一種便捷的原狀土壤取土器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便捷的原狀土壤取土器，涉及土壤取土工具技術領域，包括底座、鉆管、取樣管、以及脫樣器；所述底座固定安裝于待取樣地面；所述鉆管卡合于底座中，鉆管頂部設置有用于帶動鉆管旋轉的手柄，鉆管的底部設置有垂直螺旋分布的取樣刃口；所述取樣管套設于鉆管內(nèi)，且取樣管能夠沿鉆管內(nèi)壁上下滑動；脫樣器包括設置于取樣管頂部的脫樣活塞，脫樣活塞上設置有凸露于手柄之外的脫樣把手。通過底座起到固定作用，保證取樣的垂直性，降低勞動強度；旋切取樣方式，在取樣時可以做到不擾動或輕微擾動土壤，保障了所取土體的原狀特性；脫樣設計避免了傳統(tǒng)脫樣過程脫樣活塞對所取土體的再次擠壓。
【專利說明】
一種便捷的原狀土壤取土器
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及土壤取土工具技術領域，尤其涉及一種便捷的原狀土壤取土器。
【背景技術】
[0002]土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的資源之一，原狀土體模擬實驗是農(nóng)業(yè)和生態(tài)領域研究土壤養(yǎng)分、微量元素、水鹽運移特征的重要手段，而土壤容重、空隙度等物理性狀的測定都需要在原狀土柱上進行，原狀土柱的采集直接影響著此類研究工作的準確性和科學性。
[0003]目前，原狀土柱的采集方式主要有剖面取土和土鉆取土兩大類。剖面取土是在野外利用天然或原有地形落差，或者人工挖掘剖面坑等方式采集原狀土柱，這種方式雖然可以獲得相對高質(zhì)量的原狀土柱，但是人力勞動強度大、耗時長、效率低，僅適用于大型標本采集和教學示范。
[0004]而當前研究中常用的是各類原狀土采樣器，包括電動或手動方式，但電動取土裝置，因其野外動力的限制或者復雜、昂貴等原因未能被廣泛推廣;手動取土工具主要有直壓式和旋轉式兩種方式，直壓式是通過錘擊或輔助外力進入土壤中，這個過程容易因錘擊或加壓等人為施力不均對土樣邊緣產(chǎn)生擾動;旋轉式取樣設備可以通過旋轉切割出土柱，土柱直接被送進采樣容器，相對于直壓式可減少對土壤的擾動。如現(xiàn)有技術公開了一種旋轉式原狀土采集設備，該設備雖然可以在一定程度上減低采樣過程對土體的擾動，但是缺少固定裝置，在使用過程中容易由于人為施力不均，以及地形、地質(zhì)等因素不能保證所取土樣的垂直性；另外，采集完成后從采樣管中取土時，推動活動桿將土體推出，這個過程又容易對土體造成再次擠壓，尤其是相對松軟的土壤，會造成土體原狀結構的破壞。
[0005]綜上，現(xiàn)有原狀土取樣裝置具有取土不便或難以保障所取土體原狀結構的缺陷，急需一種改進設備來進行取樣，彌補傳統(tǒng)取土器的不足，為原狀土壤取樣提供便利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于提供一種便捷的原狀土壤取土器，適用于深層原狀土體采集需求。
[0007]本發(fā)明的技術方案為:
[0008]—種便捷的原狀土壤取土器，包括底座、鉆管、取樣管、以及脫樣器;其中，所述底座固定安裝于待取樣地面;所述鉆管卡合于底座中，鉆管頂部設置有用于帶動鉆管旋轉的手柄，鉆管的底部設置有垂直螺旋分布的取樣刃口；所述取樣管套設于鉆管內(nèi)，且取樣管能夠沿鉆管內(nèi)壁上下滑動；脫樣器包括設置于取樣管頂部的脫樣活塞，脫樣活塞上設置有凸露于手柄之外的脫樣把手。
[0009]還包括用于切割土壤的切土刀。
[0010]所述切土刀前段為半圓狀結構，且半圓狀結構直徑小于樣管內(nèi)徑，切土刀的刀體的前段具有刀頭刃口，后段具有刀體手柄。
[0011]所述取樣管為兩個半圓柱管構成，所述半圓柱管通過鎖止鍵扣合。
[0012]所述取樣管外壁上設置有第一刻度。
[0013]所述鉆管外壁上設置有第二刻度。
[0014]所述鉆管頂部的手柄通過中空連接桿與鉆管相連接，鉆管外壁設有外置螺紋。
