CN105052676A - 一种一体式自动钻灌装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式自动钻灌装置，可拆卸钻头通过螺纹与钻身下端连接，钻身上端与转动轴的一端连接，转动轴的另一端通过联轴器与径向扭转电机连接；所述的径向扭转电机装在滑块上，滑块设置在架体的一侧并与架体滑动连接，所述的架体内设有滚珠丝杠螺母副，所述的滚珠丝杠螺母副中的螺母与滑块固定连接，所述的轴向压力电机装在架体上并与滚珠丝杠螺母副的一端连接；所述的钻身内设有贯通钻身的导水孔，导水孔的下端口与设置在钻身外壁的出水口连通；导水孔的上端口与水管的一端连通，水管的另一端与水泵连通。能在挖穴的同时进行灌溉，不仅提高工作效率，而且有效减少水分的挥发，从而提高灌入水的利用率。

Description

一种一体式自动钻灌装置

技术领域

本发明涉及一种一体式自动钻灌装置，属于浇灌设备技术领域。

背景技术

当前灌溉技术包括漫灌技术、喷灌技术和滴管技术，国内沙漠种植运用最普遍的是漫灌技术，漫灌技术是利用水管从植物表层进行灌溉，水分主要集中在土壤表层，水分侵入土壤并被植物吸收的量较小，水分蒸发比较严重，水分的利用率较低，漫灌的灌溉用水量较大；园林绿化运用最多的是喷灌技术，喷灌对不同的作物需水量没有针对性，存在喷灌盲区，用水量很大；科技含量较高的经济作物种植运用较多的是滴灌技术，滴管技术需要铺设大量的管道、大量的传感器等设备，对于水质较硬的地区容易导致水管的堵塞，影响灌溉效果，同时需要计算机对不同植物根部土壤湿度进行分析，维修困难，造价昂贵。

植物的根茎是水分和营养物质吸收的主要部分，如何将水分直接送到地表以下植物根茎部分、减少蒸发以及如何将钻孔和喷灌联系在一起对水分利用率和工作效率至关重要。钻孔和喷灌能否同时进行是关键。当前中国缺水与部分土地沙漠化地区的浇灌方式是穴灌，由于穴灌过程水分直接进入土壤，减少了水分的蒸发，提高了水分的利用率，同时操作简单，管理方便，在沙漠种植灌溉方面已经越来越受到人们的关注。现有穴灌技术是手提式挖穴机和拖拉机悬挂挖穴机。但是，无论哪一种技术都仅仅是为穴灌提供坑洞，灌溉部分还是需要等到完成坑洞时仍再通过人工用引水管取水浇灌。以上的灌溉技术都不能挖穴、喷灌同时进行，影响了工作效率和水分的利用率。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种一体式自动钻灌装置，能在挖穴的同时进行灌溉，不仅提高工作效率，而且有效减少水分的挥发，从而提高灌入水的利用率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该种一体式自动钻灌装置，包括可拆卸钻头、钻身、径向扭转电机、轴向压力电机、滑块和架体，可拆卸钻头通过螺纹与钻身下端连接，钻身上端与转动轴的一端连接，转动轴的另一端通过联轴器与径向扭转电机连接；所述的径向扭转电机装在滑块上，滑块设置在架体的一侧并与架体滑动连接，所述的架体内设有滚珠丝杠螺母副，所述的滚珠丝杠螺母副中的螺母与滑块固定连接，所述的轴向压力电机装在架体上并与滚珠丝杠螺母副的一端连接；所述的钻身内设有贯通钻身的导水孔，导水孔的下端口与设置在钻身外壁的出水口连通；导水孔的上端口与水管的一端连通，水管的另一端与水泵连通。

进一步，所述的导水孔与出水口之间设有凹槽，凹槽内设有带有凸起的顶板、顶杆和弹簧，顶板的凸起部分与导水孔的下端口相配合，顶杆固定在顶板下端，弹簧套在顶杆上，所述的弹簧上端与顶板下端接触、弹簧下端与可拆卸钻头接触。

