CN219455553U - 一种原状土柱采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及土壤采集技术领域，一种原状土柱采集装置，包括钢管，钢管包括左半管体和右半管体，左半管体和右半管体铰接，钢管的外壁上设有若干螺旋凹槽，若干螺旋凹槽从上至下均匀分布，螺旋凹槽内设有若干钢珠，螺旋凹槽内还设有逆止毛刷；钢管的顶部设有连接板，钢管的上方设有转轮，转轮与连接板可拆卸连接，转轮上设有气泡水平仪；钢管的底部设有切割组件。本实用新型在使用时，人工用手带动转轮旋转，从而带动钢管一边旋转一边插入土壤进行采集，钢管外壁的螺旋凹槽内设有钢珠和逆止毛刷，能够减少土壤阻力，因此可以极大节省人工体力；转轮上设有气泡水平仪，可保证土柱的竖直状态，避免测量误差。

Description

一种原状土柱采集装置

技术领域

本实用新型涉及土壤采集技术领域，具体领域为一种原状土柱采集装置。

背景技术

原状土柱由于未被扰动、混样，保留了土壤不同深度、不同发生层次的全部原始信息，包括土壤物理性状、化学性状和生物性状，以及新生体、侵入体、根系、动物孔洞等信息，是土壤学研究的重要手段之一。目前在采集原状土柱时，需要先在旁边挖一个具有斜坡的坑，再修出一个土壤竖直断面，然后在其表层喷胶、凝固后，再用橡皮锤将金属方框横向敲入该断面，最后将长方体的土体取出。

现有技术存在的不足之处是，通过人工将金属方框敲入断面的操作十分费力，由于断面要求竖直状态，在沙质土壤上作业时，由于其结构不稳定，容易将土壤结构震碎，失败率高；人工修整剖面的过程会产生倾斜，从而造成标本土层深度测量的误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种原状土柱采集装置，人工用手带动转轮旋转，从而带动钢管一边旋转一边插入土壤进行采集，钢管外壁的螺旋凹槽内设有钢珠和逆止毛刷，能够减少土壤阻力，因此可以极大节省人工体力；转轮上设有气泡水平仪，可保证土柱的竖直状态，避免测量误差。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种原状土柱采集装置，包括钢管，所述钢管包括左半管体和右半管体，所述左半管体和所述右半管体铰接，所述钢管的外壁上设有若干螺旋凹槽，若干所述螺旋凹槽从上至下均匀分布，所述螺旋凹槽内设有若干钢珠，所述螺旋凹槽内还设有逆止毛刷；所述钢管的顶部设有连接板，所述钢管的上方设有转轮，所述转轮与所述连接板可拆卸连接，所述转轮上设有气泡水平仪；所述钢管的底部设有切割组件。

优选的，所述切割组件包括环形圈，所述环形圈与所述钢管的底部可拆卸连接，所述环形圈的底部设有环形刀刃。

优选的，所述右半管体的底端内部设有收纳腔，所述收纳腔设有弹性片，所述弹性片与驱动组件的输出端固定连接，所述右半管体的底部内侧壁上设有开口，所述开口与所述收纳腔连通连接。

优选的，所述驱动组件包括螺纹杆，所述右半管体的顶端设有插槽，所述螺纹杆设在所述插槽内，所述螺纹杆的顶部伸出所述插槽，且与转动把手固定连接；所述插槽的底部与所述收纳腔连通连接，所述螺纹杆的底部套设有螺纹筒，所述螺纹杆和所述螺纹筒传动连接，所述螺纹筒的底部外壁与转杆的第一端部转动连接，所述转杆的第二端部与所述弹性片的顶部固定连接。

优选的，所述收纳腔内且位于所述弹性片的下方设有挡块，所述挡块的顶面为弧形面。

优选的，所述左半管体的底部内侧壁上设有限位凹槽。

优选的，所述钢管的外壁和内壁上均设有刻度线。

优选的，所述原状土柱采集装置还包括起吊组件，所述起吊组件包括杠杆，所述杠杆的一端设有起吊绳索，所述起吊绳索与所述连接板固定连接，所述杠杆的中部设有转轴，所述转轴与支架的顶部转动连接，所述支架的底部与稳定圆盘固定连接。

