根系取樣裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種根系取樣裝置，包括環(huán)刀、托盤和用于將托盤推入所述環(huán)刀的牽引機構(gòu)，所述環(huán)刀為中空的筒體，其底部設(shè)有鋸齒狀刀片、頂部邊緣設(shè)有卡件，所述托盤包括扁狀盤體和位于所述盤體表面的固定槽，所述盤體能夠沿著環(huán)刀的軸向在環(huán)刀內(nèi)移動，所述牽引機構(gòu)包括橫桿、旋轉(zhuǎn)桿、滑動套筒和爪鉤。該根系取樣裝置改變了原有環(huán)刀內(nèi)原狀土樣頂出來的方式，避免千斤頂對環(huán)刀內(nèi)原狀土樣的擾動作用，減小人為誤差，保證植物根系的完整性，提高試驗樣品采集的精度，提高野外工作效率，省時省力。
【專利說明】
根系取樣裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及土壤生態(tài)學(xué)領(lǐng)域，特別是一種根系取樣裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在實際野外具體研宄實踐中，針對草地植物種群繁殖資源生物量分配的取樣具體操作過程包括以下幾個方面:
[0003]1、繁殖資源生物量分配取樣裝置采用環(huán)刀法，大口徑環(huán)刀(直徑為20cm，高30-40cm，厚度為7mm，該環(huán)刀體積參與數(shù)據(jù)計算，即固定體積取樣)取樣；
[0004]2、野外取樣時，采用錘子(18鎊或24鎊)按照環(huán)刀上面的刻度標識直接將環(huán)刀插入土壤中；
[0005]3、環(huán)刀插入相應(yīng)深度土壤中后，再用鐵鍬等工具將環(huán)刀周圍土壤剖開，取出環(huán)刀并回填土坑后裝入車內(nèi)，帶回實驗室作進一步處理與分析；
[0006]4、環(huán)刀帶回實驗室后，先將環(huán)刀內(nèi)的原狀土樣用千斤頂頂出來(原狀土樣自下而上被頂出來)，裝入適宜大小的尼龍網(wǎng)袋中，在高壓水槍的沖洗下，清洗干凈后獲得整株植物個體(株叢)，分解相應(yīng)繁殖體構(gòu)件，置于恒溫條件下烘干至恒重后稱其相應(yīng)重量(構(gòu)件生物量)，作為植物繁殖分配生物量分配的實測數(shù)據(jù)。
[0007]但是，目前的根系取樣方法存在以下缺點:
[0008]1、環(huán)刀不易攜帶；用環(huán)刀取樣時容易發(fā)生左右晃動，影響取樣精度；盡管在使用錘子將環(huán)刀插入土壤的過程中，環(huán)刀上部墊有木塊以保護環(huán)刀，但在具體操作中木塊容易滑落，錘子經(jīng)常直接砸到環(huán)刀邊緣，極易使環(huán)刀變形，甚至傷及試驗工作人員，影響取樣安全和取樣精度，試驗所得數(shù)據(jù)的差異較大；而且錘子對環(huán)刀具有一定的破壞作用，致使環(huán)刀的重復(fù)利用率較低，不僅浪費資源，而且耗時費工，野外工作效率顯著降低。
[0009]2、環(huán)刀插入土壤相應(yīng)深度后，需要用鐵鍬等工具將環(huán)刀周圍的土壤剖開，從而會在環(huán)刀周圍形成一個土坑，對試驗樣地(或草地)而言，土坑則屬于破壞性的影響；如果大型試驗設(shè)計需要采集較多數(shù)量樣本時，僅僅此項研宄內(nèi)容所涉及的野外樣品采集則會對草地產(chǎn)生極大地破壞作用，樣地管理人員或者牧民不會允許(或授權(quán))相關(guān)科研人員進入樣地去進行相關(guān)的科學(xué)試驗活動。
