专利名称：手提半自动回转式土壤原状取样器的制作方法
技术领域：
本发明属于一种土壤取样工具，具体涉及一种手提半自动回转式土壤原状取样器，特别适用于农田耕层及亚耕层原状土壤取样。
背景技术：
土壤学的研究及其相关工作都要求，土壤样品的采集必须具有代表性，否则，所得分析数据就失去了应用价值。错误的采样，可能导致完全错误的结论，即使具体的分析操作可能非常规范和精确。因此，从这个意义上说，采样技术是土壤研究的关键。规范的取样方法是每个采样点的取土深度及重量(在野外取样时主要以容量控制)应均匀一致，土样上层和下层的比例也要相同。采集原状土样的基本要求是保持土样是原始状态，或土样受扰动在允许范围内。实际上要获得完全不受扰动的土样是不可能的，因为在自然状态下，土体中任一质点的内应力都是平衡的，如将土样从土体中取出，则因消除了土样周围土体的压力，应力条件发生变化，甚至出现质点间现有粘聚力的破坏，原结构必然改变。因此，应采取措施避免土样遭受扰动和破坏。要取得接近天然结构的原状土样，关键在于提高取样技术和使用先进的取样器。选择适宜的土壤取样器或工具，是采集好土样的第一步。然而，现有的土壤取样器或工具的结构非常简单，如铁锹、锄头、环刀(一定直径和高度的一端带刀刃的不锈钢管)、土钻(一定直径和高度的上端带横杆作为手动旋转和向下使压力，一端带刀刃和供出土的槽)、三重管取样器的结构较复杂(外层管作为刀头和基座供锤击部位的连结体，中层管固定在基座上是取样管的支架，内层管是土壤的采样管)。它们多具有下列缺点，难以满足标准化原状土样取样要求1、采样器或工具入土方式为锤击或人为压入的方法。
2、采样器或工具垂直于地面不易掌握，入土的深度无法控制，这样各样点的取土深度不够一致，样品代表性就差。
3、土壤取样器或工具深入和脱离土壤样品过程中，造成不同土层的挤压和扰动，无法保证土样原状和土壤样品所代表的生态位的权重。
4、费时、费力，无动力装置，工作效率低。
5、取样技术很难规范。每个采样点的取土深度及重量(在野外取样时主要以容量控制)不可能均匀一致，土样上层和下层的比例也很难相同。所以不同采样者得出的结果可比性差。
发明内容
为了解决目前对农业土壤原状定量、定深度便携式半自动的取样装置空缺的现状，克服现有土壤取样器和工具费时、费力、无动力装置工作效率低，所采土壤空间结构代表性不强，在土壤取样器或工具深入和脱离土壤样品过程中，造成不同土层的挤压和扰动，无法保证土样原状和土壤样品所代表的生态位的权重，影响研究者对研究对象的准确性和真实性的评价等问题。克服现有土壤取样器和工具不能统一土壤采集方法的标准化，减少人为因素对样品代表性的干扰等问题。本发明将提供一种手提半自动回转式土壤原状取样器，规范土壤取样技术，在取样时可以将对土壤的干扰降低到最小，以保证取得接近天然结构的原状土样。也可作为非原状土样采集的标准化取样器。
完成上述发明任务的方案是手提半自动回转式土壤原状取样器，设有取样管，其特征在于，还设有纵轴中空的T型结构的基体，所述的取样管固定在该纵轴中空的T型结构的基体上，同时，该基体上安装有旋转动力装置，旋转动力装置通过非同心轴传动机构与空心钻头联结；空心钻头的直径大于所述的取样管，并同心地设置在取样管之外。
所述纵轴中空的T型结构的基体，是旋转动力装置与空心钻头的载体，是保证取样管取样时不作旋转运动的固定基础；所述的旋转动力装置与空心钻头通过非同心轴传动机构联结；在空心钻头内置有通过安装在基体轴上的取样管。由于空心钻头与基体之间设有轴承，基体及取样管不会跟随空心钻头旋转；空心钻头钻入土壤时，把基体与取样管一起带入土壤。
使用时，旋转动力装置带动空心钻头旋转下切，并带动取样管下降，向下切的过程中，取样管和所取土样没有回转运动，保持稳定下切状态，下切到土样的预定深度后，提起取样器，所取土样即可随取样管被取出，从而保征所采集的土样为原状土。
本发明有以下优化方案1、旋转动力装置与空心钻头的传动机构中设有减速机构；2、所述的旋转动力装置上设有充电电池作为动力源；3、T型结构基体台面上装有水平仪；4、基体中空轴心连同取样管中有可测量所采土样有效高度的移动尺子。
