可攜式螺旋背負打孔機的製作方法

2023-07-28 01:55:31 2

本發明涉及一種菸草種植打孔工具，具體涉及一種可攜式螺旋背負打孔機。

背景技術：

移栽是菸草生產的重要環節，移栽的時間和質量，影響到菸草的成活；覆膜井窖式小苗移栽是解決烤菸受倒春寒災害影響、達到提前移栽、使煙苗服從當地氣候條件的最佳移栽方法。該技術是在地膜覆蓋栽培的基礎上，融合了小苗移栽與深栽技術，解決了烤菸栽培地區最佳移栽期煙苗不壯、移栽期氣候乾旱、移栽不規範、移栽進度緩慢、煙苗移栽後苗期較長、田間煙株均勻一致性差等問題。較好地營造了適宜煙苗生長的土壤溫度、溼度環境，促進煙苗早生快發，保證了烤菸的適期早栽，提高移栽效率、增強抗旱能力、減輕病蟲害發生，達到減工降本、提質增效的效果。孔的形狀也是影響菸草生長的重要因素之一：傳統孔為了保證幼苗的固定，往往尺寸較小，不利於殺蟲劑和肥料的長期停留和吸收，煙苗易遭受到蝸牛等害蟲的蠶食，影響菸草的生長過程以及產量。

打孔成孔是烤菸井窖式移栽技術的關鍵性技術，其成孔質量對小苗的成活率和後期的生長有重要的影響，且大批量種植菸草時，對打孔數量的要求極為龐大；我國雖然勞動力較為充足，但人工打孔的方式勞動強度大，生產效率低，成本大，作業質量不穩定，從長遠來看，必須發展機械化打孔成孔設備；然而，我國地域性的差異對打孔設備提出更高的要求；為了擴大機械化打孔成孔的範圍,必須開發和研製各種類型的可攜式打孔機；而自身重量和鑽頭的旋挖控制、排土性能,均是影響可攜式打孔機工作性能的主要因素。

因此，為解決以上問題，需要一種可攜式螺旋背負打孔機，能夠符合人機工程學原理，適用於不同身高和操作習慣的使用者，提高打孔作業的工作效率和成孔質量，同時對鑽頭的振動起到有效抑制作用，並且使用安全和操作方便。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明的目的是克服現有技術中的缺陷，提供可攜式螺旋背負打孔機，能夠符合人機工程學原理，適用於不同身高和操作習慣的使用者，提高打孔作業的工作效率和成孔質量，同時對鑽頭的振動起到有效抑制作用，並且使用安全和操作方便。

本發明的可攜式螺旋背負打孔機，包括動力裝置、鑽頭組件、傳動連接於動力裝置與鑽頭組件之間的傳動軟軸和用於控制鑽頭組件的操作組件；

所述鑽頭組件包括鑽頭安裝座和轉動安裝於鑽頭安裝座的鑽頭本體，所述傳動軟軸與鑽頭本體驅動配合用於驅動鑽頭本體轉動，所述鑽頭本體的外圓設置有非連續型的螺旋葉片；

所述操作組件包括前端與鑽頭安裝座固定連接用於外套於傳動軟軸的軸套杆和前端與鑽頭安裝座鉸接的操作杆；所述操作杆與軸套杆以夾角可固定的方式單自由度轉動配合，操作杆的尾端沿與軸套杆遠離的方向彎曲形成弧形手柄。

進一步，所述操作杆外套設置有可被固定的第一滑套，軸套杆外套設置有可被固定的第二滑套，所述第一滑套和第二滑套之間設置有連杆，所述連杆兩端分別與第一滑套和第二滑套鉸接。

進一步，還包括用於對孔位計數的計數裝置，所述計數裝置包括處理器、設置於鑽頭安裝座頂面的壓力傳感器和內端固定於鑽頭安裝座的彈性檢測臂，所述彈性檢測臂外端向下彎折形成打孔時下端抵壓於地面從而使內端發生向上形變的L形彈性檢測臂，所述L形彈性檢測臂用於在彈性檢測臂內端形變前使壓力傳感器壓力負載並在形變後使壓力傳感器壓力空載，所述壓力傳感器與處理器的輸入端電連接，所述處理器用於統計壓力傳感器檢測到的彈性檢測臂內端形變次數。