[0010]3、由于千斤頂與環(huán)刀內(nèi)原狀土接觸面積較小，受力不均勻，原狀土不易被頂出來，費時費力，效率低下；環(huán)刀內(nèi)原狀土壤易受到千斤頂?shù)臄_動(或破壞)，損壞植物個體植株(株叢)根系，原本完整的根系損壞后會與母株個體(株叢)分離，分離后的根系在后續(xù)數(shù)據(jù)分析時不能參與統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)的準確性和有效性明顯降低，科研結(jié)果的可靠性則隨之降低。
[0011]4、上述取樣方法中，試驗研宄所需采集的樣品樣本量較多時，則需要大量的大環(huán)刀，即每采集一個樣本就需要一個環(huán)刀。即使分批次采樣，也得需要足夠數(shù)量的環(huán)刀才能滿足樣品采集的需求?？梢?，試驗材料費用相應(yīng)明顯增多，且環(huán)刀的重復(fù)利用率較低，資源浪費嚴重。
[0012]5、分批次采樣時，每一個環(huán)刀需要對應(yīng)配套一個尼龍網(wǎng)袋，樣本數(shù)量較多時，尼龍網(wǎng)袋的耗費也很大，確實存在一定資源浪費的現(xiàn)象。
[0013]6、環(huán)刀下端鋸齒呈刀刃楔形狀，環(huán)刀插入土壤時經(jīng)常遇到相對較大的石塊兒時，刀刃就會變鈍變形，環(huán)刀隨時會發(fā)生損壞現(xiàn)象；由于草地土壤均為未經(jīng)干擾過得原狀土壤，緊實硬實，即使采用刀刃狀環(huán)刀取樣，將環(huán)刀插入土壤的過程也較為費時費力。
實用新型內(nèi)容
[0014]有鑒于此，本實用新型的目的在于提出一種根系取樣裝置，以提高試驗樣品采集的精度和采樣的工作效率，同時降低采樣工作對環(huán)境的破壞程度。
[0015]基于上述目的，本實用新型提供的根系取樣裝置，包括環(huán)刀、托盤和用于將托盤推入所述環(huán)刀的牽引機構(gòu)，
[0016]所述環(huán)刀為中空的筒體，其底部設(shè)有鋸齒狀刀片、頂部邊緣設(shè)有卡件，
[0017]所述托盤包括扁狀盤體和位于所述盤體表面的固定槽，所述盤體能夠沿著環(huán)刀的軸向在環(huán)刀內(nèi)移動，
[0018]所述牽引機構(gòu)包括橫桿、旋轉(zhuǎn)桿、滑動套筒和爪鉤，所述橫桿的中部與旋轉(zhuǎn)桿的一端垂直相連，旋轉(zhuǎn)桿的另一端用于插入所述托盤的固定槽內(nèi)，所述滑動套筒套接于所述旋轉(zhuǎn)桿的外壁上，滑動套筒和旋轉(zhuǎn)桿之間通過螺紋活動連接，所述滑動套筒的外壁與爪鉤相連，所述爪鉤用于插入所述環(huán)刀的卡件內(nèi)；當旋轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動時，滑動套筒沿著旋轉(zhuǎn)桿移動，從而市動爪鉤一起移動。
[0019]可選地，所述爪鉤包括鉤體和連接件，所述鉤體的尖部向內(nèi)上側(cè)延伸變尖，所述鉤體的鈍部與連接件的一端部活動連接、并能夠繞著該端部旋轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)插入或者脫離所述卡件，所述連接件與滑動套筒的外壁固定連接。
[0020]可選地，所述卡件的上表面為平面狀，且與環(huán)刀頂部邊緣處于同一平面，卡件的下表面向內(nèi)凹陷形成能夠容納所述爪鉤尖部的卡槽。
[0021]較佳地，所述卡槽從卡件的下表面向卡件的上表面凹陷，該卡槽由下至上逐漸縮小，其最小處與爪鉤的尖部吻合。
[0022]較佳地，所述卡槽的表面鋪設(shè)有用于吸附爪鉤的吸附層。
[0023]優(yōu)選地，所述吸附層為磁鐵。
[0024]可選地，所述根系取樣裝置還包括U字型手柄和工字型木塊，所述U字型手柄的兩個端部分別與環(huán)刀頂部邊緣固定連接，所述工字形木塊用于通過兩個缺口卡入所述U字型手柄內(nèi)。