[0015]所述底座中心為內(nèi)置有螺紋的固定螺帽，且固定螺帽的內(nèi)置螺紋與鉆管外壁的外置螺紋相嚙合。
[0016]所述固定螺帽兩端設置有腳踏板，腳踏板上設有用于增加腳踏摩擦力的防滑紋。
[0017]所述固定螺帽的底端設有將底座壓入土壤的螺帽刃口。
[0018]與現(xiàn)有技術比較，本發(fā)明的有益效果為:
[0019]本發(fā)明提供的原狀土壤取土器，通過底座起到固定作用，保證取樣的垂直性，同時，又能夠與鉆管構成螺旋結構，便于進入土壤和提拉出土壤，降低勞動強度;而旋切取樣方式，在取樣時可以做到不擾動或輕微擾動土壤，保障了所取土體的原狀特性，在取樣后的脫樣過程，程脫樣活塞作用于取樣管而非所取土體，避免了傳統(tǒng)脫樣過程脫樣活塞對所取土體的再次擠壓，進一步保障了土體的原狀特性，滿足深層原狀土體采集需求，降低勞動強度。
[0020]進一步地，本發(fā)明取樣管的設計既可以用作采樣后原狀土體的運輸工具，又可以根據(jù)研究需求利用切土刀切割出所需土層深度的土壤，用于測定土壤基礎理化性狀及容重、空隙度、體積含水率等需要原狀土進行測定的指標。綜上，本發(fā)明可以滿足不同深度原狀土體的取樣需求，對研究土壤資源具有非常重要的意義。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本發(fā)明原狀土壤取土器結構示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明原狀土壤取土器取樣管主體示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明原狀土壤取土器底座剖視圖；
[0024]圖4是本發(fā)明原狀土壤取土器底座俯視圖；
[0025]圖5是本發(fā)明原狀土壤取土器切土刀主視圖。
[0026]圖中，I為底座，11為固定螺帽，12為連接桿，13為腳踏板，14為防滑紋，15為內(nèi)置螺紋，16為螺帽刃口；
[0027]2為鉆管，21為防滑把手，22為手柄，23為中空連接桿，24為外置螺紋，25為取樣刃P；
[0028]3為取樣管，31為鎖止鍵，32為第一刻度；
[0029 ]4為脫樣器，41為脫樣把手，42為活動桿，43為脫樣活塞；
[0030]5為切土刀，51為刀頭刃口，52為刀體，53為刀體手柄。
【具體實施方式】
[0031]下面將結合附圖對本發(fā)明做詳細描述，顯然，對于本領域技術人員而言，顯然能了解到上述具體事實例只是本發(fā)明的優(yōu)選方案，因此本領域的技術人員對本發(fā)明中的某些部分所可能作出的改進、變動，體現(xiàn)的仍是本發(fā)明的原理，實現(xiàn)的仍是本發(fā)明的目的，均屬于本發(fā)明所保護的范圍。
[0032]如圖1?4所示，本發(fā)明提供了一種便捷的原狀土壤取土器，包括底座1、鉆管2、取樣管3、以及脫樣器4。
[0033]其中，如圖1、2、3所述底座I固定安裝于待取樣地面;底座I的主體為一具有內(nèi)置螺紋15的固定螺帽11，固定螺帽11兩端通過連接桿12與兩個腳踏板13相連，腳踏板13上設有防滑紋14以增加腳踏的摩擦力，固定螺帽11的底端設有螺帽刃口 16，以便于將底座壓入土壤，起固定作用，增強取土器的穩(wěn)固性。底座I由連接桿12將具有內(nèi)置螺紋15的固定螺帽11和起固定作用的腳踏板13連接成一體，內(nèi)置螺紋15可以與鉆管2外部的螺紋嚙合，形成螺旋結構，底座底部有螺帽刃口，便于切入土壤增強底座的穩(wěn)固性，采樣時通過底座I的固定作用可以保證采樣管垂直進入土體，確保所取土樣的垂直性。
[0034]如圖1、2所示，所述鉆管2卡合于底座I中，鉆管2頂部設置有用于帶動鉆管2旋轉的手柄22，手柄22上設有防滑把手21，鉆管2的底部設置有垂直螺旋分布的取樣刃口 25;所述鉆管2頂部的手柄22通過中空連接桿23與鉆管2相連接，鉆管2外壁設有外置螺紋24，外置螺紋24與固定螺帽11的內(nèi)置螺紋15相嚙合;示例性的，所述鉆管2的底端設有三等分垂直螺旋分布的取樣刃口 25，以便于鉆管2切入土體，鉆管2外壁設有第二刻度，能夠用于指示采樣時鉆管2進入土壤的深度。
