CN111999110A - 一种原状土取样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原状土取样器，包括手柄、钻杆、圆盘、钻筒及环刀，手柄和圆盘分别安装在钻杆的相对两端，钻筒包括两端开口的筒体，筒体底端的外侧面向内倾斜形成刀刃，筒体的内侧面设有仿形卡槽，仿形卡槽的顶端贯穿筒体的顶端端面，环刀的外侧面与仿形卡槽的侧面贴合，环刀的底端与仿形卡槽的底端相抵触，圆盘的端面垂直固定有外螺纹管，筒体内侧面的顶端设有内螺纹，外螺纹管与内螺纹螺纹连接，外螺纹管的底端与环刀的顶端相抵触，外螺纹管的内径、环刀的内径及刀刃的内径相同，圆盘的外径和筒体圆柱部分的外径相同，刀刃采用锯齿状结构。本发明解决了现有的原状土取样方法存在的土壤破坏范围大、工作量大及效率低的技术问题。

Description

一种原状土取样器

技术领域

本发明属于土体取样技术领域，特别涉及一种原状土取样器。

背景技术

土壤原状土是测定土壤容重、密度、天然孔隙比、压缩系数、抗剪强度、渗透系数、田间持水量等土壤性质指标的基础，在工程建设、农田灌溉、生态修复等领域均具有重要意义。原状土取样时要求保持土壤天然结构，因此对取样工具和方法要求较高。

环刀是一种已知容积的环型套筒，上侧环面平齐，底侧环面为刃口状，便于切入土壤的原状土取样仪器。使用时刃口向下切入，在切取土样时避免歪斜，使其垂直均匀受力下切，切入土层后，再经由人工取出，经过整修后得到环刀土样。

目前，原状土取样时，常采用挖掘剖面坑，然后直接使用环刀在土壤剖面上取样的方式。这种原状土取样方式对土壤破坏范围大，工作量大，效率低下。但因缺乏更精确、便捷的取样工具，挖掘剖面坑仍是土壤研究工作者较为认可的原状土取样方法。因此，亟需发明一种专用的原状土取样工具代替传统的原状土取样方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种原状土取样器，手握手柄，钻杆和地面垂直，慢慢旋转并向下按压钻杆，经过一次或多次后将环刀送至指定深度，此时，指定深度的原状土会进入环刀内，然后将本发明从土壤中边旋转边拔出，并将环刀从钻筒内取出，进行整修后便得到所需的指定深度的原状土土样，不需要挖掘剖面坑，对土壤的破坏范围较小，效率较高；外螺纹管的内径、环刀的内径及刀刃的内径相同，圆盘的外径和筒体圆柱部分的外径相同，刀刃采用锯齿状结构，使得钻筒和环刀能够较为省力地插入较深的土壤内，一定程度上防止了钻筒和环刀旋转进入土壤内对土壤结构造成破坏；环刀通过外螺纹管和仿形卡槽固定在钻筒内，首先，仅需将外螺纹管和筒体拧开，便可将环刀从钻筒内取出，简单高效，其次，使得钻筒能够成一体结构，不必为了取出环刀而将钻筒设计成分开式结构，提高了本发明的连接强度和使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种原状土取样器，包括手柄、钻杆、圆盘、钻筒及环刀，所述手柄和圆盘分别安装在钻杆的相对两端，所述钻杆与圆盘的一端面垂直固定，所述钻筒包括两端开口的筒体，所述筒体底端的外侧面向内倾斜形成刀刃，所述筒体的内侧面设有仿形卡槽，所述仿形卡槽的顶端贯穿筒体的顶端端面，所述环刀的外侧面与仿形卡槽的侧面贴合，所述环刀的底端与仿形卡槽的底端相抵触，所述圆盘的另一端面垂直固定有外螺纹管，所述筒体内侧面的顶端设有内螺纹，所述外螺纹管与内螺纹螺纹连接，所述外螺纹管的底端与环刀的顶端相抵触，所述外螺纹管的内径、环刀的内径及刀刃的内径相同，所述圆盘的外径和筒体圆柱部分的外径相同，所述刀刃采用锯齿状结构。

