一种可用于测试深层土体容重的取土器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可用于测试深层土体容重的取土器，包括基座、螺旋钻杆、带齿轮提拉杆、以及取样管；其中，基座与地面固定连接，基座顶端安装有一对带齿轮提拉杆，螺旋钻杆固定于一对带齿轮提拉杆之间，组合成齿轮系统；螺旋钻杆上的螺纹与带齿轮提拉杆上的齿轮相啮合形成杠杆系统；取样管安装于螺旋钻杆的底端；通过下压或上抬齿轮提拉杆实现螺旋钻杆的上下移动，利用螺旋及杠杆原理，可使本实用新型中取土器更加省力、快速的进入土壤和提拉出土壤，减少土壤扰动，提高土壤科学研究的准确性，同时降低了采样过程的劳动强度，提高工作效率。
【专利说明】
一种可用于测试深层土体容重的取土器
技术领域
[0001]本实用新型涉及土壤取土技术领域，尤其涉及一种可用于测试深层土体容重的取土器。
【背景技术】
[0002]土壤是农业生产获得高产、优质、高效的资源之一，研究深层次土壤性状是农业生产中一个重要的方面，但由于深层土样的获取技术和设备不足，严重阻碍了深层土层的研究。目前，现有市场上虽有各种电动取土装置，但因其野外动力的限制或者复杂、昂贵等原因未能被推广。而常用的手动取土工具虽然比较便携，但是，在土壤板结地块，40cm以下很难下钻，而且由于土壤与土钻摩擦力较大，拔出土钻是一件十分费力的事情，这使得土壤取样工作效率严重降低，白白耗费大量人力、物力。
[0003]土壤容重是指土壤在未受到破坏的自然结构的情况下，单位体积中的重量，其大小与土壤质地、结构、有机质含量、土壤紧实度、耕作措施等密切相关；当前气候变化情景下，土壤容重又是估算土壤碳储量的一个重要指标。土壤容重的测定通常采用环刀法，常规做法是用吸能锤将环刀锤击入土壤中，然后将装有土壤的环刀取出，而且常用环刀多为表层取样，深层取样则需采用挖坑方法，如10cm深，一般要开挖长宽深各10cm多的坑，工作量大，效率低。
[0004]现有的取样技术中，由于长期、大量、盲目地使用传统取样器，耗费了大量的资金和劳力，使科研工作大量浪费到田间土壤土样的采集上。因此，在生产和科研中迫切要求使用新设备和方法对深层土壤进行取样，弥补传统取土器的不足，为深层土壤研究提供便利。
【实用新型内容】
[0005]针对上述缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种可用于测试深层土体容重的取土器，以满足深层土体容重的测定需求。
[0006]本实用新型的技术方案为:
[0007]—种可用于测试深层土体容重的取土器，包括基座、螺旋钻杆、带齿轮提拉杆、以及取样管;其中，基座与地面固定连接，基座顶端安装有一对带齿轮提拉杆，螺旋钻杆固定于一对带齿轮提拉杆之间，组合成齿轮系统;螺旋钻杆上的螺纹与带齿轮提拉杆上的齿轮相啮合形成杠杆系统;取样管安装于螺旋钻杆的底端。
[0008]所述基座包括设置于底端的固定盘，固定盘安放于待取样位置，并通过地铆推入待取样位置的土中，固定盘上安装有支撑架，支撑架上设置有基座顶端支架，带齿轮提拉杆安装于顶端支架上。
[0009]所述固定盘上设置有用于脚踩固定的脚踏板。
[0010]所述基座的顶端通过铆钉与一对带齿轮提拉杆相连。
[0011 ]所述螺旋钻杆的顶端设置有辅助取样管推送的打击头。
[0012]所述螺旋钻杆上设置有用于精确采样的刻度标识。
[0013]所述取样管包括第一半柱体以及可剥离的第二半柱体;其中，所述第一半柱体和所述第二半柱体通过锁止键相扣合，第一半柱体的顶部与螺旋钻杆相连接，第一半柱体和第二半柱体的下部均设有刃口。
