專利名稱：土壤采樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種土壤采樣器，尤其是一種適用于較硬或較松散土壤的土壤采樣器。
背景技術(shù)：
目前，公知的土壤采樣器按照動力驅(qū)動類型進行分類，分為手動土壤采樣器和機械土壤采樣器兩種。其基本構(gòu)造是由采樣頭、連接桿及動力驅(qū)動單元組成。手動土壤采樣器驅(qū)動單元是手柄，機械土壤采樣器驅(qū)動單元是電動機等。操作過程是將采樣頭垂直插入土壤中，然后通過向下擠壓、轉(zhuǎn)動等動作將土壤壓入采樣頭中，最后通過向上的抬舉、轉(zhuǎn)動等反作用將土壤樣品抽出土層后分離土壤樣品，完成取樣。手動土壤采樣器在向上抬舉將采樣器抽離土壤的過程中，費力費時，有時甚至因耗力過大而不能完成采樣。手動土壤采樣器完全依靠人力驅(qū)動，效率較低。機械土壤采樣器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于維護，體積和重量較大，且需另備動力資源，不適合野外攜帶和使用。手動土壤采樣器和機械土壤采樣器適應(yīng)土壤土質(zhì)有限，尤其在干硬板結(jié)土壤或松散土壤中采樣時，土壤樣品難以成型且易從土壤采樣頭中滑脫，難以完成采樣。所述的兩種土壤采樣器
采集的土壤樣品粗糙，不能將土壤樣品精確分層采樣。(參考文獻XDB0309方型土壤原狀采樣器，XDB0401 土壤柱狀圓筒采樣器，XDB0404汽油動力根鉆.產(chǎn)地北京.通信地址北京新地標(biāo)土壤設(shè)備有限公司，北京市海淀區(qū)中關(guān)村南大街9號理工科技大廈2303室，郵編10081.)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種體積較小、較省力、原位精細(xì)分層采樣、適應(yīng)土壤土質(zhì)較廣、多樣品同時采集的土壤采樣器。
本發(fā)明提供的土壤采樣器由后抵件、傳動單元、采樣頭及前抵件組成；特別申明，在本發(fā)明中，采樣盒21 --端的方向為本發(fā)明及其各部件沿水平方向的前端，后抵件抵板1 一端的方向為本發(fā)明及其各部件沿水平方向的后端。同時，涉及傳動手輪5順時針及逆時針的轉(zhuǎn)動方向時，使用者的視線都是以由本發(fā)明的前端朝向后端的方向為準(zhǔn)。
如圖l、 2、 3、 6所示，所述的后抵件由后抵件抵板1及后抵件傳動桿3組成；所述的后抵件抵板1為圓板，圓柱形的后抵件傳動桿3的后端通過四塊后抵件加強筋板2與后抵件抵板1焊接連接，前端與內(nèi)螺紋套筒4的后端通過正螺紋連接；以上部件的協(xié)同技術(shù)功能是當(dāng)后抵件抵板1抵在土壤采樣坑的采樣面上時，由于采樣面的摩擦力或者人為施加外力，如用手扳住后抵件加強筋板2,都可使后抵件不隨內(nèi)螺紋套筒4轉(zhuǎn)動，在這種情況下可使內(nèi)螺紋套筒4通過手輪5的轉(zhuǎn)動在螺紋帶動下前后運動。
如圖l、 7所示，所述的傳動單元由內(nèi)螺紋套筒4和傳動手輪5組成；傳動手輪5與內(nèi)螺紋套筒4在內(nèi)螺紋套筒4的中部采用鍵22連接，內(nèi)螺紋套筒4的前端內(nèi)部為反內(nèi)螺紋，與采樣頭傳動桿13的后端反螺紋連接，內(nèi)螺紋套筒4的后端內(nèi)部為正內(nèi)螺紋，與后抵件傳動桿3的前端正螺紋連接；內(nèi)螺紋套筒4的
前端外部焊接有圓管狀的前抵件阻塊6;以上部件的協(xié)同技術(shù)功能是沿逆時針
方向轉(zhuǎn)動傳動手輪5，通過鍵22帶動內(nèi)螺紋套筒4轉(zhuǎn)動，當(dāng)施加外力，使后抵件傳動桿3及采樣槽16不隨內(nèi)螺紋套筒4轉(zhuǎn)動，那么將使后抵件抵板1與采樣頭同時沿內(nèi)螺紋套筒4向兩邊相對擴張運動；反之，沿順時針方向轉(zhuǎn)動傳動手輪5，當(dāng)施加外力，使后抵件傳動桿3及采樣頭不隨內(nèi)螺紋套筒4轉(zhuǎn)動，那么將使后抵件抵板1與采樣頭同時沿內(nèi)螺紋套筒4向兩邊相對收縮運動；當(dāng)后抵件
