一种齿轮式土壤采样器及其采样方法
【专利摘要】本发明公开了一种齿轮式土壤采样器及其采样方法。采样杆顶端设有采样杆手柄，采样杆上部设有凸起的环形凹槽，采样杆下部设有螺旋叶片，采样杆底部为锥体，凸起的环形凹槽外设有相配合的套筒，套筒两侧分别设有夹片，夹片上设有第二号螺栓孔，两夹片内分别设有与凸起的环形凹槽相配合的升降齿轮，升降齿轮上设有与第二号螺栓孔相配合的第一号螺栓孔，并通过螺栓固定在夹片上，升降齿轮上设有升降齿轮把手。本发明结构简单，使用方便，通过螺旋叶片和齿轮的配合降低了插入、取出取土器的阻力，省时省力，实用性强，且降低了取土器的破损，提高其使用寿命。
【专利说明】一种齿轮式土壤采样器及其采样方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土壤采样器，尤其涉及一种齿轮式土壤采样器及其采样方法。
【背景技术】
[0002]土壤剖面样品的采集，是土壤系统分类调查、土体构型分析、土壤肥力特性研究、土壤养分迁移变化及土壤生态调查的基础，准确、适量、快速获取土壤的不同深度的土壤样品直接关系到土壤、地质、水利、环保等领域研究的深度和数据的可靠性。
[0003]传统方法一般采用挖掘长1.0 πΓ2.0 m、宽1.0 m、深1.0 πΓ2.0 m的土壤剖面坑或者用取土钻来采集土样，挖掘土壤剖面坑虽能取到不同深度原状土壤样品，但工作量大，效率低下，对采样地环境破坏程度很大。
[0004]传统的取土器包括连为一体的管状钻头和钻杆以及与钻杆上端固定的手柄，采集土壤样品时，手握手柄用力旋转，将土壤卡在钻头的管内，然后用细棍将所需的土壤刮下，这种采集土壤的方法费时费力，严重影响土壤采集的工作效率。一般用这种土钻采集比较紧密的深层土壤时操作者需要用榔头敲打钻杆产生一个很大的向下的作用力，才能使土钻进入深层的土层，这种土钻一般对土钻钻杆的材质坚固性要求很高，采样时特别费时费力。同样，随着采样深度的加大，取出采样器的难度也会加大，有些取样器甚至卡在土壤中，难以人力取出，不仅耗费人力，而且易于导致取土器损坏等问题。
[0005]为了克服【背景技术】中的传统取土钻的缺陷设计，公开一种齿轮式土壤采样器及其方法，包括取土钻，其中取土钻采样杆顶端设有采样杆手柄，采样杆上部设有凸起的环形凹槽，采样杆下部设有螺旋叶片，采样杆底部为锥体，凸起的环形凹槽外设有相配合的套筒，套筒两侧分别设有夹片，两夹片内分别设有与凸起的环形凹槽相配合的升降齿轮，并通过螺栓固定在夹片上，升降齿轮上设有升降齿轮把手。可解决随采样深度增加，阻力加大，采样杆难以拔出的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种齿轮式土壤采样器及其采样方法。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为:
齿轮式土壤采样器包括采样杆手柄、采样杆、凸起的环形凹槽、螺旋叶片、锥体、升降齿轮、第一号螺栓孔、升降齿轮把手、套筒、夹片、第二号螺栓孔、螺栓；
采样杆顶端设有采样杆手柄，采样杆上部设有凸起的环形凹槽，采样杆下部设有螺旋叶片，采样杆底部为锥体，
凸起的环形凹槽外设有相配合的套筒，套筒两侧分别设有夹片，夹片上设有第二号螺栓孔，两夹片内分别设有与凸起的环形凹槽相配合的升降齿轮，升降齿轮上设有与第二号螺栓孔相配合的第一号螺栓孔，并通过螺栓固定在夹片上，升降齿轮上设有升降齿轮把手。
[0008]齿轮式土壤采样方法是:对待测土壤进行取样前，将升降齿轮把手调至垂直向下位置，握住采样杆手柄，将采样杆上的锥体压入待测土壤，通过采样杆下部的螺旋叶片的切割作用，使得采样杆向下做螺旋运动，螺旋叶片承载土样，与此同时，升降齿轮随着凸起的环形凹槽的向下运动，使得升降齿轮把手向上运动，到达极限停止；待到达预期的深度后停止旋转采样杆手柄，用力下压升降齿轮把手，升降齿轮与凸起的环形凹槽产生相对运动，使得采样杆上升一段距离，之后，向上垂直拔出采样杆即可获得所需深度的垂直剖面土柱。
[0009]本发明结构简单，使用方便，通过齿轮和螺旋叶片的配合降低了插入、取出取土器的阻力，省时省力，实用性强，且降低了取土器的破损，提高其使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为齿轮式土壤采样器结构示意图图2为图1的A-A剖面图
图3为本发明的套筒、夹片、第二号螺栓孔结构示意图
图中:采样杆手柄1、采样杆2、凸起的环形凹槽3、螺旋叶片4、锥体5、升降齿轮6、第一号螺栓孔7、升降齿轮把手8、套筒9、夹片10、第二号螺栓孔11、螺栓12。
【具体实施方式】
