土壤分层采样器的制作方法

本实用新型涉及土壤采样设备技术领域，更具体地，涉及一种土壤分层采样器。

背景技术：

土壤采样器是从事土壤采样工作人员的必备工具。相关技术中的土壤采样器不能对采集的土壤进行有效地分层处理，尤其是对于毫米级的分层处理非常少见，而且在土壤采集时很容易破坏土壤的原有结构，对土壤的特性产生影响，例如当在原状土柱淋溶试验等场合使用这类土壤采样器时，由于取样量较少，很容易对土壤结构造成破坏，进而会对土壤的水分入渗产生影响，不利于土壤的采样。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型提出一种土壤分层采样器，该土壤分层采样器的结构简单，可以实现对土壤分层采样，采样过程中不易破坏土壤结构，采样方便。

根据本实用新型的土壤分层采样器，包括：固定轴、环形刀、旋转件和刮板，所述固定轴适于垂直设在土壤中，所述环形刀沿所述固定轴的周向延伸且与所述固定轴相连，所述旋转件可转动地设在所述固定轴上以构造成在所述旋转件沿所述固定轴的轴向每向下旋转一周时、所述旋转件向下移动预定距离，所述刮板可活动地设在所述旋转件或所述固定轴上以在所述旋转件每向下旋转一周时、所述刮板向下移动所述预定距离。

根据本实用新型的土壤分层采样器，通过在固定轴上设置可转动的旋转件，在固定轴或者旋转件上设置有可活动的刮板，在旋转件绕着固定轴的轴向每向下旋转一周时，旋转件向下移动预定距离，同时布置在旋转件上的刮板也向下移动预定距离，进而采集每层预定距离之间的土壤样品，可以对采集的土壤样品进行有效地分层处理，在土壤分层采集时不容易破坏土壤的原有结构，不会对土壤的原有特性产生影响，在原状土柱淋溶试验等场合有利于土壤分层采样，再者，通过在固定轴的外周设置环形刀，既有利于固定轴插入土壤中，又可以圈定采样范围，保证土壤分层采样器的使用可靠性。该土壤分层采样器的结构简单、可以对土壤分层采样、采样过程中不易破坏土壤结构、采样方便易行。

另外，根据本实用新型的土壤分层采样器，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述刮板的至少一部分位于所述固定轴的侧部，且所述刮板沿所述固定轴的轴向长度小于所述固定轴的轴向长度。

根据本实用新型的一个实施例，所述刮板包括：连接部和刮板本体，所述连接部与所述固定轴可活动地相连，所述刮板本体与所述连接部相连且位于所述固定轴的侧部。

根据本实用新型的一个实施例，所述连接部外套在所述旋转件上，所述连接部的侧壁设有沿所述固定轴的径向延伸且与所述刮板本体相连的固定板。

根据本实用新型的一个实施例，所述旋转件上还设有紧固件以在所述旋转件绕所述固定轴每旋转一周后固定所述旋转件在所述固定轴上的位置。

根据本实用新型的一个实施例，所述预定距离为2mm-10mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述固定轴的至少一部分侧壁设有外螺纹，所述旋转件形成与所述固定轴外螺纹连接的螺母。

根据本实用新型的一个实施例，所述刮板沿所述固定轴的径向的宽度小于所述环形刀与所述固定轴的最小距离。

根据本实用新型的一个实施例，所述环形刀与所述固定轴之间通过至少两个连接板相连，所述至少两个连接板沿所述固定轴的周向间隔开布置。

根据本实用新型的一个实施例，所述环形刀与所述固定轴之间设有两个相对布置的连接板，每个所述连接板的两端分别与所述固定轴的外壁和所述环形刀的内壁相连，两个所述连接板中的一个沿所述固定轴的轴向长度小于另一个的沿所述固定轴的轴向长度。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的土壤分层采样器的组装图；

图2是根据本实用新型实施例的土壤分层采样器的在一个视角的分解图；

图3是根据本实用新型实施例的土壤分层采样器的在另一个视角的分解图。

附图标记：

100：土壤分层采样器；

10：固定轴；10a：外螺纹；

20：旋转件；21：紧固件；

30：刮板；

31：连接部；311：固定板；

32：刮板本体；

33：固定件；34：配合件；

40：环形刀；41：连接板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面首先结合附图1至图3具体描述根据本实用新型实施例的土壤分层采样器100。