進一步，所述彈性檢測臂包括第一彈性片和為L形的第二彈性片，所述第二彈性片包括橫向彈性片和豎向彈性片，所述第一彈性片沿長度方向設置有多個第一連接孔，所述橫向彈性片沿長度方向設置有多個第二連接孔，橫向彈性片和第一彈性片通過第一連接孔和與第一連接孔螺栓固定的第二連接孔配合實現彈性檢測臂橫向長度可調；所述豎向彈性片底端固定設置有用於對底面下壓形成預定槽的錐形頭。

進一步，所述鑽頭安裝座頂端設置有與彈性檢測臂固定連接的轉盤，所述轉盤沿周向設置有多個限位孔，鑽頭安裝座頂端面固定設置有與限位孔配合的限位柱，所述限位柱頂端設置有用於固定轉盤的固定螺母，所述壓力傳感器固定設置於彈性檢測臂內端。

進一步，所述限位孔為十二個並沿轉盤的圓周方向均勻分布。

進一步，還包括用於顯示打孔數量的顯示器和用於更改打孔數量數據的輸入單元；所述顯示器的輸入端與處理器的輸出端電連接，所述輸入單元包括「+1」按鍵、「-1」按鍵和歸零按鍵，所述+1」按鍵、「-1」按鍵和歸零按鍵均與處理器的輸入端電連接並分別控制處理器對打孔數量數據進行加1、減1和歸零處理。

進一步，所述可攜式螺旋背負打孔機還設置有終端平臺和通過GPRS與終端平臺通信連接的GPS定位器；所述處理器的輸出端與GPS定位器中的移動通信模塊連接並用於對終端平臺輸出打孔數量數據。

進一步，所述鑽頭本體由下到上依次包括最大外徑增加的圓錐頭、下圓柱、圓臺和上圓柱；鑽頭本體為空心本體。

進一步，所述鑽頭安裝座為圓柱罩體，所述鑽頭本體頂端面中間延伸形成單自由度轉動內套於圓柱罩體內的傳動頭，所述傳動軟軸與傳動頭驅動配合。

本發明的有益效果是：本發明公開的一種可攜式螺旋背負打孔機，通過操作杆和軸套杆的配合操作，以達到鑽頭保持豎直方向穩定入土並順利出土；操作杆和軸套杆組成三角形結構可抑制前端鑽頭的振動並提高孔的位置精度和成孔效果；弧形手柄高度可調，確保打孔機擁有更好的操作性、適用性和舒適性；弧形手柄確保操作者從不同角度中挑選最適合自己的握持角度，儘可能提高操作的舒適度；並且具有計數功能，保證打孔工作更為科學的管理。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述：

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的部分結構示意圖；

圖3為本發明中的鑽頭組件的俯視圖；

圖4為本發明的電路控制的原理框圖。

具體實施方式

圖1為本發明的結構示意圖，圖2為本發明的部分結構示意圖，圖3為本發明中的鑽頭組件的俯視圖，圖4為本發明的電路控制的原理框圖，如圖所示，本實施例中的可攜式螺旋背負打孔機；包括動力裝置1、鑽頭組件2、傳動連接於動力裝置1與鑽頭組件2之間的傳動軟軸3和用於控制鑽頭組件2的操作組件4；動力裝置1作為能源的供給裝置，為鑽頭組件2提供工作時所需的轉速和扭矩，傳動軟軸3是整個裝置的動力傳輸紐帶，動力裝置1和傳動軟軸3可採用現有結構，在此不再贅述；