抵板1與采樣頭前端的采樣盒21同時抵緊土壤采樣面時，將使后抵件傳動桿3及采樣頭不隨內(nèi)螺紋套筒4轉(zhuǎn)動，同時由于后抵件抵板1與土壤采樣面的接觸面積大于采樣盒21與土壤采樣面的接觸面積，那么逆時針旋轉(zhuǎn)手輪5必然推動采樣盒21及采樣槽16進入土壤采樣面，進而采集土樣。
如圖1、 2、 3、 8所示，所述的前抵件包括前抵件抵板11與前抵件緊固件8;前抵件抵板ll為兩塊半圓板；緊固件8為兩根對稱的半圓形圓管；前抵件連接筋板14為兩塊L形鋼板，兩塊L形鋼板前端分別垂直焊接于前抵件抵板11的半圓板，兩塊L形鋼板后端分別與緊固件8的兩根對稱的半圓形圓管的脊部垂直焊接；左右對稱的L形前抵件連接筋板14內(nèi)部組成的U形空隙的長度要大于采樣頭連接筋板12以及采樣槽16與土壤樣品切具通過切具滑軌18和切具滑軌槽17結(jié)合后形成的部件的長度之和，以便留有足夠的空間令進入土壤采樣面后的采樣頭可以從采樣面拔出；
所述的緊固件8左右兩根對稱的半圓形圓管的彼此對接部分兩邊分別焊接有上下兩個正方形片狀的前抵件連接耳7，正方形片狀的前抵件連接耳7呈兩兩對應(yīng)關(guān)系，兩個對應(yīng)的前抵件連接耳7的中間開孔有前抵件緊固螺栓15分別從中穿過，將緊固件8鎖緊并抵在前抵件阻塊6的前端；以上部件的協(xié)同技術(shù)功能是當(dāng)采樣槽16沒入釆樣面后，在前抵件阻塊6與采樣頭之間放入前抵件，將兩塊前抵件抵板H抵在采樣面上并在中間預(yù)留采樣櫓16的出土位置，通過前抵件連接耳7及前抵件緊固螺栓15將緊固件8鎖緊在前抵件阻塊6的前端；當(dāng)順時針旋轉(zhuǎn)傳動手輪5時，縮短了內(nèi)螺紋套筒4與采樣槽16之間的距離，使
前抵件抵板11抵緊采樣面，由于前抵件抵板11與采樣面作用而提供給采樣頭
的，方向為由前端向后端的作用力大于各釆樣盒21與采樣面的摩擦力，因此不斷旋轉(zhuǎn)傳動手輪5，沒入采樣面的采樣槽16就會被拔出采樣面。
所述的采樣頭包括采樣頭傳動桿13、采樣槽16、采樣盒21及土壤樣品切
具；
如圖1、 2、 3、 9所示，所述的采樣槽16為中空長方形箱體，沿水平方向在前端開口，對應(yīng)未開口的一面的為采樣槽16的底面；兩塊對稱的采樣頭連接筋板12分別與該采樣槽16的底面和采樣頭傳動桿13前端焊接；采樣頭傳動桿13為圓柱體，其后端通過反向螺紋與內(nèi)螺紋套筒4的前端螺紋連接；前抵件長度為前抵件抵板11與前抵件緊固件8兩端之間的總長度，采樣頭傳動桿13的總長度要求略長于前抵件長度，便于在內(nèi)螺紋套筒4與采樣槽16之間放入前抵件；
所述的采樣槽16前端開口一面被隔成高度為lcm的若干個采樣盒室19;采樣盒2i為沿水平方向前后兩端開口的中空長方體，其寬度和高度要求正好放入采樣盒室19內(nèi)；每個采樣盒21與采樣盒室19的尺寸緊密配合，使采樣盒21剛好能夠卡入采樣室19內(nèi)部，采樣盒21由采樣槽16開口端裝入；采樣盒室19靠近采樣槽16底面的部分為采樣盒室19的底部，在每個采樣盒室19底部上下內(nèi)壁設(shè)有凸出的隔臺20，當(dāng)裝入采樣盒室19后，在采樣盒室19底部與采樣盒21間形成空隙；采樣盒21與隔臺20接觸后要露出采樣槽16前端開口面的距離3cms
設(shè)置隔臺20的第一個目的是保證原位采樣，土壤樣品不被壓縮；隔臺20的設(shè)置阻止采樣盒21接觸到采樣盒室19底部，當(dāng)土樣進入采樣盒21后，在采樣盒室19底部與采樣盒21間形成空隙，以便土樣進入采樣盒21后有一定的緩沖空間，不壓縮上樣；同時與氣孔24配合，達到平衡釆樣盒21內(nèi)外氣壓，保證所采集的土樣不被壓縮的目的。設(shè)置隔臺20的第二個目的是方便采樣盒21的拿??；隔臺20使采樣盒21不能完全進入釆樣盒室19內(nèi)部，漏出采樣槽16前端一部分，這樣當(dāng)采完土樣后，可用手捏住采樣盒21漏出采樣槽16前端部分，輕易拔出；以上部件的協(xié)同技術(shù)功能是當(dāng)釆樣盒室19中的采樣盒21前端抵緊采樣面時，采樣槽16即不能轉(zhuǎn)動，既限制了采樣頭傳動桿13不能轉(zhuǎn)動；同時，后抵件抵板1抵緊另一采樣面，使后抵件傳動桿3不能轉(zhuǎn)動，又由于后抵件抵板1的與采樣面接觸的面積大于各采樣盒21前端與采樣面接觸的面積之和，那么在同時受內(nèi)螺紋套筒4向外的推動力時，必然推動采樣盒室19中的采樣盒21抵進采樣面。在這種情況下，逆時針轉(zhuǎn)動傳動手輪5，向兩端推動的力從內(nèi)螺紋套筒4向兩邊傳動給后抵件及采樣頭，由于后抵件抵板1與釆樣盒21都抵緊采樣面，那么在螺紋的帶動下，能夠達到將采樣盒室19中的采樣盒21抵進采樣面的目的。
