本发明涉及土壤取样设备技术领域，一种土壤剖面取样装置。
背景技术：
为了研究时间、温度和其他因素对土壤的垂直层次分布造成的差异，常常需要根据土壤剖面层次采集一段完整的具有垂直层次的土壤，作为土壤剖面样品进行研究。
目前在土壤的采集过程中，由于土壤中含有石砾、树根等物，取样器的切刀不能持续地往下切，也就不能取出一段完整的土壤剖面样品，需要重新找位置再进行切土取样，费时费力。
技术实现要素：
本发明意在提供一种土壤剖面取样装置，以解决取样器的切刀遇到石砾、树根时不能持续往下切的技术问题。
本方案中的一种土壤剖面取样装置，包括支撑架，所述支撑架上设有凹槽，所述凹槽的相对两侧壁均设有齿条，所述支撑架上设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑板，所述滑板上转动连接有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第一齿轮与其中一块齿条啮合，第二齿轮与另一块齿条啮合，滑板背离第二齿轮的一侧设有驱动第二齿轮转动的手柄，所述第二齿轮的侧壁在远离齿轮中心的位置转动连接有连接杆，所述连接杆的末端转动连接有滑杆，所述凹槽的底部竖直设有贯穿支撑架的滑孔，所述滑杆与滑孔滑动连接，所述滑杆的底端可拆卸连接有矩形的取样筒，取样筒由四块侧板围合而成，四块侧板的底部均设有切刀，所述取样筒的相对两侧板内对称设有滑动腔，滑动腔的底部设有开口，开口与取样筒内腔连通，所述滑动腔内设有截土机构，截土机构包括截土刀，截土刀与开口滑动连接，截土刀远离开口的一侧与滑动腔的侧壁连接有复位弹簧，截土刀远离开口的一侧还竖直设有顶部为倾斜面的倾斜块，倾斜块顶部的倾斜面滑动连接有推板，推板上设有推杆，推杆竖直向上贯穿侧板且与侧板滑动连接。
本方案的工作原理为：由于第二齿轮与第一齿轮啮合，而第一齿轮和第二齿轮各自与其中一个齿条啮合，两个齿条又是对称设置在凹槽的相对两侧壁上的，所以第二齿轮转动时，带动第一齿轮转动，然后第二齿轮和第一齿轮与齿条相对运动时具有相同方向的运动趋势，因第一、第二齿轮均转动连接在滑板上，滑板与滑槽滑动连接，所以第二齿轮转动时，会带动滑板在滑槽内向上或向下滑动(向上或向下的运动方向是基于手柄带动第二齿轮的转动方向)，第二齿轮在转动的同时其本身也会向上或向下移动；在第二齿轮上转动连接有连接杆，连接杆远离齿轮的一端转动连接有滑杆，滑杆又只能在支撑架上竖直的滑孔中滑动，这样相当于一个曲柄连杆机构，在第二齿轮转动时，连接杆带动滑杆在滑孔中上下运动，当第二齿轮本身也在向上或向下运动时，滑杆在滑孔中向下移动时其最下端的位置也会向上或向下运动，由于滑杆的下端设有取样筒，取样筒与滑杆同步运动。
取样筒中设置有截土机构，截土机构中，倾斜块与推板是斜面接触的，当倾斜块的倾斜面靠近开口一侧为高端时，所以在推杆推动推板向下运动时，推板推动倾斜块向开口方向运动，也就使截土刀在开口中向取样筒中心运动，截土刀的长度等于取样筒没有设截土机构的另外相对两侧壁长度的一半，所以两个截土机构的截土刀向取样筒中心滑动时能将取样筒内的土壤截断，然后向上移动推杆时，推板与倾斜块分开，复位弹簧的弹力作用下使倾斜块及截土刀向回运动到初始位置；当倾斜块的倾斜面靠近开口一侧为低端时，截土刀位于滑动腔内，复位弹簧处于压缩状态，当取样完毕后，向上推动推杆，没有外力使复位弹簧处于压缩状态后，复位弹簧恢复自然状态，这样将截土刀推出开口并将土壤切断，这样取样筒内的土壤样品就留在了截土刀与取样筒之间，然后反向摇转手柄，将取样筒向上运动离开地面，可以将取样板和滑杆拆开，取下取样筒，再向下推动推杆，由于推板和倾斜块上的倾斜面的相对滑动，使截土刀随着倾斜块向开口的反向移动，这样截土刀便进入到了滑动腔内，这时复位弹簧被压缩，然后使复位弹簧保持在压缩状态，这样截土刀就停留在滑动腔内。
