CN116858593A - 一种植物根系生长监测取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及取样装置技术领域，具体涉及一种植物根系生长监测取样装置，包括取样管、调节件、钻头和多个取样弹片，调节件沿竖直方向设置且能够转动和上下移动，调节件包括在竖直方向上从上到下依次同轴设置的调节杆、中段杆和顶杆，中段杆分别与调节杆和顶杆固定连接；钻头可拆卸地安装于顶杆下端。本发明的一种植物根系生长监测取样装置通过设置取样管、调节件和取样弹片相互配合，通过改变调节件和取样管之间的配合状态，在调节件相对于取样管向上移动时，调节件与取样管之间的取样弹片将逐渐变成弯曲状态，弯曲后的取样弹片能够对取样弹片上端的土壤进行支撑，防止上端土壤下落与取样土壤混合，保证取样的准确性。

Description

一种植物根系生长监测取样装置

技术领域

本发明涉及取样装置技术领域，具体涉及一种植物根系生长监测取样装置。

背景技术

在长春花、白头翁等植物种植的过程中，需要对植物的生长状况进行监测，现有技术在对植物根系的生长检测过程中，可以通过检测植物根系的生长部分的土壤中的成分，来间接判断植物根系的生长情况。由于植物根系深埋于土壤中，因此需要对根系土壤进行取样。

在对土壤进行取样时，可以先通过铁锹等工具将土壤挖掘出一定深度，然后对土壤样品进行采集，但这种取样方式不仅取样效率较低，且容易对植物的根部产生破坏，因此随着时代的发展这种取样方式逐渐被淘汰。现有技术中通常采用取样装置进行取样，取样装置的使用大大提高了取样的效率，但是现有的土壤取样装置在取样的过程中，不同深度的样品会有一定程度的混杂，特别是取样空间上方的土壤，容易下落至取样空间内，导致土壤检测数据不准确。

发明内容

本发明提供一种植物根系生长监测取样装置，以解决现有的取样装置在取样的过程中，取样空间上方的土壤容易下落至取样空间内，导致土壤样品会有一定程度的混杂，导致土壤检测数据不准确的问题。

本发明的一种植物根系生长监测取样装置采用如下技术方案：一种植物根系生长监测取样装置，包括取样管、调节件、钻头、限位件和多个取样弹片，调节件沿竖直方向设置且能够转动和上下移动，调节件包括在竖直方向上从上到下依次同轴设置的调节杆、中段杆和顶杆，中段杆分别与调节杆和顶杆固定连接；钻头可拆卸地安装于顶杆下端，取样管沿竖直方向设置且套接于调节杆外侧，取样管内部设置有底板，初始调节杆的下端面与底板的上端面接触，在调节杆向下移动时能够同步带动取样管向下移动；取样弹片沿竖直方向设置且具有弹性，取样弹片的上下两端分别固接于取样管的下端面和顶杆的上端面；多个取样弹片沿取样管和顶杆的周向方向均布；调节件和取样管之间具有相应的第一状态和第二状态，处于第一状态时，调节件、取样管和取样弹片相对静止，取样弹片不产生形变，初始调节件和取样管之间处于第一状态；处于第二状态时，取样管随调节件转动，限位件限制取样管在竖直方向上移动，调节件相对取样管向上移动，调节件相对于取样管向上移动能够促使取样弹片产生形变，进而在两个相邻的取样弹片之间限定出取样口，通过取样口对土壤进行取样。

进一步地，取样弹片为等腰梯形，且取样弹片上底边的长度小于下底边的长度，多个取样弹片均分成第一取样组和第二取样组，第一取样组和第二取样组内至少有一个取样弹片，第一取样组的取样弹片和第二取样组的取样弹片沿取样管和顶杆的周向方向交替设置，第一取样组的上底边一侧与取样管的下端面相连，第一取样组的下底边一侧与顶杆的上端面相连，第二取样组的下底边一侧与取样管的下端面相连，第二取样组的上底边一侧与顶杆的上端面相连。

