限定，所述支撑台的上端固定安装有用于放置取样机构的固定盒。这样的结构设计，结构简单，使用方便。

9、进一步限定，所述支撑台上开设有转接槽，所述转接槽内转动安装有转接杆，所述转接杆的上端固定安装有拨动盘，所述转接杆的下部设有外螺纹，所述转接杆的下部螺纹连接有支撑腿，所述支撑腿上固定安装有固定块，所述固定块上开设有贯穿口，所述支撑台的下端固定安装有固定杆，所述固定杆穿过贯穿口。这样的结构设计，转动转接杆时，固定块配合固定杆，支撑腿会在限位作用下活动，可调整支撑台至水平位置。

10、进一步限定，所述螺纹杆的上端设有延长杆，所述延长杆的一端固定安装有凸块，另一端和螺纹杆的上端均固定安装有与凸块相适配的连接座，凸块和连接座上均开设有插孔，凸块通过插销与连接座转动连接。这样的结构设计，通过插销将螺纹杆和延长杆的端部连接，便于对不同深度的泥沙样品进行采集。

11、采用上述技术方案的发明，具有如下优点：

12、1、本发明，活动座卡入定位槽内时，转动螺纹杆，可带动连接筒向下伸入土壤内，配合取样机构采集淤地坝沉积泥沙原状土样，保存淤地坝泥沙砂层粘层相间分布的沉积旋回，以便于直接观察到沉积旋回，当连接筒向下活动时，驱动组件会将活动片向外活动，从而扩大孔洞的孔径，且活动片对孔洞内壁上的泥沙产生挤压和抹平作用，减小孔洞塌陷的风险，将螺纹杆向上拉动时，驱动组件会带动活动片收缩至连接筒内，可防止活动片与孔洞内壁剐蹭而产生阻力，使用时省时省力。

13、2、本发明，拉动第一拉绳，可使取样盒从活动筒的滑槽内滑出，当取样盒插入坑洞侧壁后，可对泥沙样品进行采集，通过第二拉绳可拉动取样盒复位，在将活动筒向上拉起，即可将泥沙样品带出，取样时更加方便。

技术特征：

1.一种淤地坝沉积泥沙样品采集装置，包括支撑台(1)、打孔机构(2)和取样机构(3)，其特征在于：所述打孔机构(2)和取样机构(3)设置在支撑台(1)上，所述打孔机构(2)包括活动座(21)、螺纹杆(22)和连接筒(23)，所述支撑台(1)上开设有定位槽(11)和贯穿定位槽(11)的穿孔，所述活动座(21)活动安装在定位槽(11)内，所述活动座(21)的中心开设有螺纹槽，所述螺纹杆(22)螺纹连接在活动座(21)上，所述连接筒(23)设置在螺纹杆(22)的下部，所述连接筒(23)上开设有条形倾斜口，所述条形倾斜口内活动插接有活动片(231)，所述连接筒(23)内设有可控制活动片(231)伸缩的驱动组件。

2.根据权利要求1所述的一种淤地坝沉积泥沙样品采集装置，其特征在于：所述驱动组件包括固定盘(221)、弧形卡槽(222)和隔板(223)，所述固定盘(221)固定安装在螺纹杆(22)的下端，所述弧形卡槽(222)开设在固定盘(221)的下端，所述隔板(223)固定安装在连接筒(23)的内部靠近上端，所述隔板(223)上开设有限位槽(2231)，所述固定盘(221)转动安装在隔板(223)与连接筒(23)之间，所述活动片(231)上固定安装有固定弯折杆(2311)，所述固定弯折杆(2311)的上端固定安装有卡块，所述卡块滑动安装在弧形卡槽(222)内，且固定弯折杆(2311)穿过限位槽(2231)。