如圖3、 8所示，所述的采樣槽16底面位于采樣頭連接筋板12兩側(cè)開有氣孔24，每兩個氣孔24與一個采樣盒室19相通，氣孔24與采樣盒室19底部依靠隔臺20隔成空隙；氣孔24與采樣盒室19底部依靠隔臺20隔成空隙配合，能夠達到采樣時平衡采樣盒室19內(nèi)外氣壓，從而達到不對土壤樣品壓縮及擾動的目的；采樣槽16左右面伸出采樣槽16底面一部分，沿垂直方向在采樣槽16底面兩側(cè)形成切具滑軌18，與切具滑軌槽17連接；
如圖5、 13所示，所述的采樣盒21為沿水平方向前后兩端開口的中空長方體，其寬度和高度要求正好放入采樣盒室19內(nèi)，當(dāng)裝入釆樣盒室19后，要求
凸出采樣盒室槽16前端開口面的距離3cm;這樣方便采樣盒21從采樣盒室19裝入和拿出；采樣盒21備有采樣盒前蓋25與釆樣盒后蓋26，每個采樣盒21的盒體兩端的形狀和尺寸與采樣盒前蓋25、采樣盒后蓋26的形狀和尺寸要相互配合；使用時將不同的采樣盒21、采樣盒前蓋25與采樣盒后蓋26分別編號，便于分析土壤不同層次的容重等指標(biāo)；
如圖1、 2、 3、 8、 9所示，土壤樣品切具由土壤樣品切刀10、切具滑軌槽17、切具阻板23及切具頂蓋9組成；
所述的土壤樣品切刀IO的結(jié)構(gòu)為后端沿垂直方向開口的中空長方體，開口一面沿垂直方向分別設(shè)有切具滑軌槽17，與采樣槽16上的切具滑軌18連接，控制土壤樣品切刀10的前后左右方向，使土壤樣品切刀10只能上下移動；土壊櫸品切刀10卜段設(shè)有切縣陽板23,切具阻板23的高度捽制樣品切刀10向下使用時深度剛好達到采樣槽16最下端的采樣盒21為止；切具阻板23的上面是土壤樣品切具頂蓋9;將土壤樣品切具的土壤樣品切刀10用力垂直向下壓入土壤，能夠完全將土壤樣品包裹在采樣盒21內(nèi)。
本發(fā)明的動態(tài)工作過程是
1.如圖10所示，將后抵件、傳動單元、采樣頭除土壤樣品切具外組合在一起，將組合好后的土壤取樣器放入事先挖好的約600cmX400cm的長方體采樣坑中，坑的深度隨采樣要求而定， 一般要求超過500cm。采樣盒21前端對準(zhǔn)土壤采樣面，順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)傳動手輪5，使后抵件抵板1抵緊與采樣面對應(yīng)的采樣坑的另一面，并使后抵件及采樣槽16不隨傳動手輪5的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)傳動手輪5，使采樣盒21慢慢完全進入釆樣面的土壤里，停止旋轉(zhuǎn)傳動手輪5。
2. 如圖11所示，將土壤樣品切具前端的切具滑軌槽17底部與切具滑軌18 上部連接，用手向下按下或者用膠錘向下砸下土壤切具頂蓋9，使土壤樣品切刀 10進入土壤，直至上層切具阻板23與采樣槽16接觸，表示土壤樣品切刀10已 到達采樣槽16底端最后一個采樣盒21，垂直方向切斷了土壤樣品，并將土壤樣 品完全包裹在采樣槽16內(nèi)。
3. 如圖12所示，通過轉(zhuǎn)動傳動手輪5來調(diào)整前抵件阻塊6與采樣面之間的 距離，直至在前抵件阻塊6與采樣面之間能夠放入前抵件；將前抵件緊固件8 抵在前抵件阻塊6前端后，并用前抵件緊固螺栓15穿過前抵件連接耳7將左右 前抵件緊固件8鎖緊。調(diào)整左右前抵件抵板11，令其半圓形直邊與采樣槽16左 右面平行，不阻擋采樣槽16出土。順時針旋轉(zhuǎn)傳動手輪5，前抵件抵板ll慢慢
頂緊采樣面，采樣頭慢慢被提拔出土壤采樣面；
4. 如圖13所示，沿切具滑軌18長度方向拔出土壤樣品切刀10，握緊采樣 盒21突出采樣槽16部分，將其拔出采樣槽16，用鏟刀等刮平突出采樣盒21的 土壤樣品邊緣，蓋上采樣盒前蓋25及后蓋26，完成一次采樣。