进一步地，取样弹片下底边一侧的厚度小于上底边一侧的厚度。

进一步地，还包括第一调节架和第二调节架，第一调节架和第二调节架在取样管的轴向方向上面对面设置，且第一调节架设置于第二调节架下方，在调节件相对于取样管向上移动时，第一调节架能够在取样管的周向方向驱动第一取样组的取样弹片沿第一轴线的上半部分产生形变，第二调节架能够在取样管的周向方向驱动第二取样组的取样弹片沿第一轴线的下半部分产生形变，第一轴线为沿取样弹片腰边的中位线。

进一步地，第一调节架包括第一调节环、多个第一伸缩杆和多个第一连接杆；第一调节环为圆环形且与取样管同轴设置，第一调节环套接于中段杆，且第一调节环与中段杆花键连接，多个第一伸缩杆在第一调节环的周向方向均布，第一连接杆一端与第一伸缩杆可转动地连接，第一连接杆另一端与顶杆可转动地连接，且第一连接杆与第一伸缩杆相连的一端设置于相对第一连接杆与顶杆相连的一端靠近第一调节环中轴线的一侧；初始第一伸缩杆远离第一调节环中轴线的一端与第一取样组的取样弹片沿第一轴线的下半部分接触；第一调节环与顶杆的支撑板之间设置有第一弹性件；第二调节架包括第二调节环、多个第二伸缩杆和多个第二连接杆；第二调节环为圆形且与取样管同轴设置，取样管内部设置有连接柱，连接柱与取样管同轴设置，连接柱固接于底板下端，第二调节环套接于连接柱，且第二调节环与连接柱花键连接，多个第二伸缩杆在第二调节环的周向方向均布，第二连接杆一端与第二伸缩杆可转动地连接，第二连接杆另一端与连接柱可转动地连接，且第二连接杆与第二伸缩杆相连的设置于相对第二连接杆与连接柱相连的一端靠近第二调节环中轴线的一侧；初始第二伸缩杆远离第二调节环中轴线的一端与下底边一侧处于取样管下端面的取样弹片沿第一轴线的上半部分接触；且第二伸缩杆与第一伸缩杆在周向方向上间隔设置，第二调节环与底板之间设置有第二弹性件，取样管内设置有多个支撑杆，多个支撑杆设置于底板下端，多个支撑杆在连接柱的周向方向间隔设置，初始第一调节环上端面与支撑杆下端面抵接，第二调节环下端面与套筒上端面抵接；每个取样弹片沿第一轴线的下底边一侧与其相邻的另一个取样弹片沿第一轴线的上底边一侧之间形成取样口。

进一步地，第一伸缩杆以及第二伸缩杆远离第一调节环中线的一端均设置有顶块。

进一步地，位件包括限位环、多个液压缸和多个压杆；限位环为环形结构，限位环能够套接于取样管外，多个液压缸位于限位环的下端面上，且沿限位环周向方向均布，每个压杆一端固定安装于液压缸的输出端，每个压杆的另一端转动连接有压块，压块的外表面为摩擦面，压块能够与取样管外周壁面接触，使取样管能够转动并限制取样管上下移动。

进一步地，限位环的周向方向均布有多个支腿，多个支腿一端与限位环转动连接，多个支腿另一端转动连接有底座。

进一步地，顶杆为中空结构，顶杆内部设置有支撑板，支撑板为十字板，中段杆与支撑板固定连接。

进一步地，钻头上端设置有承接板，底板的下端面、承接板的上端面与取样弹片之间围合成取样空间。

本发明的有益效果是：本发明的一种植物根系生长监测取样装置通过设置取样管、调节件和取样弹片相互配合，通过调节件旋转带动钻头向下对土壤进行切割，通过改变调节件和取样管之间的配合状态，在调节件和取样管之间处于第一状态时，取样管和调节件同步向下旋进土壤内。在取样弹片到达指定的深度后，手动向上旋转提起调节件，此时调节件和取样管之间处于第二状态，取样管随调节杆转动，在调节件相对于取样管向上移动时，调节件与取样管之间的取样弹片将逐渐变成弯曲状态，进而在两个相邻的取样弹片之间限定出取样口，使土壤能够从取样口进入取样空间内，在调节件周向转动的过程中完成取样，弯曲后的取样弹片能够对取样弹片上端的土壤进行支撑，且随着取样弹片的不断弯曲，对土壤的支撑面也将随着取样弹片的形变量变大而不断增加，防止上端土壤下落与取样土壤混合，在取样的同时防止土壤进入取样空间内，保证取样的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种植物根系生长监测取样装置的实施例的整体结构示意图；