根据本实用新型实施例的土壤分层采样器100包括：固定轴10、旋转件20、刮板30和环形刀40。

具体而言，固定轴10适于垂直设在土壤中，环形刀40沿固定轴10的周向延伸且与固定轴10相连，旋转件20可转动地设在固定轴10上以构造成在旋转件20沿固定轴10的轴向每向下旋转一周时、旋转件20向下移动预定距离，刮板30可活动地设在旋转件20或固定轴10上以在旋转件20每向下旋转一周时、刮板30向下移动预定距离。

换言之，该土壤分层采样器100主要由固定轴10、旋转件20、刮板30和环形刀40组成，在使用土壤分层采样器100采集土壤样品时，首先将土壤分层采样器100的环形刀40 放置在土壤表面上，用橡胶锤或其他压力装置沿着环形刀40的周向敲击环形刀40的顶部，使得环形刀40由土壤表面不断下压，连续敲击直至环形刀40的顶部与土柱的土壤表面平齐，即环形刀40的顶部与土柱的土壤表面在同一水平面上。

在此过程中，固定轴10插入土壤层中且与土壤表面垂直地设置，旋转件20设置在固定轴10上且相对于固定轴10可以转动，刮板30设置在固定轴10或者旋转件20上，刮板30 相对于旋转件20或者固定轴10也可以转动，即旋转件20和刮板30可以分别绕着固定轴10 的中心轴线进行旋转。

进一步地，当旋转件20沿着固定轴10的轴向每旋转一周时，旋转件20向下移动预定距离，布置在旋转件20上的刮板30也同时向下移动预定距离，从而对预定距离内的土壤进行采集。

具体地，在实验过程中使用土壤分层采样器100采集土壤样品时，将土壤分层采样器100 的环形刀40和固定轴10插入土壤层中，使环形刀40的上表面与土壤表层平齐，固定轴10 与土壤的表面保持垂直，旋转件20绕着固定轴10的轴向向下转动，以使刮板30的下端与土壤表面平齐，完成了采集土壤的准备工作。

然后，将旋转件20正向旋转一周，使旋转件20沿固定轴10的轴向、向下移动预定距离，随后刮板30向下移动预定距离，如预定距离为3mm，则就可以对原土壤表层的深度为0-3mm的土壤进行采集，该层样品采集完毕后，继续转动旋转件20绕着固定轴10的轴向向下转动一周，旋转件20再次向下移动3mm，同时刮板30也向下移动3mm，对原土壤表层以下的深度为3-6mm的土壤样品进行采集，重复以上步骤，不断增加对土壤的采集深度。

这里需要说明的是，旋转件20在旋转过程中，刮板30可以相对于土壤样品不旋转，然后待旋转件20旋转以后，需对刮板30稍加施力即可推动刮板30向下移动预定距离，也可以在旋转件20的旋转过程中，逐渐沿着固定轴10的轴向向下移动，在采样准备工作时，需要将刮板30与旋转件20相抵，将旋转件20旋转一周后，仍然要保证刮板30与旋转件20 相抵，由此保证采集的土壤厚度的精度。

由此，根据本实用新型实施例的土壤分层采样器100，通过在固定轴10上设置可转动的旋转件20，在固定轴10或者旋转件20上设置有可活动的刮板30，在旋转件20绕着固定轴 10的轴向每向下旋转一周时，旋转件20向下移动预定距离，同时布置在旋转件20上的刮板 30也向下移动预定距离，进而采集每层预定距离之间的土壤样品，实现对采集的土壤样品进行有效地分层处理，在土壤分层采集时不容易破坏土壤的原有结构，不会对土壤的原有特性产生影响，在原状土柱淋溶试验等场合有利于土壤分层采样，再者，通过在固定轴10的外周设置环形刀40，既有利于固定轴10插入土壤中，又可以圈定采样范围，保证土壤分层采样器100的使用可靠性。该土壤分层采样器100的结构简单、可以对土壤分层采样、不易破坏土壤结构、采样方便易行。

可选地，刮板30的至少一部分位于固定轴10的侧部，且刮板30沿固定轴10的轴向长度小于固定轴10的轴向长度。

参照图1，刮板30形成沿固定轴10的轴向延伸的板件，刮板30可以直接固定在固定轴 10上，也可以通过连接结构安装在固定轴10上。具体地，刮板30的至少一部分布置在固定轴10的一侧，刮板30的至少一部分的厚度方向与固定轴10的轴向相垂直，刮板30的至少一部分沿着固定轴10的轴向和径向延伸成板状，刮板30在固定轴10的轴向方向上的轴向长度小于固定轴10的轴向长度，这样可以使得刮板30沿着固定轴10的轴向在固定轴10的轴向长度范围内转动，保证采集土壤的厚度范围。