[0014]所述第一半柱体和第二半柱体内部设置有若干用于放置土壤环刀的环刀卡槽。
[0015]所述锁止键包括设置于第二半柱体侧壁上的楔形凸起，以及设置于第一半柱体上与楔形凸起相匹配的凹槽，所述楔形凸起与凹槽相互啮合。
[0016]与现有技术比较，本实用新型的有益效果为:
[0017]本实用新型提供了一种可用于测试深层土体容重的取土器，通过设置螺旋钻杆与一对齿轮提拉杆相连，并通过下压或上抬齿轮提拉杆实现螺旋钻杆的上下移动，利用螺旋及杠杆原理，可使本实用新型中取土器的更加省力、快速的进入土壤和提拉出土壤，减少土壤扰动，提高土壤科学研究的准确性，同时降低了采样过程的劳动强度，提高工作效率;与传统土壤取土器相比较，本实用新型利用螺旋及杠杆原理，既能达到深层土壤取样的需求，又能满足深层土体容重测定的取土需求，组装方便、使用简便、工作高效，对研究土壤资源具有非常重要的意义。
[0018]进一步地，本实用新型中取样管通过适配锁止键合装配固定，取样管内设有可满足三个层次土壤容重测定需求的环刀卡槽，取样结束后，打开取样管，即可将相应土层环刀拆卸下来，测定土壤容重，高效快捷，对土壤周围环境破坏小。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型可用于测试深层土体容重的取土器结构示意图；
[0020]图2是本实用新型可用于测试深层土体容重的取土器中取样管结构示意图。
[0021 ]图中，I为打击头，2为基座，3为螺旋钻杆，4为带齿轮提拉杆，5为取样管，6为铆钉，7为土壤环刀，21为顶端支架，22为支撑架，23为固定盘，24为脚踏板，25为地铆，31为螺纹，41为齿轮，42为拉手柄，51为楔形凸起，52为凹槽，53为刃口，54为第二半柱体，55为第一半柱体，56为锁止键，57为环刀卡槽，71为第一环刀，72为第二环刀，73为第三环刀。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合附图对本实用新型做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0023]如图1所示，本实用新型提供了一种可用于测试深层土体容重的取土器，包括基座
2、螺旋钻杆3、带齿轮提拉杆4、以及取样管5;其中，基座2与地面固定连接，基座2顶端安装有一对带齿轮提拉杆4，螺旋钻杆3固定于一对带齿轮提拉杆4之间，组合成齿轮系统；带齿轮提拉杆4包括齿轮41以及设置于齿轮41上的拉手柄42;螺旋钻杆3上的螺纹31与带齿轮提拉杆4上的齿轮41相啮合，形成杠杆系统；带齿轮提拉杆4包括拉手柄42，取样管5安装于螺旋钻杆3的底端。
[0024]具体的，所述基座2包括设置于底端的固定盘23，固定盘23安放于待取样位置，并通过地铆25推入待取样位置的土中，固定盘23上设置有用于脚踩固定的脚踏板24，并且，基座2的顶端通过铆钉6与一对带齿轮提拉杆4相连。固定盘23上安装有支撑架22，支撑架22上设置有基座顶端支架21，带齿轮提拉杆4安装于顶端支架21上。
[0025]采样时先将固定盘23安放在所需取样位置，将地铆25推入土中，起固定作用，增强取土器的稳固性，采样过程通过用脚踩脚踏板24，进行辅助固定采样设备。
[0026]优选地，为了在坚硬的土体上推送取样管5，本实用新型中所述螺旋钻杆3的顶端设置有辅助取样管5推送的打击头I，在相对松软的土地上能够通过上下拉动两齿轮提拉手柄42可带动螺旋钻杆3上下移动，进而实现取样管5的入土和出土过程，而在坚硬的土体上可通过敲击打击头I帮助取样管5推送进相应的深度。