[0025]較佳地所述工字形木塊的缺口中部凸起形成弧面，當所述木塊卡入所述U字型手柄時，該弧面以及弧面兩邊的側(cè)壁均與所述手柄接觸。
[0026]可選地，所述滑動套筒的外壁上與所述爪鉤連接的部位向外延伸形成緊固件，該緊固件與爪鉤固定連接。
[0027]可選地，所述鋸齒為直角三角形，所述滑動套筒的外壁連接有三個爪鉤，每個爪鉤與其相鄰的爪鉤之間的角度為120度。
[0028]從上面所述可以看出，本實用新型提供的根系取樣裝置具有以下優(yōu)點:1、改變原有環(huán)刀內(nèi)原狀土樣頂出來的方式，避免千斤頂對環(huán)刀內(nèi)原狀土樣的擾動作用，減小人為誤差，保證植物根系的完整性，提高試驗樣品采集的精度，提高野外工作效率，省時省力，同時也改變了環(huán)刀取樣時需從試驗樣地挖坑取出來的方式，降低了取樣對試驗樣地或草地的破壞程度，有效地保護了試驗樣地；2、避免錘子對環(huán)刀的直接破壞作用，使環(huán)刀可以重復(fù)利用，節(jié)約試驗成本，提高工作效率；通過改善環(huán)刀刀刃結(jié)構(gòu)，避免環(huán)刀遇到土壤石塊兒而損壞，使環(huán)刀易于被插入土壤中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型實施例根系取樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本實用新型實施例爪鉤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為本實用新型實施例滑動套筒的俯視圖；
[0032]圖4為本實用新型實施例卡件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5為本實用新型實施例工字型木塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6為本實用新型實施例工字型木塊的俯視圖。

【具體實施方式】
[0035]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。
[0036]本實用新型提供的根系取樣裝置包括環(huán)刀、托盤和用于將托盤推入所述環(huán)刀的牽引機構(gòu)，所述環(huán)刀為中空的筒體，其底部設(shè)有鋸齒狀刀片、頂部邊緣設(shè)有卡件，所述托盤包括扁狀盤體和位于所述盤體表面的固定槽，所述盤體能夠沿著環(huán)刀的軸向在環(huán)刀內(nèi)移動，所述牽引機構(gòu)包括橫桿、旋轉(zhuǎn)桿、滑動套筒和爪鉤，所述橫桿的中部與旋轉(zhuǎn)桿的一端垂直相連，旋轉(zhuǎn)桿的另一端用于插入所述托盤的固定槽內(nèi)，所述滑動套筒套接于所述旋轉(zhuǎn)桿的外壁上，滑動套筒和旋轉(zhuǎn)桿之間通過螺紋活動連接，所述滑動套筒的外壁與爪鉤相連，所述爪鉤用于插入所述環(huán)刀的卡件內(nèi)；當旋轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動時，滑動套筒沿著旋轉(zhuǎn)桿移動，從而帶動爪鉤一起移動。
[0037]參考圖1，其為本實用新型實施例根系取樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述根系取樣裝置包括環(huán)刀1、托盤2和用于將托盤2推入所述環(huán)刀的牽引機構(gòu)3。其中，所述環(huán)刀I為中空的筒體，其底部設(shè)有鋸齒狀刀片14、頂部邊緣設(shè)有卡件12?？蛇x地，所述環(huán)刀I為中空的圓柱狀筒體。