图2为本发明的一种植物根系生长监测取样装置的实施例的整体结构的主视图（取样弹片未形变）；

图3为图2中沿A-A处的剖视图；

图4为图3中X处的放大图；

图5为本发明的一种植物根系生长监测取样装置的实施例的整体结构的分解图；

图6为本发明的一种植物根系生长监测取样装置的实施例的第一调节架和第二调节架的结构示意图；

图7为本发明的一种植物根系生长监测取样装置的实施例的第一调节架的部分结构的分解图；

图8为本发明的一种植物根系生长监测取样装置的实施例的取样管的结构示意图；

图9为本发明的一种植物根系生长监测取样装置的实施例的调节件的结构示意图；

图10为本发明的一种植物根系生长监测取样装置的实施例的整体结构的主视图（取样弹片形变）；

图11为本发明的一种植物根系生长监测取样装置的另一个实施例的取样弹片的结构示意图。

图中：100、限位件；101、限位环；102、液压缸；103、压块；104、支腿；200、取样管；201、底板；202、第一花键槽；203、连接柱；204、第三花键槽；205、支撑杆；206、第二铰接柱；300、调节件；301、手柄；310、调节杆；311、第一花键；320、中段杆；321、套筒；322、第二花键槽；323、第一铰接柱；330、顶杆；331、支撑板；400、取样弹片；500、钻头；501、承接板；600、第一调节架；601、第一调节环；602、第一伸缩杆；603、第一连接杆；604、第二花键；605、第一弹簧；606、顶块。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

本发明的一种植物根系生长监测取样装置的实施例，如图1至图10所示。

一种植物根系生长监测取样装置，包括取样管200、调节件300、钻头500、限位件100和多个取样弹片400。调节件300沿竖直方向设置且能够转动和上下移动，调节件300包括在竖直方向上从上到下依次设置的调节杆310、中段杆320和顶杆330，调节杆310、中段杆320和顶杆330同轴设置，中段杆320分别与调节杆310和顶杆330固定连接。中段杆320、调节杆310和顶杆330的直径依次增加，具体地，顶杆330为中空结构，顶杆330内部设置有支撑板331，支撑板331为十字板，中段杆320与支撑板331的中部固定连接。

调节杆310上端设置有手柄301，操作人员在使用时可以手持手柄301。钻头500能够拆卸地安装于顶杆330下端，钻头500能够对土壤进行钻取。

取样管200沿竖直方向设置且套接于调节杆310外侧，取样管200和顶杆330的直径相等，取样管200内部设置有底板201，底板201与取样管200一体成型，初始调节杆310的下端面与底板201的上端面接触，底板201上开设有通孔，中段杆320穿过通孔向下，在调节杆310向下移动时能够同步带动取样管200向下移动，取样管200内壁面上沿周向方向均布有多个第一花键槽202，第一花键槽202沿竖直方向设置，调节杆310的外周壁面上沿周向方向均布有多个第一花键311，第一花键311沿竖直方设置，第一花键311滑动安装于第一花键槽202内，使取样管200与调节杆310能够同步转动并在竖直方向上相对移动。

取样弹片400沿竖直方向设置且具有弹性，取样弹片400的上下两端分别固接于取样管200的下端面和顶杆330的上端面，多个取样弹片400沿取样管200和顶杆330的周向方向均布，调节件300和取样管200之间具有相应的第一状态和第二状态，处于第一状态时，调节件300、取样管200和取样弹片400相对静止，取样弹片400不产生形变，初始调节件300和取样管200之间处于第一状态；处于第二状态时，取样管200随调节件300转动，限位件100限制取样管200在竖直方向上移动，使调节件300相对取样管200向上移动，取样弹片400受到调节件300向上的顶压，调节件300相对于取样管200向上移动能够促使取样弹片400产生形变，进而在两个相邻的取样弹片400之间限定出取样口，通过取样口对土壤进行取样。钻头500上端设置有承接板501，用于承接取样的土壤，底板201的下端面、承接板501的上端面与取样弹片400之间围合成取样空间，使土壤在调节件300转动的过程中能够从取样口进入取样空间内，在取样完成后，拆下钻头500即可将土壤取出。

