CN111713210A - 一种烟草打穴结构、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种烟草打穴结构、装置及设备，涉及烟草种植领域，包括钻头和供水机构，钻头为一端为锥形的圆柱结构，供水机构与钻头相对设置，钻头用于通过绕轴线自转对土体钻孔，并在供水机构输出的水流作用下对钻孔周围土体塑形，通过转动的钻头向地面钻孔，在钻孔的过程中向钻头上喷水，利用水体湿润土体钻孔的侧壁，实现塑形和润滑作用，提高了钻孔侧壁的支撑强度，并且避免了在钻头从钻孔中抽出时土体的过度粘附。

Description

一种烟草打穴结构、装置及设备

技术领域

本公开涉及烟草种植领域，特别涉及一种烟草打穴结构、装置及设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

烟草种植目前多采用的是井窖移栽技术，需在烟苗移栽前完成垄内打穴作业，为烟苗提供理想的井窖移栽环境。

发明人发现，目前的井窖打穴多采用手动或汽油机带动的手持式打穴装备，利用打穴装置末端输出的圆柱结构对土体进行挤压形成盲孔；但是，采用上述方式进行打穴自动化程度较低，只能针对打穴点一一操作，并且需要预先定位，以控制株距，这种操作方式效率低下，难以实现高效率的打穴移栽工作；另外，在利用传统打穴设备进行工作时，虽然能够顺利将装置输出端压入土体中，但是在从土体中取出输出端时，在湿润土壤中，土体在受压后会粘附在输出端侧壁上，在向上的牵引力作用下会导致井窖的侧壁结构损坏，尤其是井窖的上端开口位置，容易被破坏，在干燥土壤中，由于土体比较疏松，虽然在从井窖中取出输出端时土体不会粘附在输出端侧壁上，但是，井窖侧壁的支撑较为薄弱，容易出现坍塌，破坏井窖结构；可见，传统的井窖打穴方式成品率较低，其井窖结构容易受到破坏难以维持完整，难以为烟苗提供较好的井窖移栽环境。

发明内容

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种烟草打穴结构、装置及设备，通过转动的钻头向地面钻孔，在钻孔的过程中向钻头上喷水，利用水体湿润土体钻孔的侧壁，实现塑形和润滑作用，提高了钻孔侧壁的支撑强度，并且避免了在钻头从钻孔中抽出时土体的过度粘附。

本公开的第一目的是提供一种烟草打穴结构，采用以下技术方案：

包括钻头和供水机构，钻头为一端为锥形的圆柱结构，供水机构与钻头相对设置，钻头用于通过绕轴线自转对土体钻孔，并在供水机构输出的水流作用下对钻孔周围土体塑形。

进一步地，所述钻头转动安装在钻头支架上，钻头远离锥形的一端配合有用于带动钻头绕轴线自转的打穴驱动机构。

进一步地，所述钻头远离锥形的一端设有导流罩，导流罩与钻头同轴配合，且导流罩与钻头端面之间留有环形间隙，导流罩用于接收供水机构输出的水流，使水流从环形间隙均匀流出到钻头圆周侧壁。

本公开的第二目的是提供一种烟草打穴装置，采用以下技术方案：

包括烟草打穴结构，所述烟草打穴结构通过直线运动副安装在支撑座上，升降驱动机构配合直线运动副驱动钻头沿钻头轴向往复运动。

进一步地，所述支撑座上配合有两个烟草打穴结构，烟草打穴结构间隔安装在打穴支架上，打穴支架与直线运动副配合。

进一步地，所述支承座对应每个烟草打穴结构还设有支撑架，支撑架与对应的钻头轴线平行设置，烟草打穴结构均分别通过滑块导轨与支撑架滑动配合。

本公开的第三目的是提供一种烟草打穴设备，采用以下技术方案：

包括行走机构和安装在行走机构上的烟草打穴装置。

进一步地，所述行走机构上配合有供水机构和供能机构，供能机构分别与行走机构、驱动机构连接，行走机构驱动烟草打穴装置移动。

进一步地，所述行走机构驱动烟草打穴装置间歇性移动，在行走机构停止时钻头进行钻孔打穴。

与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：

(1)利用回转运动的钻头进行钻孔，钻头深入土壤同时，供水装置向钻头输出水流，水流沿着导流罩流到钻头上，伴随着圆柱筒壁的旋转抹平井窖壁面，对钻孔进行塑形，在钻头加工钻孔的过程中，水流起到润滑的作用，从而保证钻头能够顺利撤出钻孔，从而避免了钻孔的损坏；