[0035]所述取樣管3為兩個半圓柱管構成，所述半圓柱管通過鎖止鍵31扣合，所述取樣管3套設于鉆管2內(nèi)，且取樣管3能夠沿鉆管2內(nèi)壁上下滑動;取樣管3外壁設有第一刻度32，在分離不同深度土體時刻度32能夠作為參照標準，取樣管3外徑略小于鉆管2的內(nèi)徑，取樣管3的外壁與鉆管2的內(nèi)壁貼合，但滿足取樣管3可以在鉆管2內(nèi)輕松裝卸，取樣管3的長度加脫樣活塞43厚度與鉆管2的長度相等，以保證土壤采集時取樣管3不會在鉆管2內(nèi)上下移動，進一步保證所采土層深度的準確性。采樣結束后可通過脫樣器4將取樣管3從鉆套2中脫離出來，由于此過程脫樣活塞43的作用點在取樣管3上而并非所取土體上，這就避免了傳統(tǒng)脫樣過程由于活塞的擠壓造成的原狀土的容重或結構的改變。所述取樣管既可以作為原狀土地的保存工具，避免搬運過程對原狀土地的破壞。
[0036]脫樣器4包括設置于取樣管3頂部的脫樣活塞43，脫樣活塞43上設置有凸露于手柄22之外的脫樣把手41;脫樣器4底部為內(nèi)置于鉆管2內(nèi)部的脫樣活塞43，脫樣活塞43的直徑小于鉆管2的內(nèi)徑，但脫樣活塞43側外壁能夠與鉆管2的內(nèi)壁貼合，滿足脫樣活塞43能夠在鉆管2內(nèi)輕松移動，脫樣把手41和脫樣活塞43由一內(nèi)置于中空連接桿23的活動桿42連接，推動脫樣把手41可使脫樣活塞43在鉆管2內(nèi)上下移動，以便于將取樣管3脫離出鉆管2。
[0037]優(yōu)選的，如圖5所示，本發(fā)明還包括用于切割土壤的切土刀5，所述切土刀5前段為半圓狀結構，且半圓狀結構直徑小于樣管3內(nèi)徑，切土刀5的刀體52的前段具有刀頭刃口 51，后段具有刀體手柄53。半圓狀結構直徑小于樣管3內(nèi)徑，但保障刀體52切入取樣管3后能夠與取樣管3內(nèi)壁貼合，滿足刀體52可以在取樣管3內(nèi)輕松移動，參照取樣管3上的刻度32，利用切土刀5可將采集的原狀土體分離成不同的土層深度，以滿足不同研究需求，具體使用時，打開所述取樣管3的鎖止鍵31，剖開取樣管3，根據(jù)需要用切土刀5取出所需土層深度的土柱，切割出來的土壤可用于土壤基礎理化性狀的測定，也可以用于容重、空隙度、體積含水率等需要原狀土進行測定的指標。
[0038]本發(fā)明的工作過程為:
[0039]采樣時，先將底座I放在所需采樣的位置，將螺帽刃口16壓入土體，兩腳踩住腳踏板13，先在鉆管2內(nèi)放入取樣管3再將鉆管2放入固定螺帽11，握住防滑把手21，轉動手柄22，借助鉆管2下端取樣刃口 25的剪切力和外置螺紋24與底座上內(nèi)置螺紋15組成的螺紋構造的旋切作用將鉆管2旋入土體，參照鉆管2的外置刻度，將鉆管2送入所需深度。在此過程中隨著鉆管2旋切入土，取樣刃口 25會在土體中剪切出一個環(huán)形空腔，而空腔之內(nèi)的土柱便輕松裝入取樣管3，由于取樣管3的外徑略小于鉆管2，即取樣管3的外壁與鉆管2的內(nèi)壁留有適度空間，所以在鉆管2旋切入土的過程中，取樣管3并不隨著鉆管2—起旋轉，這樣可以避免傳統(tǒng)取樣過程由于取樣管的轉動而導致的原狀土的容重或結構的改變。另外，剪切過程中挖出的土壤會隨著外置螺紋24的旋轉被傳出地表，而固定螺帽11兩側的連接桿12設計，既可以起到固定作用又可以避免底座I對傳出地表的土壤的遮擋。將鉆管2送入指定深度后，反向旋轉手柄22將鉆管2旋出土壤，完成土壤的采集。
[0040]需要說明的是，所述底座1、鉆管2、脫樣器4、切土刀5整體構架由鋼鐵或合金材料制成，以保證這些部件的強度。
[0041]所述取樣管3可以由合金或輕便的硬質(zhì)塑料等材質(zhì)構成，以保證取樣管3的輕便性。