使用本实用新型的有益效果是：

(一)本实用新型在使用时，通过人工用手带动转轮旋转，从而带动钢管一边旋转一边插入土壤进行采集，钢管外壁的螺旋凹槽内设有钢珠和逆止毛刷，能够减少土壤阻力，因此可以极大节省人工体力；转轮上设有气泡水平仪，可保证土柱的竖直状态，避免测量误差。

(二)收纳腔内的弹性片会发生弯曲，发生弹性形变的同时能从开口的位置伸出右半管体，能起到很好的封底效果，将钢管从土壤中取出时，原状土柱不会掉落出去。

(三)当钢管内采集足够的原状土柱之后，可以将起吊组件中的起吊绳索与连接板固定连接在一起，操作者下压杠杆较高的一端，杠杆通过转轴绕支架的顶部转动，将钢管从土壤中提起。

附图说明

图1为本实用新型的轴测图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本实用新型中左半管体的轴测图；

图4为本实用新型中右半管体的轴测图；

图5为本实用新型中右半管体的轴测结构示意图；

图6为本实用新型中挡块的轴测图；

图7为本实用新型在使用时的主视剖视图；

图8为图7中B处的放大图；

图9为通过起吊组件提升钢管时本实用新型的轴测图。

附图标记包括：

1-钢管、101-左半管体、102-右半管体、2-螺旋凹槽、3-钢珠、4-逆止毛刷、5-连接板、6-转轮、7-气泡水平仪、8-环形圈、9-环形刀刃、10-收纳腔、11-弹性片、12-开口、13-螺纹杆、14-插槽、15-转动把手、16-螺纹筒、17-转杆、18-挡块、19-限位凹槽、20-刻度线、21-杠杆、22-起吊绳索、23-转轴、24-支架、25-稳定圆盘。

具体实施方式

为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。

实施例一

请参阅图1-9，本实用新型提供一种技术方案：一种原状土柱采集装置，包括钢管1，钢管1的内壁光滑，钢管1包括左半管体101和右半管体102。左半管体101和右半管体102铰接，可绕一侧旋转打开，以便打开后无损取出土柱。左半管体101和右半管体102另一侧对接的位置分别设有固定板，将相邻的固定板通过螺栓和螺母固定住时，钢管1不能打开；将螺栓和螺母拆下时，左半管体101和右半管体102打开，此时可以取出采集好的土柱。

请参阅图1-2，钢管1的外壁上设有若干螺旋凹槽2，若干螺旋凹槽2从上至下均匀分布，螺旋凹槽2内设有若干钢珠3。每一钢珠3均可在螺旋凹槽2内转动，当钢管1在土壤中转动时，土壤先与钢珠3接触，带动钢珠3转动，进而减小钢管1与土壤之间的摩擦力，也就是减小旋转时土壤的阻力。螺旋凹槽2内还设有逆止毛刷4，逆止毛刷4设置在螺旋凹槽2内钢珠3上下两侧的内壁上，逆止毛刷4能减少螺旋凹槽2内土壤移动阻力以及阻止土壤下滑、脱落，因此不会将土壤结构震碎，即便在沙质土壤结构处作业，也能降低失败率，保证成功完成采集原状土壤的操作。

左半管体101和右半管体102上的螺旋凹槽2不互通，因此钢管1分成两个部分时，钢珠3不会掉出去。钢管1的外壁上相邻的螺旋凹槽2之间形成锋利刃，便于将钢管1插入土壤深处。螺旋凹槽2所处的螺旋线与地面之间的夹角角度在厂家制作时可根据当地土壤阻力进行调整，如土壤越黏重，则相应角度越小，反之，土壤越砂质，则相应角度越大，因此本实用新型适用多种土壤质地。