优选的，所述原状土取样器还包括连接件，所述手柄的中部和钻杆的顶端通过一连接件相连接，所述钻杆的底端和圆盘的端面之间通过一连接件相连接，所述连接件包括连接帽、连接柱及连接销，所述连接帽为中空管，所述连接帽的内腔为六棱孔，所述连接柱为六棱柱，所述六棱柱和六棱孔插接配合，所述连接帽的管壁沿径向对称设有两个第一连接孔，所述连接柱横向贯穿有第二连接孔，所述第二连接孔和两个第一连接孔均与连接销插接配合。

优选的，所述钻杆的数量为至少两个，至少两个所述钻杆之间通过连接件依次首尾相连。

优选的，所述连接销包括圆柱形的连接销本体，所述连接销本体一端的侧面设有圆环形凸起，所述连接销本体相对另一端的侧面沿径向设有限位沉孔，所述限位沉孔内设置有限位弹簧，所述限位弹簧的一端与限位沉孔的底部固定连接，所述限位弹簧的另一端设有限位球，所述限位球和圆环形凸起分别与钻杆的相对两侧配合，所述圆环形凸起设有拉环，所述拉环与圆环形凸起转动连接。

优选的，所述原状土取样器还包括限位件，所述限位件包括第一半圆箍、第二半圆箍及蝶形螺栓，所述第一半圆箍的连接端与第二半圆箍的连接端转动连接，所述第一半圆箍的锁紧端向外凸出有第一连接板，所述第二半圆箍的锁紧端向外凸出有第二连接板，所述第一连接板和第二连接板平行，所述第二连接板远离第二半圆箍的一端设有豁口，所述蝶形螺栓包括螺柱，所述螺柱上旋接有蝶形螺母，所述螺柱的一端与第一连接板转动连接，所述螺柱的另一端与豁口配合，所述蝶形螺母与第二连接板远离第一连接板的侧面配合，所述第一半圆箍的内圆周面和第二半圆箍的内圆周面均与钻杆的外侧面配合，所述第一半圆箍的底端和第二半圆箍的底端均向外延伸有伸缩杆，两个所述伸缩杆对称设置。

优选的，所述钻杆的外侧面设有环形的卡位槽，所述第一半圆箍的内圆周面和第二半圆箍的内圆周面均设有弧形的卡位凸起，所述卡位凸起和卡位槽配合，所述卡位凸起的横截面为半圆形。

本发明的有益效果是：

1)手握手柄，钻杆和地面垂直，慢慢旋转并向下按压钻杆，经过一次或多次后将环刀送至指定深度，此时，指定深度的原状土会进入环刀内，然后将本发明从土壤中边旋转边拔出，并将环刀从钻筒内取出，进行整修后便得到所需的指定深度的原状土土样，不需要挖掘剖面坑，对土壤的破坏范围较小，效率较高；外螺纹管的内径、环刀的内径及刀刃的内径相同，圆盘的外径和筒体圆柱部分的外径相同，刀刃采用锯齿状结构，使得钻筒和环刀能够较为省力地插入较深的土壤内，一定程度上防止了钻筒和环刀旋转进入土壤内对土壤结构造成破坏；环刀通过外螺纹管和仿形卡槽固定在钻筒内，首先，仅需将外螺纹管和筒体拧开，便可将环刀从钻筒内取出，简单高效，其次，使得钻筒能够成一体结构，不必为了取出环刀而将钻筒设计成分开式结构，提高了本发明的连接强度和使用寿命。

2)连接件包括连接帽、连接柱及连接销，连接帽为中空管，连接帽的内腔为六棱孔，连接柱为六棱柱，六棱柱和六棱孔插接配合，连接帽的管壁沿径向对称设有两个第一连接孔，连接柱横向贯穿有第二连接孔，第二连接孔和两个第一连接孔均与连接销插接配合，首先，方便了构件之间的拆卸，其次，不会出现构件间的转动错位，最后，使得构件间能够牢固地连接。

