專利名稱：高速高頻沖擊原狀土電動取土器及其取土方法
技術領域：
本發明涉及一種在農業土壤科學研究中，對田間土壤進行分析測試，獲取原狀土樣的一種高速高頻沖擊原狀土電動取土器。
背景技術：
取土器分為旋轉式和直壓式兩種類型。旋轉取土器在取土時，由于土壤的粘性作用，非常容易出現頭部堵塞，所以每次取土深度有限，工作效率低下。旋轉式取土器的動力源一般是電機獲汽油機，動力源與鉆桿的連接常采用螺紋、扣接等方式，每次下鉆和拔鉆操作極為不方便。直壓式取土器一次入土深度不受限制，取土器一次入土可以獲取若干個土樣(農業一般20cm —個土樣)，取土效率非常高。目前，直壓式取土器的入土動力，都是采用手動錘擊式，費工費時，錘擊使取土器過早損壞。
發明內容
本發明的目的是提供一種效率高，速度快，操作簡單，省時省力，保證土樣原狀性的直壓式取土器，并提供利用該取土器而設計的取土方法。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案
一種高速高頻沖擊原狀土電動取土器，它包括取土鉆、取土鉆頂部與連接頭螺紋連接， 在連接頭的上方設置電鎬，發電機給電鎬供電。所述的取土鉆由一根上部為圓柱，下部為圓錐的鋼柱構成；在取土鉆圓柱的中部開有取土槽，取土槽與圓錐交叉部分形成入土切屑刃，取土槽與圓柱形成剪土切削刃。在圓柱外表面設有刻度。在所述圓柱的上部設置雙凹臺。所述取土槽的尾部為刀根圓弧，取土槽的底部為半圓弧形狀，且取土槽的兩個側面為平面。所述的電鎬中的套筒直接插入到連接頭上，套筒與連接頭為間隙配合，依靠電鎬的重量壓在連接頭上。 所述的連接頭包括沖擊桿，沖擊桿頂部設置圓錐臺，在沖擊桿上設置扭桿通孔，扭桿通孔內設置扭桿，扭桿前端是取土頭。在扭桿的末端設置手柄。在所述的沖擊桿上套有加強桿，扭桿通孔設置在加強桿上。一種采用取土器的取土方法，它包括如下步驟
i、入土電鎬對連接頭的頂部進行高頻高速沖擊敲打，將取土鉆打入土壤預定深度；
ii、剪土將剪土扭桿的扭桿插入扭桿通孔，用手將手柄旋轉90度以上；
iii、提土用雙手分別握著手柄和扭桿，邊旋轉邊向上取出取土鉆；
iv、取土用剪土扭桿的取土頭，對取土槽中的土壤進行取樣。
采用上述技術方案的本發明，具有以下優點
1、與目前普遍使用的手動農業土壤取土器相比，該取土器配備了電稿和發電機，因此節省了大量人力，取土效率大大提高，它是手動取土效率的數十倍，徹底解決了農業土壤分析取土難的問題。2、該取土器整個裝備簡單，有兩個人就可以對設備搬運和操作，完全滿足農業取土要求便攜、易操作的特點。具有地質勘探用汽車取土器不可比擬的便攜、操作簡單的優
點ο3、該取土器是以電鎬為動力的直壓式取土器，一次入土深度達到Im以上，而且在數十秒內即可完成入土，使得取土效率大大提高。克服了旋轉取土鉆，土壤在鉆頭中“堵塞”，導致取土效率低下致命的缺點。然后通過旋轉提拉完成取土過程，取土時間與旋轉取土器相比大大縮減。該高速高頻沖擊原狀土機電動取土器具有效率高，速度快，操作簡單， 省時省力，保證土樣原狀性等特點。4、取土鉆采用實心圓鋼，通過銑削加工出取土槽。這種結構的取土鉆在沖擊力作用下進入土壤時，取土槽內、外的土壤高度不變，也就是取土槽內土壤的容重沒有發生變化，所以稱該取土器為原狀取土器。5、在連接頭前部設計有圓錐臺，該圓錐臺可以承受電稿內套筒的高速沖擊，而不發生過大的塑性變形。這種結構保證了連接頭具有較長的使用壽命。6、電鎬與連接頭采用自由連接，使得取土鉆入土和提土都非常方便，增加了取土器的工作效率。
圖1為本發明的整體結構示意圖。圖2為本發明中取土鉆的結構示意圖。圖3為圖2中A-A向視圖。圖4為本發明中連接頭的結構示意圖。圖5為本發明中剪土扭桿的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明包括取土鉆1，取土鉆1頂部通過彈簧墊圈2與連接頭3螺紋連接，電鎬4設置在連接頭3上方，電鎬4通過電線6獲取發電機5的電源，該電源為220V 或其他交流電源。在發電機5的帶動下，電鎬4不斷地對連接頭3做高頻高速沖擊敲打，連接頭3與取土鉆1靠彈簧墊圈2進行緊固連接，取土鉆1在高頻高速的振動和沖擊下，可在數十秒內進入預定深度，無土樣擾動，操作簡單，省時省力。其中，電鎬4與連接頭3之間為可拆卸連接，即電鎬4中的套筒直接插入到連接頭 3上，套筒與連接頭3為間隙配合，依靠電鎬4的重量壓在連接頭3上，它們之間沒有任何其它的連接如螺紋，扣板等，使得取土鉆1的入土和提土操作都非常方便。如圖2、圖3所示，取土鉆1由一根上部為圓柱11，下部為圓錐13的鋼柱構成；在取土鉆1圓柱的中部開有取土槽15，取土槽15與圓錐13交叉部分形成入土切屑刃14，取土槽15與圓柱11形成剪土切削刃12。