请参阅图1、图3和图4，钢管1的顶部设有连接板5，连接板5与钢管1固定连接，在本实施例中，连接板5共有四个，左半管体101和右半管体102上各设有两个。钢管1的上方设有转轮6，转轮6与连接板5可拆卸连接。转轮6包括外圈和连接杆，连接杆呈倒“L”形，转轮6安装到钢管1的上方时，连接杆的顶部与地面平行，连接杆的底部与地面垂直。转轮6上设有气泡水平仪7，气泡水平仪7安装在连接杆的顶部。

请参阅图1，钢管1的底部设有切割组件，切割组件能很好的切开土壤。切割组件包括环形圈8，环形圈8与钢管1的底部可拆卸连接，环形圈8的底部设有环形刀刃9，环形刀刃9底部形成锐角刃状，刀刃向内，以减少入土阻力。

本实用新型在使用时，首先将左半管体101和右半管体102固定住，使钢管1不能打开，将转轮6安装到钢管1的上方，与连接板5牢牢地固定到一起，然后将切割组件固定到钢管1的底部。接下来将钢管1竖直摆放，环形刀刃9紧贴土壤表面，同时观察气泡水平仪7，防止钢管1产生倾斜。然后人工用手带动转轮6不断旋转，转轮6通过连接板5带动钢管1旋转。环形刀刃9首先切开土壤，由于螺旋凹槽2所处的螺旋线与地面之间存在夹角，并且相邻的螺旋凹槽2之间形成锋利刃，因此钢管1能顺利的一边旋转一边向下移动插入土壤中。在这个过程中，土壤先与钢珠3接触，带动钢珠3转动，减小钢管1与土壤之间的摩擦力，也就是减小旋转时土壤的阻力，因此可以极大节省人工体力，还可以节省时间。

钢管1向下移动的同时，由于钢管1的内壁光滑，因此进入钢管1内部的土壤受到的阻力很小，钢管1能顺利地完成原状土柱的采集工作。在带动转轮6旋转的过程中，持续观察气泡水平仪7进行修正，可以始终保证土柱的竖直状态，避免测量误差。

当钢管1达到预定入土深度并采集足够的原状土柱之后，将钢管1从土壤中取出，拆卸掉转轮6和切割组件，并拆卸掉连接左半管体101和右半管体102的螺栓和螺母，使钢管1打开，无损的取出采集好的原状土柱。

实施例二

将钢管1从土壤中取出时，钢管1需要封底才能防止采集好的原状土柱掉落出去。请参阅图4-5，在本实施例中，右半管体102的底端内部设有收纳腔10，收纳腔10设有弹性片11，弹性片11与驱动组件的输出端固定连接，右半管体102的底部内侧壁上设有开口12，开口12与收纳腔10连通连接。驱动组件能够带动弹性片11从开口12的位置伸出右半管体102，弹性片11从下方挡住采集好的原状土柱，起到封底的作用。

请参阅图5，驱动组件包括螺纹杆13，螺纹杆13的顶部为光段，螺纹设在底部。右半管体102的顶端设有插槽14，螺纹杆13设在插槽14内，插槽14顶部设有轴承，轴承套设在螺纹杆13的外表面，可以使螺纹杆13能稳定地转动。螺纹杆13的顶部伸出插槽14，且与转动把手15固定连接，转动把手15的位置高于转轮6，因此当转动把手15旋转时，不会与转轮6发生碰撞。转动把手15的长度小于转轮6的半径，因此安装转轮6不会受到转动把手15的影响。

请参阅图5，插槽14的底部与收纳腔10连通连接，螺纹杆13的底部伸入收纳腔10内。螺纹杆13的底部套设有螺纹筒16，螺纹筒16的内壁上设有与螺纹杆13相匹配的螺纹，螺纹杆13和螺纹筒16传动连接。螺纹筒16的底部外壁与转杆17的第一端部转动连接，转杆17有两个，分别位于螺纹筒16的左右两侧。螺纹筒16处在收纳腔10内顶部的位置，收纳腔10的顶部截面为矩形且宽度较窄，因此两个转杆17能限制螺纹筒16只能上下移动，不能转动。转杆17的第二端部与弹性片11的顶部固定连接，弹性片11在收纳腔10的内部时处于竖直状态。