[0011]如图1-3所示，齿轮式土壤采样器包括采样杆手柄1、采样杆2、凸起的环形凹槽3、螺旋叶片4、锥体5、升降齿轮6、第一号螺栓孔7、升降齿轮把手8、套筒9、夹片10、第二号螺栓孔11、螺栓12 ；
采样杆2顶端设有采样杆手柄1，采样杆2上部设有凸起的环形凹槽3，采样杆2下部设有螺旋叶片4，采样杆2底部为锥体5。
[0012]凸起的环形凹槽3外设有相配合的套筒9，套筒9两侧分别设有夹片10，夹片10上设有第二号螺栓孔11，两夹片内分别设有与凸起的环形凹槽相配合的升降齿轮6，升降齿轮上设有与第二号螺栓孔相配合的第一号螺栓孔7，并通过螺栓12固定在夹片10上，升降齿轮6上设有升降齿轮把手8。
[0013]齿轮式土壤采样方法是:对待测土壤进行取样前，将升降齿轮把手8调至垂直向下位置，握住采样杆手柄I，将采样杆2上的锥体5压入待测土壤，通过采样杆下部的螺旋叶片4的切割作用，使得采样杆向下做螺旋运动，螺旋叶片承载土样，与此同时，升降齿轮6随着凸起的环形凹槽3的向下运动，使得升降齿轮把手8向上运动，到达极限停止；待到达预期的深度后停止旋转采样杆手柄1，用力下压升降齿轮把手8，升降齿轮6与凸起的环形凹槽3产生相对运动，使得采样杆上升一段距离，之后，向上垂直拔出采样杆即可获得所需深度的垂直剖面土柱。
[0014]为方便采样杆进入土壤，所述采样杆底部设有锥体，采样杆下部设有螺旋叶片，螺旋叶片底部为刀锋状，进入土壤产生切割作用。
[0015]若采样杆上凸起的环形凹槽与套筒之间紧密贴合，则采样杆上凸起的环形凹槽与套筒之间存在较大的摩擦力，会使取样时阻力较大，不仅费时费力，严重的还会损坏采样杆上凸起的环形凹槽或套筒，因此优选所述采样杆上凸起的环形凹槽与套筒之间留有一定间隙。同时，为了使套筒不滑出凸起的环形凹槽，凸起的环形凹槽最下一格的半径应略大于套筒的半径。
[0016]两夹片内分别设有与凸起的环形凹槽相配合的升降齿轮，通过螺栓固定在夹片上，该结构在不引入其他配件的基础上，实现了凸起的环形凹槽、升降齿轮和夹片的固定配口 ο
[0017]采样时，往往是深度越深，采样杆越难以拔出。使用齿轮的杠杆作用，可以较轻松的拔出采样杆，即齿轮数越多，拔出越容易。但是，升降齿轮把手上齿轮越多，则升降齿轮把手的半径越大，使采样器笨重，不方便携带。为了优选，升降齿轮上的齿轮数设为8-12个，采样杆上凸起的环形凹槽与升降齿轮相配合，设有凸起的环形凹槽为8-12个。
[0018]当采样器到达土壤一定深度形成土样，土样附着在采样杆下部的螺旋叶片上。螺旋叶片的面积大小要适度，螺旋叶片面积过大，采样时难以拔出，而螺旋叶片面积过小，则采取土样的量小，兼顾两者，优选螺旋叶片的半径为采样杆半径的1.5-3倍。
[0019]作为优选，所述采样杆上设有刻度；取样时，通过观察采样杆上的刻度将取样器旋进土壤中，从而精确地从土壤中特定深度取样。
【权利要求】
1.一种齿轮式土壤采样器，其特征在于:包括采样杆手柄(I)、采样杆(2)、凸起的环形凹槽(3)、螺旋叶片(4)、锥体(5)、升降齿轮(6)、第一号螺栓孔(7)、升降齿轮把手(8)、套筒(9)、夹片(10)、第二号螺栓孔(11)、螺栓(12);采样杆(2)顶端设有采样杆手柄(1)，采样杆上部设有凸起的环形凹槽(3)，采样杆下部设有螺旋叶片(4)，采样杆底部为锥体(5)，凸起的环形凹槽(3)外设有相配合的套筒(9)，套筒两侧分别设有夹片(10)，夹片上设有第二号螺栓孔(11)，两夹片内分别设有与凸起的环形凹槽相配合的升降齿轮(6)，升降齿轮上设有与第二号螺栓孔相配合的第一号螺栓孔(7)，并通过螺栓(12)固定在夹片上，升降齿轮(6 )上设有升降齿轮把手(8 )。
2.一种使用如权利要求1所述的齿轮式土壤采样器的采样方法，其特征在于:对待测土壤进行取样前，将升降齿轮把手(8)调至垂直向下位置，握住采样杆手柄(I )，将采样杆(2)上的锥体(5)压入待测土壤，通过采样杆下部的螺旋叶片(4)的切割作用，使得采样杆向下做螺旋运动，螺旋叶片承载土样，与此同时，升降齿轮(6)随着凸起的环形凹槽(3)的向下运动，使得升降齿轮把手(8)向上运动，到达极限停止；待到达预期的深度后停止旋转采样杆手柄(1)，用力下压升降齿轮把手(8)，升降齿轮(6)与凸起的环形凹槽产生相对运动，使得采样杆上升一段距离，之后，向上垂直拔出采样杆即可获得所需深度的垂直剖面土柱。
【文档编号】G01N1/08GK104330280SQ201410599632
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】何云峰, 吴靖霆, 陈杰, 王昊, 黄倩, 蔡武, 高锦玉 申请人:浙江大学