一種可同時獲取垂直和水平方向的原狀取土裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種可同時獲取垂直和水平方向的原狀取土裝置，屬于農(nóng)業(yè)機械領域。
【背景技術】
[0002]土壤理化性質(zhì)(如土壤水，肥、鹽和重金屬等)研宄對于探討土壤環(huán)境對植物生長的影響有著非常重要的作用，如何獲取原狀土相關數(shù)據(jù)是這一研宄的關鍵所在，但在實際取土過程中會對原有土壤壓實等而破壞原狀土結構，從而獲得的相關土壤參數(shù)與實際不符，甚至出現(xiàn)較大的偏差，這在很大程度上阻礙了與土壤相關的一系列試驗的順利進行，特別是常規(guī)的原狀土取土方法大多采用挖剖面法，雖然這種方法可以實現(xiàn)原狀土的取土工作，但實際操作費工、費時和費力。因此，如何能夠快速獲取一定深度和不同土壤剖面且擾動程度較小的原狀土對于相關研宄來說具有重要意義。
[0003]當前，為使測得的土樣數(shù)據(jù)較為準確，主要通過原狀取土器來實現(xiàn)，如實用新型專利一種原狀土取土器(201320308632.5)、一種淺層原狀土取土器(201320488119.9)、一種取土器(201320204521.X)，前兩種取土器通過手動方式實現(xiàn)進土及出土操作，后者通過電液推桿作為驅(qū)動實現(xiàn)取土操作，三種取土器均可實現(xiàn)淺層土壤的取土操作，取土過程對原狀土的擾動作用相對較小，所取土樣較接近原狀土，取土過程簡便快捷，優(yōu)于傳統(tǒng)擊打式取土方式，但其均適用于淺層土壤取土且只能實現(xiàn)垂直方向上取土；發(fā)明專利一種原狀土取土裝置及其采集方法(201310594332.2)，該取土裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對不同深度土壤采樣的目的，操作方法相對簡單，但不能采集水平方向不同剖面的原狀土。發(fā)明專利一種深層土壤取土器(201210577269.7)實現(xiàn)了深層土壤取樣的目的，操作簡便易行，但其通過腳踏壓力桿驅(qū)動實現(xiàn)進土及出土操作，該裝置操作相對耗時費力且只能實現(xiàn)垂直方向上取土。發(fā)明專利一種滑帶土原狀取土器(201310323843.0)，該取土器能夠?qū)崿F(xiàn)滑帶原狀土取樣的目的，且適用于橫向和縱向鉆進取土，通過人力操控對稱手柄完成動力輸入，操作相對簡便，對原狀土的擾動較小，由于其通過人力完成，操作速度相對較慢，特別是該裝置不能同時獲取垂直和水平方向的原狀土樣，加之，該裝置獲取水平方向的原狀土樣時也需要人工開挖土壤剖面，費工、費時和費力?；谝陨先⊥裂b置的缺陷，本實用新型提供了一種既能實現(xiàn)垂直方向又能水平方向的取土裝置，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)垂直向和水平向連續(xù)取土操作，而且具有取土深度可調(diào)的功能，所取土樣不僅可在外筒中部分離，而且在取較深層土壤時，可通過外筒上端口完成所取土樣的分離，操作過程對原狀土的擾動作用較小，所取土樣較為接近原狀土。本裝置可實現(xiàn)半自動化操作，具有較強的實用性，裝置各部分之間可拆卸，省時省力、成本相對較低、使用方便、操作速度快、效率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型提供了一種可同時獲取垂直和水平方向的原狀取土裝置，可進行垂直和水平方向取土，能夠獲取擾動程度較小的原狀土，所取垂直和水平向土樣在原狀土基本理化性質(zhì)的相關分析中起到互補作用，具有重要的現(xiàn)實意義。