请参阅图4-6，收纳腔10内且位于弹性片11的下方设有挡块18，挡块18的顶面为弧形面。挡块18与右半管体102固定连接，挡块18上弧形面的底部与开口12的底面位于同一高度。当弹性片11的底部接触挡块18的顶面时，弹性片11会发生弯曲，底部变弯成水平状态，发生弹性形变的同时能从开口12的位置伸出右半管体102。弹性片11能够发生弹性形变变弯的原理与测量用的卷尺相同，卷尺在使用时需要产生弯折和弯曲，这都不会对卷尺本身造成伤害。在本实用新型中，弹性片11发生弯曲也不会对自身造成伤害。请参阅图3，左半管体101的底部内侧壁上设有限位凹槽19。弹性片11伸出右半管体102后最终会进入限位凹槽19内，限位凹槽19能限制弹性片11不会随意移动。

本实用新型在使用的过程中，钢管1向下插入土壤内时，弹性片11处在收纳腔10的内部。当钢管1内采集足够的原状土柱，需要从土壤中取出时，首先用手带动转动把手15旋转，转动把手15带动螺纹杆13旋转，螺纹杆13带动螺纹筒16向下移动，螺纹筒16通过转杆17带动弹性片11向下移动。请参阅图7-8，当弹性片11的底部接触挡块18的顶面时，弹性片11会发生弯曲，底部变弯成水平状态，此时弹性片11带动转杆17绕螺纹筒16的底部外壁转动，弹性片11发生弹性形变并从开口12的位置伸出右半管体102。此时弹性片11插入并穿过钢管1内土壤，遇到沙土这样的松散质地土壤时，弹性片11能顺利地穿过去，不需要操作者费力旋转转动把手15。弹性片11能完全堵住钢管1的底部，然后进入限位凹槽19内，限位凹槽19能限制弹性片11不会随意移动，因此弹性片11不会由于上方的原状土柱的压力发生偏转，弹性片11能起到很好的封底效果，将钢管1从土壤中取出时，原状土柱不会掉落出去。从土壤中取出钢管1，并无损取出采集好的原状土柱后，反向旋转转动把手15，可以使弹性片11重新回到收纳腔10的内部，以便下一次的使用。

实施例三

请参阅图1-4，钢管1的外壁和内壁上均设有刻度线20，在钢管1向下移动插入土壤中的过程中，不断观察外壁上的刻度线20以便操作者大致判断入土深度和各土层厚度。本实用新型中，钢管1的长度可根据需要定制，如需要采集一米土柱，则考虑操作性管长一点五米为宜。

实施例四

本实用新型中，原状土柱采集装置还包括起吊组件，起吊组件用于将采集足够的原状土柱的钢管1从土壤中提起。请参阅图9，起吊组件包括杠杆21，杠杆21的一端设有起吊绳索22，起吊绳索22与连接板5固定连接，起吊绳索22的顶部与杠杆21固定连接，起吊绳索22的数量与连接板5的数量相同。杠杆21的中部设有转轴23，转轴23与支架24的顶部转动连接，支架24的底部与稳定圆盘25固定连接。

本实用新型在使用时，当钢管1内采集足够的原状土柱之后，首先将转轮6从连接板5上拆下，再将若干起吊绳索22分别与不同的连接板5固定连接在一起，此时杠杆21设有起吊绳索22一端的高度低于另一端的高度。接下来操作者下压杠杆21较高的一端，杠杆21通过转轴23绕支架24的顶部转动，杠杆21通过起吊绳索22将钢管1提升起来离开土壤。将钢管1放置在合适的位置后，拆下固定在连接板5上的起吊绳索22，就可以使钢管1打开，无损的取出采集好的原状土柱。