5. 可根據(jù)取樣要求繼續(xù)沿采樣坑深度方向向下進行采樣。
有益效果 一種土壤采樣器，當(dāng)向一個方向轉(zhuǎn)動傳動單元的傳動手輪時， 通過杠桿作用及正反螺紋傳動桿，后抵件和采樣頭分別得到垂直于手輪方向的 向外作用力，因為后抵件抵板與土壤剖面接觸面積大于采樣頭與土壤采樣面接 觸面積，所以后抵件受到阻擋并不隨傳動單元的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動時，采樣頭獲得向 外的推動力，從而使采樣頭進入采樣面采樣，當(dāng)向另一個方向轉(zhuǎn)動傳動單元的 傳動手輪時，利用相似的作用原理及前抵件裝置，采樣頭獲得向內(nèi)的拉力，退出采樣面，從而達到省力的目的，可以在較硬的板結(jié)土壤中較輕松地取樣；采 樣頭設(shè)有土壤樣品切具，在土壤樣品進入采樣盒后，利用土壤樣品切具將采樣 盒內(nèi)的樣品與土壤完全分離，保證樣品不會滑脫，可以在較松散的、樣品難以 成型的土壤中采樣；采樣頭設(shè)有多個采樣盒室，保證土壤樣品精細(xì)分層，多個 樣品可同時采取，采樣盒室底段留有空隙，同時側(cè)壁有隔臺，底部有通氣孔， 保證采樣盒進樣時內(nèi)外氣壓平衡，土壤不被擾動，實現(xiàn)原位采樣；采樣盒體積 及重量一定，方便土壤樣品容重的測定。


圖1是本發(fā)明構(gòu)成示意圖的俯視圖。
圖2是本發(fā)明構(gòu)成示意圖的主視圖。 圖3是圖1的I-I剖面圖。 圖4是圖1中A的放大圖。 圖5是圖3中B的放大圖。 圖6是圖2的n-II剖面圖。
圖7是圖2的ni-m剖面圖。
圖8是圖2的IV-IV剖面圖。 圖9是圖2的V-V剖面圖。 圖10是本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖之一。 圖11是本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖之二。 圖12是本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖之三。 圖13是本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖之四。
具體實施方式
本發(fā)明提供的土壤采樣器由后抵件、傳動單元、采樣頭及前抵件組成； 特別申明，在本發(fā)明中，采樣盒21—端的方向為本發(fā)明及其各部件沿水平 方向的前端，后抵件抵板1 一端的方向為本發(fā)明及其各部件沿水平方向的后端。 同時，涉及傳動手輪5順時針及逆時針的轉(zhuǎn)動方向時，使用者的視線都是以由 本發(fā)明的前端朝向后端的方向為準(zhǔn)。
如圖l、 2、 3、 6所示，所述的后抵件由后抵件抵板1及后抵件傳動桿3組 成；所述的后抵件抵板1為圓板，圓柱形的后抵件傳動桿3的后端通過四塊后 抵件加強筋板2與后抵件抵板1焊接連接，前端與內(nèi)螺紋套筒4的后端通過正 螺紋連接；以上部件的協(xié)同技術(shù)功能是當(dāng)后抵件抵板1抵在土壤采樣坑的釆 樣面上時，由于采樣面的摩擦力或者人為施加外力，如用手扳住后抵件加強筋 板2，都可使后抵件不隨內(nèi)螺紋套筒4轉(zhuǎn)動，在這種情況下可使內(nèi)螺紋套筒4通 過手輪5的轉(zhuǎn)動在螺紋帶動下前后運動。
如圖l、 7所示，所述的傳動單元由內(nèi)螺紋套筒4和傳動手輪5組成；傳動 手輪5與內(nèi)螺紋套筒4在內(nèi)螺紋套筒4的中部采用鍵22連接，內(nèi)螺紋套筒4的 前端內(nèi)部為反內(nèi)螺紋，與采樣頭傳動桿13的后端反螺紋連接，內(nèi)螺紋套筒4的 后端內(nèi)部為正內(nèi)螺紋，與后抵件傳動桿3的前端正螺紋連接；內(nèi)螺紋套筒4的
前端外部焊接有圓管狀的前抵件阻塊6;以上部件的協(xié)同技術(shù)功能是沿逆時針