本发明根据原状土壤样品采集特点与要求，既能满足采集原状土的最高要求，又能满足规范的土壤采样技术。设计了一个集多种功能于一身的手提半自动回转式土壤原状取样器，该设计在取样时将对土壤的干扰降低到最小，以保证取得接近天然结构的原状土样。该取样器省力、省时、结构简洁，使用方便，易于携带，操作半自动化，易于普及，尤其适用于农田土壤原状取样，一样多用以及可作为规范化、标准化的采样工具。本发明为土壤学、生态学、地质学、环境科学等研究提供了半自动化的土壤采样工具。
图1为本发明结构示意图。
具体实施例方式
实施例1，手提半自动回转式土壤原状取样器，参照图1手提半自动回转式土壤原状取样器，固定在纵轴中空的T型结构基体1上的水平仪2和旋转动力装置5，充电电池作为动力源，通过非同心轴传动机构4和减速机构6控制下切速度，非同心轴传动机构4通过卡扣7连接具有下切功能的空心钻头8。通过基体中空轴心装有测定土样深度的移动尺子3。在空心钻头内置有通过安装在基体上的取样管9，取样管工作时不做回转运动。取样器工作时，空心钻头由减速机构传动输出端带着旋转而使取土装置取到要求土壤深度。土壤取样器向下切的过程中，取样管和所取土样没有回转运动，保持稳定下切状态，从而保证所采集的土样为原状土。
需要说明的是手提半自动回转式土壤原状取样器在纵轴中空的T型结构基体上装有水平仪；利用充电电池作为动力源的旋转动力装置；非同心轴传动机构上装有减速机构；基体中空轴心装有可测量所采土样有效高度的移动尺子；空心钻头内置取样管。取样器工作时，操作者一手握住旋转动力装置的高手柄，一手握住基体上的低手柄，保持基体水平，并向下施一定力。旋转动力装置通过减速机构连接空心钻头做旋转运动。取样管与基体之间没有相对运动，取样管相对所取土样没有回转运动，切得的原状土芯垂直进入取样管。
手提半自动回转式土壤原状取样器
具体实施例方式取样时选择好地点，注意观察水平仪校正取样器轴心是否垂直水平面。操作者一手握住旋转动力装置的高手柄，一手握住基体上的低手柄，保持T型结构基体水平，并向下施一定力。旋转动力装置通过非同心轴传动机构连接空心钻头做旋转运动。当其做旋转运动时，具有向下切作用。在向下运动时注意观察刻度尺，达到目标深度时停止运动。取样管与基体之间没有相对运动，取样管相对所取土样没有回转运动，切得到的原状土芯垂直进入取样管。
权利要求
1.一种手提半自动回转式土壤原状取样器，设有取样管，其特征在于，还设有纵轴中空的T型结构的基体，所述的取样管固定在该纵轴中空的T型结构的基体上，同时，该基体上安装有旋转动力装置，旋转动力装置通过非同心轴传动机构与空心钻头联结；空心钻头的直径大于所述的取样管，并同心地设置在取样管之外。
2.按照权利要求1所述的手提半自动回转式土壤原状取样器，其特征在于旋转动力装置与空心钻头的传动机构中设有减速机构。
3.按照权利要求1所述的手提半自动回转式土壤原状取样器，其特征在于所述的旋转动力装置上设有充电电池作为动力源。
4.按照权利要求1述的手提半自动回转式土壤原状取样器，其特征在于T型结构基体台面上装有水平仪。
5.按照权利要求1述的手提半自动回转式土壤原状取样器，其特征在于基体中空轴心连同取样管中有可测量所采土样有效高度的移动尺子。
6.按照权利要求1或2或3或4或5所述的手提半自动回转式土壤原状取样器，其特征在于非同心轴传动机构(4)通过卡扣(7)与空心钻头(8)连接。
全文摘要
手提半自动回转式土壤原状取样器，设有取样管，其特征在于，还设有纵轴中空的T型结构的基体，所述的取样管固定在该纵轴中空的T型结构的基体上，同时，该基体上安装有旋转动力装置，旋转动力装置通过非同心轴传动机构与空心钻头联结；空心钻头的直径大于所述的取样管，并同心地设置在取样管之外。优化方案有旋转动力装置与空心钻头的传动机构中设有减速机构；旋转动力装置上设有充电电池作为动力源；T型结构基体台面上装有水平仪；设有可测量所采土样有效高度的移动尺子。本发明在取样时将对土壤的干扰降低到最小，以保证取得接近天然结构的原状土样，省力、省时、结构简洁，使用方便，易于携带，操作半自动化，采样标准。
文档编号G01N1/08GK1776394SQ20051012271
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月30日 优先权日2005年11月30日
发明者杨林章, 康敏, 李运东 申请人:中国科学院南京土壤研究所