在使用时，操作人员先手动转动手柄301并施加向下的力，使调节件300向下旋进土壤内，此时调节件300和取样管200之间处于第一状态，取样管200和调节件300同步向下旋进土壤内。根据不同植物生长时根部的位置确定需要取样的深度，在取样弹片400到达指定的深度后，通过限位件100限制取样管200在竖直方向上移动，此时调节件300和取样管200之间处于第二状态，取样管200随调节杆310转动，调节件300相对于取样管200向上移动，之后手动向上旋转提起调节件300，进而调节件300与取样管200之间的取样弹片400将逐渐变成弯曲状态，并在两个相邻的取样弹片400之间限定出取样口，使土壤能够从取样口进入取样空间内，且弯曲后的取样弹片400能够对取样弹片400上端的土壤进行支撑，防止取样弹片400上端土壤下落与取样土壤混合，保证取样的准确性，在取样完成后，调节件300转动并向下移动，此时取样管200随调节杆310转动，调节件300相对于取样管200向下移动，然后使限位件100不再限制取样管200在竖直方向上移动，调节件300和取样管200回到第一状态，之后向上提拉手柄301将调节件300和取样管200从地下取出，将钻头500进行拆卸，将取样后的土壤从取样空间取出进行转移，完成本次取样。

本实施例通过设置取样管200、调节件300和取样弹片400相互配合，通过调节件300旋转带动钻头500向下对土壤进行切割，通过改变调节件300和取样管200之间的状态，在调节件300和取样管200之间处于第一状态时，取样管200和调节件300同步向下旋进土壤内。在取样弹片400到达指定的深度后，手动向上旋转提起调节件300，此时调节件300和取样管200之间处于第二状态，取样管200随调节杆310转动，调节件300相对于取样管200向上移动，调节件300与取样管200之间的取样弹片400将逐渐变成弯曲状态，进而在两个相邻的取样弹片400之间限定出取样口，使土壤能够从取样口进入取样空间内，在调节件300周向转动的过程中完成取样，弯曲后的取样弹片400能够对取样弹片400上端的土壤进行支撑，且随着取样弹片400的不断弯曲，对土壤的支撑面也将随着取样弹片400的形变量变大而不断增加，防止上端土壤下落与取样土壤混合，在取样的同时防止土壤进入取样空间内，保证取样的准确性。

在本实施例中，取样弹片400为等腰梯形，且取样弹片400上底边的长度小于下底边的长度，多个取样弹片400均分成第一取样组和第二取样组，第一取样组和第二取样组内至少有一个取样弹片400，第一取样组的取样弹片400和第二取样组的取样弹片400沿取样管200和顶杆330的周向方向交替设置，第一取样组的上底边一侧与取样管200的下端面相连，第一取样组的下底边一侧与顶杆330的上端面相连。第二取样组的下底边一侧与取样管200的下端面相连，第二取样组的上底边一侧与顶杆330的上端面相连。

在本实施例中，一种植物根系生长监测取样装置，还包括第一调节架600和第二调节架，第一调节架600和第二调节架在取样管200的轴向方向上面对面设置，且第一调节架600设置于第二调节架下方。在调节件300相对于取样管200向上移动时，第一调节架600能够在取样管200的周向方向驱动第一取样组的取样弹片400沿第一轴线的下半部分产生形变，第二调节架能够在取样管200的周向方向驱动第二取样组的取样弹片400沿第一轴线的上半部分产生形变，第一轴线为沿取样弹片400腰边的中位线，中位线为梯形两腰中点的连接线。