方向轉(zhuǎn)動傳動手輪5，通過鍵22帶動內(nèi)螺紋套筒4轉(zhuǎn)動，當(dāng)施加外力，使后抵 件傳動桿3及采樣槽16不隨內(nèi)螺紋套筒4轉(zhuǎn)動，那么將使后抵件抵板1與采樣 頭同時沿內(nèi)螺紋套筒4向兩邊相對擴張運動；反之，沿順時針方向轉(zhuǎn)動傳動手 輪5,當(dāng)施加外力，使后抵件傳動桿3及采樣頭不隨內(nèi)螺紋套筒4轉(zhuǎn)動，那么將 使后抵件抵板1與采樣頭同時沿內(nèi)螺紋套筒4向兩邊相對收縮運動；當(dāng)后抵件
13抵板1與采樣頭前端的采樣盒21同時抵緊土壤采樣面時，將使后抵件傳動桿3 及采樣頭不隨內(nèi)螺紋套筒4轉(zhuǎn)動，同時由于后抵件抵板1與土壤采樣面的接觸
面積大于采樣盒21與土壤采樣面的接觸面積，那么逆時針旋轉(zhuǎn)手輪5必然推動 采樣盒21及采樣槽16進入土壤采樣面，進而采集土樣。
如圖1、 2、 3、 8所示，所述的前抵件包括前抵件抵板11與前抵件緊固件8; 前抵件抵板ll為兩塊半圓板；緊固件8為兩根對稱的半圓形圓管；前抵件連接 筋板14為兩塊L形鋼板，兩塊L形鋼板前端分別垂直焊接于前抵件抵板11的 半圓板，兩塊L形鋼板后端分別與緊固件8的兩根對稱的半圓形圓管的脊部垂 直焊接；左右對稱的L形前抵件連接筋板14內(nèi)部組成的U形空隙的長度要大于 采樣頭連接筋板12以及采樣槽16與土壤樣品切具通過切具滑軌18和切具滑軌 槽17結(jié)合后形成的部件的長度之和，以便留有足夠的空間令進入土壤采樣面后 的采樣頭可以從采樣面拔出；
所述的緊固件8左右兩根對稱的半圓形圓管的彼此對接部分兩邊分別焊接 有上下兩個正方形片狀的前抵件連接耳7，正方形片狀的前抵件連接耳7呈兩兩 對應(yīng)關(guān)系，兩個對應(yīng)的前抵件連接耳7的中間開孔有前抵件緊固螺栓15分別從 中穿過，將緊固件8鎖緊并抵在前抵件阻塊6的前端；以上部件的協(xié)同技術(shù)功 能是當(dāng)采樣槽16沒入采樣面后，在前抵件阻塊6與采樣頭之間放入前抵件， 將兩塊前抵件抵板11抵在采樣面上并在中間預(yù)留采樣槽16的出土位置，通過 前抵件連接耳7及前抵件緊固螺栓15將緊固件8鎖緊在前抵件阻塊6的前端； 當(dāng)順時針旋轉(zhuǎn)傳動手輪5時，縮短了內(nèi)螺紋套筒4與采樣槽16之間的距離，使 前抵件抵板11抵緊采樣面，由于前抵件抵板11與采樣面作用而提供給采樣頭 的，方向為由前端向后端的作用力大于各采樣盒21與采樣面的摩擦力，因此不斷旋轉(zhuǎn)傳動手輪5，沒入采樣面的采樣槽16就會被拔出采樣面。
所述的采樣頭包括采樣頭傳動桿13、采樣槽16、采樣盒21及土壤樣品切
具；
如圖1、 2、 3、 9所示，所述的采樣槽16為中空長方形箱體，沿水平方向 在前端開口，對應(yīng)未開口的一面的為采樣槽16的底面；兩塊對稱的采樣頭連接 筋板12分別與該采樣槽16的底面和采樣頭傳動桿13前端焊接；釆樣頭傳動桿
13為圓柱體，其后端通過反向螺紋與內(nèi)螺紋套筒4的前端螺紋連接；前抵件長
度為前抵件抵板11與前抵件緊固件8兩端之間的總長度，采樣頭傳動桿13的 總長度要求略長于前抵件長度，便于在內(nèi)螺紋套筒4與采樣槽16之間放入前抵
件；
所述的采樣槽16前端開口一面被隔成高度為lcm的若干個采樣盒室19; 采樣盒21為沿水平方向前后兩端開口的中空長方體，其寬度和高度要求正好放 入采樣盒室19內(nèi)；每個采樣盒21與采樣盒室19的尺寸緊密配合，使采樣盒21 剛好能夠卡入采樣室19內(nèi)部，采樣盒21由采樣槽16開口端裝入；采樣盒室19 靠近采樣槽16底面的部分為采樣盒室19的底部，在每個采樣盒室19底部上下 內(nèi)壁設(shè)有凸出的隔臺20，當(dāng)裝入采樣盒室19后，在采樣盒室19底部與采樣盒 21間形成空隙；采樣盒21與隔臺20接觸后要露出采樣槽16前端開口面的距離 3cm',
設(shè)置隔臺20的第一個目的是保證原位采樣，土壤樣品不被壓縮；隔臺20 的設(shè)置阻止采樣盒21接觸到采樣盒室19底部，當(dāng)土樣進入采樣盒21后，在采 樣盒室19底部與釆樣盒21間形成空隙，以便土樣進入采樣盒21后有一定的緩 沖空間，不壓縮土樣；同時與氣孔24配合，達到平衡采樣盒21內(nèi)外氣壓，保證所采集的土樣不被壓縮的目的。設(shè)置隔臺20的第二個目的是方便采樣盒21