[0027]优选地，螺旋钻杆3上带有刻度标识，能够实现不同深度的精确采样。
[0028]如图2所示，本实用新型中取样管5主体长度为20cm，具体包括第一半柱体55以及可剥离的第二半柱体54;其中，所述第一半柱体55和所述第二半柱体54通过锁止键56相扣合，第一半柱体55的顶部与螺旋钻杆3相连接，第一半柱体55和第二半柱体54的下部均设有刃口 53，便于切入土地。
[0029]所述第一半柱体55和第二半柱体54内部设置有若干用于放置土壤环刀7的环刀卡槽57:示例性的，所述第一半柱体55和第二半柱体54内部距刃口 53距离为2.5?17.5cm间设有环刀卡槽57，可放置3个与国际通用环刀型号相一致的10cm2的土壤环刀7，在不同深度或样地间取样时，能够打开锁止键56，剥离第二半柱体54，实现土壤环刀7的自由更换。
[0030]进一步地，所述锁止键56包括设置于第二半柱体54侧壁上的楔形凸起51，以及设置于第一半柱体55上与楔形凸起51相匹配的凹槽52，所述楔形凸起51与凹槽52相互啮合。
[0031]本实用新型的工作过程为:
[0032]采集土壤样品时，先将固定盘23安放在所需取样位置，然后将地铆25推入土中，起固定作用，增强取土器的稳固性，在相对松软的土地上取样时，可以脚踩脚踏板24帮助固定采样设备，同时向上拉动两齿轮提拉手柄42，带动螺旋钻杆3向下移动，将取样管5压入土中相应的深度，通过齿轮和杠杆原理可以减少劳动强度，提高工作效率，而遇到坚硬的土体时，可通过敲击打击头I帮助取样管5推送进相应的深度，实际操作过程可以根据实地情况自由选择入土方式。土壤采集结束之后，只需脚踩脚踏板24，同时向下压动两齿轮提拉手柄42，即可带动螺旋钻杆3向上移动，将取样管5轻松取出，而传统取土过程由于土壤与土钻摩擦力较大，提拉困难，经常通过晃动土钻，松动土壤后取出，但此过程极易造成土壤原状结构的破坏，本实用新型通过杠杆原理，在采样结束后可取样管5轻松提出土壤，大大的降低劳动强度同时保留了的土壤的原状结构。
[0033]示例性的，以O?20cm土层土壤容重取样为例，脚踩脚踏板24，向上拉动两齿轮提拉手柄42将取样管5压入土中20cm后，在向下压动两齿轮提拉手柄42，通过螺旋钻杆3的将取样管5轻松取出，打开打开锁止键56，剥离第二半柱体54，取出安装于环刀卡槽57中的第一环刀71、第二环刀72、第三环刀73，其中，第一环刀71的取样深度为2.5?7.5cm，第二环刀72的取样深度为7.5?12.5cm，第三环刀73的取样深度为12.5?17.5cm，第一环刀71和第三环刀73分别可用于测定O?10cm、10?20cm 土层的土壤容重，第二环刀72可以满足O?20cm土层容重的测定需求。若需测定更深土层，只需重新装入3枚空环刀，在第一次取样的基础上继续将取样管压人土中20cm，取出20?40cm 土层的土壤，此时，第一环刀71和第三环刀73分别可用于测定20?30cm、30?40cm 土层的土壤容重，第二环刀72可以满足20?40cm 土层容重的测定需求。如需测定更深层次，可按照上述方法继续打入更深层次的土层即可。
[0034]综上，本实用新型在采样时可以根据实地情况自由选择敲击打击头I或向上抬动两齿轮提拉杆4两种方式，带动螺旋钻杆3移动将取样管5送入土中相应的深度，采样完成后，只需向下压动两齿轮提拉杆4即可通过齿轮螺旋和杠杆原理轻松将取样管5拔出土体，避免传统采样过程手动提拉、晃动对原状土壤的破坏。土壤取出后，打开取样管5，可根据测定需要将管中相应深度的环刀取出，进行土壤容重等物理指标的测定，采集另外一个深度或样品时，只需装入新的环刀即可。
