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专利名称：手持式原状土柱采集装置的制作方法
技术领域：
本发明属于钻进技术领域，是一种手持式原状土柱采集装置，用来采集土壤分析
样品，土壤观察描述样品和采集土壤柱状标本，适合于与土壤有关的教学、科研及生产部 门。
背景技术：
现有技术中，按取样方式不同，取土钻有如下三种类型直压式、螺旋式和锤击加 压式。无论何种类型的土钻都是利用外力的作用使钻体进入土体，达到取土目的。只要结 构合理，取样方法的当都可以取到较理想的原状土样。但是，无论是直压式，还是旋转式或 锤击式钻的钻体均为在钻筒壁上开一大小不等的开口，用以取出采集的原状土，这种从侧 面取出原状土的做法对于质地较为紧实的土壤来说易于实现，但对于质地松散的土壤来说 不易得到理想的原状土，更谈不上取深层原状土样，并且原状土采集时采集器开口处土壤 易受外界土壤污染，破坏原有土壤的一些特征。能否采集理想的原状土样对于能否真实地 在室内研究田间土壤的特性、模拟田间物质运移等情况至关重要。而这些都是目前的采土 装置所不能解决的难题，困扰着科研工作者。

发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种手持式原状土柱采集装置。本发
明不仅可以得到理想的原状土样，还可获取深层原状土样。 本发明的技术方案是 本发明包括钻筒、底座、连接座和钻杆，连接座和底座分别安装在钻筒两端，钻杆 与连接座相连。 所述的钻筒包括相互连接的连接套和筒体，连接套的半径大于筒体半径，在连接 套同一中轴线上开有两个通孔，筒体为两个具有凹槽的半圆筒咬合在一起形成的筒状，在 筒体的下边缘为刃口，在刃口上方的筒体上沿圆周开有凹槽。 所述的底座是为与钻筒外径相配合的下端封口的圆筒，圆筒的底部设有一圆管。 所述的连接座是在圆盘上安装有连接杆构成，圆盘上开有与钻筒连接套相同且位置对应的 孔，连接杆的端头为与钻杆相配合的结构。所述的钻杆为T字形结构，T字形结构的下端是 和连接座的连接杆端部相配合的结构。所述的连接杆与钻杆相配合的结构连接杆和钻杆 之一的连接端为半圆杆，其上开有销钉孔，另一杆的连接端为与其相配合的半圆杆，其上带 有与销钉孔相配合的销钉。 本发明在连接座的连接杆和钻杆之间还安装有延长杆。所述的延长杆两端分别为 与连接座的连接杆端头和与钻杆下端端头相配合的结构，其上带有用以固定延长杆连接端 头的套筒。 本发明所述的钻筒为多个，相互叠置，在叠置钻筒下方连接底座。
本发明优点如下
本发明钻筒采用较短的尺寸，以20 30cm为宜，对于采样要求较深的采用分层采 样，实验研究时将装有分层采样土壤样本的钻体相互叠置形成要求的原状土体，这样在原 状土采集时，体积小巧易于搬运，既可以很好地采集原状土柱，又便于将采集的原装土柱搬 运等后续工作。 本发明在使用过程中，不需挖掘土壤剖面，仅凭个人操作，就可以轻松地获得要求 深度内剖面原状土壤样品。由于每次采集的土层较小，从而易于人工操作，且对于土质松散 易于扰动的土壤，可直接将钻筒作为盛土的容器和实验装置，用于原状土采集后的后续工 作中，从而使在土质松散的土壤采集原状土样成为可能，并易于实现，大大减轻野外采集原 状土样时挖掘土壤剖面时的繁重工作。 由于本发明的钻筒是由两个半圆通过相互咬合的凹槽滑动组合在一起的，在采集 比较紧实的土壤样品时，可以将筒体的A、 B两部分相对滑动，然后将A、 B两部分分离，得到 较好的原状土壤样品，在采集较疏松的土壤样品时，我们可以直接将钻筒作为容器对原状 土的性质进行研究检验，而不用将土壤取出，从而避免对原状土样的破坏。