在本实施例中，第一调节架600包括第一调节环601、多个第一伸缩杆602和多个第一连接杆603；第一调节环601为圆环形且与取样管200同轴设置，第一调节环601套接于中段杆320，且第一调节环601与中段杆320花键连接，使第一调节环601随中段杆320同步转动但与中段杆320相对移动，具体地，中段杆320上套接有套筒321，套筒321与中段杆320同轴设置，套筒321外周壁面上均布有多个第二花键槽322，第二花键槽322沿竖直方向设置，第一调节环601的内周壁面上均布有多个第二花键604，第二花键604沿竖直方向设置，第二花键604滑动安装于第二花键槽322内，使第一调节环601随中段杆320同步转动但与中段杆320相对移动。多个第一伸缩杆602在第一调节环601的周向方向均布，第一连接杆603一端与第一伸缩杆602可转动地连接，第一连接杆603另一端与顶杆330可转动地连接，且第一连接杆603与第一伸缩杆602相连的一端设置于相对第一连接杆603与顶杆330相连的一端靠近第一调节环601中轴线的一侧。初始第一伸缩杆602远离第一调节环601中轴线的一端与第一取样组的取样弹片400沿第一轴线的下半部分接触，使第一伸缩杆602向远离第一调节环601的一侧伸出后推动与其接触的取样弹片400沿第一轴线的下半部分产生形变。第一调节环601与顶杆330的支撑板331之间设置有第一弹性件，第一弹性件为第一弹簧605，

第二调节架包括第二调节环、多个第二伸缩杆和多个第二连接杆；第二调节环为圆环形且与取样管200同轴设置，取样管200内部设置有连接柱203，连接柱203与取样管200同轴设置，连接柱203固接于底板201下端，第二调节环套接于连接柱203，且第二调节环与连接柱203花键连接，使第二调节环随连接柱203同步转动但与连接柱203相对移动，具体地，连接柱203外周壁面上均布有多个第三花键槽204，第三花键槽204沿竖直方向设置，第二调节环的内周壁面上均布有多个第三花键，第三花键沿竖直方向设置，第三花键滑动安装于第三花键槽204内，使第二调节环随连接柱203同步转动但与连接柱203相对移动。多个第二伸缩杆在第二调节环的周向方向均布，第二连接杆一端与第二伸缩杆可转动地连接，第二连接杆另一端与连接柱203可转动地连接，且第二连接杆与第二伸缩杆相连的一端设置于相对第二连接杆与连接柱203相连的一端靠近第二调节环中轴线的一侧。初始第二伸缩杆远离第二调节环中轴线的一端与下底边一侧与第二取样组的取样弹片400沿第一轴线的上半部分接触，使第二伸缩杆向远离第二调节环一侧伸出后推动与其接触的取样弹片400沿第一轴线下半部分的一侧产生形变，且与第二伸缩杆接触的取样弹片400的形变位置位于第一伸缩杆602接触的取样弹片400的形变位置的上方。且第二伸缩杆与第一伸缩杆602在周向方向上间隔设置，使每两个相邻设置的取样弹片400分别与相邻设置的一个第一伸缩杆602和一个第二伸缩杆相接触。第二调节环与底板201之间设置有第二弹性件，第二弹性件为第二弹簧。取样管200内设置有多个支撑杆205，多个支撑杆205设置于底板201下端，多个支撑杆205在连接柱203的周向方向间隔设置，初始第一调节环601上端面与支撑杆205下端面抵接，第二调节环下端面与套筒321上端面抵接。每个取样弹片400沿第一轴线的下底边一侧与其相邻的另一个取样弹片400沿第一轴线的上底边一侧之间形成取样口，土壤能够从取样口进入取样空间内。

具体地，套筒321的外周壁面上均布有多个第一铰接柱323，第一连接杆603一端与第一伸缩杆602铰接，第一连接杆603另一端与第一铰接柱323铰接。连接柱203的外周壁面上均布有多个第二铰接柱206，第二连接杆一端与第二伸缩杆铰接，第二连接杆另一端与第二铰接柱206铰接。