需要說明的是，取土槽15的尾部為刀根圓弧9，其底部為圓弧形狀，用取土頭進入到取土槽鏟土，方便且鏟土干凈。取土槽15的兩個側面為平面，可以保證土壤保存在取土槽內，在取土時不會掉出。這種取土槽15結構采用特制銑刀在銑床上加工也很方便。另外， 在外圓柱面11的一側標有刻度10，方便測量取土量；在外圓柱面上有雙凹臺7，取土鉆通過內螺紋8與連接頭3連接。如圖4、圖5所示，連接頭3包括沖擊桿17，沖擊桿17頂部設置圓錐臺16，沖擊桿 17的末端設置與內螺紋8相配合的外螺紋20。在沖擊桿17上設置扭桿通孔19，扭桿通孔 19內設置扭桿22，扭桿22前端是取土頭21，在扭桿22的末端設置手柄23。需要說明的是， 沖擊桿17上套有加強桿18，扭桿通孔19設置在加強桿18上。本發明的取土過程分為四個階段
1、入土電鎬4對連接頭3的頂部進行高頻高速沖擊敲打，將取土鉆1打入土壤預定深
度；
2、剪土將剪土扭桿的扭桿22插入扭桿通孔19，用手將手柄23旋轉90度以上；
3、提土用雙手分別握著手柄23和扭桿22，邊旋轉邊向上取出取土鉆1 ；
4、取土用剪土扭桿的取土頭21，對取土槽15中的土壤進行取樣。
權利要求
1.一種高速高頻沖擊原狀土電動取土器，其特征在于它包括取土鉆(1)、取土鉆(1) 頂部與連接頭(3)螺紋連接，在連接頭(3)的上方設置電鎬(4)，發電機(5)給電鎬(4)供 H1^ ο
2.根據權利要求1所述的高速高頻沖擊原狀土電動取土器，其特征在于所述的取土鉆(1)由一根上部為圓柱(11)，下部為圓錐(13)的鋼柱構成；在取土鉆(1)圓柱的中部開有取土槽(15)，取土槽(15)與圓錐(13)交叉部分形成入土切屑刃(14)，取土槽(15)與圓柱(11)形成剪土切削刃(12)。
3.根據權利要求2所述的高速高頻沖擊原狀土電動取土器，其特征在于在圓柱(11) 外表面設有刻度(10)。
4.根據權利要求2所述的高速高頻沖擊原狀土電動取土器，其特征在于在所述圓柱 (11)的上部設置雙凹臺(7)。
5.根據權利要求2所述的高速高頻沖擊原狀土電動取土器，其特征在于所述取土槽 (15)的尾部為刀根圓弧(9)，取土槽(15)的底部為半圓弧形狀，且取土槽(15)的兩個側面為平面。
6.根據權利要求1所述的高速高頻沖擊原狀土電動取土器，其特征在于所述的電鎬 (4)中的套筒直接插入到連接頭(3)上，套筒與連接頭(3)為間隙配合，依靠電鎬(4)的重量壓在連接頭(3)上。
7.根據權利要求1所述的高速高頻沖擊原狀土電動取土器，其特征在于所述的連接頭(3)包括沖擊桿(17)，沖擊桿(17)頂部設置圓錐臺(16)，在沖擊桿(17)上設置扭桿通孔 (19),扭桿通孔(19)內設置扭桿(22),扭桿(22)前端是取土頭(21)。
8.根據權利要求7所述的高速高頻沖擊原狀土電動取土器，其特征在于在扭桿(22) 的末端設置手柄(23)。
9.根據權利要求7所述的高速高頻沖擊原狀土電動取土器，其特征在于在所述的沖擊桿(17)上套有加強桿(18)，扭桿通孔(19)設置在加強桿(18)上。
10.一種采用權利要求1或2或7或8所述取土器的取土方法，其特征在于，它包括如下步驟i、入土 電鎬(4)對連接頭(3)的頂部進行高頻高速沖擊敲打，將取土鉆(1)打入土壤預定深度；
11.剪土將剪土扭桿的扭桿(22)插入扭桿通孔(19)，用手將手柄(23)旋轉90度以上；iii、提土用雙手分別握著手柄(23)和扭桿(22)，邊旋轉邊向上取出取土鉆(1)；iv、取土用剪土扭桿的取土頭(21)，對取土槽(15)中的土壤進行取樣。
全文摘要
一種高速高頻沖擊原狀土電動取土器，它包括取土鉆、取土鉆頂部與連接頭螺紋連接，在連接頭的上方設置電鎬，發電機給電鎬供電。本發明具有以下優點1、與目前普遍使用的手動農業土壤取土器相比，該取土器配備了電稿和發電機，因此節省了大量人力，取土效率大大提高，它是手動取土效率的數十倍，徹底解決了農業土壤分析取土難的問題。2、該取土器整個裝備簡單，有兩個人就可以對設備搬運和操作，完全滿足農業取土要求便攜、易操作的特點。具有地質勘探用汽車取土器不可比擬的便攜、操作簡單的優點。
文檔編號G01N1/08GK102175485SQ201110029538
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月27日 優先權日2011年1月27日
發明者何予鵬, 劉進軍, 葉優良, 張全國, 張璐凡, 楊建立, 汪強 申請人:河南農業大學