所述鑽頭組件2包括鑽頭安裝座5和轉動安裝於鑽頭安裝座5的鑽頭本體6，所述傳動軟軸3與鑽頭本體6驅動配合用於驅動鑽頭本體6轉動，所述鑽頭本體6的外圓設置有非連續型的螺旋葉片7；所述鑽頭安裝座5為圓柱罩體，所述鑽頭本體6頂端面中間延伸形成單自由度轉動內套於圓柱罩體內的傳動頭，所述傳動軟軸與傳動頭驅動配合，非連續型的螺旋葉片7表示螺旋葉片7沿螺旋方向間隔設置有多個缺口段8，螺旋葉片7影響到切土的效率和土壤飛濺效果；非連續型的螺旋葉片7減少或避免鑽頭在工作過程中出現抱死狀態，以保證更強的破土能力；抑制土壤的飛濺現象，提高打孔作業的安全性，螺旋葉片7的螺旋升角可取值較小，使排出的土壤分布在孔的周圍，避免土壤的飛濺；

本實施例中，所述鑽頭本體6由下到上依次包括最大外徑增加的圓錐頭9、下圓柱10、圓臺11和上圓柱12；鑽頭本體6為空心本體；最大外徑增加表示圓錐頭9、下圓柱10、圓臺11和上圓柱12各最大外徑逐漸增加；本打孔機採用擠壓式成型，僅有極少部分的土壤排到孔外，所以鑽頭本體6的外型近似於煙苗移栽孔的外型，根據實際工況的需求，圓錐頭9和下圓柱10所成孔段能保證幼苗的安放和固定，圓臺11和上圓柱12所成孔段為後續的施肥和除蟲預留相應的空間，此外，為減輕操作者的工作強度，空心本體的壁厚選擇為滿足強度前提下的最薄，以減小主軸的質量；

本實施例中，所述操作組件4包括前端與鑽頭安裝座5固定連接用於外套於傳動軟軸3的軸套杆13和前端與鑽頭安裝座5鉸接的操作杆14；所述操作杆14與軸套杆13以夾角可固定的方式單自由度轉動配合，操作杆14的尾端沿與軸套杆13遠離的方向彎曲形成弧形手柄15；操作杆14與軸套杆13以夾角可固定的方式單自由度轉動連接可採用能實現本發明目的的現有連接機構，前端表示靠近鑽頭本體的一端，反之為後端；操作組件4以鑽頭的入土姿態為調節控制核心，通過操作杆14和軸套杆13的配合操作，以達到鑽頭保持豎直方向穩定入土並順利出土；操作杆14和軸套杆13組成三角形結構可抑制前端鑽頭的振動並提高孔的位置精度和成孔效果；通過操作杆14和軸套杆13夾角可調實現弧形手柄15高度可調，確保打孔機擁有更好的操作性、適用性和舒適性；弧形手柄15確保操作者從不同角度中挑選最適合自己的握持角度，儘可能提高操作的舒適度。

本實施例中，所述操作杆14外套設置有可被固定的第一滑套16，軸套杆13外套設置有可被固定的第二滑套17，所述第一滑套16和第二滑套17之間設置有連杆18，所述連杆18兩端分別與第一滑套16和第二滑套17鉸接；所述第一滑套16和第二滑套17沿徑向設置螺紋孔，螺紋孔內設置有緊固螺釘，滑套通過緊固螺釘固定於對應杆，操作杆14和軸套杆13可沿軸向分布設置有用於緊固螺釘配合的徑向凹槽，且滑套上還固定設置有鉸接座，連杆18的兩端通過水平銷鉸接於鉸接座，通過滑套設置，方便操作杆14和軸套杆13角度調節和固定，並且連接結構強度大，保證操作杆14和軸套杆13角度設置的控制精度高。

本實施例中，還包括用於對孔位計數的計數裝置，所述計數裝置包括處理器、設置於鑽頭安裝座5頂面的壓力傳感器19和內端固定於鑽頭安裝座5的彈性檢測臂，所述彈性檢測臂外端向下彎折形成打孔時下端抵壓於地面從而使內端發生向上形變的L形彈性檢測臂，所述L形彈性檢測臂用於在彈性檢測臂內端形變前使壓力傳感器19壓力負載並在形變後使壓力傳感器19壓力空載，所述壓力傳感器19與處理器的輸入端電連接，所述處理器用於統計壓力傳感器19檢測到的彈性檢測臂內端形變次數；壓力傳感器19可固定設置於彈性檢測臂內端與鑽頭安裝座5頂面之間，當在打孔過程的後期，彈性檢測臂內端端部固定於鑽頭安裝座5頂面，靠近內端端部的一段由內到外向上彎曲形變，使壓力傳感器19不受到壓力進而形成觸發信號並在處理器中累加，用於打孔計數，反之，壓力傳感器19受到壓力而不形成觸發信號；處理器可採用現有的51單片機，屬於現有技術，在此不再贅述；