(2)采用导流罩布置在钻头端部承接水流，使得水流能够从导流罩与钻头的间隙中流出，呈环形向外扩散，使得水体能够均匀覆盖钻头侧面，保证钻头与钻孔之间的润滑和塑形效果，避免钻孔成型的井窖坍塌问题；

(3)通过滑块导轨对烟草打穴结构的移动路劲进行约束，并以直线运动副配合升降驱动机构对钻头的进给动作机型驱动，提高了钻头在钻孔过程中的稳定性，使得钻头能够平稳下落和平稳提升，避免钻头在起落过程中挤压侧壁造成的井窖坍塌问题；

(4)通过行走机构驱动烟草打穴装置间歇性移动，完成井窖打穴作业，可提升作业效率，减少传统手动或汽油机带动的手持式打穴装备在大面积作业时对大量人工的依赖，提升烟草种植业机械化水平和种植规模。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1、2、3中打穴装置安装在行走机构上的正视示意图；

图2为本公开实施例1、2、3中打穴结构的轴侧示意图；

图3为本公开实施例1、2、3中打穴装置安装在行走机构上的轴侧示意图；

图4为本公开实施例3中行走机构的结构示意图；

图5为本公开实施例3中打穴设备工作时各元件控制示意图。

图中，1打穴机构，2蓄电池，3水箱，4行走机构，5控制箱，6发电机，7流量泵，8水管，101菱形式支撑座，102支撑架，103，打穴支架，104滑块导轨，105打穴电机，106升降电机，107丝杠，108打穴主轴，109打穴钻头，110导流罩组件，111水管接头；

401水箱托架，402驱动轮支架，403驱动轮，404驱动链，405旋转编码器，406碟刹，407手自模式转换器，408转向轮，409转向轮支架，410车闸，411扶手，412行走电动总成，413驱动链轴，414电动油门。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中打穴设备进行工作时，虽然能够顺利将装置输出端压入土体中，但是在从土体中取出输出端时，容易使井窖的侧壁结构损坏，尤其是井窖的上端开口位置；并且井窖侧壁的支撑较为薄弱，容易出现坍塌，破坏井窖结构；传统的井窖打穴方式成品率较低，其井窖结构容易受到破坏难以维持完整，难以为烟苗提供较好的井窖移栽环境；传统背负式打穴装置效率低，对人工需求大，急需研发机械式自动化的相关装备，提升作业效率。针对上述问题，本公开提出了一种烟草打穴结构、装置及设备。

实施例1

本公开的一种典型的实施方式中，如图1-图3所示，提出了一种烟草打穴结构。

主要包括钻头和供水机构，钻头为一端为锥形的圆柱结构，供水机构与钻头相对设置，钻头用于通过绕轴线自转对土体钻孔，并在供水机构输出的水流作用下对钻孔周围土体塑形；打穴钻头头部采用锥形结构，便于向下钻穴，中部为圆柱形筒壁，便于井窖壁面成型；

所述钻头转动安装在钻头支架上，钻头远离锥形的一端配合有用于带动钻头绕轴线自转的打穴驱动机构；

在本实施例中，如图2所示，打穴驱动机构为打穴电机105，其安装在钻头支架上，钻头之上通过两个轴承座配合有两个轴承，打穴电机的输出端通过打穴主轴108穿过两个配合轴承后，连接打穴钻头109，即打穴主轴中部与轴承配合固定，一端通过联轴器与打穴电机连接，另一端连接打穴钻头，将打穴电机输出的扭矩传递到打穴钻头上；

利用钻头的转动配合水流，钻头深入土壤同时，供水装置向钻头输出水流，水流流到钻头上，伴随着圆柱筒壁的旋转抹平井窖壁面，对钻孔进行塑形，在钻头加工钻孔的过程中，水流起到润滑的作用，从而保证钻头能够顺利撤出钻孔，从而避免了钻孔的损坏。