的拿?。桓襞_20使采樣盒21不能完全進入采樣盒室19內(nèi)部，漏出采樣槽16 前端部分，這樣當(dāng)采完土樣后，可用手捏住采樣盒21漏出采樣槽16前端部 分，輕易拔出；以上部件的協(xié)同技術(shù)功能是當(dāng)采樣盒室19中的采樣盒21前 端抵緊采樣面時，采樣槽16即不能轉(zhuǎn)動，既限制了采樣頭傳動桿13不能轉(zhuǎn)動； 同時，后抵件抵板1抵緊另一采樣面，使后抵件傳動桿3不能轉(zhuǎn)動，又由于后 抵件抵板1的與釆樣面接觸的面積大于各采樣盒21前端與采樣面接觸的面積之 和，那么在同時受內(nèi)螺紋套筒4向外的推動力時，必然推動采樣盒室19中的采 樣盒21抵進采樣面。在這種情況下，逆時針轉(zhuǎn)動傳動手輪5，向兩端推動的力 從內(nèi)螺紋套筒4向兩邊傳動給后抵件及采樣頭，由于后抵件抵板1與采樣盒21 都抵緊采樣面，那么在螺紋的帶動下，能夠達到將采樣盒室19中的采樣盒21 抵進采樣面的目的。
如圖3、 8所示，所述的采樣槽16底面位于采樣頭連接筋板12兩側(cè)開有氣 孔24，每兩個氣孔24與一個采樣盒室19相通，氣孔24與采樣盒室19底部依 靠隔臺20隔成空隙；氣孔24與采樣盒室19底部依靠隔臺20隔成空隙配合， 能夠達到采樣時平衡采樣盒室19內(nèi)外氣壓，從而達到不對土壤樣品壓縮及擾動 的目的；采樣槽16左右面伸出采樣槽16底面一部分，沿垂直方向在采樣槽16 底面兩側(cè)形成切具滑軌18，與切具滑軌槽17連接；
如圖5、 13所示，所述的采樣盒21為沿水平方向前后兩端開口的中空長方 體，其寬度和高度要求正好放入采樣盒室19內(nèi)，當(dāng)裝入采樣盒室19后，要求 凸出采樣盒室槽16前端開口面的距離3cm;這樣方便來樣盒21從采樣盒室19 裝入和拿出；采樣盒21備有采樣盒前蓋25與釆樣盒后蓋26，每個采樣盒21的盒體兩端的形狀和尺寸與采樣盒前蓋25、采樣盒后蓋26的形狀和尺寸要相互配 合；使用時將不同的采樣盒21、采樣盒前蓋25與采樣盒后蓋26分別編號，便 于分析土壤不同層次的容重等指標(biāo)；
如圖1、 2、 3、 8、 9所示，土壤樣品切具由土壤樣品切刀10、切具滑軌槽 17、切具阻板23及切具頂蓋9組成；
所述的土壤樣品切刀IO的結(jié)構(gòu)為后端沿垂直方向開口的中空長方體，開口 一面沿垂直方向分別設(shè)有切具滑軌槽17，與采樣槽16上的切具滑軌18連接， 控制土壤樣品切刀10的前后左右方向，使土壤樣品切刀10只能上下移動；土 壤樣品切刀10上段設(shè)有切具阻板23，切具阻板23的高度控制樣品切刀10向下 使用時深度剛好達到采樣槽16最下端的采樣盒21為止；切具阻板23的上面是 土壤樣品切具頂蓋9;將土壤樣品切具的土壤樣品切刀IO用力垂直向下壓入土 壤，能夠完全將土壤樣品包裹在采樣盒21內(nèi)。
本發(fā)明整體為不銹鋼材料制作。采樣槽16、采樣盒室19、采樣盒21、采樣 盒前蓋25、采樣盒后蓋26以及土壤樣品切具壁厚采用0.5mm，便于減少對土壤 的擾動，同時達到省力的目的，其他涉及的鋼板及鋼管壁厚采用2-4mm;后抵 件抵板1及前抵件抵板11采用直徑300mm的圓板，既滿足功能要求又方便攜 帶；后抵件傳動桿3長度為200mm，采樣頭傳動桿13長度分別為300mm，螺 桿部分分別采用M16-M18正反外螺紋，后抵件傳動桿3螺桿部分長度150mm， 采樣頭傳動桿13螺桿部分長度250mm，內(nèi)螺紋套筒4長度為450mm，內(nèi)部正 反內(nèi)螺紋與后抵件傳動桿3及采樣頭傳動桿13螺桿部分長度相當(dāng)，且滿足內(nèi)螺 紋套筒4的正反內(nèi)螺紋長度分別大于后抵件傳動桿3與采樣頭傳動桿13的外螺 紋長度50mm左右的條件；手輪200-300mm，中部鏤空以減輕重量；前抵件緊固件8的內(nèi)徑與內(nèi)螺紋套筒4的外徑相同，外徑與前抵件阻塊6的外徑相同；