本實施例中，還包括用於顯示打孔數量的顯示器20和用於更改打孔數量數據的輸入單元；所述顯示器20的輸入端與處理器的輸出端電連接，所述輸入單元包括「+1」按鍵21、「-1」按鍵22和歸零按鍵23，所述+1」按鍵21、「-1」按鍵22和歸零按鍵23均與處理器的輸入端電連接並分別控制處理器對打孔數量數據進行加1、減1和歸零處理；當操作者由於操作失誤而未完成計數時，按下「+1」按鍵，修正打孔計數；當操作者在校正打孔數過餘，或者未完成打孔但計數器發生計數時，按下「-1」按鍵，修正打孔數；但操作者完成一個區域的打孔作業，按下歸零按鍵，為下一區域的打孔作業做好計數準備；通過計數裝置，方便煙田幼苗移栽管理和工作量統計。

本實施例中，所述彈性檢測臂包括第一彈性片24和為L形的第二彈性片，所述第二彈性片包括橫向彈性片25和豎向彈性片26，所述第一彈性片24沿長度方向設置有多個第一連接孔27，所述橫向彈性片25沿長度方向設置有多個第二連接孔28，橫向彈性片25和第一彈性片24通過第一連接孔27和與第一連接孔27螺栓固定的第二連接孔28配合實現彈性檢測臂橫向長度可調；所述豎向彈性片26底端固定設置有用於對底面下壓形成預定槽的錐形頭29；彈性檢測臂還具預備定位作用，通過錐形頭29下壓形成預定槽為下次打孔標定位置，同時當操作者需要不同水平伸縮長度時，將第一彈性片24和橫向彈性片25進行相對移動後並固定，利於孔間距的調節，保障孔間距的規範性和統一性，並且結構簡單，使用方便。

本實施例中，所述鑽頭安裝座5頂端設置有與彈性檢測臂固定連接的轉盤30，所述轉盤30沿周向設置有多個限位孔31，鑽頭安裝座5頂端面固定設置有與限位孔31配合的限位柱，所述限位柱頂端設置有用於固定轉盤30的固定螺母，所述壓力傳感器19固定設置於彈性檢測臂內端；所述限位孔31為十二個並沿轉盤30的圓周方向均勻分布；由於所述彈性檢測臂固定轉盤30上，通過調節轉盤30的轉動角度並固定，可調節彈性檢測臂與軸套杆13的角度，使得彈性檢測臂的第一彈性片24的長度方向與孔位矩陣的橫向或縱向一致，適用於不同使用者的使用習慣。

本實施例中，所述可攜式螺旋背負打孔機還設置有終端平臺和通過GPRS與終端平臺通信連接的GPS定位器；所述處理器的輸出端與GPS定位器中的移動通信模塊連接並用於對終端平臺輸出打孔數量數據；所述終端平臺可為電腦或手機，通過GPS定位器採集所述打孔機的位置數據並傳輸至終端平臺，實現對操作者實時位置的精確定位，並記錄操作者工作軌跡；並通過終端平臺，完成對整體煙田幼苗種植的集中管理規劃，提高工作效率，節省操作者體力，可以在移動終端生成作業的軌跡圖，方便煙田的管理和打孔工作的分配，在終端平臺對打孔路徑和打孔的數量進行統計和規劃，在大規模的種植區域，管理人員通過從平臺查找數據，進行下一次工作任務的分配，避免漏掉或重複打孔，移動終端可為電腦或手機，所述GPS定位器屬於現有技術，在此不再贅述。

最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。