一種土鑽的製作方法
2023-12-09 22:36:01
專利名稱：一種土鑽的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及土壤採用機械技術領域，特別是指一種土鑽。
背景技術：
在土壤和地下根系採樣過程中，經常要進行深層土壤取樣。傳統土鑽是把手柄固定在土鑽杆上，通過旋轉把手柄並向下用力產生向下的作用力使土鑽向下移動；因手柄只能沿一個方向轉動，在旋轉過程中需要反覆倒手，甚至操作者需要跟隨手柄繞鑽杆旋轉。而操作手柄固定在某一高度上不能上下移動，過高或過低都影響操作者用力；同時深層土壤取樣需要更長的鑽杆，使土鑽鑽杆長度過長，對其材質的堅固性要求也很高。因此，用傳統的土鑽進行土壤取樣時，鑽得越深遇到的阻力就越大，費時費力，給工作帶來巨大困難。
實用新型內容有鑑於此，本實用新型的目的在於提出一種土鑽，其省時省力，大大提高了土壤採樣的工作效率。基於上述目的本實用新型提供的土鑽，包括手柄、飛輪機構、鑽杆以及設置於鑽杆端部的鑽頭；所述飛輪機構包括內嚙合單向旋轉的棘輪機構的鋼盒以及與所述棘輪機構嵌套的鋼軸，所述鋼盒、棘輪機構及鋼軸中心均包括圓形通孔，所述鑽杆穿過所述圓形通孔並與所述鋼軸卡接，所述鋼盒從外部與所述手柄固定連接；旋轉所述手柄，所述飛輪機構帶動所述鑽杆單向旋轉。 在一些實施方式中，所述鋼盒包括上鋼盒與下鋼盒；所述上鋼盒與下鋼盒之間設置所述棘輪機構，所述棘輪機構還包括棘輪、棘爪和棘輪軸，所述棘爪末端固定在所述棘輪軸上，所述棘爪尖端與所述棘輪卡接，所述棘輪與棘輪軸滑動連接；所述棘輪軸中心包括圓形通孔，其內部嵌套所述鋼軸的嵌套端並與鋼軸固定連接。在一些實施方式中，所述鑽杆軸向外表面開有一直線「凹」形鍵槽，相對於所述鑽杆「凹」形鍵槽，所述鋼軸的非嵌套端的內表面同樣開有一直線「凹」形鍵槽，所述鋼軸「凹」形鍵槽內設置「『」字形鋼鍵條，所述「『」字形鋼鍵條的突出部伸入所述鑽杆「凹」形鍵槽內，使得鑽杆與鋼軸卡接固定。在一些實施方式中，沿鑽杆徑向與所述鑽杆「凹」形鍵槽相對的鑽杆軸向外表面開有一直線定位卡槽，與其相對應的位置，所述鋼軸的非嵌套端開有一貫穿所述鋼軸內外表面的長條形卡槽口，穿過所述通孔內部轉動固定兩個鋼條卡；正常情況下，所述鋼條卡端部卡緊在所述鑽杆的定位卡槽內，使得鋼軸與鑽杆固定為一體，當需要調整所述飛輪機構的位置時，向上撥動所述鋼條卡，使其端部與定位卡槽分離，所述飛輪機構即沿鑽杆上下滑動以調整其需要固定位置。在一些實施方式中，所述卡槽截面為「V」字形；所述兩個鋼條卡的端部分別為「A」字形和「P」字形；所述「A」字形端部的鋼條卡卡緊在所述「V」字形卡槽內。在一些實施方式中，所述鑽杆上部與下部分別設置一垂直其軸向貫穿所述鑽杆的鋼條，以卡住所述飛輪機構使其不會超出其應上下滑動的範圍。在一些實施方式中，所述鑽頭為空心圓筒狀，其一端與鑽杆相連，另一端為一圓形開口，其內外半徑均大於所述鑽杆的外徑。在一些實施方式中，所述鑽頭的外表面上開有一腰形孔及一長條的「門」字形開口 ；所述「門」字形開口的頂部位於所述鑽頭軸線方向的中部，所述「門」字形開口的底部與所述鑽頭的圓形開口重合；所述腰形孔也位於所述鑽頭軸線方向的中部。在一些實施方式中，所述腰形孔與所述「門」字形開口分別位於沿所述鑽頭直徑方向的兩端的表面，且所述腰形孔頂端與所述「門」字形開口頂端位於同一橫截面上。