3)钻杆的数量为至少两个，至少两个钻杆之间通过连接件依次首尾相连，使得本发明的整体长度可调节，从而适用于不同深度的取样。

4)在通过连接销实现连接帽和连接柱的锁死时，只需将连接销本体依次穿过第一连接孔、第二连接孔及另一第一连接孔，限位球和圆环形凸起分别与钻杆的相对两侧贴合即可，简单高效；在需要将连接帽和连接柱分开时，只需拉拽拉环即可，简单高效。

5)通过第一半圆箍的内圆周面和第二半圆箍的内圆周面均与钻杆的外侧面配合，能够将限位件安装在指定位置，从而能够使得伸缩杆和地面接触时，环刀恰好处于最佳的深度，进而能够防止环刀取得的原状土与圆盘相挤压，防止了原状土被破坏。

6)环形卡位槽和卡位凸起的设置能够使得限位件快速地安装在指定位置。

附图说明

附图1是本发明一种原状土取样器的爆炸示意图；

附图2是本发明一种原状土取样器中连接柱、连接杆、圆盘、外螺纹管、环刀及钻筒的装配示意图；

附图3是本发明一种原状土取样器中钻筒的结构示意图；

附图4是本发明一种原状土取样器的整体结构示意图；

附图5是本发明一种原状土取样器中限位件的结构示意图；

附图6是本发明一种原状土取样器中连接销的结构示意图。

图中：1、手柄；2、防滑套；3、连接帽；4、第一连接孔；5、连接柱；6、第二连接孔；7、连接销；8、限位件；9、卡位槽；10、钻杆；11、连接杆；12、圆盘；13、外螺纹管；14、环刀；15、钻筒；16、筒体；17、刀刃；18、仿形卡槽；19、第一半圆箍；20、第二半圆箍；21、第一连接板；22、第二连接板；23、蝶形螺栓；24、伸缩杆；25、卡位凸起；26、连接销本体；27、圆环形凸起；28、限位球；29、拉环。

具体实施方式

下面结合附图1-6，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明，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发明的限制。

本发明提供一种原状土取样器。

一种原状土取样器，包括手柄1、钻杆10、圆盘12、钻筒15及环刀14，手柄1和圆盘12分别安装在钻杆10的相对两端，钻杆10与圆盘12的一端面垂直固定，钻筒15包括两端开口的筒体16，筒体16底端的外侧面向内倾斜形成刀刃17，筒体16的内侧面设有仿形卡槽18，仿形卡槽18的顶端贯穿筒体16的顶端端面，环刀14的外侧面与仿形卡槽18的侧面贴合，环刀14的底端与仿形卡槽18的底端相抵触，圆盘12的另一端面垂直固定有外螺纹管13，筒体16内侧面的顶端设有内螺纹(图未示)，外螺纹管13与内螺纹螺纹连接，外螺纹管13的底端与环刀14的顶端相抵触，外螺纹管13的内径、环刀14的内径及刀刃17的内径相同，圆盘12的外径和筒体16圆柱部分的外径相同，刀刃17采用锯齿状结构。

本申请提出的技术方案中，手握手柄1，钻杆10和地面垂直，慢慢旋转并向下按压钻杆10，经过一次或多次后将环刀14送至指定深度，此时，指定深度的原状土会进入环刀14内，然后将本发明从土壤中边旋转边拔出，并将环刀14从钻筒15内取出，进行整修后便得到所需的指定深度的原状土土样，不需要挖掘剖面坑，对土壤的破坏范围较小，效率较高；外螺纹管13的内径、环刀14的内径及刀刃17的内径相同，圆盘12的外径和筒体16圆柱部分的外径相同，刀刃17采用锯齿状结构，使得钻筒15和环刀14能够较为省力地插入较深的土壤内，一定程度上防止了钻筒15和环刀14旋转进入土壤内对土壤结构造成破坏；环刀14通过外螺纹管13和仿形卡槽18固定在钻筒15内，首先，仅需将外螺纹管13和筒体16拧开，便可将环刀14从钻筒15内取出，简单高效，其次，使得钻筒15能够成一体结构，不必为了取出环刀14而将钻筒15设计成分开式结构，提高了本发明的连接强度和使用寿命。

