专利名称：高速高频冲击原状土电动取土器及其取土方法
技术领域：
本发明涉及一种在农业土壤科学研究中，对田间土壤进行分析测试，获取原状土样的一种高速高频冲击原状土电动取土器。
背景技术：
取土器分为旋转式和直压式两种类型。旋转取土器在取土时，由于土壤的粘性作用，非常容易出现头部堵塞，所以每次取土深度有限，工作效率低下。旋转式取土器的动力源一般是电机获汽油机，动力源与钻杆的连接常采用螺纹、扣接等方式，每次下钻和拔钻操作极为不方便。直压式取土器一次入土深度不受限制，取土器一次入土可以获取若干个土样(农业一般20cm —个土样)，取土效率非常高。目前，直压式取土器的入土动力，都是采用手动锤击式，费工费时，锤击使取土器过早损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种效率高，速度快，操作简单，省时省力，保证土样原状性的直压式取土器，并提供利用该取土器而设计的取土方法。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案
一种高速高频冲击原状土电动取土器，它包括取土钻、取土钻顶部与连接头螺纹连接， 在连接头的上方设置电镐，发电机给电镐供电。所述的取土钻由一根上部为圆柱，下部为圆锥的钢柱构成；在取土钻圆柱的中部开有取土槽，取土槽与圆锥交叉部分形成入土切屑刃，取土槽与圆柱形成剪土切削刃。在圆柱外表面设有刻度。在所述圆柱的上部设置双凹台。所述取土槽的尾部为刀根圆弧，取土槽的底部为半圆弧形状，且取土槽的两个侧面为平面。所述的电镐中的套筒直接插入到连接头上，套筒与连接头为间隙配合，依靠电镐的重量压在连接头上。 所述的连接头包括冲击杆，冲击杆顶部设置圆锥台，在冲击杆上设置扭杆通孔，扭杆通孔内设置扭杆，扭杆前端是取土头。在扭杆的末端设置手柄。在所述的冲击杆上套有加强杆，扭杆通孔设置在加强杆上。一种采用取土器的取土方法，它包括如下步骤
i、入土电镐对连接头的顶部进行高频高速冲击敲打，将取土钻打入土壤预定深度；
ii、剪土将剪土扭杆的扭杆插入扭杆通孔，用手将手柄旋转90度以上；
iii、提土用双手分别握着手柄和扭杆，边旋转边向上取出取土钻；
iv、取土用剪土扭杆的取土头，对取土槽中的土壤进行取样。
采用上述技术方案的本发明，具有以下优点
1、与目前普遍使用的手动农业土壤取土器相比，该取土器配备了电稿和发电机，因此节省了大量人力，取土效率大大提高，它是手动取土效率的数十倍，彻底解决了农业土壤分析取土难的问题。2、该取土器整个装备简单，有两个人就可以对设备搬运和操作，完全满足农业取土要求便携、易操作的特点。具有地质勘探用汽车取土器不可比拟的便携、操作简单的优
点ο3、该取土器是以电镐为动力的直压式取土器，一次入土深度达到Im以上，而且在数十秒内即可完成入土，使得取土效率大大提高。克服了旋转取土钻，土壤在钻头中“堵塞”，导致取土效率低下致命的缺点。然后通过旋转提拉完成取土过程，取土时间与旋转取土器相比大大缩减。该高速高频冲击原状土机电动取土器具有效率高，速度快，操作简单， 省时省力，保证土样原状性等特点。4、取土钻采用实心圆钢，通过铣削加工出取土槽。这种结构的取土钻在冲击力作用下进入土壤时，取土槽内、外的土壤高度不变，也就是取土槽内土壤的容重没有发生变化，所以称该取土器为原状取土器。5、在连接头前部设计有圆锥台，该圆锥台可以承受电稿内套筒的高速冲击，而不发生过大的塑性变形。这种结构保证了连接头具有较长的使用寿命。6、电镐与连接头采用自由连接，使得取土钻入土和提土都非常方便，增加了取土器的工作效率。
图1为本发明的整体结构示意图。图2为本发明中取土钻的结构示意图。图3为图2中A-A向视图。图4为本发明中连接头的结构示意图。图5为本发明中剪土扭杆的结构示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明包括取土钻1，取土钻1顶部通过弹簧垫圈2与连接头3螺纹连接，电镐4设置在连接头3上方，电镐4通过电线6获取发电机5的电源，该电源为220V 或其他交流电源。在发电机5的带动下，电镐4不断地对连接头3做高频高速冲击敲打，连接头3与取土钻1靠弹簧垫圈2进行紧固连接，取土钻1在高频高速的振动和冲击下，可在数十秒内进入预定深度，无土样扰动，操作简单，省时省力。其中，电镐4与连接头3之间为可拆卸连接，即电镐4中的套筒直接插入到连接头 3上，套筒与连接头3为间隙配合，依靠电镐4的重量压在连接头3上，它们之间没有任何其它的连接如螺纹，扣板等，使得取土钻1的入土和提土操作都非常方便。如图2、图3所示，取土钻1由一根上部为圆柱11，下部为圆锥13的钢柱构成；在取土钻1圆柱的中部开有取土槽15，取土槽15与圆锥13交叉部分形成入土切屑刃14，取土槽15与圆柱11形成剪土切削刃12。