所述钻头远离锥形的一端设有导流罩，导流罩外形为锥形结构，导流罩与钻头同轴配合，且导流罩与钻头端面之间留有环形间隙，导流罩用于接收供水机构输出的水流，使水流从环形间隙均匀流出到钻头圆周侧壁；

在本实施例中，打穴钻头上部设置导流罩组件110，导流罩组件与钻头支架固定连接，导流罩组件中部连接导流罩，导流罩侧部设有开口，配合有水管接头111，水管接头连接供水机构的输出端，供水机构通过水管接头向导流罩内部输送水体，导流罩下部为圆形压面板，水流进入导流罩后，成环形扩散状流出到钻头上，圆形压面板与地表接触压实平面，保证井窖稳定不坍塌。

当然，可以理解的是，供水机构配置有流量泵7，流量泵抽取水箱内的水体通过水管8供应到水管接头，从而输出到导流罩内，利用流量泵能够根据打孔期间所需的水流量进行合理控制。

在其工作时，钻头由打穴主轴带动旋转，同时配合水管接头流出的水流，顺着导流罩下流浇灌打穴钻头，实现井窖打穴的塑形，避免井窖的坍塌问题；

采用导流罩布置在钻头端部承接水流，使得水流能够从导流罩与钻头的间隙中流出，呈环形向外扩散，使得水体能够均匀覆盖钻头侧面，保证钻头与钻孔之间的润滑和塑形效果，避免钻孔成型的井窖坍塌问题。

实施例2

本公开的另一典型实施方式中，如图1-图3所示，提出了一种烟草打穴装置。

主要包括支撑座和如实施例1所述的烟草打穴结构，烟草打穴结构通过直线运动副安装在支撑座上，升降驱动机构配合直线运动副驱动钻头沿钻头轴向往复运动；

在本实施例中，所述的直线运动副为丝杠和丝母构成的丝杠滑块机构，所述的升降驱动机构为升降电机106，其输出端连接丝杠107，带动丝杠回转，从而调整烟草打穴结构的位置。

所述支撑座上至少配合一个烟草打穴结构，当烟草打穴结构有多个时，烟草打穴结构间隔安装在打穴支架103上，打穴支架与直线运动副配合；

在本实施例中，如图2所示，所述的烟草打穴结构有两个，分别安装在打穴支架的两端，形成打双穴机构，其能够同步动作，从而在打穴支架的作用下实现同时对两个井窖的加工。

所述支承座对应每个烟草打穴结构还设有支撑架102，支撑架与对应的钻头轴线平行设置，烟草打穴结构均分别通过滑块导轨104与支撑架滑动配合。

在本实施例中，结合附图2，对烟草打穴装置的结构进行详细描述；

主体由菱形式支撑座和四条支撑架组成框架，支撑架下部有连接孔位，可安装在行走部件上；

菱形式支撑座101上部连接有升降电机，升降电机下部连接联轴器，通过联轴器与丝杠连接，丝杠上安装有上下两个轴承座，通过升降电机的旋转实现丝杠丝母的上下升降。

丝杠丝母通过螺栓连接打穴支架，打穴支架两端连接导轨滑块，导轨固定在两端的支撑架上。

对于烟草打穴结构，其内容与实施例1中相同，在此不再赘述。

通过滑块导轨对烟草打穴结构的移动路径进行约束，并以直线运动副配合升降驱动机构对钻头的进给动作机型驱动，提高了钻头在钻孔过程中的稳定性，使得钻头能够平稳下落和平稳提升，避免钻头在起落过程中挤压侧壁造成的井窖坍塌问题。

实施例3

本公开的再一典型实施方式中，如图1-图5所示，提出了一种烟草打穴设备。

在田间沿垄间隙自走，对烟草种植垄实现井窖打穴作业，主要包括行走机构4、打穴机构1、控制箱5、水箱3、蓄电池2和发电机6；

发电机为汽油发电机，为整机提供电能，并联蓄电池向整机供电能，带动电动行走机构实现间隙行走；

安装在行走机构上部的打穴机构在控制箱的协调下，随行走机构间隙期间完成打穴工作，同时由水箱向打穴机构注水，保证打穴质量。

所述行走机构上配合有供水机构和供能机构，供能机构分别与行走机构、驱动机构连接，行走机构驱动烟草打穴装置移动；供水机构对应水箱和通过管路连通水箱的流量泵；供能机构对应汽油发电机和上述的蓄电池；

