[发明专利]一种低扰动土壤取样装置及其使用方法

说明书

针对现有技术中土壤采样过程中对土层扰动较大的问题，本发明提供一种低扰动土壤取样装置及其使用方法，包括双层支撑架、设置在双层支撑架上的升降组件、能够通过升降组件进行升降的钻土组件以及驱动组件；其中，所述的钻土组件用于切土和排土并将待取样土壤从上到下切削成柱状土壤样本；所述的升降组件用于带动钻土组件上下运动并将钻土组件取得的土壤样本存放在土样容器中；所述的驱动组件用于驱动钻土组件绕自身轴线旋转。本发明采用打开螺旋切土刀对土样进行修整，最后形成柱状土壤样本，并将该柱状土壤样本存储在不转动的土样容器中，通过闭合螺旋切土刀将柱状土壤样本切断，减小了对土样的扰动，最终获得的土样完整。

技术领域

本发明属于农业工程机械领域，具体地说，本发明涉及一种低扰动土壤取样装置及其使用方法。

背景技术

在农业生产中，土壤条件对作物生长起到至关重要的作用。在播种之前，常常采用深松、旋耕等手段对土壤条件进行改善，以达到作物最佳生长条件。经过深松、旋耕等作业之后，土壤常呈现出松软、蓬松、多孔隙、低粘结的状态。

土壤表面的情况是能够直观看得见的，然而与作物生长息息相关的土壤表面之下的状况通常是不能够直接获得。传统手段是采用土钻获得土壤样品，其结构都是由手柄和钻筒的组成，在进行采样时，由一到两人对手柄施加力使得钻筒垂直向下切入土壤，达到预定深度后，将土壤随钻筒一块带出。普通土钻依赖土壤对钻筒壁的摩擦力，只适合获取黏性较大的土壤样品，且劳动强度大，不适用于深度较大的土壤取样。一种外部带螺旋的土钻，一定程度上能够解决劳动强度的问题，然而依然不能实现快速高效地获取土样。一种适用于沙土的取样器，能够解决松软土壤不脱落问题，但是对土壤扰动过大，不适用于测量土壤孔隙度以及颗粒度等关键参数。还有一种原状土的提取装置，该装置需要做预挖掘才能提取原状土，获得的原状土虽然精确，但费时费力，且不适用于农业生产中的土壤取样。

因此，为了进一步精确测量农业生产中的土壤特性，迫切需要一种快速高效且对土壤低扰动的取样装置。

发明内容

针对现有技术中土壤采样装置劳动强度大、采样过程中对土层扰动较大的问题，本发明提供一种低扰动土壤取样装置及其使用方法，其结构简单，可以快速省力的对土壤进行采样，同时保证采样过程中对土壤无扰动。

为实现上述的目的，本发明所采用的技术方案是：所述的一种低扰动土壤取样装置，包括双层支撑架、设置在双层支撑架远离地面的上层上的升降组件、能够通过升降组件进行升降的钻土组件、以及驱动组件；其中，所述的钻土组件用于切土和排土并将待取样土壤从上到下切削成柱状土壤样本；该钻土组件穿过双层支撑架中放置在地面上的下层后与待取样的地表接触；所述的升降组件用于带动钻土组件上下运动并将钻土组件取得的土壤样本存放在土样容器中；所述的驱动组件用于驱动钻土组件绕自身轴线旋转；其技术方案在于：

所述的钻土组件包括一端与驱动组件可拆卸连接的向下钻土并排土的外螺旋筒、同轴设置在外螺旋筒内的薄壁筒、用于锁定外螺旋筒与薄壁筒相对位置的限位部件以及利用外螺旋筒与薄壁筒产生相对转动从而实现开合的用于打开旋转切土和闭合切断柱状土壤样本的螺旋切土刀；

其中，所述的薄壁筒的底部设置有轴向凸起的凸沿；其中，所述的螺旋切土刀打开时其切土内径小于等于薄壁筒轴向凸沿的内径；其中，所述的外螺旋筒与薄壁筒的接触面上设置有用于防止薄壁筒上下窜动的台阶。

进一步的，所述的螺旋切土刀包括沿外螺旋筒轴线均布的用于向下切土的多个切刀和连杆； 其中，所述的多个切刀以外螺旋筒的轴线阵列后得到；其中，所述的切刀包括板状刀柄和刀身；其中，所述的板状刀柄与地面水平且该切刀的刀身与水平地面的夹角为15~25°；其中，所述的板状刀柄上均设置有两个通孔，其中一个通孔与薄壁筒凸沿靠近地面的一端铰接；板状刀柄上的另一个通孔与连杆的一端铰接；该连杆的另一端与外螺旋筒靠近地面的一端铰接。

进一步的，所述的切刀的尖端向外螺旋筒轴线方向弯曲；该切刀的尖端以及靠近外螺旋筒轴线方向一端的刀身转动形成切土内径。