其中，刮板30包括连接部31和刮板本体32，连接部31与固定轴10可活动地相连，刮板本体32与连接部31相连且位于固定轴10的侧部。

换句话说，刮板30主要由连接部31和刮板本体32组成，连接部31的一端与固定轴10 可活动地连接，即连接部31相对于固定轴10可以转动，连接部31的另一端连接有刮板本体32，刮板本体32位于固定轴10的侧部，连接部31与固定轴10可活动地连接，可以保证刮板30随着旋转件20转动并向下移动，刮板本体32设置在固定轴10的侧部可以保证在连接部31绕着固定轴10转动并向下移动时，刮板30对土壤样品进行采集。

可选地，连接部31外套在旋转件20上，连接部31的侧壁设有沿固定轴10的径向延伸且与刮板本体32相连的固定板311。

也就是说，连接部31的一端形成与旋转件20相适配的圆环，连接部31的另一端形成沿着固定轴10的径向延伸的固定板311，连接部31的圆环可以套设在旋转件20的上端，连接部31的固定板311与刮板本体32相连接，连接部31的一端与旋转件20相抵，另一端与刮板30相连接，旋转件20绕固定轴10的中心轴线转动时，连接部21在重力或者认为推力的作用下向下移动，并带动刮板本体32向下移动，进而实现对土壤样品的采集。

需要说明的是，连接部31的固定板311与刮板本体32可拆卸地连接，在刮板本体32 的上端设置有多个固定孔，在固定板311上设置有与刮板本体32上的固定孔相适配的配合孔，多个固定件33与多个配合件34分别对应配合，即固定件33穿过固定孔和对应的配合孔，再将配合件34装配在固定件33上，用来紧固连接部31的固定板311与刮板本体32，使得连接可靠、稳定。

优选地，刮板本体32上的固定孔和固定板311上的配合孔为螺孔，固定件33为螺钉，配合件34为螺帽，将固定板311上的螺孔与刮板本体32上的螺孔位置一一对应，螺钉穿过刮板本体32上的螺孔和固定板311上的螺孔，再将螺帽对应装配在螺钉上，将刮板本体32 和固定板311紧固在一起，并保持稳定，刮板本体32与固定板311装拆方便，方便更变更换。

有利地，旋转件20上还设有紧固件21以在旋转件20绕固定轴10每旋转一周后固定旋转件20在固定轴10上的位置。

具体地，如图1和图2所示，旋转件20绕着固定轴10每旋转一周后，使用紧固件21 将旋转件20固定在固定轴10上，即在旋转件20沿着固定轴10的轴向旋转第一周后，紧固件21将旋转件20固定在旋转件20绕着固定轴10旋转第一周后的固定轴10的位置上，防止在采用过程中、因发生旋转而导致采样厚度不精准的问题，在旋转件20继续沿着固定轴 10的轴向旋转第二周后，紧固件21将旋转件20固定在旋转件20绕着固定轴10旋转第二周后的固定轴10的位置上，紧固件21在固定轴10上固定旋转件20的位置与旋转件20绕固定轴10的转动圈数一一对应，从而保证每层采样厚度的精准。

有利地，预定距离为2mm-10mm，即旋转件20绕固定轴10每旋转一周后，旋转件20和刮板30的向下移动的预定距离小于等于10mm且大于等于2mm，如预定距离可以为2mm、3mm、 4mm、5mm、7mm等，以预定距离为3mm为例，旋转件20沿着固定轴10的轴向每旋转一周后，旋转件20和刮板30向下移动3mm，具体地，旋转件20沿着固定轴10的轴向旋转第一周后，旋转件20和刮板30向下移动3mm，对原土壤表层以下的深度为0-3mm的土壤层进行采集，旋转件20继续沿着固定轴10的轴向旋转第二周后，旋转件20和刮板30又向下移动3mm，对原土壤表层以下的深度为3-6mm的土壤层进行采集，重复此步骤，不断地对6-9mm、9-12mm 等的土壤层进行采集。

优选地，预定距离为2mm，也就是说，将旋转件20正向旋转一周，使旋转件20沿固定轴10的轴向、向下移动2mm，随后刮板30向下移动2mm，则就可以对相对于土壤表面向下的深度为0-2mm的土壤进行采集，该层样品采集完毕后，继续转动旋转件20绕着固定轴10 的轴向向下转动一周，旋转件20再次向下移动2mm，同时刮板30也向下移动2mm，对原土壤表层以下的深度为2-4mm的土壤样品进行采集，重复以上步骤，不断增加对土壤的采集深度。