[0038]作為本實用新型的一個實施例，所述鋸齒狀刀片14由兩條直邊組成，其中一條直邊沿著環(huán)刀I的軸向延伸，另一條直邊傾斜延伸。在本實施例中，如圖1所示，鋸齒狀刀片14的左側(cè)直邊141沿著環(huán)刀I的軸向延伸，右側(cè)直邊142朝著左側(cè)直邊141傾斜延伸。亦即，該鋸齒為直角三角形，呈現(xiàn)刀刃楔形狀，在野外具體操作過程中，一方面更容易將環(huán)刀I插入土壤中，另一方面保證在取樣過程中環(huán)刀I的穩(wěn)定性，使環(huán)刀I穩(wěn)穩(wěn)地插入土壤中，達到防止環(huán)刀I來回晃動的目的。
[0039]進一步地，所述托盤包括盤體22和位于盤體表面的固定槽21，所述盤體22能夠沿著環(huán)刀I的軸向在環(huán)刀I內(nèi)移動?？蛇x地，所述盤體22為扁狀的圓盤，其直徑略小于環(huán)刀I的直徑，從而能夠沿著環(huán)刀I的軸向在環(huán)刀I內(nèi)往復(fù)移動。
[0040]在本實施例中，所述牽引機構(gòu)包括橫桿31、旋轉(zhuǎn)桿32、滑動套筒34和爪鉤33，所述橫桿31的中部與旋轉(zhuǎn)桿32的一端固定連接，旋轉(zhuǎn)桿32的另一端用于插入所述托盤2的固定槽21內(nèi)，所述滑動套筒34套接于所述旋轉(zhuǎn)桿32的外壁上，滑動套筒34和旋轉(zhuǎn)桿32之間通過螺紋活動連接，所述滑動套筒34的外壁與爪鉤33相連，所述爪鉤33用于插入所述環(huán)刀I的卡件12內(nèi)。當旋轉(zhuǎn)桿32轉(zhuǎn)動時，滑動套筒34沿著旋轉(zhuǎn)桿32移動，從而帶動爪鉤33 一起移動。
[0041]優(yōu)選地，所述橫桿31的中部與旋轉(zhuǎn)桿33的一端垂直連接，使用時，雙手抓住橫桿31的中部，將其旋轉(zhuǎn)，從而使旋轉(zhuǎn)桿33也跟著旋轉(zhuǎn)。
[0042]參見圖2，其為本實用新型實施例爪鉤的結(jié)構(gòu)示意圖，所述爪鉤33包括鉤體331和連接件332，所述鉤體331與連接件332的一端部活動連接、并能夠繞著該端部旋轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)插入或者脫離所述卡件12，所述連接件332與滑動套筒34的外壁固定連接。如圖1所示，所述鉤體331能夠繞著連接件332的端部在豎直平面內(nèi)上下旋轉(zhuǎn)，以便于將鉤體331的尖部3311插入或者脫離卡件12。優(yōu)選地，所述鉤體331的尖部3311向內(nèi)上側(cè)延伸變尖，以增加其在卡件12內(nèi)的牢固性，防止工作時從卡件12內(nèi)脫離，鉤體331的鈍部則與連接件332活動連接。
[0043]作為本實用新型的一個實施例，所述滑動套筒34的外壁上與所述爪鉤33連接的部位向外延伸形成緊固件35，如圖3所示，該緊固件35與爪鉤33固定連接。在本實施例中，所述緊固件35與爪鉤的連接件332的端部固定連接，以提高滑動套筒34與爪鉤33的連接牢固性，提高滑動套筒34的承重能力。所述滑動套筒34的外壁上至少連接兩個爪鉤33，并且這些爪鉤33最好均勻分布，以使環(huán)刀I均勻受力。優(yōu)選地，所述滑動套筒34的外壁連接有三個爪鉤33，每個爪鉤33與其相鄰的爪鉤33之間的角度為120度。相應(yīng)地，所述滑動套筒34的外壁向外延伸形成三個緊固件35，每個緊固件35分布與爪鉤33相連，每個緊固件35與其相鄰的緊固件35之間的角度為120度，參見圖3。
[0044]在本實用新型的一個實施例中，所述卡件12的上表面122為平面狀，且與環(huán)刀I頂部邊緣處于同一平面，卡件12的下表面123向內(nèi)凹陷形成能夠容納所述爪鉤尖部3311的卡槽121?？蛇x地，所述卡件12的一個側(cè)面124與環(huán)刀I的頂部邊緣無縫焊接成一體。