图l为本发明的结构示意图。图2为本发明加有延长杆的结构示意图。图3为本发明钻筒结构示意图。图4为图3的俯视示意图。图5为本发明底座结构示意图。图6为本发明连接座结构示意图。图7为图7的左视图。图8为本发明连接座的立体结构示意图。图9为本发明钻杆结构示意图。图10为图9的右视图。图11为本发明延长杆结构示意图。图12为图11的右视图。图13为本发明多个钻筒连接示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。 实施例1 :如图1所示，本发明包括钻筒2、底座1、连接座3和钻杆4，连接座3和 底座1分别安装在钻筒4两端，钻杆4与连接座3相连。 如图3 图5所示，所述的钻筒2包括相互连接的连接套5和筒体6，连接套5的 半径大于钻筒筒体6，在连接套6上沿同一中轴线开有两个通孔7，用以固定钻筒2与连接 座2;筒体6为两个相互咬合的半圆形成的圆筒状，在钻筒2的下缘为刃口，用以采集原状 图样时切削土壤；在刃口上方的筒体6上沿圆周开有弧形凹槽8，用以放置与筒体6型号相 配套的橡胶圈，该橡胶圈用于多个钻筒相互叠置形成大型的原状土柱时钻筒2间的密封连 接。筒体6为大小相等的两个半圆，两个半圆之间采用互补凹槽咬合在一起，使用时延凹槽滑动将两部分合在一起形成一个完整的钻筒，平时将两部分分开减少空间站用。 如图6所示，底座1是一个与钻筒筒体6外径相配合的下端封口的圆筒体，圆筒的
底部圆盘9上设有一圆管10。圆管10的孔径为l-2cm，长度3-4cm的圆管，用以作土体物
质运移等研究时接淋出的物质。 如图7 图9所示，连接座3是在圆盘12上安装有连接杆11构成，圆盘120上开 有与钻筒1的连接套5相同且位置对应的通孔13，连接杆11的端头为与钻杆4相配合的结 构。图10、图11所示，所述的钻杆4为T字形结构，T字形结构的下端是和连接座3的连接 杆11端部相配合的结构，T字形结构上端为转动或推进采集原状土装置进入土壤的把手。 所述的连接杆11与钻杆4相配合的结构是连接杆11和钻杆4之一的连接端为半圆杆，其 上开有销钉孔14，另一杆的连接端为与其相配合的半圆杆，其上带有与销钉孔14相配合的 销钉15。 本发明连接座3的销钉采用具有孔的空心钢管，即使是在水田采样也可以采集到 满意的原装土壤样品，而将地表水体对原状土采集的影响减至最低。 本发明在安装时，钻筒2和连接座3连接后，用管壁有孔的中空销钉连接在一起形 成土钻主体，钻杆4和连接座3通过销钉固定，并将套管18滑动到销钉连接处，将连接部位 锁死，供采集原状土使用。 实施例2 :如图2所示，本例包括钻筒2、底座1、连接座3和钻杆4，连接座3和底 座1分别安装在钻筒4两端，钻杆4与连接座3相连，在连接座3的连接杆11和钻杆4之 间还安装有延长杆16。 如图12、图13所示，所述的延长杆16两端分别为与连接座3的连接杆11端头和 与钻杆4下端端头相配合的结构，其上带有用以固定延长杆16与连接杆11、钻杆4或其他 延长杆连接端头的套筒17。如图2所示，为将钻筒2、连接座3、钻杆4及延长杆16按顺序 连接在一起的示意图，根据土样的采集深度，视实际情况添加延长杆16，安装及固定延长杆 16的方法与连接钻杆4与连接座3的方法相同。 如图13所示，本例中的钻筒2相互叠置在一起形成一个更大的原状土柱，钻筒2 间通过其下端的凹槽8及其上安装的橡胶圈连接。在叠置后最下端的钻筒2上安装底座1。