在本实用新型的一些具体实施方式中，固定轴10的至少一部分侧壁设有外螺纹10a，旋转件20形成与固定轴10外螺纹10a连接的螺母。

如图2所示，固定轴10可以形成直径较小的实心轴，也可以形成直径较大的空心轴，在固定轴10的中部至上端的部分布置有外螺纹10a，旋转件20形成与固定轴10上外螺纹10a相适配的螺母，固定轴10上的外螺纹10a与旋转件20形成的螺母相配合，实现固定轴 10与旋转件20的螺纹连接，即旋转件20可以套设在固定轴10上，并可以沿着固定轴10 的螺纹绕着固定轴10进行旋转，从而实现旋转件20沿着固定轴10的轴向旋转并向下移动。

在本实用新型的一些具体示例中，环形刀40沿固定轴10的周向延伸且与固定轴10相连，刮板30沿固定轴10的径向的宽度小于环形刀40与固定轴10的最小距离。

参照图1至图3，土壤分层采样器100主要由固定轴10、旋转件20、刮板30和环形刀 40组成，环形刀40沿固定轴10的周向延伸形成圆环形，即圆环形的环形刀40圈定了土壤的采集范围为圆柱形土柱，环形刀40与固定轴10固定连接，且环形刀40与固定轴10的之间的最小距离大于刮板30在固定轴10的径向方向上的宽度，这样可以保证在刮板30绕着固定轴10旋转并向下移动的过程中，环形刀40不会对刮板30有任何的阻挡，即刮板30可以位于环形刀40与固定轴10所限定的空间内(沿固定轴10的径向延伸至环形刀40的区域内)。

具体地，在实验过程中使用土壤分层采样器100采集土壤样品时，将土壤分层采样器100 的环形刀40插入土壤层中，使环形刀40的上端与土壤的表面平齐，旋转件20绕着固定轴 10的轴向向下转动，以使刮板30的下端与土壤表面平齐，完成了采集土壤的准备工作。

由此，通过设置环形刀40，可以固定土壤的采集范围，并且还可以起到限定固定轴10 的作用，保证固定轴10可以稳固地插在土壤中，从而保证土壤采集的精确度。再者，由于环形刀40的厚度较小，不容易破坏土壤的原有结构，不会对土壤的原有特性产生影响。

优选地，环形刀40与固定轴10之间通过至少两个连接板41相连，至少两个连接板41 沿固定轴10的周向间隔开布置。

可以理解的是，至少两个连接板41位于环形刀40与固定轴10之间，且在固定轴10的周向方向上间隔布置，参照图1和图2，两个连接板41的一端分别与固定轴10相连接，两个连接板41的另一端分别与环形刀40相连接，即环形刀40与固定轴10之间通过两个连接板41连接，两个连接板41沿着固定轴10的周向间隔设置，环形刀40与固定轴10之间通过间隔布置的两个连接板41，可将环形刀40与固定轴10连接为一体，加强了环形刀40与固定轴10之间的连接强度，保证了环形刀40与固定轴10的结构稳定、连接可靠。

有利地，环形刀40与固定轴10之间设有两个相对布置的连接板41，每个连接板41的两端分别与固定轴10的外壁和环形刀40的内壁相连，两个连接板中的一个沿固定轴10的轴向长度小于另一个的沿固定轴10的轴向长度。

参照图3，在环形刀40和固定轴10之间连接的两个连接板41相对布置，即两个连接板 41沿固定轴10的周向呈180°角布置，每个连接板41的一端与固定轴10的外壁相连接，另一端与环形刀40的内壁相连接，两个连接板41中的一个连接板41在固定轴10的轴向方向上的高度小于另一个连接板41在固定轴10的轴向方向上的高度，这样刮板30沿着固定轴10的轴向转动及向下移动一定距离后(靠近连接板41时)，在固定轴10的轴向方向上的高度较小的连接板41不会阻挡刮板30的转动，有利于采集土壤样品。

由此，通过在环形刀40内设置两个轴向长度不等的连接板41，既可以起到连接环形刀 40与固定轴10的目的，又可以作为采集土壤层的起点或终点的标志，保证采集土壤厚度的精度。