[0045]優(yōu)選地，所述卡槽121從卡件的下表面123向卡件的上表面122凹陷，該卡槽121由下至上逐漸縮小，其最小處與爪鉤的尖部3311相吻合，參見圖4。因此，爪鉤的尖部3311可以完全插入卡槽121內(nèi)，工作時不會在卡槽121內(nèi)發(fā)生晃動。
[0046]作為本實用新型的一個優(yōu)選實施例，所述卡槽121的表面鋪設(shè)有用于吸附爪鉤的吸附層。可選地，所述吸附層為磁鐵。通過吸附層的吸附作用，爪鉤的尖部3311可以更加穩(wěn)定地插在卡槽121內(nèi)。當旋轉(zhuǎn)桿32自上而下施力于圓盤2時，爪鉤33自下而上用力，緊緊扣住卡槽121，確保爪鉤33不會從卡槽121中脫落。
[0047]結(jié)合圖1和圖5，作為本實用新型的又一個實施例，所述根系取樣裝置還包括U字型手柄11和工字型木塊4，所述U字型手柄11的兩個端部分別與環(huán)刀I頂部邊緣固定連接，所述工字形木塊4用于通過兩個缺口 41卡入所述U字型手柄11內(nèi)。可選地，所述工字形木塊4的兩端與環(huán)刀I頂部邊緣無縫焊接成一體。
[0048]作為本實用新型的一個較佳實施例，所述工字形木塊4的缺口 41中部凸起形成弧面411，當所述木塊4卡入所述U字型手柄11時，該弧面以及弧面兩邊的側(cè)壁412均與所述手柄11接觸。
[0049]在本實施例中，所述工字形木塊4外輪廓為圓形，缺口弧面411的曲率半徑小于外輪廓的半徑，參見圖6。作為本實用新型的一個實施例，外輪廓的半徑為150毫米，弧面的曲率半徑為115毫米，弧面兩邊的側(cè)壁之間的距離為90毫米。
[0050]該根系取樣裝置的工作過程可以如下:通過環(huán)刀進行野外取樣，然后將托盤置于環(huán)刀的頂部，通過牽引機構(gòu)對托盤施加向下的力，使托盤從環(huán)刀的頂部滑至環(huán)刀的底部，從而使環(huán)刀內(nèi)的土壤與環(huán)刀完整脫離。
[0051]以前在取樣的時候每取一個土壤就得制作一個環(huán)刀，環(huán)刀的數(shù)量將近200多個，使用本實用新型提供的根系取樣裝置后最多只需制作3個環(huán)刀，取樣時使用兩個環(huán)刀輪流取樣，另外一個作為備用環(huán)刀即可。環(huán)刀取樣帶回實驗室后，需將環(huán)刀內(nèi)土樣頂入預(yù)先準備好的尼龍網(wǎng)袋中，環(huán)刀的數(shù)量與尼龍網(wǎng)袋的數(shù)量相一致。本實用新型不需要再去準備尼龍網(wǎng)袋，所以大大減少資源的浪費。
[0052]由此可見，本實用新型提供的根系取樣裝置具有以下優(yōu)點:1、改變原有環(huán)刀內(nèi)原狀土樣頂出來的方式，避免千斤頂對環(huán)刀內(nèi)原狀土樣的擾動作用，減小人為誤差，保證植物根系的完整性，提高試驗樣品采集的精度，提高野外工作效率，省時省力，同時也改變了環(huán)刀取樣時需從試驗樣地挖坑取出來的方式，降低了取樣對試驗樣地或草地的破壞程度，有效地保護了試驗樣地；2、避免錘子對環(huán)刀的直接破壞作用，使環(huán)刀可以重復(fù)利用，節(jié)約試驗成本，提高工作效率；通過改善環(huán)刀刀刃結(jié)構(gòu)，避免環(huán)刀遇到土壤石塊兒而損壞，使環(huán)刀易于被插入土壤中。