优选的，原状土取样器还包括连接件(未标示)，手柄1的中部和钻杆10的顶端通过一连接件相连接，钻杆10的底端和圆盘12的端面之间通过一连接件相连接，连接件包括连接帽3、连接柱5及连接销7，连接帽3为中空管，连接帽3的内腔为六棱孔，连接柱5为六棱柱，六棱柱和六棱孔插接配合，连接帽3的管壁沿径向对称设有两个第一连接孔4，连接柱5横向贯穿有第二连接孔6，第二连接孔6和两个第一连接孔4均与连接销7插接配合。连接件包括连接帽3、连接柱5及连接销7，连接帽3为中空管，连接帽3的内腔为六棱孔，连接柱5为六棱柱，六棱柱和六棱孔插接配合，连接帽3的管壁沿径向对称设有两个第一连接孔4，连接柱5横向贯穿有第二连接孔6，第二连接孔6和两个第一连接孔4均与连接销7插接配合，首先，方便了构件之间的拆卸，其次，不会出现构件间的转动错位，最后，使得构件间能够牢固地连接。

优选的，钻杆10的数量为至少两个，至少两个钻杆10之间通过连接件依次首尾相连。采用该种结构使得本发明的整体长度可调节，从而适用于不同深度的取样。

优选的，连接销7包括圆柱形的连接销本体26，连接销本体26一端的侧面设有圆环形凸起27，连接销本体26相对另一端的侧面沿径向设有限位沉孔(图未示)，限位沉孔内设置有限位弹簧(图未示)，限位弹簧的一端与限位沉孔的底部固定连接，限位弹簧的另一端设有限位球28，限位球28和圆环形凸起27分别与钻杆10的相对两侧配合，圆环形凸起27设有拉环29，拉环29与圆环形凸起27转动连接。在通过连接销7实现连接帽3和连接柱5的锁死时，只需将连接销本体26依次穿过第一连接孔4、第二连接孔6及另一第一连接孔4，限位球28和圆环形凸起27分别与钻杆10的相对两侧贴合即可，简单高效；在需要将连接帽3和连接柱5分开时，只需拉拽拉环29即可，简单高效。

优选的，原状土取样器还包括限位件8，限位件8包括第一半圆箍19、第二半圆箍20及蝶形螺栓23，第一半圆箍19的连接端与第二半圆箍20的连接端转动连接，第一半圆箍19的锁紧端向外凸出有第一连接板21，第二半圆箍20的锁紧端向外凸出有第二连接板22，第一连接板21和第二连接板22平行，第二连接板22远离第二半圆箍20的一端设有豁口(未标示)，蝶形螺栓23包括螺柱(未标示)，螺柱上旋接有蝶形螺母(未标示)，螺柱的一端与第一连接板21转动连接，螺柱的另一端与豁口配合，蝶形螺母与第二连接板22远离第一连接板21的侧面配合，第一半圆箍19的内圆周面和第二半圆箍20的内圆周面均与钻杆10的外侧面配合，第一半圆箍19的底端和第二半圆箍20的底端均向外延伸有伸缩杆24，两个伸缩杆24对称设置。通过第一半圆箍19的内圆周面和第二半圆箍20的内圆周面均与钻杆10的外侧面配合，能够将限位件8安装在指定位置，从而能够使得伸缩杆24和地面接触时，环刀14恰好处于最佳的深度，进而能够防止环刀14取得的原状土与圆盘12相挤压，防止了原状土被破坏。

优选的，钻杆10的外侧面设有环形的卡位槽9，第一半圆箍19的内圆周面和第二半圆箍20的内圆周面均设有弧形的卡位凸起25，卡位凸起25和卡位槽9配合，卡位凸起25的横截面为半圆形。环形卡位槽9和卡位凸起25的设置能够使得限位件8快速地安装在指定位置。