进一步，还包括控制器、驱动器和反馈装置；

所述的控制器发出用于控制轴向压力电机运动方向、速度、行程的控制信号以及径向扭转电机运动方向、速度的控制信号至驱动器；

所述的驱动器在读取控制器给出的控制信号后，进行功率放大，使得负载按照额定功率工作；

所述的位置反馈装置用于感测滑块的位移，并将信号反馈给控制器；

所述的位置反馈装置由行程开关一和行程开关二组成，所述的行程开关和行程开关分别固定在滚珠丝杠螺母副两端的架体上；

所述控制器接收反馈装置的信号，控制径向扭转电机、轴向压力电机以及水泵的运行。

进一步，还包括轴承、管套和端盖，轴承固定在钻身上端，所述的导水孔的上端口通过管套与水管的一端连通，管套设在轴承中心，端盖装在管套上部。

进一步，所述的出水口的方向与钻身的轴线呈60度。

进一步，所述的出水口共六个，其均匀设在钻身外壁的外圆周上。

进一步，还包括螺旋叶片，所述的螺旋叶片焊接在钻身外壁。

进一步，还包括布膜滑杆和电磁继电器，电磁继电器固定在架体顶部内壁，布膜滑杆上端与电磁继电器下部磁性连接，布膜滑杆下端设有可降解薄膜，电磁继电器与控制器连接。

与现有技术相比，本发明采用可拆卸钻头、钻身、径向扭转电机、轴向压力电机和滚珠丝杠螺母副相结合的方式，径向扭转电机可以实现钻头及钻身整体的正反转动，水的压力和弹簧控制水的喷灌，不需要为钻孔和喷灌单独设立机构，在完成喷灌动作之后可以实现布膜工作；控制器可以根据不同的土地情况更换不同的钻头，以实现对多种土地环境的适应；能在挖穴的同时进行灌溉，不仅提高了工作效率，而且有效地减少水分的挥发，从而提高灌入水的利用率。

附图说明

图1是本发明的整体全剖视图；

图2是本发明中钻头及钻身的主视图；

图3是图2的全剖视图；

图4是图1中Ⅰ处的局部放大图；

图5是图1中Ⅱ处的局部放大图；

图6是本发明的电原理框图。

图中：1、可拆卸钻头，2、顶杆，3、弹簧，4、出水口，5、顶板，6、导水孔，7、螺旋叶片，8、钻身，9、水管，10、转动轴，11、联轴器，12、径向扭转电机，13、滑块，14、滚珠丝杠螺母副，15、行程开关一，16、轴向压力电机，17、架体，18、螺母，19、布膜滑杆，20、行程开关二，21、可降解薄膜，22、管套，23、轴承，24、端盖，25、电磁继电器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2和图3所示，本发明包括可拆卸钻头1、钻身8、径向扭转电机12、轴向压力电机16、滑块13和架体17，可拆卸钻头1通过螺纹与钻身8下端连接，钻身8上端与转动轴10的一端连接，转动轴10的另一端通过联轴器11与径向扭转电机12连接；所述的径向扭转电机12装在滑块13上，滑块13设置在架体17的一侧并与架体17滑动连接，所述的架体17内设有滚珠丝杠螺母副14，所述的滚珠丝杠螺母副14中的螺母18与滑块13固定连接，所述的轴向压力电机16装在架体17上并与滚珠丝杠螺母副14的一端连接；所述的钻身8内设有贯通钻身8的导水孔6，导水孔6的下端口与设置在钻身8外壁的出水口4连通；导水孔6的上端口与水管9的一端连通，水管9的另一端与水泵连通。

如图3所示，作为本发明的一种改进，所述的导水孔6与出水口4之间设有凹槽，凹槽内设有带有凸起的顶板5、顶杆2和弹簧3，顶板5的凸起部分与导水孔6的下端口相配合，顶杆2固定在顶板5下端，弹簧3套在顶杆2上，所述的弹簧3上端与顶板5下端接触、弹簧3下端与可拆卸钻头1接触；采用这种结构防止在钻孔时，泥土进入导水孔6中发生堵塞情况。

如图6所示，作为本发明的另一种改进，还包括控制器、驱动器和反馈装置；

所述的控制器发出用于控制轴向压力电机16运动方向、速度、行程的控制信号以及径向扭转电机12运动方向、速度的控制信号至驱动器；

所述的驱动器在读取控制器给出的控制信号后，进行功率放大，使得负载按照额定功率工作；

所述的位置反馈装置用于感测滑块13的位移，并将信号反馈给控制器；

所述的位置反馈装置由行程开关一15和行程开关二20组成，所述的行程开关一15和行程开关二20分别固定在滚珠丝杠螺母副14两端的架体17上；

所述控制器接收反馈装置的信号，控制径向扭转电机12、轴向压力电机16以及水泵的运行；这种结构能使本发明具有自动控制轴向压力电机16、径向扭转电机12和水泵的开闭，从而实现自动钻孔及灌溉。

如图5所示，还包括轴承23、管套22和端盖24，轴承23固定在钻身8上端，所述的导水孔6的上端口通过管套22与水管9的一端连通，管套22设在轴承23中心，端盖24装在管套22上部。采用这种结构由于轴承23和管套22之间相对转动的作用，保证钻身8转动时水管9不发生转动，防止水管9扭曲而导致水流通受阻。

进一步，所述的出水口4的方向与钻身8的轴线呈60度；采用这种结构防止钻头向下钻开土壤时导致出水口4的堵塞，同时利于对螺旋叶片7上的土壤进行冲洗作用；所述的出水口4共六个，其均匀设在钻身8外壁的外圆周上。采用这种结构保证喷灌的流畅性和均匀性。

进一步，还包括螺旋叶片7，所述的螺旋叶片7焊接在钻身8外壁。采用这种结构有利于钻头钻孔时对土壤的外排。

进一步，还包括布膜滑杆19和电磁继电器25，电磁继电器25固定在架体17顶部内壁，布膜滑杆19上端与电磁继电器25下部磁性连接，布膜滑杆19下端设有可降解薄膜21，电磁继电器25与控制器连接；增加布膜滑杆19可实现土壤灌溉时覆盖可降解薄膜21，减少水分的挥发，从而提高土壤中水分的利用率。

