一种线刃复合切式方形土壤取样装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种土壤采样装置，具体涉及一种线刃复合切式方形土壤取样装置，属于土壤采样技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来，荒漠化与水土流失、重金属污染等土壤问题引起人们的关注，相应产生了土壤耐蚀性、化学成分等特性研究；另外土壤资源和能源利用是另一个重要研究方向，如矿产资源和地热能源利用，矿产资源需要探明土壤成分及其分布，地热利用需要分析地热分布和土壤热传导特性。在进行这些土壤相关研究之前，都面临一个共同的技术需要一一土壤米样。
[0003]土壤采样是土壤分析的前提，能否保持土壤样本的原状性直接影响分析结果。目前取土器多采用圆筒式取土钻和洛阳铲。其中，洛阳铲需要大面积挖土，人工强度高和劳动效率不高，取土位置越深，其不足表现越明显；取土钻依靠土壤与筒内壁的摩擦来取出土样，在取样过程中对土壤原状性的破坏大，底部土壤易脱落，并且在实验分析中，多使用方形土壤样本，其取出样本需要再次切除边料。
[0004]因此设计一种能够深层方形取土、能够保持样本原状性、低劳动强度和高效率的取样装置是非常必要的。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种线刃复合切式方形土壤取样装置，能够保证土壤样本的原状性，从而提升土壤分析数据的科学性，并且能够直接装入方形容器中进行测量，取样过程可降低劳动强度和提高劳动效率。
[0006]本发明采用的技术方案为:
[0007]—种线刃复合切式方形土壤取样装置，该土壤取样装置包括长刀片、短刀片、第一刀架、第二刀架、主杆、副杆、切割细线、绕线杆、绕线架和线网；
[0008]所述主杆套装在副杆的外表面，所述第一刀架与所述副杆相连接，所述第二刀架与所述主杆相连接;所述第一刀架上设置有两个短刀片，所述第二刀架上设置有两个长刀片，所述长刀片和短刀片上均加工有绕线孔;所述相邻的绕线孔之间采用切割细线相连形成一个方形线圈;所述副杆能够带动短刀片绕着主杆转动，使得短刀片能够与长刀片接触；
[0009]所述绕线架套在所述主杆的外侧，绕线架上对称并活动安装有两根绕线杆;每根绕线杆上绕有线网，即线网的一端缠绕并粘在绕线杆上，线网的另一端与对应的切割细线粘连，且该端部的两角与对应的绕线孔粘连。
[0010]所述绕线架上焊接有两根限制杆;两根限制杆与绕线杆垂直设置，并中心对称于主杆的轴线，所述限制杆的端部指向土壤。
[0011]所述长刀片和短刀片采用圆弧面和平面组成，所述圆弧面面向外侧即不面向取样装置的中心。
[0012]所述长刀片和短刀片两者的端部焊接有刀尖，所述刀尖的材料为硬质合金。
[0013]所述副杆的端部垂直设置有副杆杆柄，所述副杆杆柄的两端分别设置有加长杆。
[0014]所述副杆杆柄的两端分别加工有一个螺纹孔，加长杆上沿长度方向即中部和端部加工有两个定位孔;所述加长杆的定位孔通过销式螺钉连接在副杆杆柄的螺纹孔上，即能够调节其长度。
[0015]所述切割细线的直径为0.5mm?1.0mm，其芯部材料为娃胶，外部材料为聚丙稀。
[0016]所述绕线杆的两端分别通过扭转弹簧与绕线架连接。
[0017]所述线网采用的细线直径为0.5mm?0.8mm，网孔大小为lmm2，其芯部材料为娃胶，外部材料为聚丙烯。
[0018]所述副杆杆柄和主杆的杆柄保持共线，所述主杆的杆身外侧刻有刻度。
[0019]有益效果:
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0021](1)本发明实现了对土壤样本的原状性的高度保留，避免了取样过程中对样本的破坏，整体结构简单、功能可靠且方便操作，也易于实现。普通取土钻在取样过程中，通过旋转深入土层，会挤压土壤，改变其自然属性，而本发明采用线刃组合切割的方式，即采用切割细线将方形土壤的四个侧面切出，且将线网带入土层中，从而覆盖方形土壤的四个侧面，再通过副杆的扭转使刀片旋转，将线网拉伸到方形土壤底部，直至完全覆盖方形土壤的底部，从而能够托起土样，对土样的挤压也会变小。