手柄1为T字形结构，手柄1的相对两端均套设有防滑套2，手柄1的另一端与连接帽3固定连接，圆盘12的端面垂直固定有连接杆11，连接杆11与连接柱5固定连接。

以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种原状土取样器，其特征在于，包括手柄、钻杆、圆盘、钻筒及环刀，所述手柄和圆盘分别安装在钻杆的相对两端，所述钻杆与圆盘的一端面垂直固定，所述钻筒包括两端开口的筒体，所述筒体底端的外侧面向内倾斜形成刀刃，所述筒体的内侧面设有仿形卡槽，所述仿形卡槽的顶端贯穿筒体的顶端端面，所述环刀的外侧面与仿形卡槽的侧面贴合，所述环刀的底端与仿形卡槽的底端相抵触，所述圆盘的另一端面垂直固定有外螺纹管，所述筒体内侧面的顶端设有内螺纹，所述外螺纹管与内螺纹螺纹连接，所述外螺纹管的底端与环刀的顶端相抵触，所述外螺纹管的内径、环刀的内径及刀刃的内径相同，所述圆盘的外径和筒体圆柱部分的外径相同，所述刀刃采用锯齿状结构。

2.根据权利要求1所述的一种原状土取样器，其特征在于，所述原状土取样器还包括连接件，所述手柄的中部和钻杆的顶端通过一连接件相连接，所述钻杆的底端和圆盘的端面之间通过一连接件相连接，所述连接件包括连接帽、连接柱及连接销，所述连接帽为中空管，所述连接帽的内腔为六棱孔，所述连接柱为六棱柱，所述六棱柱和六棱孔插接配合，所述连接帽的管壁沿径向对称设有两个第一连接孔，所述连接柱横向贯穿有第二连接孔，所述第二连接孔和两个第一连接孔均与连接销插接配合。

3.根据权利要求2所述的一种原状土取样器，其特征在于，所述钻杆的数量为至少两个，至少两个所述钻杆之间通过连接件依次首尾相连。

4.根据权利要求3所述的一种原状土取样器，其特征在于，所述连接销包括圆柱形的连接销本体，所述连接销本体一端的侧面设有圆环形凸起，所述连接销本体相对另一端的侧面沿径向设有限位沉孔，所述限位沉孔内设置有限位弹簧，所述限位弹簧的一端与限位沉孔的底部固定连接，所述限位弹簧的另一端设有限位球，所述限位球和圆环形凸起分别与钻杆的相对两侧配合，所述圆环形凸起设有拉环，所述拉环与圆环形凸起转动连接。

5.根据权利要求4所述的一种原状土取样器，其特征在于，所述原状土取样器还包括限位件，所述限位件包括第一半圆箍、第二半圆箍及蝶形螺栓，所述第一半圆箍的连接端与第二半圆箍的连接端转动连接，所述第一半圆箍的锁紧端向外凸出有第一连接板，所述第二半圆箍的锁紧端向外凸出有第二连接板，所述第一连接板和第二连接板平行，所述第二连接板远离第二半圆箍的一端设有豁口，所述蝶形螺栓包括螺柱，所述螺柱上旋接有蝶形螺母，所述螺柱的一端与第一连接板转动连接，所述螺柱的另一端与豁口配合，所述蝶形螺母与第二连接板远离第一连接板的侧面配合，所述第一半圆箍的内圆周面和第二半圆箍的内圆周面均与钻杆的外侧面配合，所述第一半圆箍的底端和第二半圆箍的底端均向外延伸有伸缩杆，两个所述伸缩杆对称设置。

6.根据权利要求5所述的一种原状土取样器，其特征在于，所述钻杆的外侧面设有环形的卡位槽，所述第一半圆箍的内圆周面和第二半圆箍的内圆周面均设有弧形的卡位凸起，所述卡位凸起和卡位槽配合，所述卡位凸起的横截面为半圆形。

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