进一步地，第一伸缩杆602以及第二伸缩杆远离第一调节环601中线的一端均设置有顶块606。通过顶块606对取样弹片400进行顶推。

本实施例通过设置第一调节架600和第二调节架相配合，在调节件300相对于取样管200向上移动时，能够先压缩第一弹簧605，使第一连接杆603发生相对转动，促使第一伸缩杆602向其对应设置的取样弹片400靠近，使取样弹片400的下端向远离第一调节环601的方向伸出，促使与第一伸缩杆602对应设置的取样弹片400发生形变，同时通过套筒321上端面与第二连接环下端面接触顶推第二连接环向上压缩第二弹簧，使第二连接杆发生相对转动，促使第二伸缩杆向其对应设置的取样弹片400靠近，使取样弹片400的上端向远离第二调节环的方向伸出，促使与第二伸缩杆对应设置的取样弹片400发生形变，使得在取样弹片400随调节件300转动进行取样的过程中能够对利用取样弹片400产生的形变对取样土壤上方进行支撑，且将弯曲点设置在取样弹片400沿第一轴线的下底边一侧，使得随着调节件300的向上移动，形变的位置逐渐向靠近取样弹片400沿第一轴线的下底边一侧移动，在调节件300转动进行取样的过程中，保证取样弹片400始终与土壤接触，进一步增加了在支撑时与土壤的接触面积，增加受力面，提高了对土壤的支撑效果。

在本实施例中，限位件100包括限位环101、多个液压缸102和多个压杆。限位环101为环形结构，限位环101能够套接于取样管200外，多个液压缸102位于限位环101的下端面上，且沿限位环101周向方向均布，每个压杆一端固定安装于液压缸102的输出端，每个压杆的另一端转动连接有压块103，压块103的外表面为摩擦面，压块103能够与取样管200外周壁面接触，使取样管200能够转动并限制取样管200上下移动。限位环101的周向方向均布有多个支腿104，多个支腿104一端与限位环101转动连接，多个支腿104另一端转动连接有底座，底座安装在地面上。

在调节件300带动取样管200插入土壤下后，操作人员手动将限位环101套装在取样管200外侧，然后将支腿104下端的底座安装在地面上。接着驱动液压缸102启动，使液压缸102驱动压杆向取样管200靠近，进而带动压块103向取样管200靠近，直至取样管200与压块103之间压紧，此时取样管200随调节件300转动且调节件300相对取样管200向上移动，即处于调节件300和取样管200之间的第二状态，在取样完成后，调节件300转动并向下移动，此时取样管200随调节杆310转动，调节件300相对于取样管200向下移动，同时驱动液压缸102带动压块103远离取样管200，解除对取样管200的限位，使调节件300和取样管200回到第一状态，之后向上提拉手柄301将调节件300和取样管200从地下取出，将钻头500进行拆卸，将取样后的土壤从取样空间取出进行转移，完成本次取样。

结合上述实施例，具体的工作原理和工作过程为：在使用时，操作人员先手动转动手柄301并施加向下的力，使调节件300向下旋进土壤内，此时调节件300和取样管200之间处于第一状态，取样管200和调节件300同步向下旋进土壤内。根据不同植物生长时根部的位置确定需要取样的深度，在取样弹片400到达指定的深度后，操作人员手动将限位环101套装在取样管200外侧，然后将支腿104下端的底座安装在地面上。接着驱动液压缸102启动，使液压缸102驱动压杆向取样管200靠近，进而带动压块103向取样管200靠近，直至取样管200与压块103之间压紧，此时取样管200随调节件300转动且调节件300相对取样管200向上移动，即处于调节件300和取样管200之间的第二状态。

接着手动向上旋转提起调节件300，此时调节件300和取样管200之间处于第二状态，取样管200随调节杆310转动，调节件300相对于取样管200向上移动，在调节件300相对于取样管200向上移动时，能够先压缩第一弹簧605，使第一连接杆603发生相对转动，促使第一伸缩杆602向其对应设置的取样弹片400靠近，使取样弹片400的下端向远离第一调节环601的方向伸出，促使与第一伸缩杆602对应设置的取样弹片400发生形变，同时通过套筒321上端面与第二连接环下端面接触顶推第二连接环向上压缩第二弹簧，使第二连接杆发生相对转动，促使第二伸缩杆向其对应设置的取样弹片400靠近，使取样弹片400的上端向远离第二调节环的方向伸出，促使与第二伸缩杆对应设置的取样弹片400发生形变，调节件300与取样管200之间的取样弹片400将逐渐变成弯曲状态，使土壤能够从取样口进入取样空间内，且在取样弹片400随调节件300转动进行取样的过程中能够对利用取样弹片400产生的形变对取样土壤上方进行支撑，将弯曲点设置在取样弹片400沿第一轴线的下底边一侧进一步增加了在支撑时与土壤的接触面积，增加受力面，提高了对土壤的支撑效果。