[0053]所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種根系取樣裝置，其特征在于，包括環(huán)刀、托盤和用于將托盤推入所述環(huán)刀的牽引機構(gòu)， 所述環(huán)刀為中空的筒體，其底部設(shè)有鋸齒狀刀片、頂部邊緣設(shè)有卡件， 所述托盤包括扁狀盤體和位于所述盤體表面的固定槽，所述盤體能夠沿著環(huán)刀的軸向在環(huán)刀內(nèi)移動， 所述牽引機構(gòu)包括橫桿、旋轉(zhuǎn)桿、滑動套筒和爪鉤，所述橫桿的中部與旋轉(zhuǎn)桿的一端垂直相連，旋轉(zhuǎn)桿的另一端用于插入所述托盤的固定槽內(nèi)，所述滑動套筒套接于所述旋轉(zhuǎn)桿的外壁上，滑動套筒和旋轉(zhuǎn)桿之間通過螺紋活動連接，所述滑動套筒的外壁與爪鉤相連，所述爪鉤用于插入所述環(huán)刀的卡件內(nèi)；當旋轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動時，滑動套筒沿著旋轉(zhuǎn)桿移動，從而帶動爪鉤一起移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根系取樣裝置，其特征在于，所述爪鉤包括鉤體和連接件，所述鉤體的尖部向內(nèi)上側(cè)延伸變尖，所述鉤體的鈍部與連接件的一端部活動連接、并能夠繞著該端部旋轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)插入或者脫離所述卡件，所述連接件與滑動套筒的外壁固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根系取樣裝置，其特征在于，所述卡件的上表面為平面狀，且與環(huán)刀頂部邊緣處于同一平面，卡件的下表面向內(nèi)凹陷形成能夠容納所述爪鉤尖部的卡槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的根系取樣裝置，其特征在于，所述卡槽從卡件的下表面向卡件的上表面凹陷，該卡槽由下至上逐漸縮小，其最小處與爪鉤的尖部吻合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的根系取樣裝置，其特征在于，所述卡槽的表面鋪設(shè)有用于吸附爪鉤的吸附層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的根系取樣裝置，其特征在于，所述吸附層為磁鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根系取樣裝置，其特征在于，所述根系取樣裝置還包括U字型手柄和工字型木塊，所述U字型手柄的兩個端部分別與環(huán)刀頂部邊緣固定連接，所述工字形木塊用于通過兩個缺口卡入所述U字型手柄內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的根系取樣裝置，其特征在于，所述工字形木塊的缺口中部凸起形成弧面，當所述木塊卡入所述U字型手柄時，該弧面以及弧面兩邊的側(cè)壁均與所述手柄接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根系取樣裝置，其特征在于，所述滑動套筒的外壁上與所述爪鉤連接的部位向外延伸形成緊固件，該緊固件與爪鉤固定連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的根系取樣裝置，其特征在于，所述鋸齒為直角三角形，所述滑動套筒的外壁連接有三個爪鉤，每個爪鉤與其相鄰的爪鉤之間的角度為120度。
【文檔編號】G01N1/04GK204241255SQ201420735153
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】單玉梅, 陳海軍, 張存厚, 溫超, 楊勇, 運向軍 申請人:內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院