一种保持土壤原态的土壤取样装置及系统的制作方法

本发明涉及土壤取样技术领域，具体地说是一种保持土壤原态的土壤取样装置及系统。

背景技术：

土壤的健康状态对土壤的肥力、作物的生长有着重要的影响，土壤污染严重威胁作物的生长状况。因此，需要对土壤进行取样检测，以了解土壤存在的问题。现有技术中，通常采用铁锨直接挖土进行取样，但破坏了土壤的原态，无法了解土壤在层面上的特征。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种保持土壤原态的土壤取样装置及系统，用于对土壤进行取样并保持土壤的原态。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种保持土壤原态的土壤取样装置，其特征是，它包括：

固定箱，所述固定箱为方形的中空结构，且固定箱的顶部和底部均敞口，在固定箱的上部设有一对把手；

取样箱，所述取样箱为方形的中空结构，取样箱的左、右两侧置于固定箱内壁上的插槽内；

铲土机构，铲土机构设置在固定箱的外壁上用于对固定箱外侧的土壤进行铲挖。

进一步地，在插槽的底部设有若干磁铁，取样箱为不锈钢件。

进一步地，所述铲土机构包括转动安装在固定箱侧壁上的四个驱动轮、设置在四个驱动轮之间的履带、设置在履带上的若干铲土板。

进一步地，在驱动轮的两端分别设有端板，履带置于两端板之间。

进一步地，在把手与铲土机构之间设有固定在固定箱外壁上的挡板。

进一步地，所述挡板包括水平部分和置于水平部分两端的倾斜部分。

进一步地，取样箱的高度大于插槽的宽度，将取样箱置于插槽内后取样箱的底部伸出插槽一段。

一种保持土壤原态的土壤取样系统，其特征是，它包括：

土壤取样装置；

压力传感器，所述压力传感器设置在取样箱的四个内壁上，压力传感器与取样箱上的控制器信号连接。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种保持土壤原态的土壤取样装置及系统，可以实现对土壤的取样，且可以尽量保持土壤的原态，以便于通过观察土壤的层面结构，了解土壤的状态。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明的左视图；

图4为固定箱的仰视图；

图5为固定箱与取样箱的装配示意图；

图6为本发明使用时的俯视图；

图7为本发明使用时的剖视图；

图8为压力传感器的布置示意图；

图中：1固定箱，11插槽，12磁铁，13把手，14挡板，2取样箱，3驱动轮，31履带，32铲土板，4土地，41土壤，5压力传感器。

具体实施方式

如图1至图7所示，本发明的一种保持土壤原态的土壤取样装置包括固定箱1、取样箱2和破土机构，下面结合附图对本发明的土壤取样装置进行详细描述。

如图1至图6所示，固定箱1为正方体形的中空结构，固定箱的顶部和底部均敞口，固定箱为不锈钢材质，在固定箱的内壁设有一对插槽11，插槽设置在固定箱的左侧内壁和右侧内壁上，在插槽的底部设有若干圆形的磁铁12。在固定箱的上部设有一对把手13，把手固定在固定箱的左侧壁和右侧壁上。在把手的下方设有挡板14，挡板固定在固定箱的外壁上，挡板包括两端的倾斜部分和中间的水平部分，倾斜部分与水平部分之间呈钝角夹角且水平部分与倾斜部分的下端之间接触连接。

取样箱2为正方体形的中空结构，且取样箱的底部敞口。取样箱也为不锈钢件，使用时，将取样箱的左右两侧伸入对应的插槽内，此时磁铁吸住取样箱，取样箱与固定箱之间相对固定。取样箱的高度大于插槽的宽度，将取样箱置于插槽内后，取样箱的底部伸出插槽一段。取样箱的底部设有刀刃，

使用时，将取样箱安装在插槽内实现取样箱与固定箱的相对固定后，双手握住把手，然后用力向下按压使得取样箱的底部伸入土壤内。

在固定箱的左侧壁和右侧壁上还分别设有挖土机构，通过挖土机构实现对固定箱外侧的土壤的挖出。一方面，可以省时省力的将固定箱、取样箱插入土壤内；另一方面，可以将固定箱外侧的土壤铲出，进而减小对固定箱的压力，进而减小对固定箱内取样土壤的挤压，以保持取样土壤的原态。

如图2、图3所示，铲土机构包括转动安装在固定箱外壁上的四个驱动轮3、设置在四个驱动轮之间的履带31、固定在履带上且均匀设置的铲土板32，驱动轮由液压马达/柴油机驱动转动，当驱动轮转动时，带动履带的运动，运动中的履带带动铲土板的移动，当铲土板与土壤接触时就可以实现挖土作业。驱动轮的两端设置端板，履带置于两端板之间，这样可以实现驱动轮与履带之间沿驱动轮轴向的相对静止。

