[发明专利]带多功能脚踏的土壤采样装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤采样器，尤其涉及一种带多功能脚踏的土壤采样装置及其方法。

背景技术

土壤样品的采集分析是获得获得土壤理化性质、养分信息、肥力特性以及对土壤进行其他方面的分析研究获取土壤信息的基础。如何准确、适量、省力、快速的获取土壤不同深度的土壤样品与最终获得数据的准确性和可靠性密切相关。

土壤采样器，是从事土壤研究工作的必备工具之一。土壤采样器采样性能的好坏决定了采样的质量，特别是土壤样品从土壤采样器上快速干净地剥离，影响效率及对土壤成分的准确分析。土壤采样器具有许多种不同的结构，其中钻体壁有光滑表面和非光滑表面两种。非光滑表面又分为内凸结构、外凸结构和双凸结构三种，非光滑表面相对光滑表面大大减少了阻力。钻头刃口结构分为裁口钻、开口钻和非开口钻，裁口钻不利于获取原状土样但开口钻结构相对复杂，非开口钻效果较好。刃口形状又具有平刃口、倾斜刃口和旋刀刃口三种，三种结构各具优缺点。

传统的取土器将管状钻头和钻杆以及钻杆上端固定的手柄连为一体，在采集土壤样品时，手握手柄用力旋转，将土壤卡在钻头的管内，然后用细棍将所需的土壤刮下，这种采集土壤的方法不仅费时费力，破坏了原状土，严重影响土壤采集的工作效率。同时，随着采样深度的增加，取出采样器的难度也会增大，甚至将取样器卡在土壤中难以取出，土壤采样器还会有损坏的风险。

申请号为201120201104.0的中国专利公开了一种取土钻，由手柄、钻筒和钻头组成，能够取得不同深度的土壤，但无法避免采样深度加深造成插入和拔出土钻阻力的增大。申请号为201320716753.3的中国专利公开了一种可推出式土钻，可将采集到的土壤从钻头中推出，但同样无法避免深度增加时阻力的增加。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，并提供一种带多功能脚踏的土壤采样装置。

为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种带多功能脚踏的土壤采样装置，包括T型钻筒、T型推土杆和切片钻头，其特征在于，还包括脚踏，所述的钻筒上固定有若干个硬质圆环，硬质圆环外径不大于切片钻头外径；所述的脚踏呈U型，其内侧壁上开设有略大于硬质圆环厚度的卡槽，使脚踏能配合式卡人硬质圆环进行固定。

作为优选，所述的卡槽的半圆部分半径与硬质圆环的外半径相等，使硬质圆环能最大程度嵌入卡槽中。

作为优选，还包括L型起撬装置，L型起撬装置由相互连接的直杆部和弯折部组成，所述的直杆部由第一直杆和第二直杆组成，第一直杆和第二直杆相互平行，且两者之间的距离须允许钻筒通过；所述的弯折部不与直杆部相连的一端开设有凹槽，凹槽直径大于钻筒直径且小于硬质圆环直径。

作为优选，所述的直杆部和弯折部相连处呈90°角。

作为优选，所述的第一直杆和第二直杆不与弯折部相连的一端设有符合人体工程学结构的波纹。

作为优选，所述的硬质圆环上带有深度标记。

一种使用所述装置的土壤采样方法，步骤如下：

采样时，将切片钻头垂直置于土壤表面，通过按压T型钻筒使切片钻头进入浅层土壤，按压时可同时旋转T型钻筒以利于破土，此时连接推土片的推土杆在土样的作用下缓缓上升；当采集深层土壤时，将目标土层深度对应的硬质圆环嵌入脚踏的卡槽，形成脚踏，通过脚踩脚踏，配合按压T型钻筒，使切片钻头进入深层土壤，拔出T型钻筒获得土壤样品。

作为优选，所述的拔出T型钻筒的过程中，将土壤表层上方最近的硬质圆环卡入L型起撬装置的凹槽中，向L型起撬装置的第一直杆和第二直杆施加垂直于直杆部方向的力，使T型钻筒向上移动一段距离；再对下一个硬质圆环重复上述过程，直至T型钻筒被完全拔出。

作为优选，所述的脚踏还用于实现下列功能中的一种或多种：

1)当T型钻筒偏离垂直状态时，将硬质圆环的半圆部分完全卡入卡槽中，即将脚踏最大程度与脚踏拉紧，再将脚踏的直线部分旋转至需要纠偏的一侧，通过对该状态下的脚踏施加向下压力，使T型钻筒回归至正常位置，继续采样；

2)当T型钻筒需要加强向下压力时，将硬质圆环的半圆部分卡至卡槽的中部，使硬质圆环两侧均有部分脚踏本体作为作用力矩，再将双脚均踩上脚踏或两个人同时踩上脚踏，增加向下的压力，实现硬质深层土壤的采集；

3)对于浅层土壤或仅需施加辅助压力时，可将硬质圆环略微卡入脚踏中，使力矩较小，此时脚踩过程中不会使T型钻筒大幅度倾斜，仅用手部力量便可维持T型钻筒的平衡；