进行土壤取样时，将支撑架放在地面上，取样筒的切刀对准取样位置，摇转手柄，通过第二齿轮、第一齿轮、滑板、连接杆、滑杆等结构的作用下，使取样筒在上下往复运动的同时，取样筒每次往复运动的最低点比上一次往复运动的最低点更低，即取样筒在往复运动的时候其本身也在持续地往下运动，这样就能向下切开土壤进行取样，当遇到石砾和树根时，切刀的往复运动能重复地碰撞石砾和树根，使石砾往下运动或者向旁边运动，甚至将石砾切开切碎，遇到树根时直接将其切断，这样石砾和树根就不能阻止切刀持续地往下切土进行取样，当取样完毕后，推动推杆，使截土刀伸出开口将土壤切断，这样取样筒内的土壤样品就留在了截土刀与取样筒之间，然后反向摇转手柄，将取样筒向上运动离开地面，取下取样筒，再推动推杆，使截土刀退回到取样筒的侧板内，将土壤剖面样品取出即可，这样便完成了土壤剖面样品的取样。
本方案的有益效果为：1、通过第一、第二齿轮与齿条的转动及曲柄连杆机构的传动，实现了取样筒在向下往复运动的的同时持续地向下运动，这样在遇到石砾和树根时，能反复地对石砾和树根进行碰撞切割，在多次的切割作用下就能将石砾和树根切开，将石砾和树根切开后就能继续往下切土，解决了现有技术中遇到石砾和树根时，由于切刀不能一次将石砾和树根切开，导致不能持续往下切土壤的问题；2、设置截土机构，将土壤剖面样品截断在取样筒中，这样能将土壤剖面样品随着取样筒离开土地；3、取样筒与滑杆可拆卸连接，便于取下取样筒。
进一步，所述支撑架上设有第一螺纹孔，第一螺纹孔与滑孔连通且二者的轴线相互垂直，第一螺纹孔螺纹连接有第一锁紧螺杆。其目的时，没有摇转手柄时，在取样筒和滑杆的重力作用下，他们可能在滑孔中向下滑动，这时，可以拧动第一锁紧螺杆使其紧紧抵持着滑杆，使滑杆保持不动。
进一步，所述取样筒上设有第二螺纹孔，第二螺纹孔螺纹连接有第二锁紧螺杆，第二锁紧螺杆的一端与推杆垂直并接触。这样当推杆向上运动使推板离开倾斜块后，拧动第二锁紧螺杆使其紧紧抵持推杆，可以使推板保持在某位置从而使复位弹簧保持在某个状态，从而使截土刀保持在某个位置。
进一步，所述推杆远离取样筒的一端设有推柄。其目的是，便于操作。
进一步，所述取样筒的内腔滑动连接有取样板，取样筒的侧壁上设有第三螺纹孔，第三螺纹孔位于取样筒的上端，第三螺纹孔与取样筒的内腔连通且二者的轴线相互垂直，第三螺纹孔螺纹连接有第三锁紧螺杆，取样板的上表面与滑杆的底端螺纹连接。其目的是，取样筒取到土壤离开土地后，可以将取样板和滑杆拆开，然后拧松第三锁紧螺杆，再推动取样板就可以将土壤剖面样品完整地从取样筒中推出。
附图说明
图1为本发明一种土壤剖面取样装置去掉滑板后的结构示意图；
图2为本发明一种土壤剖面取样装置中滑板与第一齿轮、第二齿轮的连接结构示意图；
图3为本发明一种土壤剖面取样装置中取样板与取样筒的连接结构示意图；
图4为本发明一种土壤剖面取样装置中取样筒与截土机构的一结构示意图；
图5为图4的另一种状态示意图；
图6为本发明一种土壤剖面取样装置中取样筒与截土机构的另一结构示意图；
图7为图6的另一种状态示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：支撑架1、凹槽2、齿条3、滑槽4、第一齿轮5、第一转轴6、第二齿轮7、第二转轴8、手柄801、连接杆9、滑杆10、第一锁紧螺杆11、推柄12、推杆13、第二锁紧螺杆14、第三锁紧螺杆15、取样筒16、滑板17、取样板18、切刀19、推板20、倾斜块21、复位弹簧22、截土刀23、开口24、滑动腔25。
实施例1：如附图1、图2所示：一种土壤剖面取样装置，包括支撑架1，支撑架1上设有凹槽2，凹槽2的相对两侧壁均设有齿条3，支撑架1上设有滑槽4，滑槽4内滑动连接有滑板17，滑板17上通过第一转轴6转动连接有第一齿轮5，滑板17上通过第二转轴8转动连接有第二齿轮7，第一齿轮5与第二齿轮7位于同一水平线且相互啮合，第一齿轮5与其中一块齿条3啮合，第二齿轮7与另一块齿条3啮合，滑板17背离第二齿轮7的一侧设有驱动第二齿轮7转动的手柄801，手柄801与第二转轴8为一体成型。凹槽2的底部设有竖直的滑孔，滑孔位于第二齿轮7的正下方，并且贯穿支撑架1。第二齿轮7的侧壁在远离齿轮中心的位置转动连接有连接杆9，连接杆9的末端转动连接有滑杆10，滑杆10与滑孔滑动连接，滑杆10的底端可拆卸连接有矩形的取样筒16，取样筒16由四块侧板围合而成，四块侧板的底部均设有切刀19。支撑架1上设有第一螺纹孔，第一螺纹孔与滑孔连通且二者的轴线相互垂直，第一螺纹孔螺纹连接有第一锁紧螺杆11。