在取样完成后，调节件300转动并向下移动，此时取样管200随调节杆310转动，调节件300相对于取样管200向下移动，同时驱动液压缸102带动压块103远离取样管200，解除对取样管200的限位，使调节件300和取样管200回到第一状态，之后向上提拉手柄301将调节件300和取样管200从地下取出，将钻头500进行拆卸，将取样后的土壤从取样空间取出进行转移，完成本次取样。

在其他可能的另一个实施例中，取样弹片400为矩形。取样弹片400的两个短边一侧分别固接于取样管200的下端面和顶杆330的上端面，一种植物根系生长监测取样装置，还包括第一调节架600和第二调节架，第一调节架600和第二调节架在取样管200的轴向方向上面对面设置，且第一调节架600设置于第二调节架下方。在调节件300相对于取样管200向上移动时，第一调节架600能够在取样管200的周向方向驱动两个间隔设置取样弹片400沿第一轴线的上半部分产生形变，第二调节架能够在取样管200的周向方向驱动两个间隔设置的取样弹片400沿第一轴线的下半部分产生形变，第一轴线为沿取样弹片400长边的中线。第一调节架600和第二调节架的结构与上述实施例中相同。在本实施例中，将取样弹片400的形状设置为矩形，也可实现对土壤的支撑。

在其他可能的另一个实施例中，如图11所示，取样弹片400为等腰梯形，且取样弹片400上底边的长度小于下底边的长度，每个取样弹片400的上底边一侧与其相邻的另一个取样弹片400的下底边一侧在取样管200的下端面的周向方向上依次设置。取样弹片400沿第一轴线下底边一侧的厚度小于上底边一侧的厚度，使得在调节件300相对于取样管200向上移动时，取样弹片400宽边一侧相对于窄边一侧更易发生形变，使得在调节件300与取样管200相互靠近时，取样弹片400的宽边一侧能够发生形变。即本实施例不需要设置第一调节架600和第二调节架驱动，就可以在调节件300相对于取样管200向上移动的过程中，就可以使取样弹片400沿第一轴线下底边的一侧更容易发生形变，保证在取样时对土壤的支撑效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种植物根系生长监测取样装置，其特征在于：包括取样管、调节件、钻头、限位件和多个取样弹片，调节件沿竖直方向设置且能够转动和上下移动，调节件包括在竖直方向上从上到下依次同轴设置的调节杆、中段杆和顶杆，中段杆分别与调节杆和顶杆固定连接；钻头可拆卸地安装于顶杆下端，取样管沿竖直方向设置且套接于调节杆外侧，取样管内部设置有底板，初始调节杆的下端面与底板的上端面接触，在调节杆向下移动时能够同步带动取样管向下移动；取样弹片沿竖直方向设置且具有弹性，取样弹片的上下两端分别固接于取样管的下端面和顶杆的上端面；多个取样弹片沿取样管和顶杆的周向方向均布；

调节件和取样管之间具有相应的第一状态和第二状态，处于第一状态时，调节件、取样管和取样弹片相对静止，取样弹片不产生形变，初始调节件和取样管之间处于第一状态；处于第二状态时，取样管随调节件转动，限位件限制取样管在竖直方向上移动，调节件相对取样管向上移动，调节件相对于取样管向上移动能够促使取样弹片产生形变，进而在两个相邻的取样弹片之间限定出取样口，通过取样口对土壤进行取样。

2.根据权利要求1所述的一种植物根系生长监测取样装置，其特征在于：取样弹片为等腰梯形，且取样弹片上底边的长度小于下底边的长度，多个取样弹片均分成第一取样组和第二取样组，第一取样组和第二取样组内至少有一个取样弹片，第一取样组的取样弹片和第二取样组的取样弹片沿取样管和顶杆的周向方向交替设置，第一取样组的上底边一侧与取样管的下端面相连，第一取样组的下底边一侧与顶杆的上端面相连，第二取样组的下底边一侧与取样管的下端面相连，第二取样组的上底边一侧与顶杆的上端面相连。