[0042]上述方案中，裝置規(guī)格可以根據(jù)實際需要變化。上述實施方案的描述僅作為本發(fā)明技術方案的一種實施例提出，不作為對裝置結構和功能的單一限制條件。本發(fā)明技術方案的有益效果是降低了傳統(tǒng)采樣過程對原狀土壤的擾動，保證了所取原狀土體的垂直性，使用簡便、工作高效，既能滿足一般深層原狀土壤的取樣需求，又能滿足土壤基礎理化性狀及容重、空隙度、體積含水率等需要原狀土的測定需求，對研究土壤資源具有非常重要的意義。
[0043]底座的設計既可以起到固定作用，保證鉆管能夠垂直進入土體，確保取樣的垂直性，又可以與鉆構成螺旋結構，使鉆管更加省力的進入土壤和提拉出土壤，降低勞動強度；
[0044]本發(fā)明設計的旋切取樣方式，在取樣時可以做到不擾動或輕微擾動土壤，保障所取土體的原狀特性，在取樣后的脫樣過程，脫樣活塞的作用力在取樣管上而并非所取土體上，這就避免了傳統(tǒng)脫樣過程由于脫樣活塞的擠壓造成的原狀土的容重或結構的改變，進一步保障了土體的原狀特性；。
[0045]本發(fā)明取樣管的設計既可以用作采樣后原狀土體的運輸工具，又可以根據(jù)研究需求利用切土刀切割出所需土層深度的土壤，用于測定土壤基礎理化性狀及容重、空隙度、體積含水率等需要原狀土進行測定的指標；
[0046]綜上，本發(fā)明技術方案降低了傳統(tǒng)采樣過程對原狀土壤的擾動，保證了所取原狀土體的垂直性，使用簡便、工作高效，既能滿足一般深層原狀土壤的取樣需求，又能滿足土壤基礎理化性狀及容重、空隙度、體積含水率等需要原狀土的測定需求，對研究土壤資源具有非常重要的意義。
【主權項】
1.一種便捷的原狀土壤取土器，其特征在于，包括底座(I)、鉆管(2)、取樣管(3)、以及脫樣器(4);其中，所述底座(I)固定安裝于待取樣地面;所述鉆管(2)卡合于底座(I)中，鉆管(2)頂部設置有用于帶動鉆管(2)旋轉的手柄(22)，鉆管(2)的底部設置有垂直螺旋分布的取樣刃口(25);所述取樣管(3)套設于鉆管(2)內(nèi)，且取樣管(3)能夠沿鉆管(2)內(nèi)壁上下滑動;脫樣器(4)包括設置于取樣管(3)頂部的脫樣活塞(43)，脫樣活塞(43)上設置有凸露于手柄(22)之外的脫樣把手(41)。2.根據(jù)權利要求1所述的便捷的原狀土壤取土器，其特征在于，還包括用于切割土壤的切土刀(5)。3.根據(jù)權利要求2所述的便捷的原狀土壤取土器，其特征在于，所述切土刀(5)前段為半圓狀結構，且半圓狀結構直徑小于樣管(3)內(nèi)徑，切土刀(5)的刀體(52)的前段具有刀頭刃口(51)，后段具有刀體手柄(53)。4.根據(jù)權利要求1所述的便捷的原狀土壤取土器，其特征在于，所述取樣管(3)為兩個半圓柱管構成，所述半圓柱管通過鎖止鍵(31)扣合。5.根據(jù)權利要求1所述的便捷的原狀土壤取土器，其特征在于，所述取樣管(3)外壁上設置有第一刻度(32)。6.根據(jù)權利要求1所述的便捷的原狀土壤取土器，其特征在于，所述鉆管(2)外壁上設置有第二刻度。7.根據(jù)權利要求1所述的便捷的原狀土壤取土器，其特征在于，所述鉆管(2)頂部的手柄(22)通過中空連接桿(23)與鉆管(2)相連接，鉆管(2)外壁設有外置螺紋(24)。8.根據(jù)權利要求7所述的便捷的原狀土壤取土器，其特征在于，所述底座(I)中心為內(nèi)置有螺紋(15)的固定螺帽(11)，且固定螺帽(11)的內(nèi)置螺紋(15)與鉆管(2)外壁的外置螺紋(24)相嚙合。9.根據(jù)權利要求8所述的便捷的原狀土壤取土器，其特征在于，所述固定螺帽(11)兩端設置有腳踏板(13)，腳踏板(13)上設有用于增加腳踏摩擦力的防滑紋(14)。10.根據(jù)權利要求7所述的便捷的原狀土壤取土器，其特征在于，所述固定螺帽(11)的底端設有將底座壓入土壤的螺帽刃口( 16)。
【文檔編號】G01N1/08GK105954059SQ201610382863
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】鄒曉霞, 李玉娥, 王建林, 姜德鋒
【申請人】青島農(nóng)業(yè)大學