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種可同時獲取垂直和水平方向的原狀取土裝置，包括手柄I 1、手柄II 2、手柄III 3、壓桿I 4、彈簧按鈕I 5、套筒I 6、壓桿II 7、彈簧按鈕II 8、套筒II 9、外筒10、槽IV 11、支撐裝置12、銷I 13、斜桿14、銷II 15、螺栓I 16、螺母I 17、取土器I 18、破土器19、穩(wěn)定架20、外罩21、螺栓II 22、螺母II 23、取土器II 24、套筒III 25、滑軌I 26、槽I 27、槽II 28、槽III 29、擋片I 30、套筒IV 31、滑軌II 32、鎖頭33、環(huán)形圈I 34、控制器35、控制按鈕36、擋片II 37、步進電機38、電機箱39、中心軸40、連接軸I 41、齒輪42、齒條43、墻卡I 44、墻卡II 45、連接軸II 46、底板47、三角架48、直桿49、槽V 50、螺栓III 51、螺母III 52、環(huán)形圈II 53、環(huán)形圈III 54、開關I 55、開關II 56、開關III 57、壓桿III 58、套筒V 59、總按鈕60、正向啟動按鈕61、反向啟動按鈕62、擋片III 63 ;其中手柄I I和外筒10相連且手柄I I設于外筒10最上端，外筒10中部開有槽IV 11，破土器19設于外筒10最底端，穩(wěn)定架20和外罩21相連后分別置于外筒10上端口內(nèi)外兩側(圖中虛線所框部分)，穩(wěn)定架20中心及左側分別設有環(huán)形圈III 54和環(huán)形圈II 53，外罩21側部開有孔及槽V 50，螺栓III 51可穿過外罩21側部及外筒10上端孔并通過螺母III 52固定，手柄I I可穿過槽
V50 ;手柄II 2和壓桿I 4相連，壓桿I 4穿過穩(wěn)定架20上的環(huán)形圈III 54與套筒I 6相連，壓桿I 4底端設有彈簧按鈕I 5，套筒I 6末端通過銷I 13和斜桿14相連，斜桿14末端通過銷II 15和套筒III25相連，取土器II 24套在套筒III25內(nèi)并通過螺栓II 22、螺母II 23固定，靠近螺栓II 22、螺母II 23處設有擋片II 37，擋片II 37以外部分的取土器II 24用于水平取土并裝土；手柄III 3和壓桿II 7相連，壓桿II 7穿過穩(wěn)定架20上的環(huán)形圈II 53與套筒II 9相連，壓桿II 7底端設有彈簧按鈕II 8，套筒II 9末端套于套筒VI 31內(nèi)，通過螺栓
I16、螺母I 17將套筒II 9和套筒VI 31固定，套筒VI 31固定于取土器I 18左上方；外筒10前后均開槽III 29，槽III 29上端與手柄I I和外筒10的連接處同高，槽III 29下端設于螺栓I 16、螺母I 17以上一定距離處，槽III 29兩邊設有滑軌I 26，滑軌I 26上設有豎直方向的槽II 28及等間距排列的槽I 27，槽III 29以上未貫通外筒10部分設有狹縫，狹縫和槽III 29處于同一豎直平面內(nèi)，擋片I 30能從外筒10上端口狹縫穿下并卡在槽II 28內(nèi)上下移動；支撐裝置12上設有滑軌II 32、鎖頭33及環(huán)形圈I 34，銷I 13安裝在支撐裝置12中環(huán)形圈I 34以下，套筒III 25及取土器II 24可在滑軌II 32內(nèi)水平移動，以實現(xiàn)取土器II 24水平進土并取土 ；步進電機38安裝于電機箱39內(nèi)部，電機箱39通過三角架48支撐，三角架48上設有底板47，電機箱39置于底板47上并固定，開關I 55、開關II 56、開關III 57設于電機箱39側面，開關I 55、開關II 56、開關III 57分別和電路圖中的總按鈕60、正向啟動按鈕61、反向啟動按鈕62接通，連接軸I 41和步進電機38中心軸40相連，齒輪42固定在連接軸I 41上，電機箱39底部設有直桿49，直桿49端部及齒條43上、下端均開孔，齒條43穿過直桿49端部孔，墻卡I 44端部卡在外筒10上，墻卡I 44的連桿穿過齒條43下端孔，墻卡II 45的連桿與連接軸II 46相連，連接軸II 46穿過齒條43上端孔，墻卡II 45端部可卡在壓桿I 4、壓桿II 7及壓桿III 58上，壓桿III 58和套筒V 59相連。