3.根据权利要求2所述的一种植物根系生长监测取样装置，其特征在于：取样弹片下底边一侧的厚度小于上底边一侧的厚度。

4.根据权利要求2所述的一种植物根系生长监测取样装置，其特征在于：还包括第一调节架和第二调节架，第一调节架和第二调节架在取样管的轴向方向上面对面设置，且第一调节架设置于第二调节架下方，在调节件相对于取样管向上移动时，第一调节架能够在取样管的周向方向驱动第一取样组的取样弹片沿第一轴线的上半部分产生形变，第二调节架能够在取样管的周向方向驱动第二取样组的取样弹片沿第一轴线的下半部分产生形变，第一轴线为沿取样弹片腰边的中位线。

5.根据权利要求4所述的一种植物根系生长监测取样装置，其特征在于：第一调节架包括第一调节环、多个第一伸缩杆和多个第一连接杆；第一调节环为圆环形且与取样管同轴设置，第一调节环套接于中段杆，且第一调节环与中段杆花键连接，多个第一伸缩杆在第一调节环的周向方向均布，第一连接杆一端与第一伸缩杆可转动地连接，第一连接杆另一端与顶杆可转动地连接，且第一连接杆与第一伸缩杆相连的一端设置于相对第一连接杆与顶杆相连的一端靠近第一调节环中轴线的一侧；初始第一伸缩杆远离第一调节环中轴线的一端与第一取样组的取样弹片沿第一轴线的下半部分接触；第一调节环与顶杆的支撑板之间设置有第一弹性件；第二调节架包括第二调节环、多个第二伸缩杆和多个第二连接杆；第二调节环为圆形且与取样管同轴设置，取样管内部设置有连接柱，连接柱与取样管同轴设置，连接柱固接于底板下端，第二调节环套接于连接柱，且第二调节环与连接柱花键连接，多个第二伸缩杆在第二调节环的周向方向均布，第二连接杆一端与第二伸缩杆可转动地连接，第二连接杆另一端与连接柱可转动地连接，且第二连接杆与第二伸缩杆相连的设置于相对第二连接杆与连接柱相连的一端靠近第二调节环中轴线的一侧；初始第二伸缩杆远离第二调节环中轴线的一端与下底边一侧处于取样管下端面的取样弹片沿第一轴线的上半部分接触；且第二伸缩杆与第一伸缩杆在周向方向上间隔设置，第二调节环与底板之间设置有第二弹性件，取样管内设置有多个支撑杆，多个支撑杆设置于底板下端，多个支撑杆在连接柱的周向方向间隔设置，初始第一调节环上端面与支撑杆下端面抵接，第二调节环下端面与套筒上端面抵接；每个取样弹片沿第一轴线的下底边一侧与其相邻的另一个取样弹片沿第一轴线的上底边一侧之间形成取样口。

6.根据权利要求5所述的一种植物根系生长监测取样装置，其特征在于：第一伸缩杆以及第二伸缩杆远离第一调节环中线的一端均设置有顶块。

7.根据权利要求1所述的一种植物根系生长监测取样装置，其特征在于：限位件包括限位环、多个液压缸和多个压杆；限位环为环形结构，限位环能够套接于取样管外，多个液压缸位于限位环的下端面上，且沿限位环周向方向均布，每个压杆一端固定安装于液压缸的输出端，每个压杆的另一端转动连接有压块，压块的外表面为摩擦面，压块能够与取样管外周壁面接触，使取样管能够转动并限制取样管上下移动。

8.根据权利要求7所述的一种植物根系生长监测取样装置，其特征在于：限位环的周向方向均布有多个支腿，多个支腿一端与限位环转动连接，多个支腿另一端转动连接有底座。

9.根据权利要求1所述的一种植物根系生长监测取样装置，其特征在于：顶杆为中空结构，顶杆内部设置有支撑板，支撑板为十字板，中段杆与支撑板固定连接。

10.根据权利要求1所述的一种植物根系生长监测取样装置，其特征在于：钻头上端设置有承接板，底板的下端面、承接板的上端面与取样弹片之间围合成取样空间。