一種便捷的可用于測試深層土體容重的取土器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便捷的可用于測試深層土體容重的取土器，包括基座、螺旋鉆桿、帶齒輪提拉桿、以及取樣管；其中，基座與地面固定連接，基座頂端安裝有一對帶齒輪提拉桿，螺旋鉆桿固定于一對帶齒輪提拉桿之間，組合成齒輪系統(tǒng)；螺旋鉆桿上的螺紋與帶齒輪提拉桿上的齒輪相嚙合形成杠桿系統(tǒng)；取樣管安裝于螺旋鉆桿的底端；通過下壓或上抬齒輪提拉桿實現(xiàn)螺旋鉆桿的上下移動，利用螺旋及杠桿原理，可使本發(fā)明中取土器更加省力、快速的進入土壤和提拉出土壤，減少土壤擾動，提高土壤科學(xué)研究的準(zhǔn)確性，同時降低了采樣過程的勞動強度，提高工作效率。
【專利說明】
一種便捷的可用于測試深層土體容重的取土器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及土壤取土技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種便捷的可用于測試深層土體容重的取土器?！颈尘凹夹g(shù)】
[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，研究深層次土壤性狀是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一個重要的方面，但由于深層土樣的獲取技術(shù)和設(shè)備不足，嚴(yán)重阻礙了深層土層的研究。目前，現(xiàn)有市場上雖有各種電動取土裝置，但因其野外動力的限制或者復(fù)雜、昂貴等原因未能被推廣。而常用的手動取土工具雖然比較便攜，但是，在土壤板結(jié)地塊，40cm以下很難下鉆，而且由于土壤與土鉆摩擦力較大，拔出土鉆是一件十分費力的事情，這使得土壤取樣工作效率嚴(yán)重降低，白白耗費大量人力、物力。[〇〇〇3] 土壤容重是指土壤在未受到破壞的自然結(jié)構(gòu)的情況下，單位體積中的重量，其大小與土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、有機質(zhì)含量、土壤緊實度、耕作措施等密切相關(guān)；當(dāng)前氣候變化情景下，土壤容重又是估算土壤碳儲量的一個重要指標(biāo)。土壤容重的測定通常采用環(huán)刀法，常規(guī)做法是用吸能錘將環(huán)刀錘擊入土壤中，然后將裝有土壤的環(huán)刀取出，而且常用環(huán)刀多為表層取樣，深層取樣則需采用挖坑方法，如l〇〇cm深，一般要開挖長寬深各100cm多的坑，工作量大，效率低。
[0004]現(xiàn)有的取樣技術(shù)中，由于長期、大量、盲目地使用傳統(tǒng)取樣器，耗費了大量的資金和勞力，使科研工作大量浪費到田間土壤土樣的采集上。因此，在生產(chǎn)和科研中迫切要求使用新設(shè)備和方法對深層土壤進行取樣，彌補傳統(tǒng)取土器的不足，為深層土壤研究提供便利。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]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可用于測試深層土體容重的取土器，以滿足深層土體容重的測定需求。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]—種便捷的可用于測試深層土體容重的取土器，包括基座、螺旋鉆桿、帶齒輪提拉桿、以及取樣管;其中，基座與地面固定連接，基座頂端安裝有一對帶齒輪提拉桿，螺旋鉆桿固定于一對帶齒輪提拉桿之間，組合成齒輪系統(tǒng);螺旋鉆桿上的螺紋與帶齒輪提拉桿上的齒輪相嚙合形成杠桿系統(tǒng);取樣管安裝于螺旋鉆桿的底端。
[0008]所述基座包括設(shè)置于底端的固定盤，固定盤安放于待取樣位置，并通過地鉚推入待取樣位置的土中，固定盤上安裝有支撐架，支撐架上設(shè)置有基座頂端支架，帶齒輪提拉桿安裝于頂端支架上。
[0009]所述固定盤上設(shè)置有用于腳踩固定的腳踏板。
[0010]所述基座的頂端通過鉚釘與一對帶齒輪提拉桿相連。
[0011]所述螺旋鉆桿的頂端設(shè)置有輔助取樣管推送的打擊頭。
[0012]所述螺旋鉆桿上設(shè)置有用于精確采樣的刻度標(biāo)識。