3.根据权利要求2所述的一种淤地坝沉积泥沙样品采集装置，其特征在于：所述支撑台(1)上固定安装有箱体(4)和固定架(41)，所述箱体(4)的内部设有蓄电池和控制器，所述箱体(4)的上端固定安装有电机(42)，所述电机(42)的输出轴上固定安装有收线盘(43)，所述收线盘(43)靠近固定架(41)的一侧中心固定装有固定轴，所述固定轴与固定架(41)转动连接，所述收线盘(43)上绕设有拉动绳(44)，所述拉动绳(44)的端部穿过定位槽(11)和穿孔与连接筒(23)活动连接。

4.根据权利要求3所述的一种淤地坝沉积泥沙样品采集装置，其特征在于：所述连接筒(23)的上端固定安装有环形导轨(232)，所述环形导轨(232)内滑动卡接有活动卡柱(233)，所述活动卡柱(233)的上端与拉动绳(44)的端部固定连接。

5.根据权利要求3所述的一种淤地坝沉积泥沙样品采集装置，其特征在于：所述取样机构(3)包括活动筒(31)、取样盒(32)、第一转接座(33)、第二转接座(34)、第一拉绳(35)和第二拉绳(36)，所述活动筒(31)可拆卸连接在拉动绳(44)的端部，所述活动筒(31)的侧壁上开设有滑槽，所述取样盒(32)滑动安装在滑槽内，所述第一转接座(33)和第二转接座(34)对称固定安装在活动筒(31)的上端，所述第一转接座(33)位于活动筒(31)上靠近滑槽槽口的一端，所述第一转接座(33)和第二转接座(34)上均转动安装有滑轮，所述活动筒(31)的上端开设有与滑槽相连通的开口，所述第一拉绳(35)和第二拉绳(36)的端部固定连接在取样盒(32)的上端，所述第一拉绳(35)和第二拉绳(36)分别与第一转接座(33)和第二转接座(34)上的滑轮接触。

6.根据权利要求1所述的一种淤地坝沉积泥沙样品采集装置，其特征在于：所述支撑台(1)的上端固定安装有用于放置取样机构(3)的固定盒(5)。

7.根据权利要求1所述的一种淤地坝沉积泥沙样品采集装置，其特征在于：所述支撑台(1)上开设有转接槽，所述转接槽内转动安装有转接杆(6)，所述转接杆(6)的上端固定安装有拨动盘(61)，所述转接杆(6)的下部设有外螺纹，所述转接杆(6)的下部螺纹连接有支撑腿(62)，所述支撑腿(62)上固定安装有固定块(63)，所述固定块(63)上开设有贯穿口，所述支撑台(1)的下端固定安装有固定杆(64)，所述固定杆(64)穿过贯穿口。

8.根据权利要求1所述的一种淤地坝沉积泥沙样品采集装置，其特征在于：所述螺纹杆(22)的上端设有延长杆(24)，所述延长杆(24)的一端固定安装有凸块，另一端和螺纹杆(22)的上端均固定安装有与凸块相适配的连接座，凸块和连接座上均开设有插孔，凸块通过插销与连接座转动连接。

技术总结本发明涉及泥沙样品采集设备领域，公开了一种淤地坝沉积泥沙样品采集装置，包括支撑台、打孔机构和取样机构，所述打孔机构和取样机构设置在支撑台上，所述打孔机构包括活动座、螺纹杆和连接筒，所述支撑台上开设有定位槽和贯穿定位槽的穿孔，所述活动座活动安装在定位槽内，所述活动座的中心开设有螺纹槽，所述螺纹杆螺纹连接在活动座上，所述连接筒设置在螺纹杆的下部，所述连接筒上开设有条形倾斜口，所述条形倾斜口内活动插接有活动片，所述连接筒内设有可控制活动片伸缩的驱动组件。其目的是，解决传统的采样方法(如土钻法)无法直接观察到沉积旋回，而且其破坏性的采样方法会把不同粘层、砂层的样品混合，破坏了采样的科学性的问题。技术研发人员：姚毓菲,宋进喜,魏孝荣,李楠,唐柄哲,田雨露,向伟,闫雪嫚受保护的技术使用者：西北大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12