從上面所述可以看出，本實用新型提供的土鑽，通過與飛輪機構的結合，能使手柄帶動鑽杆單方向旋轉，傳遞很小的動力即可使鑽杆旋轉產生向下的作用力，不需要反覆倒手或操作人員跟隨鑽杆的旋轉而移動。進一步的，在飛輪機構下部設計可移動鋼軸結構，鑽杆上設計定位卡槽，使飛輪機構能夠沿鑽杆上下移動，根據需要固定，使深層土壤取樣不需要不斷更換或增加連接杆，使土壤取樣變得省時省力，可大大提高土壤取樣的工作效率。更進一步的，所述鑽頭採用特殊的結構設計，使得其便於把鑽出的在鑽頭中的土壤取出來同時能清楚地知道鑽取的土壤深度；並且，在鑽取土壤時，施加比以往更小的向下壓力則可使鑽頭向下作用鑽取土壤，起到省力的作用。
圖1為本實用新型所提供的土鑽實施例的整體主視圖；圖2為圖1中A部分的放大示意圖；圖2a為本實用新型實施例中所述鋼軸非嵌套端與鋼條卡的連接示意圖；圖3為本實用新型實施例中所述飛輪機構與鑽杆結合的立體示意圖；圖3a為本實用新型實施例中所述飛輪機構的上鋼盒示意圖；圖3b為本實用新型實施例中所述飛輪機構的下鋼盒示意圖；圖3c為本實用新型實施例中所述飛輪機構的棘輪機構示意圖；圖3d為本實用新型實施例中所述飛輪機構的鋼軸示意圖；圖4a為本實用新型實施例中所述鑽頭主視圖；圖4b為本實用新型實施例中所述鑽頭後視圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。本實用新型實施例所提供的一種土鑽，包括手柄、飛輪機構、鑽杆以及設置於鑽杆端部的鑽頭；所述飛輪機構包括內嚙合單向旋轉的棘輪機構的鋼盒以及與所述棘輪機構嵌套的鋼軸，所述鋼盒、棘輪機構及鋼軸中心均包括圓形通孔，所述鑽杆穿過所述圓形通孔並與所述鋼軸卡接，所述鋼盒從外部與所述手柄固定連接；旋轉所述手柄，所述飛輪機構帶動所述鑽杆單向旋轉。參照附圖1、2、3，分別為本實用新型所提供的土鑽實施例的整體主視圖，圖1中A部分的放大示意圖，所述飛輪機構與鑽杆結合的立體示意圖。所述土鑽，包括手柄3、飛輪機構4、鑽杆I以及設置於鑽杆I端部的鑽頭2 ;所述飛輪機構4包括內嚙合單向旋轉的棘輪機構43的鋼盒以及與所述棘輪機構43和鋼盒嵌套的鋼軸44 ;所述棘輪機構43還包括棘輪432、棘爪433、棘輪軸434和鏈輪435 (參照附圖3c)，所述棘爪433末端固定在所述棘輪軸434上，所述棘爪433尖端與所述棘輪432卡接，所述棘輪432與棘輪軸434滑動連接，所述鏈輪435從外部與所述棘輪432固定嵌套；所述棘輪軸434中心包括圓形通孔431，其內部嵌套所述鋼軸44的嵌套端442 (參照附圖3d)，所述嵌套端442經過套絲處理並與棘輪軸434固定連接；所述鋼盒包括上鋼盒41與下鋼盒42 ;所述上鋼盒41與下鋼盒42之間設置所述棘輪機構43，並利用螺釘穿過所述上鋼盒螺釘孔412和下鋼盒螺釘孔422將上下鋼盒固定為一體，所述螺釘卡接在所述鏈輪435的齒間凹槽內；所述上鋼盒41、下鋼盒42、棘輪43及鋼軸44的中心分別包括上鋼盒圓形通孔411 (參照附圖3a)、下鋼盒圓形通孔421 (參照附圖3b)、棘輪圓形通孔431 (參照附圖3c)及鋼軸圓形通孔441(參照附圖3d)，所述鑽杆I穿過所述全部圓形通孔並與所述鋼軸44卡接；所述上鋼盒41包括手柄固定端413，其上焊接手柄3，使得所述鋼盒從外部與所述手柄3固定連接。