采樣槽16長X寬X高^00mmX100mmX300mm， 土壤樣品切刀10內(nèi)部長X寬 X高^00mmX100mmX350mm，采樣盒室19長X寬X高400mmX 100mmX 10mm，個數(shù)為30個；相應(yīng)的采樣盒21高度為10mm，因此，每個采樣頭采樣 盒室19及采樣盒21為30個，可采樣垂直深度為300mm，每使用一次可采1 厘米高度定體積樣品30個。
本發(fā)明的動態(tài)工作過程是
1. 如圖10所示，將后抵件、傳動單元、采樣頭除土壤樣品切具外組合在一
起，將組合好后的土壤取樣器放入事先挖好的約600cmX400cm的長方體采樣 坑中，坑的深度隨采樣要求而定， 一般要求超過500cm。采樣盒21前端對準(zhǔn)土 壤采樣面，順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)傳動手輪5，使后抵件抵板1抵緊與采樣面對應(yīng) 的采樣坑的另一面，并使后抵件及采樣槽16不隨傳動手輪5的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。繼 續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)傳動手輪5，使采樣盒21慢慢完全進入采樣面的土壤里，停止旋 轉(zhuǎn)傳動手輪5。
2. 如圖11所示，將土壤樣品切具前端的切具滑軌槽17底部與切具滑軌18 上部連接，用手向下按下或者用膠錘向下砸下土壤切具頂蓋9，使土壤樣品切刀 IO進入土壤，直至上層切具阻板23與采樣槽16接觸，表示土壤樣品切刀10已 到達采樣槽16底端最后一個采樣盒21，垂直方向切斷了土壤樣品，并將土壤樣 品完全包裹在采樣槽16內(nèi)。
3. 如圖12所示，通過轉(zhuǎn)動傳動手輪5來調(diào)整前抵件阻塊6與采樣面之間的 距離，直至在前抵件阻塊6與采樣面之間能夠放入前抵件；將前抵件緊固件8 抵在前抵件阻塊6前端后，并用前抵件緊固螺栓15穿過前抵件連接耳7將左右前抵件緊固件8鎖緊。調(diào)整左右前抵件抵板11，令其半圓形直邊與釆樣槽16左
右面平行，不阻擋采樣槽16出土。順時針旋轉(zhuǎn)傳動手輪5，前抵件抵板ll慢慢 頂緊采樣面，采樣頭慢慢被提拔出土壤采樣面；
4. 如圖13所示，沿切具滑軌18長度方向拔出土壤樣品切刀10，握緊采樣 盒21突出采樣槽16部分，將其拔出采樣槽16，用鏟刀等刮平突出采樣盒21的 土壤樣品邊緣，蓋上采樣盒前蓋25及后蓋26，完成一次采樣。
5. 可根據(jù)取樣要求繼續(xù)沿采樣坑深度方向向下進行采樣。
權(quán)利要求
1、土壤采樣器，其特征在于，其構(gòu)成由后抵件、傳動單元、采樣頭及前抵件組成；所述的后抵件由后抵件抵板(1)及后抵件傳動桿(3)組成；所述的后抵件抵板(1)為圓板，圓柱形的后抵件傳動桿(3)的后端通過四塊后抵件加強筋板(2)與后抵件抵板(1)焊接連接，前端與內(nèi)螺紋套筒(4)的后端通過正螺紋連接；所述的傳動單元由內(nèi)螺紋套筒(4)和傳動手輪(5)組成；傳動手輪(5)與內(nèi)螺紋套筒(4)在內(nèi)螺紋套筒(4)的中部采用鍵(22)連接，內(nèi)螺紋套筒(4)的前端內(nèi)部為反內(nèi)螺紋，與采樣頭傳動桿(13)的后端反螺紋連接；內(nèi)螺紋套筒(4)的前端外部焊接有圓管狀的前抵件阻塊(6)；所述的前抵件包括前抵件抵板(11)與前抵件緊固件(8)；前抵件抵板(11)為兩塊對稱的半圓板；緊固件(8)為兩根對稱的半圓形圓管；前抵件連接筋板(14)為兩塊對稱的L形鋼板，兩塊L形鋼板前端分別垂直焊接于前抵件抵板(11)的半圓板，兩塊L形鋼板后端分別與緊固件(8)的兩根對稱的半圓形圓管的脊部垂直焊接；左右對稱的L形前抵件連接筋板(14)內(nèi)部組成的U形空隙的長度，要大于采樣頭連接筋板(12)以及采樣槽(16)與土壤樣品切具通過切具滑軌(18)和切具滑軌槽(17)結(jié)合后形成的部件的長度之和；所述的緊固件(8)左右兩根對稱的半圓形圓管的彼此對接部分兩邊分別焊接有上下兩個正方形片狀的前抵件連接耳(7)，正方形片狀的前抵件連接耳(7)呈兩兩對應(yīng)關(guān)系，兩個對應(yīng)的前抵件連接耳(7)的中間開孔有前抵件緊固螺栓(15)分別從中穿過，將緊固件(8)鎖緊并抵在前抵件阻塊(