下面结合附图1至图3具体描述根据本实用新型实施例的土壤分层采样器100的土壤样品采集过程。

如图1至图3所示，根据本实用新型实施例的土壤分层采样器100包括固定轴10、旋转件20、刮板30和环形刀40，其中，刮板30包括连接部31和刮板本体32。

具体地，固定轴10适于垂直地布置在土壤中，在固定轴10的中部至上端形成为外螺纹 10a，在固定轴10的下端设置有环形刀40，环形刀40沿着固定轴10的轴向延伸，通过两个连接板41将环形刀40与固定轴10相连接，且两个连接板41相对设置，两个连接板41中一个连接板41的高度(沿着固定轴10的轴向长度)小于另一个连接板41的高度。

旋转件20形成为螺母，可以转动地设置在固定轴10上，相配合地，在旋转件20的上端设置有刮板30，刮板30的连接部31与旋转件20可转动地连接，刮板30的固定板311 与刮板本体32可拆卸地连接，刮板30和旋转件20可以绕着固定轴10转动，旋转件20沿着固定轴10的轴向每旋转一周后，旋转件20就会向下移动预定距离，刮板30也向下移动预定距离。

使用土壤分层采样器100时，首先将土壤分层采样器100的环形刀40放置在土壤表面上，用橡胶锤或其他压力装置沿着环形刀40的周向敲击环形刀40的顶部，使得环形刀40 由土壤表面不断下压，连续敲击直至环形刀40的顶部与土柱的土壤表面平齐，即环形刀40 的顶部与土柱的土壤表面在同一水平面上。

然后将旋转件20安装在固定轴10上，在固定轴10上再套上刮板30，将刮板30装配在旋转件20的上端，沿着固定轴10的轴向转动旋转件20并带动刮板30的位置逐渐下降，当刮板30的底部与土壤的表面平齐后，停止转动旋转件20，采用紧固件21把旋转件20固定在固定轴10上的该位置。

开始采集土壤样品时，先松开紧固件21，绕着固定轴10转动旋转件20一周后，带动刮板30下降预定距离，之后紧固件21固定旋转件20，以预定距离为2mm为例，刮板30下降了2mm，然后以轴向高度较高的连接板41为旋转起点，正向旋转刮板30一周，采集到原土壤表层以下的深度为0-2mm的土壤样品，该层土壤样品采集完毕后，松开紧固件21，继续转动旋转件20绕固定轴10旋转一周后，带动刮板30又下降了2mm，再次使用紧固件21固定旋转件20，然后以轴向高度较高的连接板41为旋转起点，反向旋转刮板30一周，采集到原土壤表层以下的深度为2-4mm的土壤样品，避免轴向高度较低的连接板41影响刮板30的运转。继续重复操作，不断地增加采集土壤的深度。

这里需要说明的是，土壤分层采样器100在铺放时，将土壤分层采样器100的环形刀40 置于土壤表面上，采用橡胶锤或其他压力装置敲击环形刀40的顶部，从而使得环形刀40不断下压，连续敲击直至环形刀40顶部与土柱的土壤表面平齐。

土壤分层采样器100的组装与土壤采集时，首先将旋转件20与环形刀40拧在一起，套上刮板30，然后转动旋转件20，使得刮板30逐渐下降，当刮板30的底部与土壤表面平齐后停止转动旋转件20，采用紧固件21将旋转件20固定，再转动旋转件20及刮板30开始采集原土壤表层以下的深度为0-2mm的土壤，样品采集完毕，松开紧固件21，转动旋转件20 一圈，使得刮板30下降2mm，然后继续采集原土壤表层以下的深度为2-4mm土壤样品，再松开紧固件21转动旋转件20。如此反复操作，采样深度不断增加。

与常规的土壤采样器(如土钻)相比，本申请中的土壤分层采样器100的采样厚度最小可达毫米级(例如2mm)，在切割样品时误差较小，适用于原状土柱淋溶试验等场合，由于土壤分层采样器100的环形刀40的截面积较大，采集的土壤样品多，更具有代表性。

由此，根据本实用新型实施例的土壤分层采样器100，通过在固定轴10上设置可转动的旋转件20，在固定轴10或者旋转件20上设置有可活动的刮板30，在旋转件20绕着固定轴 10的轴向每向下旋转一周时，旋转件20向下移动预定距离，同时布置在旋转件20上的刮板30也向下移动预定距离，进而采集每层预定距离之间的土壤样品，可以对采集的土壤样品进行有效地分层处理，在土壤分层采集时不容易破坏土壤的原有结构，不会对土壤的原有特性产生影响，在原状土柱淋溶试验等场合有利于土壤分层采样。该土壤分层采样器100的结构简单、可以对土壤分层采样、不易破坏土壤结构、采样方便易行。

根据本实用新型实施例的土壤分层采样器100的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。