[0013]所述取樣管包括第一半柱體以及可剝離的第二半柱體;其中，所述第一半柱體和所述第二半柱體通過鎖止鍵相扣合，第一半柱體的頂部與螺旋鉆桿相連接，第一半柱體和第二半柱體的下部均設(shè)有刃口。
[0014]所述第一半柱體和第二半柱體內(nèi)部設(shè)置有若干用于放置土壤環(huán)刀的環(huán)刀卡槽。
[0015]所述鎖止鍵包括設(shè)置于第二半柱體側(cè)壁上的楔形凸起，以及設(shè)置于第一半柱體上與楔形凸起相匹配的凹槽，所述楔形凸起與凹槽相互嚙合。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的有益效果為:[〇〇17]本發(fā)明提供了一種便捷的可用于測試深層土體容重的取土器，通過設(shè)置螺旋鉆桿與一對齒輪提拉桿相連，并通過下壓或上抬齒輪提拉桿實現(xiàn)螺旋鉆桿的上下移動，利用螺旋及杠桿原理，可使本發(fā)明中取土器的更加省力、快速的進入土壤和提拉出土壤，減少土壤擾動，提高土壤科學(xué)研究的準(zhǔn)確性，同時降低了采樣過程的勞動強度，提高工作效率;與傳統(tǒng)土壤取土器相比較，本發(fā)明利用螺旋及杠桿原理，既能達到深層土壤取樣的需求，又能滿足深層土體容重測定的取土需求，組裝方便、使用簡便、工作高效，對研究土壤資源具有非常重要的意義。
[0018]進一步地，本發(fā)明中取樣管通過適配鎖止鍵合裝配固定，取樣管內(nèi)設(shè)有可滿足三個層次土壤容重測定需求的環(huán)刀卡槽，取樣結(jié)束后，打開取樣管，即可將相應(yīng)土層環(huán)刀拆卸下來，測定土壤容重，高效快捷，對土壤周圍環(huán)境破壞小?！靖綀D說明】
[0019]圖1是本發(fā)明可用于測試深層土體容重的取土器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明可用于測試深層土體容重的取土器中取樣管結(jié)構(gòu)示意圖。[0021 ]圖中，1為打擊頭，2為基座，3為螺旋鉆桿，4為帶齒輪提拉桿，5為取樣管，6為鉚釘， 7為土壤環(huán)刀，21為頂端支架，22為支撐架，23為固定盤，24為腳踏板，25為地鉚，31為螺紋， 41為齒輪，42為拉手柄，51為楔形凸起，52為凹槽，53為刃口，54為第二半柱體，55為第一半柱體，56為鎖止鍵，57為環(huán)刀卡槽，71為第一環(huán)刀，72為第二環(huán)刀，73為第三環(huán)刀?！揪唧w實施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。[〇〇23]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種便捷的可用于測試深層土體容重的取土器，包括基座2、螺旋鉆桿3、帶齒輪提拉桿4、以及取樣管5;其中，基座2與地面固定連接，基座2頂端安裝有一對帶齒輪提拉桿4，螺旋鉆桿3固定于一對帶齒輪提拉桿4之間，組合成齒輪系統(tǒng)；帶齒輪提拉桿4包括齒輪41以及設(shè)置于齒輪41上的拉手柄42;螺旋鉆桿3上的螺紋31與帶齒輪提拉桿4上的齒輪41相嚙合，形成杠桿系統(tǒng)；帶齒輪提拉桿4包括拉手柄42,取樣管5安裝于螺旋鉆桿3的底端。
[0024]具體的，所述基座2包括設(shè)置于底端的固定盤23,固定盤23安放于待取樣位置，并通過地鉚25推入待取樣位置的土中，固定盤23上設(shè)置有用于腳踩固定的腳踏板24,并且，基座2的頂端通過鉚釘6與一對帶齒輪提拉桿4相連。固定盤23上安裝有支撐架22,支撐架22上設(shè)置有基座頂端支架21，帶齒輪提拉桿4安裝于頂端支架21上。[〇〇25]采樣時先將固定盤23安放在所需取樣位置，將地鉚25推入土中，起固定作用，增強取土器的穩(wěn)固性，采樣過程通過用腳踩腳踏板24，進行輔助固定采樣設(shè)備。
[0026]優(yōu)選地，為了在堅硬的土體上推送取樣管5,本發(fā)明中所述螺旋鉆桿3的頂端設(shè)置有輔助取樣管5推送的打擊頭1，在相對松軟的土地上能夠通過上下拉動兩齒輪提拉手柄42 可帶動螺旋鉆桿3上下移動，進而實現(xiàn)取樣管5的入土和出土過程，而在堅硬的土體上可通過敲擊打擊頭1幫助取樣管5推送進相應(yīng)的深度。