現將所述土鑽的工作原理及過程說明如下:順時針旋轉所述手柄3，帶動所述上鋼盒41及與其固定為一體的下鋼盒42轉動，所述固定鋼盒的螺釘則帶動所述鏈輪435轉動，所述鏈輪435帶動所述棘輪432順時針轉動，由於所述棘輪機構的設計，所述棘爪433尖端與棘輪432的棘齒卡接，因此帶動所述棘爪繞中軸線順時針旋轉，使得所述棘輪軸434順時針旋轉，由於所述棘輪軸434與所述鋼軸44固定連接，因此所述鋼軸44也順時針旋轉，由於所述鋼軸44與所述鑽杆I卡接，因此，所述鑽杆I也就順時針旋轉，所述鑽頭2就向下扎入土壤層而取出土樣。當需要快速鑽取·土樣時，有時希望不用旋轉所述手柄3半圈再倒手進行下次旋轉，即順時針旋轉一定的小角度，再逆時針旋轉所述手柄3回到原位，然後再順時針旋轉，如此反覆，能夠提高效率，而採用所述土鑽，由於內嚙合的棘輪機構43為單方向，即當順時針旋轉一定的小角度，再逆時針旋轉所述手柄3時，所述棘爪433尖端與所述棘輪432的棘齒不再卡接，而是反向沿著棘齒內壁滑動，由於所述棘輪432和棘輪軸434之間是滑動連接的，因此，使得所述棘輪432與鋼盒、手柄3 —起逆時針旋轉，而所述鋼軸44、鑽杆1、棘輪軸434則保持不動，當再次順時針旋轉時，所述棘爪433尖端與所述棘輪432的棘齒再次卡接，並隨之帶動鑽杆I順時針旋轉，並且所述鑽頭2繼續向下扎入土壤層而取出土樣。由此，所述飛輪機構帶動所述鑽杆I單向旋轉，使得所述鑽杆I可持續地做往復運動並且所述鑽頭2持續向下扎入土壤層而取出土樣。進一步的，所述鑽杆I軸向外表面開有一直線「凹」形鍵槽，相對於所述鑽杆「凹」形鍵槽，所述鋼軸44的非嵌套端443 (參照附圖3d)的內表面同樣開有一直線「凹」形鍵槽，所述鋼軸「凹」形鍵槽內設置「『」字形鋼鍵條，所述「『」字形鋼鍵條的突出部伸入所述鑽杆「凹」形鍵槽內，使得鑽杆I與鋼軸44卡接固定，如此，所述飛輪機構即只能沿所述鑽杆I上下滑動而不能繞所述鑽杆I旋轉滑動。參考附圖2和附圖2a，分別為圖1中A部分放大示意圖及本實用新型實施例中所述鋼軸非嵌套端與鋼條卡的連接示意圖。[0036]沿鑽杆I徑向與所述鑽杆「凹」形鍵槽相對的鑽杆軸向外表面開有一直線定位卡槽11，與其相對應的位置，所述鋼軸的非嵌套端443 (參照附圖3d)開有一貫穿所述鋼軸內外表面的長條形卡槽口 444,穿過所述卡槽口 444內部通過小軸446轉動固定兩個鋼條卡445 ;正常情況下，所述鋼條卡445端部卡緊在所述鑽杆I的定位卡槽11內，使得鋼軸44與鑽杆I固定為一體，並保持其不沿鑽杆I的軸向滑動；當需要調整所述飛輪機構的位置時，向上撥動所述鋼條卡445，使其端部與定位卡槽11分離，由於上述「凹」形鍵槽及鋼鍵條的配合結構，使得所述飛輪機構即只沿鑽杆I上下滑動，當調整到其需要固定位置，再向下扳動所述鋼條卡445，即卡緊固定所述飛輪機構。優選的，所述卡槽11截面為「V」字形；所述兩個鋼條卡445的端部分別為「A」字形和「P」字形；所述「A」字形端部的鋼條卡位於所述長條形卡槽口 444的下方且卡緊在所述「V」字形卡槽內，所述「P」字形端部的鋼條卡位於所述長條形卡槽口 444的上方。所述「A」字形端部的鋼條卡嵌入卡槽11中，起到固定所述飛輪機構的作用，使得其在鑽杆所需位置(或者高度)固定而不致於人用力旋轉手柄時下滑或上移；上方的「P」字形端部的鋼條卡其前端(尖端)嵌入所述卡槽11中；當需要改變所述飛輪機構的固定位置時，向下扳動所述「P」字形端部的鋼條卡利用其凸起的部位卡壓下面的「A」字形端部的鋼條卡，使得所述飛輪機構沿鑽杆軸線方向隨意滑動，當到達需要固定的位置時，再向上扳動兩個鋼條卡，使得所述飛輪機構固定在該位置上。