需要说明的是，取土槽15的尾部为刀根圆弧9，其底部为圆弧形状，用取土头进入到取土槽铲土，方便且铲土干净。取土槽15的两个侧面为平面，可以保证土壤保存在取土槽内，在取土时不会掉出。这种取土槽15结构采用特制铣刀在铣床上加工也很方便。另外， 在外圆柱面11的一侧标有刻度10，方便测量取土量；在外圆柱面上有双凹台7，取土钻通过内螺纹8与连接头3连接。如图4、图5所示，连接头3包括冲击杆17，冲击杆17顶部设置圆锥台16，冲击杆 17的末端设置与内螺纹8相配合的外螺纹20。在冲击杆17上设置扭杆通孔19，扭杆通孔 19内设置扭杆22，扭杆22前端是取土头21，在扭杆22的末端设置手柄23。需要说明的是， 冲击杆17上套有加强杆18，扭杆通孔19设置在加强杆18上。本发明的取土过程分为四个阶段
1、入土电镐4对连接头3的顶部进行高频高速冲击敲打，将取土钻1打入土壤预定深
度；
2、剪土将剪土扭杆的扭杆22插入扭杆通孔19，用手将手柄23旋转90度以上；
3、提土用双手分别握着手柄23和扭杆22，边旋转边向上取出取土钻1 ；
4、取土用剪土扭杆的取土头21，对取土槽15中的土壤进行取样。
权利要求
1.一种高速高频冲击原状土电动取土器，其特征在于它包括取土钻(1)、取土钻(1) 顶部与连接头(3)螺纹连接，在连接头(3)的上方设置电镐(4)，发电机(5)给电镐(4)供 H1^ ο
2.根据权利要求1所述的高速高频冲击原状土电动取土器，其特征在于所述的取土钻(1)由一根上部为圆柱(11)，下部为圆锥(13)的钢柱构成；在取土钻(1)圆柱的中部开有取土槽(15)，取土槽(15)与圆锥(13)交叉部分形成入土切屑刃(14)，取土槽(15)与圆柱(11)形成剪土切削刃(12)。
3.根据权利要求2所述的高速高频冲击原状土电动取土器，其特征在于在圆柱(11) 外表面设有刻度(10)。
4.根据权利要求2所述的高速高频冲击原状土电动取土器，其特征在于在所述圆柱 (11)的上部设置双凹台(7)。
5.根据权利要求2所述的高速高频冲击原状土电动取土器，其特征在于所述取土槽 (15)的尾部为刀根圆弧(9)，取土槽(15)的底部为半圆弧形状，且取土槽(15)的两个侧面为平面。
6.根据权利要求1所述的高速高频冲击原状土电动取土器，其特征在于所述的电镐 (4)中的套筒直接插入到连接头(3)上，套筒与连接头(3)为间隙配合，依靠电镐(4)的重量压在连接头(3)上。
7.根据权利要求1所述的高速高频冲击原状土电动取土器，其特征在于所述的连接头(3)包括冲击杆(17)，冲击杆(17)顶部设置圆锥台(16)，在冲击杆(17)上设置扭杆通孔 (19),扭杆通孔(19)内设置扭杆(22),扭杆(22)前端是取土头(21)。
8.根据权利要求7所述的高速高频冲击原状土电动取土器，其特征在于在扭杆(22) 的末端设置手柄(23)。
9.根据权利要求7所述的高速高频冲击原状土电动取土器，其特征在于在所述的冲击杆(17)上套有加强杆(18)，扭杆通孔(19)设置在加强杆(18)上。
10.一种采用权利要求1或2或7或8所述取土器的取土方法，其特征在于，它包括如下步骤i、入土 电镐(4)对连接头(3)的顶部进行高频高速冲击敲打，将取土钻(1)打入土壤预定深度；
11.剪土将剪土扭杆的扭杆(22)插入扭杆通孔(19)，用手将手柄(23)旋转90度以上；iii、提土用双手分别握着手柄(23)和扭杆(22)，边旋转边向上取出取土钻(1)；iv、取土用剪土扭杆的取土头(21)，对取土槽(15)中的土壤进行取样。
全文摘要
一种高速高频冲击原状土电动取土器，它包括取土钻、取土钻顶部与连接头螺纹连接，在连接头的上方设置电镐，发电机给电镐供电。本发明具有以下优点1、与目前普遍使用的手动农业土壤取土器相比，该取土器配备了电稿和发电机，因此节省了大量人力，取土效率大大提高，它是手动取土效率的数十倍，彻底解决了农业土壤分析取土难的问题。2、该取土器整个装备简单，有两个人就可以对设备搬运和操作，完全满足农业取土要求便携、易操作的特点。具有地质勘探用汽车取土器不可比拟的便携、操作简单的优点。
文档编号G01N1/08GK102175485SQ201110029538
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月27日 优先权日2011年1月27日
发明者何予鹏, 刘进军, 叶优良, 张全国, 张璐凡, 杨建立, 汪强 申请人:河南农业大学