6)的前端；所述的采樣頭包括采樣頭傳動桿13、采樣槽16、采樣盒21及土壤樣品切具；所述的采樣槽(16)為中空長方形箱體，沿水平方向在前端開口，對應(yīng)未開口的一面的為采樣槽(16)的底面；兩塊對稱的采樣頭連接筋板(12)分別與該采樣槽(16)的底面和采樣頭傳動桿(13)前端焊接；采樣頭傳動桿(13)為圓柱體，其后端通過反向螺紋與內(nèi)螺紋套筒(4)的前端螺紋連接；前抵件長度為前抵件抵板(11)與前抵件緊固件(8)兩端之間的總長度，采樣頭傳動桿(13)的總長度要求略長于前抵件長度；所述的采樣槽(16)前端開口一面被隔成高度為1cm的若干個采樣盒室(19)；采樣盒(21)為沿水平方向前后兩端開口的中空長方體，其寬度和高度要求正好放入采樣盒室(19)內(nèi)；每個采樣盒(21)與采樣盒室(19)的尺寸緊密配合，使采樣盒(21)剛好能夠卡入采樣室(19)內(nèi)部，采樣盒(21)由采樣槽(16)開口端裝入；采樣盒室(19)靠近采樣槽(16)底面的部分為采樣盒室(19)的底部，在每個采樣盒室(19)底部上下內(nèi)壁設(shè)有凸出的隔臺(20)，當(dāng)裝入采樣盒室(19)后，在采樣盒室(19)底部與采樣盒(21)間形成空隙；采樣盒(21)與隔臺(20)接觸后要露出采樣槽(16)前端開口面的距離3cm；所述的采樣槽(16)前端開口一面被隔成高度為1cm的若干個采樣盒室(19)；采樣盒(21)為沿水平方向前后兩端開口的中空長方體，其寬度和高度要求正好放入采樣盒室(19)內(nèi)；每個采樣盒(21)與采樣盒室(19)的尺寸緊密配合，使采樣盒(21)剛好能夠卡入采樣室(19)內(nèi)部，采樣盒(21)由采樣槽(16)開口端裝入；采樣盒室(19)靠近采樣槽(16)底面的部分為采樣盒室(19)的底部，在每個采樣盒室(19)底部上下內(nèi)壁設(shè)有凸出的隔臺(20)，當(dāng)裝入采樣盒室(19)后，采樣盒(21)與隔臺(20)接觸后要露出采樣槽(16)前端開口面的距離3cm；所述的采樣槽(16)底面位于采樣頭連接筋板(12)兩側(cè)開有氣孔多個(24)，每兩個氣孔與一個采樣盒室(19)相通，氣孔(24)與采樣盒室(19)底部依靠隔臺(2)隔成空隙；采樣盒21備有采樣盒前蓋25與采樣盒后蓋26，每個采樣盒21的盒體兩端的形狀和尺寸與采樣盒前蓋25、采樣盒后蓋26的形狀和尺寸要相互配合；所述的土壤樣品切具由土壤樣品切刀10、切具滑軌槽17、切具阻板23及切具頂蓋9組成；所述的土壤樣品切刀10的結(jié)構(gòu)為后端沿垂直方向開口的中空長方體，開口一面沿垂直方向分別設(shè)有切具滑軌槽17，與采樣槽16上的切具滑軌18連接，控制土壤樣品切刀10的前后左右方向，使土壤樣品切刀10只能上下移動；土壤樣品切刀10上段設(shè)有切具阻板23，切具阻板23的高度控制樣品切刀10向下使用時深度剛好達到采樣槽16最下端的采樣盒21為止；切具阻板23的上面是土壤樣品切具頂蓋9。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種土壤采樣器，尤其是一種適用于較硬或較松散土壤的土壤采樣器。其由后抵件、傳動單元、采樣頭及前抵件組成?？梢栽谳^硬的板結(jié)土壤中較輕松地取樣；采樣頭設(shè)有土壤樣品切具，在土壤樣品進入采樣盒后，利用土壤樣品切具將采樣盒內(nèi)的樣品與土壤完全分離，保證樣品不會滑脫；可以在較松散的、樣品難以成型的土壤中采樣；采樣頭設(shè)有多個采樣盒室，保證土壤樣品精細(xì)分層，多個樣品可同時采取，采樣盒室底段留有空隙，同時側(cè)壁有隔臺，底部有通氣孔，保證采樣盒進樣時內(nèi)外氣壓平衡，土壤不被擾動，實現(xiàn)原位采樣；采樣盒體積及重量一定，方便土壤樣品容重的測定。
文檔編號G01N1/08GK101592563SQ20091006720
公開日2009年12月2日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者劉樹元, 徐瑩瑩, 閻百興 申請人:中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所