工作原理：本实用新型在使用时，首先将左半管体101和右半管体102固定住，使钢管1不能打开，将转轮6安装到钢管1的上方，与连接板5牢牢地固定到一起，然后将切割组件固定到钢管1的底部。接下来将钢管1竖直摆放，环形刀刃9紧贴土壤表面，同时观察气泡水平仪7，防止钢管1产生倾斜。然后人工用手带动转轮6不断旋转，转轮6通过连接板5带动钢管1旋转。环形刀刃9首先切开土壤，由于螺旋凹槽2所处的螺旋线与地面之间存在夹角，并且相邻的螺旋凹槽2之间形成锋利刃，因此钢管1能顺利的一边旋转一边向下移动插入土壤中。在这个过程中，土壤先与钢珠3接触，带动钢珠3转动，减小钢管1与土壤之间的摩擦力，也就是减小旋转时土壤的阻力，因此可以极大节省人工体力，还可以节省时间。钢管1向下移动的同时，由于钢管1的内壁光滑，因此进入钢管1内部的土壤受到的阻力很小，钢管1能顺利地完成原状土柱的采集工作。在带动转轮6旋转的过程中，持续观察气泡水平仪7进行修正，可以始终保证土柱的竖直状态，避免测量误差。当钢管1达到预定入土深度并采集足够的原状土柱之后，将钢管1从土壤中取出，拆卸掉转轮6和切割组件，并拆卸掉连接左半管体101和右半管体102的螺栓和螺母，使钢管1打开，无损的取出采集好的原状土柱。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种原状土柱采集装置，其特征在于：包括钢管，所述钢管包括左半管体和右半管体，所述左半管体和所述右半管体铰接，所述钢管的外壁上设有若干螺旋凹槽，若干所述螺旋凹槽从上至下均匀分布，所述螺旋凹槽内设有若干钢珠，所述螺旋凹槽内还设有逆止毛刷；所述钢管的顶部设有连接板，所述钢管的上方设有转轮，所述转轮与所述连接板可拆卸连接，所述转轮上设有气泡水平仪；所述钢管的底部设有切割组件。

2.根据权利要求1所述的原状土柱采集装置，其特征在于：所述切割组件包括环形圈，所述环形圈与所述钢管的底部可拆卸连接，所述环形圈的底部设有环形刀刃。

3.根据权利要求1所述的原状土柱采集装置，其特征在于：所述右半管体的底端内部设有收纳腔，所述收纳腔设有弹性片，所述弹性片与驱动组件的输出端固定连接，所述右半管体的底部内侧壁上设有开口，所述开口与所述收纳腔连通连接。

4.根据权利要求3所述的原状土柱采集装置，其特征在于：所述驱动组件包括螺纹杆，所述右半管体的顶端设有插槽，所述螺纹杆设在所述插槽内，所述螺纹杆的顶部伸出所述插槽，且与转动把手固定连接；所述插槽的底部与所述收纳腔连通连接，所述螺纹杆的底部套设有螺纹筒，所述螺纹杆和所述螺纹筒传动连接，所述螺纹筒的底部外壁与转杆的第一端部转动连接，所述转杆的第二端部与所述弹性片的顶部固定连接。

5.根据权利要求4所述的原状土柱采集装置，其特征在于：所述收纳腔内且位于所述弹性片的下方设有挡块，所述挡块的顶面为弧形面。

6.根据权利要求3所述的原状土柱采集装置，其特征在于：所述左半管体的底部内侧壁上设有限位凹槽。

7.根据权利要求1所述的原状土柱采集装置，其特征在于：所述钢管的外壁和内壁上均设有刻度线。

8.根据权利要求1所述的原状土柱采集装置，其特征在于：还包括起吊组件，所述起吊组件包括杠杆，所述杠杆的一端设有起吊绳索，所述起吊绳索与所述连接板固定连接，所述杠杆的中部设有转轴，所述转轴与支架的顶部转动连接，所述支架的底部与稳定圆盘固定连接。