[0027]優(yōu)選地，螺旋鉆桿3上帶有刻度標(biāo)識，能夠?qū)崿F(xiàn)不同深度的精確采樣。[〇〇28]如圖2所示，本發(fā)明中取樣管5主體長度為20cm，具體包括第一半柱體55以及可剝離的第二半柱體54;其中，所述第一半柱體55和所述第二半柱體54通過鎖止鍵56相扣合，第一半柱體55的頂部與螺旋鉆桿3相連接，第一半柱體55和第二半柱體54的下部均設(shè)有刃口 53,便于切入土地。[〇〇29]所述第一半柱體55和第二半柱體54內(nèi)部設(shè)置有若干用于放置土壤環(huán)刀7的環(huán)刀卡槽57:示例性的，所述第一半柱體55和第二半柱體54內(nèi)部距刃口 53距離為2.5?17.5cm間設(shè)有環(huán)刀卡槽57,可放置3個與國際通用環(huán)刀型號相一致的100cm2的土壤環(huán)刀7,在不同深度或樣地間取樣時，能夠打開鎖止鍵56，剝離第二半柱體54，實現(xiàn)土壤環(huán)刀7的自由更換。
[0030]進一步地，所述鎖止鍵56包括設(shè)置于第二半柱體54側(cè)壁上的楔形凸起51，以及設(shè)置于第一半柱體55上與楔形凸起51相匹配的凹槽52,所述楔形凸起51與凹槽52相互嚙合。 [〇〇31]本發(fā)明的工作過程為:[〇〇32]采集土壤樣品時，先將固定盤23安放在所需取樣位置，然后將地鉚25推入土中，起固定作用，增強取土器的穩(wěn)固性，在相對松軟的土地上取樣時，可以腳踩腳踏板24幫助固定采樣設(shè)備，同時向上拉動兩齒輪提拉手柄42,帶動螺旋鉆桿3向下移動，將取樣管5壓入土中相應(yīng)的深度，通過齒輪和杠桿原理可以減少勞動強度，提高工作效率，而遇到堅硬的土體時，可通過敲擊打擊頭1幫助取樣管5推送進相應(yīng)的深度，實際操作過程可以根據(jù)實地情況自由選擇入土方式。土壤采集結(jié)束之后，只需腳踩腳踏板24，同時向下壓動兩齒輪提拉手柄 42,即可帶動螺旋鉆桿3向上移動，將取樣管5輕松取出，而傳統(tǒng)取土過程由于土壤與土鉆摩擦力較大，提拉困難，經(jīng)常通過晃動土鉆，松動土壤后取出，但此過程極易造成土壤原狀結(jié)構(gòu)的破壞，本發(fā)明通過杠桿原理，在采樣結(jié)束后可取樣管5輕松提出土壤，大大的降低勞動強度同時保留了的土壤的原狀結(jié)構(gòu)。[〇〇33]示例性的，以0?20cm土層土壤容重取樣為例，腳踩腳踏板24,向上拉動兩齒輪提拉手柄42將取樣管5壓入土中20cm后，在向下壓動兩齒輪提拉手柄42,通過螺旋鉆桿3的將取樣管5輕松取出，打開打開鎖止鍵56,剝離第二半柱體54,取出安裝于環(huán)刀卡槽57中的第一環(huán)刀71、第二環(huán)刀72、第三環(huán)刀73，其中，第一環(huán)刀71的取樣深度為2.5?7.5cm，第二環(huán)刀 72的取樣深度為7.5?12.5cm，第三環(huán)刀73的取樣深度為12.5?17.5cm，第一環(huán)刀71和第三環(huán)刀73分別可用于測定0?10cm、10?20cm 土層的土壤容重，第二環(huán)刀72可以滿足0?20cm 土層容重的測定需求。若需測定更深土層，只需重新裝入3枚空環(huán)刀，在第一次取樣的基礎(chǔ)上繼續(xù)將取樣管壓人土中20cm，取出20?40cm 土層的土壤，此時，第一環(huán)刀71和第三環(huán)刀73 分別可用于測定20?30cm、30?40cm 土層的土壤容重，第二環(huán)刀72可以滿足20?40cm 土層容重的測定需求。如需測定更深層次，可按照上述方法繼續(xù)打入更深層次的土層即可。
[0034]綜上，本發(fā)明在采樣時可以根據(jù)實地情況自由選擇敲擊打擊頭1或向上抬動兩齒輪提拉桿4兩種方式，帶動螺旋鉆桿3移動將取樣管5送入土中相應(yīng)的深度，采樣完成后，只需向下壓動兩齒輪提拉桿4即可通過齒輪螺旋和杠桿原理輕松將取樣管5拔出土體，避免傳統(tǒng)采樣過程手動提拉、晃動對原狀土壤的破壞。土壤取出后，打開取樣管5,可根據(jù)測定需要將管中相應(yīng)深度的環(huán)刀取出，進行土壤容重等物理指標(biāo)的測定，采集另外一個深度或樣品時，只需裝入新的環(huán)刀即可。[〇〇35]需要說明的，本發(fā)明中所述的取土器的全部部件由鋼鐵或合金材料制成，保證取樣器的強度。