[0035]需要说明的，本实用新型中所述的取土器的全部部件由钢铁或合金材料制成，保证取样器的强度。
[0036]上述方案中，装置规格可以根据实际需要变化。上述实施方案的描述仅作为本实用新型技术方案的一种实施例提出，不作为对装置结构和功能的单一限制条件。本实用新型技术方案的有益效果是在传统土壤取土器的基础上，利用螺旋及杠杆原理，使用简便、工作高效，既能满足一般深层土壤取样的需求，又能满足不同深度容重测定取样需求，对研究土壤资源具有非常重要的意义。
[0037]对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体事实例只是本实用新型的优选方案，因此本领域的技术人员对本实用新型中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本实用新型的原理，实现的仍是本实用新型的目的，均属于本实用新型所保护的范围。
【主权项】
1.一种可用于测试深层土体容重的取土器，其特征在于，包括基座(2)、螺旋钻杆(3)、带齿轮提拉杆(4)、以及取样管(5);其中，基座(2)与地面固定连接，基座(2)顶端安装有一对带齿轮提拉杆(4)，螺旋钻杆(3)固定于一对带齿轮提拉杆(4)之间，组合成齿轮系统;螺旋钻杆(3)上的螺纹(31)与带齿轮提拉杆(4)上的齿轮(41)相啮合形成杠杆系统；取样管(5)安装于螺旋钻杆(3)的底端。2.根据权利要求1的所述的可用于测试深层土体容重的取土器，其特征在于，所述基座(2)包括设置于底端的固定盘(23)，固定盘(23)安放于待取样位置，并通过地铆(25)推入待取样位置的土中，固定盘(23)上安装有支撑架(22)，支撑架(22)上设置有顶端支架(21)，带齿轮提拉杆(4)安装于顶端支架(21)上。3.根据权利要求2的所述的可用于测试深层土体容重的取土器，其特征在于，所述固定盘(23)上设置有用于脚踩固定的脚踏板(24)。4.根据权利要求1的所述的可用于测试深层土体容重的取土器，其特征在于，所述基座(2)的顶端通过铆钉(6)与一对带齿轮提拉杆(4)相连。5.根据权利要求1的所述的可用于测试深层土体容重的取土器，其特征在于，所述螺旋钻杆(3)的顶端设置有辅助取样管(5)推送的打击头(I)。6.根据权利要求1的所述的可用于测试深层土体容重的取土器，其特征在于，所述螺旋钻杆(3)上设置有用于精确采样的刻度标识。7.根据权利要求1的所述的可用于测试深层土体容重的取土器，其特征在于，所述取样管(5)包括第一半柱体(55)以及可剥离的第二半柱体(54);其中，所述第一半柱体(55)和所述第二半柱体(54)通过锁止键(56)相扣合，第一半柱体(55)的顶部与螺旋钻杆(3)相连接，第一半柱体(55)和第二半柱体(54)的下部均设有刃口(53)。8.根据权利要求7的所述的可用于测试深层土体容重的取土器，其特征在于，所述第一半柱体(55)和第二半柱体(54)内部设置有若干用于放置土壤环刀(7)的环刀卡槽(57)。9.根据权利要求7的所述的可用于测试深层土体容重的取土器，其特征在于，所述锁止键(56)包括设置于第二半柱体(54)侧壁上的楔形凸起(51)，以及设置于第一半柱体(55)上与楔形凸起(51)相匹配的凹槽(52)，所述楔形凸起(51)与凹槽(52)相互啮合。
【文档编号】G01N1/08GK205620158SQ201620441950
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】邹晓霞, 王建林, 姜德锋, 房全孝
【申请人】青岛农业大学