钻筒2的两部分通过凹槽滑动连接在一起形成完整的钻筒后，和连接座3连接在 一起并用管壁有孔的中空销钉固定在一起形成土钻的主体，钻杆4和连接座3通过销钉固 定，并将套管18滑动到销钉连接处，将连接部位锁死，供采集原状土使用。
本发明的具体参数依据装置的大小而定，可以根据实际操作的具体要求进行适当 调整，本发明钻筒2的直径根据科研或教学需要适当调整，密封用的橡胶圈根据钻筒外径 自行配置即可。底座1边缘的高度以能与密封圈完好配合为宜。
权利要求
一种手持式原状土柱采集装置，其特征在于包括钻筒、底座、连接座和钻杆，连接座和底座分别安装在钻筒两端，钻杆与连接座相连。
2. 根据权利要求书1所述的手持式原状土柱采集装置，其特征在于所述的钻筒包括 相互连接的连接套和筒体，连接套的半径大于筒体半径，在连接套同一中轴线上开有两个 通孔，筒体为两个具有凹槽的半圆筒咬合在一起形成的筒状，在筒体的下边缘为刃口 ，在刃 口上方的筒体上沿圆周开有凹槽。
3. 根据权利要求书1所述的手持式原状土柱采集装置，其特征在于所述的底座是为 与钻筒外径相配合的下端封口的圆筒，圆筒的底部设有一圆管。
4. 根据权利要求书1所述的手持式原状土柱采集装置，其特征在于所述的连接座是 在圆盘上安装有连接杆构成，圆盘上开有与钻筒连接套相同且位置对应的孔，连接杆的端 头为与钻杆相配合的结构。
5 根据权利要求书1所述的手持式原状土柱采集装置，其特征在于所述的钻杆为T 字形结构，T字形结构的下端是和连接座的连接杆端部相配合的结构。
6. 根据权利要求书4或5所述的手持式原状土柱采集装置，其特征在于所述的连接杆与钻杆相配合的结构连接杆和钻杆之一的连接端为半圆杆，其上开有销钉孔，另一杆的 连接端为与其相配合的半圆杆，其上带有与销钉孔相配合的销钉。
7. 根据权利要求书1所述的手持式原状土柱采集装置，其特征在于在连接座的连接 杆和钻杆之间还安装有延长杆。
8. 根据权利要求书1所述的手持式原状土柱采集装置，其特征在于所述的延长杆两 端分别为与连接座的连接杆端头和与钻杆下端端头相配合的结构，其上带有用以固定延长 杆连接端头的套筒。
9. 根据权利要求书1所述的手持式原状土柱采集装置，其特征在于所述的钻筒为多 个，相互叠置，在叠置钻筒下方连接底座。
全文摘要
一种手持式原状土柱采集装置，属于钻进技术领域。其结构包括钻筒、底座、连接座和钻杆，连接座和底座分别安装在钻筒两端，钻杆与连接座相连。本发明钻筒是由两个半圆通过相互咬合的凹槽滑动组合在一起的，在采集比较紧实的土壤样品时，可以将筒体的两部分分离，得到较好的原状土壤样品。在采集较疏松的土壤样品时，可以直接将钻筒作为容器对原状土的性质进行研究检验，而不用将土壤取出，从而避免对原状土样的破坏。其钻筒可为多个相互叠置形成要求的原状土柱，既可以很好地采集原状土柱，又便于将采集的原装土柱搬运等后续工作。在使用过程中，不需挖掘土壤剖面，就可获得要求深度内剖面原状土壤样品。减轻野外采集原状土样时的挖掘工作。
文档编号G01N1/08GK101750234SQ20081022997
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者刘作新, 张法升, 王振营, 王月, 舒乔生 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所