结合附图4，对烟草打穴设备的具体结构进行详细描述；

所述行走机构涉及主体框架，同时包括水箱托架401、驱动轮支架402、转向轮支架409等。前端水箱托架作为水箱支撑，中段驱动轮支架通过驱动链轴连接驱动轮403，后段转向轮支架底部连接转向轮408，其中转向轮为万向轮。

行走机构中部连接有行走电动总成412，两端设有碟刹和链轮，链轮通过驱动链404连接驱动链轴413；

行走电动总成一端连接有旋转编码器405，采集旋转数据，反馈信号，通过智能控制箱控制行进的间隙距离。

行走机构后部设有扶手411，左右扶手上部设有车闸410，右部扶手设有电动油门414，扶手横梁上设有手自模式转换器407。

行走电动总成中部设有差速器，自走模式下可通过左右碟刹406实现所有驱动轮的差速效果，带动后段的转向轮部件，实现左右转向。手动模式下由电动油门调节速度，通过扶手左右调节转向轮方向实现旋转。

结合附图5，控制箱内部设有PLC控制系统，上部设有触摸屏，可实时监测、调节各项参数，主要包括行走间隙距离、速度、自动模式、手动模式、打穴深度、注水量等。

对于其实际工作过程，介绍如下：

通过手自模式转换器选择模式，手动模式下，手动控制电动油门和扶手，实现整机行走。与烟苗垄对齐，通过控制屏对各项参数做设置，确定行走间隙距离、打穴深度、注水量。启动自动模式，整机进入自走作业状态；

在本实施例中，设置其株距为50厘米，整机在自走作业状态下，行走100厘米停止，打双穴机构工作，两个钻头下降，钻头下部临近土壤时打穴电机转动，带动钻头旋转，继续下降，通过控制升降电机旋转圈数控制升降距离，当圆形压面板接触到地表时停止下降；

钻头深入土壤同时，水管接头按量注水，水流沿着导流罩流到钻头上，伴随着圆柱筒壁的旋转抹平井窖壁面；

提升钻头离开地表，整机继续行走100厘米，周而复始循环运转。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烟草打穴结构，其特征在于，包括钻头和供水机构，钻头为一端为锥形的圆柱结构，供水机构与钻头相对设置，钻头用于通过绕轴线自转对土体钻孔，并在供水机构输出的水流作用下对钻孔周围土体塑形。

2.如权利要求1所述的烟草打穴结构，其特征在于，所述钻头转动安装在钻头支架上，钻头远离锥形的一端配合有用于带动钻头绕轴线自转的打穴驱动机构。

3.如权利要求1所述的烟草打穴结构，其特征在于，所述钻头远离锥形的一端设有导流罩，导流罩与钻头同轴配合，且导流罩与钻头端面之间留有环形间隙，导流罩用于接收供水机构输出的水流，使水流从环形间隙均匀流出到钻头圆周侧壁。

4.一种烟草打穴装置，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的烟草打穴结构。

5.如权利要求4所述的烟草打穴装置，其特征在于，所述烟草打穴结构通过直线运动副安装在支撑座上，升降驱动机构配合直线运动副驱动钻头沿钻头轴向往复运动。

6.如权利要求5所述的烟草打穴装置，其特征在于，所述支撑座上配合有两个烟草打穴结构，烟草打穴结构间隔安装在打穴支架上，打穴支架与直线运动副配合。

7.如权利要求6所述的烟草打穴装置，其特征在于，所述支承座对应每个烟草打穴结构还设有支撑架，支撑架与对应的钻头轴线平行设置，烟草打穴结构均分别通过滑块导轨与支撑架滑动配合。

8.一种烟草打穴设备，其特征在于，包括行走机构和安装在行走机构上如权利要求4-7任一项所述的烟草打穴装置。

9.如权利要求8所述的烟草打穴设备，其特征在于，所述行走机构上配合有供水机构和供能机构，供能机构分别与行走机构、驱动机构连接，行走机构驱动烟草打穴装置移动。

10.如权利要求8所述的烟草打穴设备，其特征在于，所述行走机构驱动烟草打穴装置间歇性移动，在行走机构停止时钻头进行钻孔打穴。

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