較佳的，所述鑽杆上部與下部分別設置一垂直其軸向貫穿所述鑽杆的鋼條，以卡住所述飛輪機構使其不會超出其應上下滑動的範圍。`進一步的，參考附圖4a和4b，分別為本實用新型實施例中所述鑽頭主視圖和後視圖。所述鑽頭2為空心圓筒狀，其一端與鑽杆I相連，另一端為一圓形開口 21，其內外半徑均大於所述鑽杆I的外徑。所述鑽頭2的外表面上開有一腰形孔23及一長條的「門」字形開口 22 ;所述「門」字形開口 22的頂部位於所述鑽頭軸線方向的中部，所述「門」字形開口 22的底部與所述鑽頭的圓形開口 21重合；所述腰形孔23也位於所述鑽頭軸線方向的中部。所述腰形孔23與所述「門」字形開口 22分別位於沿所述鑽頭直徑方向的兩端的外表面，且所述腰形孔23頂端與所述「門」字形開口 22頂端位於同一橫截面上。通過上述鑽頭設計，可通過所述腰形孔23排氣以防止鑽頭內部產生負壓，同時長條的「門」字形開口 22的設計使得其便於把鑽出的在鑽頭中的土壤取出來同時能清楚地知道鑽取的土壤深度；並且，由於該設計，使得在鑽取土壤時，施加比以往更小的向下壓力則可使鑽頭向下作用鑽取土壤，起到省力的作用。通過上述可以看出，本實用新型實施例提供的土鑽，通過與飛輪機構的結合，能使手柄帶動鑽杆單方向旋轉，傳遞很小的動力即可使鑽杆旋轉產生向下的作用力，不需要反覆倒手或操作人員跟隨鑽杆的旋轉而移動。進一步的，在飛輪機構下部設計可移動鋼軸結構，鑽杆上設計定位卡槽，使飛輪機構能夠沿鑽杆上下移動，根據需要固定，使深層土壤取樣不需要不斷更換或增加連接杆，使土壤取樣變得省時省力，可大大提高土壤取樣的工作效率。更進一步的，所述鑽頭採用特殊的結構設計，使得其便於把鑽出的在鑽頭中的土壤取出來同時能清楚地知道鑽取的土壤深度；並且，在鑽取土壤時，施加比以往更小的向下壓力則可使鑽頭向下作用鑽取土壤，起到省力的作用。需要注意的是，上述實施例中採用的內嚙合棘輪機構中的棘爪和棘輪設計並非唯一的，內嚙合棘輪機構有很多種，本領域技術人員可以很容易根據本實用新型的設計原理採用其他結構形式的內嚙合棘輪機構來實現本實用新型目的，因此這些變化結構都應該屬於本實用新型的保護範圍，並且上述實施例中的具體化內嚙合棘輪機構不應當用於限定本實用新型保護範圍。上述實施例中的土鑽使用方式只是示例性地寫出了順時針逆時針旋轉方向，可以很容易想到，若反向安裝所述棘輪機構，則會改變使用時的所需旋轉的方向，因此不能將所述實施例用於限定本實用新型保護範圍，並且其等同變化也應當屬於本實用新型保護範圍。另外，上述實施例中的飛輪機構的鋼軸設計和其與土鑽鑽杆的結合方式，只是示例性的表達了可以如何實現本實用新型，而不是唯一的實施方式，本領域技術人員可以很容易想到其他結構來達到同樣的目的，這些等同替換結構也應當屬於本實用新型保護範圍，並且不能將所述實施例用於限定本實用新型保護範圍。特別的，所述鑽頭設計起到了更好的技術效果，但並不表明本實用新型必須採用這種設計才能實現，因此不能將所述實施例用於限定本實用新型保護範圍，同樣的，其等同變化也應當屬於本實用新型保護範圍。所屬領域的普通技術人員應當理解:以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應 包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種土鑽，其特徵在於，包括手柄、飛輪機構、鑽杆以及設置於鑽杆端部的鑽頭；所述飛輪機構包括內嚙合單向旋轉的棘輪機構的鋼盒以及與所述棘輪機構嵌套的鋼軸，所述鋼盒、棘輪機構及鋼軸中心均包括圓形通孔，所述鑽杆穿過所述圓形通孔並與所述鋼軸卡接，所述鋼盒從外部與所述手柄固定連接；旋轉所述手柄，所述飛輪機構帶動所述鑽杆單向旋轉。