[0036]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(shù)方案的一種實施例提出，不作為對裝置結(jié)構(gòu)和功能的單一限制條件。本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是在傳統(tǒng)土壤取土器的基礎(chǔ)上，利用螺旋及杠桿原理，使用簡便、工作高效， 既能滿足一般深層土壤取樣的需求，又能滿足不同深度容重測定取樣需求，對研究土壤資源具有非常重要的意義。
[0037]對于本領(lǐng)域技術(shù)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(lǐng)域的技術(shù)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。
【主權(quán)項】
1.一種便捷的可用于測試深層土體容重的取土器，其特征在于，包括基座(2)、螺旋鉆 桿(3)、帶齒輪提拉桿(4)、以及取樣管(5);其中，基座(2)與地面固定連接，基座(2)頂端安 裝有一對帶齒輪提拉桿(4)，螺旋鉆桿(3)固定于一對帶齒輪提拉桿(4)之間，組合成齒輪系 統(tǒng)；螺旋鉆桿(3)上的螺紋(31)與帶齒輪提拉桿(4)上的齒輪(41)相嚙合形成杠桿系統(tǒng);取 樣管(5)安裝于螺旋鉆桿(3)的底端。2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的便捷的可用于測試深層土體容重的取土器，其特征在于，所 述基座(2)包括設(shè)置于底端的固定盤(23)，固定盤(23)安放于待取樣位置，并通過地鉚(25) 推入待取樣位置的土中，固定盤(23)上安裝有支撐架(22)，支撐架(22)上設(shè)置有頂端支架 (21)，帶齒輪提拉桿(4)安裝于頂端支架(21)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2的所述的便捷的可用于測試深層土體容重的取土器，其特征在于，所 述固定盤(23)上設(shè)置有用于腳踩固定的腳踏板(24)。4.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的便捷的可用于測試深層土體容重的取土器，其特征在于，所 述基座(2)的頂端通過鉚釘(6)與一對帶齒輪提拉桿(4)相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的便捷的可用于測試深層土體容重的取土器，其特征在于，所 述螺旋鉆桿(3)的頂端設(shè)置有輔助取樣管(5)推送的打擊頭(1)。6.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的便捷的可用于測試深層土體容重的取土器，其特征在于，所 述螺旋鉆桿(3)上設(shè)置有用于精確采樣的刻度標(biāo)識。7.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的便捷的可用于測試深層土體容重的取土器，其特征在于，所 述取樣管(5)包括第一半柱體(55)以及可剝離的第二半柱體(54);其中，所述第一半柱體 (55)和所述第二半柱體(54)通過鎖止鍵(56)相扣合，第一半柱體(55)的頂部與螺旋鉆桿 (3)相連接，第一半柱體(55)和第二半柱體(54)的下部均設(shè)有刃口( 53)。8.根據(jù)權(quán)利要求7的所述的便捷的可用于測試深層土體容重的取土器，其特征在于，所 述第一半柱體(55)和第二半柱體(54)內(nèi)部設(shè)置有若干用于放置土壤環(huán)刀(7)的環(huán)刀卡槽 (57)。9.根據(jù)權(quán)利要求7的所述的便捷的可用于測試深層土體容重的取土器，其特征在于，所 述鎖止鍵(56)包括設(shè)置于第二半柱體(54)側(cè)壁上的楔形凸起(51)，以及設(shè)置于第一半柱體 (55)上與楔形凸起(51)相匹配的凹槽(52)，所述楔形凸起(51)與凹槽(52)相互嚙合。
【文檔編號】G01N1/08GK106017978SQ201610322301
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】鄒曉霞, 王建林, 姜德鋒, 房全孝
【申請人】青島農(nóng)業(yè)大學(xué)