[0022]另外普通取土钻依靠土壤与管壁的摩擦来带动土样离开地面，存放在样品袋中，实验前需要倒入实验容器内，这样会严重破坏土壤的原状性，从而损失实验数据的科学性。而本发明通过线切割在入土的过程中对样本土与周围土进行了断面分离，在托起土样的过程中，其受到的摩擦力会非常小，并且取出的土样为方形土壤，可直接置入方形实验容器内存放，从而实现对土壤原状性最大程度上的保留。
[0023](2)本发明可大幅度降低取样所需的人力。装置在入土的过程中，只有刀片与切割细线切入土层，作用面积小，且刀片锋利，能够轻易破土并达到目标深度。另外，装置在达到目标深度后需要进行副杆的扭转，此时长刀片和短刀片的侧刃相对于刀片尖端作用面积大，容易遇到更大的阻力，故本发明在副杆杆柄上设计了加长杆，加长杆可以伸出副杆杆柄从而增大力臂，减小所需的作用力。
[0024](3)本发明在绕线架与绕线细杆的连接中加入了扭转弹簧，从而能够更好使取样完毕的线网回复原位，减少对线网材料弹性和韧性的依赖性。
[0025](4)本发明的刀尖材料采用硬质合金，能够减少刀刃在取样过程中的磨损，且不易因土层中的阻碍而偏移了方位，从而提高了取样位置的精确性，相应地提高了实验数据的科学性。
【附图说明】
[0026]图1为本发明线刃复合切式方形土壤取样装置的整体示意图。
[0027]图2为本发明图1的局部剖视图。
[0028]图3为本发明图1的局部爆炸放大图。
[0029]图4为本发明图1的局部爆炸放大图。
[0030]图5为本发明刀尖的放大图。
[0031]图6为本发明切割细线和线网的初始状态示意图。
[0032]图7为本发明切割细线和线网的末状态示意图。
[0033]附图标记说明:1_副杆杆柄2-加长杆3-主杆4-第二刀架5-第一刀架6_长刀片7-副杆8-切割细线9-短刀片10-绕线杆11-绕线架12-销用螺钉13-限制杆14-扭转弹簧15-绕线孔16-刀尖17-线网。
【具体实施方式】
[0034]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0035]参阅图1所示，本发明提供的一种线刃复合切式方形土壤取样装置，该土壤取样装置包括长刀片6、短刀片9、第一刀架5、第二刀架4、主杆3、副杆7、切割细线8、绕线杆10、绕线架11和线网17。
[0036]其中主杆3的杆身外侧刻有刻度，这样可方便明确取土深度。所述主杆3套装在副杆7的外表面。如附图2所示，所述副杆7的端部垂直设置有副杆杆柄1，两者通过螺纹垂直设置，这样可以方便操作。此外，为方便初始状态方形线圈的调整，将副杆杆柄1与副杆7的螺纹特制，当拧紧时，可达到当副杆杆柄1和主杆3的杆柄共线时，线圈形状为方形的效果。
[0037]如附图3所示，所述第一刀架5通过螺钉与所述副杆7相连接，所述第二刀架4通过螺钉与所述主杆3相连接。所述第一刀架5上对称设置有两个短刀片9，所述第二刀架4上对称设置有两个长刀片6，所述长刀片6和短刀片9上均加工有绕线孔15。所述相邻的绕线孔15之间采用绷紧的切割细线8相连形成一个方形线圈。
[0038]本实施例中，所述第一刀架5与第二刀架4贴合设置，这样可以保证长刀片6和短刀片9平行，即使得副杆7带动短刀片9绕着主杆3转动时，短刀片9能够可靠地与长刀片6接触。
[0039]如附图4所示，所述绕线架11套在所述主杆3的外侧，绕线架11上对称并活动安装有两根绕线杆10。所述绕线杆10与绕线架11之间为小间隙配合，可以方便拆卸。每根绕线杆10上绕有线网17，线网17的一端粘在绕线杆10上，并绕在绕线杆10上，线网17的另一端与对应的切割细线8粘连，且该端部的两角与对应的绕线孔15粘连。
[0040]上述中，所述绕线架11上焊接有两根限制杆13，两