如图3所示：取样筒16的内腔滑动连接有取样板18，取样筒16的侧壁上设有第三螺纹孔，第三螺纹孔位于取样筒16的上端，第三螺纹孔与取样筒16的内腔连通且二者的轴线相互垂直，第三螺纹孔螺纹连接有第三锁紧螺杆15，取样板18的上表面与滑杆10的底端螺纹连接。
如图4、图5所示：取样筒16的相对两侧板内对称设有截土机构，截土机构包括设置在侧板内的滑动腔25，滑动腔25的底部设有开口24，开口24与取样筒16内腔连通，开口24滑动连接有截土刀23，截土刀23远离开口24的一侧与滑动腔25侧壁连接有复位弹簧22，当截土刀23位于滑动腔25内时，复位弹簧22处于自然状态。截土刀23远离开口24的一侧还竖直设有顶部为倾斜面的倾斜块21，倾斜面面向开口24的一侧为最高侧，倾斜块21顶部的倾斜面滑动连接有推板20，推板20与倾斜面的倾斜方向相同，推板20上设有推杆13，推杆13竖直向上贯穿侧板且与侧板滑动连接，推杆13远离取样筒16的一端设有推柄12，取样筒16上设有第二螺纹孔，第二螺纹孔螺纹连接有第二锁紧螺杆14，第二锁紧螺杆14的一端与推杆13垂直并接触。
进行土壤取样时，将支撑架1放在地面上，取样筒16的切刀19对准取样位置，摇转手柄801，通过第二齿轮7、第一齿轮5、滑板17、连接杆9、滑杆10等结构的作用下，使取样筒16在上下往复运动的同时，取样筒16每次往复运动的最低点比上一次往复运动的最低点更低，即取样筒16在往复运动的时候其本身也在持续地往下运动，这样就能向下切开土壤进行取样，当遇到石砾和树根时，切刀19的往复运动能重复地碰撞石砾和树根，使石砾往下运动或者向旁边运动，甚至将石砾切开切碎，遇到树根时直接将其切断，这样石砾和树根就不能阻止切刀19持续地往下切土进行取样，当取样完毕后，向下推动推杆13，由于推板20和倾斜块21上的倾斜面的相对滑动，使截土刀23伸出开口24并将土壤切断，这样取样筒16内的土壤样品就留在了截土刀23与取样筒16之间，然后反向摇转手柄801，将取样筒16向上运动离开地面，可以将取样板18和滑杆10拆开，取下取样筒16，再向上推动推杆13，复位弹簧22恢复到初始状态，并带着截土刀23退回到侧板内，然后拧松第三锁紧螺杆15，再推动取样板18就可以将土壤剖面样品完整地从取样筒16中推出，这样便完成了土壤剖面样品的取样。
实施例2：改变实施例1中倾斜块21倾斜面的方向，如图6、图7所示，倾斜面面向开口24的一侧为最低侧。当截土刀23位于滑动腔25内时，复位弹簧22处于压缩状态。当取样完毕后，向上推动推杆13，没有外力使复位弹簧22处于压缩状态后，复位弹簧22恢复自然状态，这样将截土刀23推出开口24并将土壤切断，这样取样筒16内的土壤样品就留在了截土刀23与取样筒16之间，然后反向摇转手柄801，将取样筒16向上运动离开地面，可以将取样板18和滑杆10拆开，取下取样筒16，再向下推动推杆13，由于推板20和倾斜块21上的倾斜面的相对滑动，使截土刀23随着倾斜块21向开口24的反向移动，这样截土刀23便进入到了滑动腔25内，这时复位弹簧22被压缩，拧紧第二锁紧螺杆14，便使复位弹簧22保持在压缩状态，这样截土刀23就停留在滑动腔25内。然后拧松第三锁紧螺杆15，再推动取样板18就可以将土壤剖面样品完整地从取样筒16中推出，这样便完成了土壤剖面样品的取样。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。