将取样箱的底部插入土壤内后，启动铲土机构，使得铲土板进行挖土作业，如图6所示，此时铲土板拨动挖出的土壤被推出土坑，随着铲土机构的不断作业，以及对固定箱施加的向下的压力，固定箱连同取样箱不断下移，且铲土机构将土地4内的土壤41不断的挖出。直至取样箱伸入地表下的深度达到取样要求时，停止对固定箱施加压力。然后向上提拉固定箱，此时取样箱与其内的土壤之间的摩擦力大于磁铁与取样箱之间的磁力时，固定箱与取样箱分离，取样箱嵌入土壤内保护住取样土壤。若此时取样箱与其内的土壤之间的摩擦力小于磁铁与取样箱之间的磁力，向上提拉固定箱时，取样箱随固定箱上移，此时可从固定箱上方按住取样箱，以避免取样箱与其内取样土壤的分离。

将固定箱拉出后，取样箱嵌在土壤内，且取样箱的左侧和右侧挖出矩形的土坑。此时，在取样箱的前侧挖土，直至挖出便于土样提取的操作土坑。在操作土坑内，将一金属板的一端伸入取样箱下方并使得该金属板与取样箱底部接触，然后推动该金属板使得金属板置于整个取样箱的下方，此时取样箱内的土壤与土地之间的连接被切断，可以轻松的将取样箱及其内的土壤取出。

如图8所示，一种保持土壤原态的土壤取样系统，包括土壤取样装置和设置在取样箱四个内壁上的压力传感器5，当取样箱伸入土壤内的过程中，取样箱内的土壤与传感器之间会存在压力，压力传感器会检测取样箱内取样土壤的四个侧面所受的压力，根据该压力值可以了解取样土壤四个侧面所受压力情况。当某一压力传感器检测到的压力值较大时，说明取样土壤的该侧受到的压力较大；当某一压力传感器检测到的压力值较小时，说明取样土壤的该侧受到的压力较小；将取样土壤带回检测室后，可以根据压力传感器检测到的压力大小，对取样土壤的四个侧边进行切割，以获得保持土壤原态最真实的样本。压力传感器与取样箱上的控制器信号连接，控制器可以接收压力传感器传来的检测数据。

本发明，可以实现对土壤的取样，且可以尽量保持土壤的原态，以便于通过观察土壤的层面结构，了解土壤的状态。

技术特征：

1.一种保持土壤原态的土壤取样装置，其特征是，它包括：

固定箱，所述固定箱为方形的中空结构，且固定箱的顶部和底部均敞口，在固定箱的上部设有一对把手；

取样箱，所述取样箱为方形的中空结构，取样箱的左、右两侧置于固定箱内壁上的插槽内；

铲土机构，铲土机构设置在固定箱的外壁上用于对固定箱外侧的土壤进行铲挖。

2.根据权利要求1所述的一种保持土壤原态的土壤取样装置，其特征是，在插槽的底部设有若干磁铁，取样箱为不锈钢件。

3.根据权利要求1所述的一种保持土壤原态的土壤取样装置，其特征是，所述铲土机构包括转动安装在固定箱侧壁上的四个驱动轮、设置在四个驱动轮之间的履带、设置在履带上的若干铲土板。

4.根据权利要求3所述的一种保持土壤原态的土壤取样装置，其特征是，在驱动轮的两端分别设有端板，履带置于两端板之间。

5.根据权利要求4所述的一种保持土壤原态的土壤取样装置，其特征是，在把手与铲土机构之间设有固定在固定箱外壁上的挡板。

6.根据权利要求5所述的一种保持土壤原态的土壤取样装置，其特征是，所述挡板包括水平部分和置于水平部分两端的倾斜部分。

7.根据权利要求1所述的一种保持土壤原态的土壤取样装置，其特征是，取样箱的高度大于插槽的宽度，将取样箱置于插槽内后取样箱的底部伸出插槽一段。

8.一种保持土壤原态的土壤取样系统，其特征是，它包括：

土壤取样装置；

压力传感器，所述压力传感器设置在取样箱的四个内壁上，压力传感器与取样箱上的控制器信号连接。

技术总结
一种保持土壤原态的土壤取样装置及系统，用于对土壤进行取样并保持土壤的原态。土壤取样装置，其特征是，它包括：固定箱，所述固定箱为方形的中空结构，且固定箱的顶部和底部均敞口，在固定箱的上部设有一对把手；取样箱，所述取样箱为方形的中空结构，取样箱的左、右两侧置于固定箱内壁上的插槽内；铲土机构，铲土机构设置在固定箱的外壁上用于对固定箱外侧的土壤进行铲挖。土壤取样系统，其特征是，它包括：土壤取样装置；压力传感器，所述压力传感器设置在取样箱的四个内壁上，压力传感器与取样箱上的控制器信号连接。本发明，可以实现对土壤的取样，且可以尽量保持土壤的原态，以便于通过观察土壤的层面结构，了解土壤的状态。

技术研发人员：高英波;刘元元;李宗新;薛艳芳;张慧;钱欣;代红翠;于正贵;蒋丽萍;成浩;李源方;肖蓉;王慧敏;单晶
受保护的技术使用者：山东省农业科学院玉米研究所
技术研发日：2019.12.30
技术公布日：2020.04.17