2.根據權利要求1所述的土鑽，其特徵在於，所述鋼盒包括上鋼盒與下鋼盒；所述上鋼盒與下鋼盒之間設置所述棘輪機構，所述棘輪機構還包括棘輪、棘爪和棘輪軸，所述棘爪末端固定在所述棘輪軸上，所述棘爪尖端與所述棘輪卡接，所述棘輪與棘輪軸滑動連接；所述棘輪軸中心包括圓形通孔，其內部嵌套所述鋼軸的嵌套端並與鋼軸固定連接。
3.根據權利要求2所述的土鑽，其特徵在於，所述鑽杆軸向外表面開有一直線「凹」形鍵槽，相對於所述鑽 杆「凹」形鍵槽，所述鋼軸的非嵌套端的內表面同樣開有一直線「凹」形鍵槽，所述鋼軸「凹」形鍵槽內設置「『」字形鋼鍵條，所述「『」字形鋼鍵條的突出部伸入所述鑽杆「凹」形鍵槽內，使得鑽杆與鋼軸卡接固定。
4.根據權利要求3所述的土鑽，其特徵在於，沿鑽杆徑向與所述鑽杆「凹」形鍵槽相對的鑽杆軸向外表面開有一直線定位卡槽，與其相對應的位置，所述鋼軸的非嵌套端開有一貫穿所述鋼軸內外表面的長條形卡槽口，穿過所述通孔內部轉動固定兩個鋼條卡；正常情況下，所述鋼條卡端部卡緊在所述鑽杆的定位卡槽內，使得鋼軸與鑽杆固定為一體，當需要調整所述飛輪機構的位置時，向上撥動所述鋼條卡，使其端部與定位卡槽分離，所述飛輪機構即沿鑽杆上下滑動以調整其需要固定位置。
5.根據權利要求4所述的土鑽，其特徵在於，所述卡槽截面為「V」字形；所述兩個鋼條卡的端部分別為「A」字形和「P」字形；所述「A」字形端部的鋼條卡卡緊在所述「V」字形卡槽內。
6.根據權利要求5所述的土鑽，其特徵在於，所述鑽杆上部與下部分別設置一垂直其軸向貫穿所述鑽杆的鋼條，以卡住所述飛輪機構使其不會超出其應上下滑動的範圍。
7.根據權利要求1-6任意一項所述的土鑽，其特徵在於，所述鑽頭為空心圓筒狀，其一端與鑽杆相連，另一端為一圓形開口，其內外半徑均大於所述鑽杆的外徑。
8.根據權利要求7所述的土鑽，其特徵在於，所述鑽頭的外表面上開有一腰形孔及一長條的「門」字形開口 ；所述「門」字形開口的頂部位於所述鑽頭軸線方向的中部，所述「門」字形開口的底部與所述鑽頭的圓形開口重合；所述腰形孔也位於所述鑽頭軸線方向的中部。
9.根據權利要求8所述的土鑽，其特徵在於，所述腰形孔與所述「門」字形開口分別位於沿所述鑽頭直徑方向的兩端的表面，且所述腰形孔頂端與所述「門」字形開口頂端位於同一橫截面上。
專利摘要本實用新型公開了一種土鑽，包括手柄、飛輪機構、鑽杆以及設置於鑽杆端部的鑽頭；所述飛輪機構包括內嚙合單向旋轉的棘輪機構的鋼盒以及與所述棘輪機構嵌套的鋼軸，所述鋼盒、棘輪機構及鋼軸中心均包括圓形通孔，所述鑽杆穿過所述圓形通孔並與所述鋼軸卡接，所述鋼盒從外部與所述手柄固定連接；旋轉所述手柄，所述飛輪機構帶動所述鑽杆單向旋轉；採用本實用新型提供的土鑽，省時省力，將大大提高土壤採樣的工作效率。
文檔編號G01N1/08GK203116991SQ20132007946
公開日2013年8月7日 申請日期2013年2月20日 優先權日2013年2月20日
發明者劉晶淼, 任三學, 賈慶宇, 趙花榮, 梁宏, 謝豔兵 申請人:中國氣象局瀋陽大氣環境研究所