[发明专利]一种用于安装观测探管的地面打孔装置

说明书

一种用于安装观测探管的地面打孔装置，包括一个进地钢管，一个底板，底板上方平行设置有两个竖直的支撑耳片，两个支撑耳片之间可转动地支撑有一个导向套筒，进地钢管设置在导向套筒中由导向套筒支撑所述进地钢管沿所述导向套筒设定的角度插入地面并带出土壤形成适于安装观测探管的孔洞。本发明的地面打孔装置利用下压力轻柔的切开土壤，结构简单易于操作，不会对土壤和植物根系造成扰动，并且本发明的打孔装置提供了可以稳定打孔角度的底板以及导向套筒，打孔过程不会产生方向偏离，可以很方便的设定所需的打孔角度，打出的孔洞直，孔壁光滑，对土壤和根系的扰动小，孔洞的直径均一，与探管的接触适中，有利于获得更精确的测量结果。

技术领域

本发明涉及土壤观测设备地面安装技术领域，具体涉及一种实验仪器安装装置，特别是涉及一种用于测定土壤水分、根系密度等观测探管的地面打孔装置。

背景技术

土壤张力计、时域反射技术(TDR)、微根窗技术等是研究土壤水分、植物根系生态等常用的试验装置和技术，其仪器安装的关键是与土壤直接接触的仪器探管的安装。探管的安装目前主要是用土钻钻一个深度与大小与探管长度和直径相符的孔，然后将探管插入孔中。这种方法在实际操作中主要存在几方面的局限和问题：第一，土钻打孔主要利用人力，在打孔过程中很难做到笔直用力，土钻很容易晃动，很容易造成对土壤和植物根系的扰动，破坏了土壤和植物根系原有结构，造成测量错误；第二，土钻打出的孔，由于旋转下扎，摆动较大，容易造成实际孔径大于探管，造成探管与土壤不能紧密接触，从而影响测量结果；第三，土钻打孔用于安装垂直探管比较方便，不能应用于有一定角度要求的探管安装。

例如，中国专利文献CN 105784777 A中公开了一种可用于剖面土壤水分测量系统的预打孔装置，该装置仅可用于在一个预先打好的垂直孔中通过探针插入土壤挤压出用于安装探针的小孔，如果是直径较大的观测探管，则单纯通过挤压土壤形成的小孔很容易直径回缩，会导致观测探管插入困难或造成损坏。另外这种打孔装置也不适合打具有一定倾斜角度的探孔。

另外，建筑领域施工用的大型钻孔设备振动太大，对周围土壤的扰动也太大，完全不适合用于土壤观测探管的打孔安装，且其结构庞大复杂，不适于研究用野外便携使用。类似的，农业种植领域也有使用旋转打孔的设备，旋转钻头对土壤和植物根系也会造成扰动，也会造成测量错误。而小型农用插入式打孔设备缺乏稳定和定位结构，打孔时容易偏离方向，会导致土壤和根系扰动，且人工用力方向不准导致孔径折转变化不定，会导致探管插入困难或损坏，探管与孔壁土壤的接触也不紧密，导致测量结果不准。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于安装观测探管的地面打孔装置，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于安装观测探管的地面打孔装置，包括一个中空的进地钢管，所述进地钢管的下端具有适于插入地面的尖端，上端具有适于向下用力的把手，其中，所述地面打孔装置进一步包括一个可通过地锚固定在地面上的底板，所述底板上方平行设置有两个竖直的支撑耳片，所述两个支撑耳片之间可转动地支撑有一个导向套筒，所述进地钢管设置在所述导向套筒中由所述导向套筒支撑所述进地钢管沿所述导向套筒设定的角度插入地面并带出土壤形成适于安装观测探管的孔洞。

优选地，所述导向套筒垂直焊接在一个支撑轴上，所述支撑轴的两端通过轴承可转动地支撑在所述两个支撑耳片之间。

优选地，所述导向套筒上垂直焊接有一个平行于所述支撑轴并可随着所述导向套筒一起转动的角度固定螺栓；所述两个支撑耳片上各对称设置有一个供所述角度固定螺栓穿过的弧形槽口；所述角度固定螺栓的末端设置有锁定所述角度固定螺栓在所述弧形槽口中设定的角度位置处的固定螺母。

优选地，所述弧形槽口的曲率中心位于所述支撑轴的轴线上。

优选地，所述底板由钢板制成，其上设置有多个适于安装地锚的锚孔以及一个适于所述进地钢管的所述尖端穿过的通孔，所述通孔沿平行于所述支撑耳片的方向伸展为长条形。