工作时，钻身8和可拆卸钻头1在径向扭转电机12和轴向压力电机16的带动下进行钻孔，螺旋叶片7将土壤排除出孔外，当滑块13触碰到行程开关二20时，行程开关二20的信号反馈给控制器，控制器控制轴向压力电机16和径向扭转电机12停止工作；此时，水泵电机开始工作，通过水管9将水流输入导水孔6内，水压对顶板5的凸起施加压力，当水压力大于弹簧3的弹力时，弹簧3被压缩，带凸起的顶板5运动使得导水孔6通过凹槽与出水口4导通实现喷水，控制器控制水泵工作一定时间之后停止工作，水压下降；弹簧3的压力大于水压力，弹簧3伸长，在弹簧3的作用下顶板5的凸起堵住导水孔6的下端口，从而停止喷水；之后，控制器控制径向扭转电机12和轴向压力电机16反向转动，当滑块13触碰到行程开关一15时径向扭转电机12和轴向压力电机16停止工作，由于径向扭转电机12的反向转动可使钻出的土壤回填至钻出的洞穴里面。同时，由于行程开关一15被触碰，控制器控制电磁继电器25失电，电磁继电器25的磁性消失，由于重力的作用使布膜滑杆19快速下滑，将可降解薄膜21布在土壤表层，完成布膜工作。

Claims (8)

1.一种一体式自动钻灌装置，其特征在于，包括可拆卸钻头(1)、钻身(8)、径向扭转电机(12)、轴向压力电机(16)、滑块(13)和架体(17)，可拆卸钻头(1)通过螺纹与钻身(8)下端连接，钻身(8)上端与转动轴(10)的一端连接，转动轴(10)的另一端通过联轴器(11)与径向扭转电机(12)连接；所述的径向扭转电机(12)装在滑块(13)上，滑块(13)设置在架体(17)的一侧并与架体(17)滑动连接，所述的架体(17)内设有滚珠丝杠螺母副(14)，所述的滚珠丝杠螺母副(14)中的螺母(18)与滑块(13)固定连接，所述的轴向压力电机(16)装在架体(17)上并与滚珠丝杠螺母副(14)的一端连接；所述的钻身(8)内设有贯通钻身(8)的导水孔(6)，导水孔(6)的下端口与设置在钻身(8)外壁的出水口(4)连通；导水孔(6)的上端口与水管(9)的一端连通，水管(9)的另一端与水泵连通。

2.根据权利要求1所述的一体式自动钻灌装置，其特征在于，所述的导水孔(6)与出水口(4)之间设有凹槽，凹槽内设有带有凸起的顶板(5)、顶杆(2)和弹簧(3)，顶板(5)的凸起部分与导水孔(6)的下端口相配合，顶杆(2)固定在顶板(5)下端，弹簧(3)套在顶杆(2)上，所述的弹簧(3)上端与顶板(5)下端接触、弹簧(3)下端与可拆卸钻头(1)接触。

3.根据权利要求1或2所述的一体式自动钻灌装置，其特征在于，还包括控制器、驱动器和反馈装置；

所述的控制器发出用于控制轴向压力电机(16)运动方向、速度、行程的控制信号以及径向扭转电机(12)运动方向、速度的控制信号至驱动器；

所述的驱动器在读取控制器给出的控制信号后，进行功率放大，使得负载按照额定功率工作；

所述的位置反馈装置用于感测滑块(13)的位移，并将信号反馈给控制器；

所述的位置反馈装置由行程开关一(15)和行程开关二(20)组成，所述的行程开关一(15)和行程开关二(20)分别固定在滚珠丝杠螺母副(14)两端的架体(17)上；

所述控制器接收反馈装置的信号，控制径向扭转电机(12)、轴向压力电机(16)以及水泵的运行。

4.根据权利要求1或2所述的一体式自动钻灌装置，其特征在于，还包括轴承(23)、管套(22)和端盖(24)，轴承(23)固定在钻身(8)上端，所述的导水孔(6)的上端口通过管套(22)与水管(9)的一端连通，管套(22)设在轴承(23)中心，端盖(24)装在管套(22)上部。

5.根据权利要求1或2所述的一体式自动钻灌装置，其特征在于，所述的出水口(4)的方向与钻身(8)的轴线呈60度。

6.根据权利要求4所述的一体式自动钻灌装置，其特征在于，所述的出水口(4)共六个，其均匀设在钻身(8)外壁的外圆周上。

7.根据权利要求1或2所述的一体式自动钻灌装置，其特征在于，还包括螺旋叶片(7)，所述的螺旋叶片(7)焊接在钻身(8)外壁。

8.根据权利要求1所述的一体式自动钻灌装置，其特征在于，还包括布膜滑杆(19)和电磁继电器(25)，电磁继电器(25)固定在架体(17)顶部内壁，布膜滑杆(19)上端与电磁继电器(25)下部磁性连接，布膜滑杆(19)下端设有可降解薄膜(21)，电磁继电器(25)与控制器连接。