[0006]所述套筒VI 31的高度較低，以能被螺栓I 16、螺母I 17固定為宜。
[0007]所述直桿49端部孔徑大小和齒條43相匹配，齒條43上、下端孔徑大小分別和連接軸II 46、墻卡I 44連桿直徑相匹配。
[0008]所述槽II 28為豎直長條狀，槽I 27設為直徑大小相等的圓孔。
[0009]所述擋片I 30為大小和槽III 29相匹配的矩形長條，擋片I 30寬度以其能卡在槽
II28內(nèi)且可上下移動為宜。
[0010]所述墻卡I 44及墻卡II 45分別由大小相匹配的兩卡墻組裝而成。
[0011]所述槽IV 11和槽III 29的前后方開口方向一致。
[0012]所述壓桿I 4、壓桿II 7及壓桿III 58直徑大小接近。
[0013]所述壓桿I 4、壓桿II 7及壓桿III 58均需高出外筒10上端口一定距離。
[0014]所述支撐裝置12內(nèi)各部分之間、穩(wěn)定架20與外罩21及電機箱39底部直桿49均可拆卸。
[0015]本實用新型的工作原理是:
[0016]步進電機38為三相步進電機，開關I 55和電路圖中的總按鈕60接通，開關I 55的作用是接通或斷開三相電源，開關II 56和電路圖中的正向啟動按鈕61接通，開關III 57和電路圖中的反向啟動按鈕62接通，開關II 56和開關III 57的作用是控制步進電機38正反轉，正向啟動:合上開關I 55接通三相電源，按下開關II 56，KMl (KMl和KM2為交流接觸器)通電吸合并自鎖，主觸頭閉合接通步進電機38，步進電機38正轉；反向啟動:合上開關I 55接通三相電源，按下開關III 57，KM2通電吸合并通過輔助觸點自鎖，步進電機38反轉。三相電源接通后，可直接按下開關II 56 (正向)或開關III 57 (反向)，使步進電機38變換運行方向，即在開關I 55處于接通狀態(tài)時通過開關II 56 (正向)和開關III 57 (反向)控制步進電機38正反轉。
[0017]操作時應根據(jù)采樣深度調(diào)好三角架48角度并連接外筒10及驅(qū)動裝置，取土時首先需完成破土器19進土并將廢土取出，此時外筒10內(nèi)只需安裝壓桿III 58和套筒V 59，壓桿III 58末端和套筒V 59相連，將擋片I 30從外筒10上端口狹縫中穿下并沿槽II 28滑到槽III 29最底端，避免破土時雜土進入外筒10內(nèi)，穩(wěn)定架20與外罩21相連后分別置于外筒10上端口內(nèi)外兩側，螺栓III 51穿過外罩21側部及外筒10、壓桿III 58上端孔后通過螺母III52固定，連接墻卡I 44、外筒10及齒條43，按下開關I 55接通三相電源，再按開關II 56，步進電機38正轉，步進電機38中心軸40帶動連接軸I 41正轉，連接軸I 41帶動齒輪42正轉，齒輪42帶動齒條43向下運動，齒條43推動墻卡I 44向下運動，墻卡I 44推動外筒10向下運動，破土器19在外筒10推動作用下完成破土操作，由于破土后需將廢土取出，參照外筒10壁上的刻度當破土器19進土一定深度(小于采樣深度)后關閉開關I 55并取下螺栓III 51、螺母III 52，連接墻卡II 45、壓桿III 58及連接軸II 46并斷開墻卡I 44與齒條43，按下開關I 55后再按開關III 57，步進電機38反轉，連接軸II 46拉動墻卡II 45向上運動，墻卡II 45拉動壓桿II