CN116537700A - 一种可自动排泥的土层钻进装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于土层钻进装置技术领域，具体的说是一种可自动排泥的土层钻进装置及其使用方法，该装置包括钻头，所述钻头的表面设置有绞龙叶片，所述钻头的一端连接有转轴，所述转轴远离钻头的一端连接有第一电机，所述钻头的外部套接有钻筒，所述钻筒远离第一电机一端的边缘环形分布有锯齿。本发明通过设有导向组件，在钻取土壤的过程中，随着钻头和钻筒对土壤的同步钻动，土壤能够在钻头上绞龙叶片的作用下逐渐向上运动，当土壤移动到隔板所在区域时，土壤能够通过钻筒上的排泥孔掉入到收集罩中，随后进入到收集罩内的土壤能够在第一刮板的作用下通过收集口落到指定位置，从而实现对土壤的收集取样操作，避免土壤四处散落。

Description

一种可自动排泥的土层钻进装置及其使用方法

技术领域

本发明属于土层钻进装置技术领域，尤其涉及一种可自动排泥的土层钻进装置及其使用方法。

背景技术

土壤采样是指采集土壤样品的方法，包括采样的布设和取样技术。目前在获取土壤样品的工具，常用的有土钻、铁锹和铁铲，土钻由硬质材料(钢或硬塑料)制成的钻头和手柄组成，土壤取样器满足了土壤取样全层、等量、便捷的要求，为测土壤配方施肥、土壤监测等土肥工作，在一篇公开号为CN116084931B的中国专利中提出了一种土层检测钻进装置，包括，“钻筒，该钻筒的顶部配合安装有传动轮；所述的传动轮设置有两个，另外一个所述的传动轮与旋转电机的输出轴配合连接；所述的钻筒的内部设置有取土组件”，该专利相较于现有的土壤取样装置而言，其能够完成对不同深度的土壤进行的操作，但是该专利在实际使用时仍存在以下不足：

上述专利中的钻筒在钻取土壤时，土壤会在钻筒的作用下向上运动并最终散落在钻孔边缘位置，不便于收集；

此外，当钻取完毕后，随着钻筒的取出，散落在钻孔边缘位置的部分土壤会重新掉入到钻孔中，从而不便于对钻孔内土壤的分层情况进行观察。

因此，发明一种可自动排泥的土层钻进装置及其使用方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种可自动排泥的土层钻进装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可自动排泥的土层钻进装置，包括钻头，所述钻头的表面设置有绞龙叶片，所述钻头的一端连接有转轴，所述转轴远离钻头的一端连接有第一电机，所述钻头的外部套接有钻筒，所述钻筒远离第一电机一端的边缘环形分布有锯齿，所述钻筒的另一端转动插接有连接套，所述钻筒的表面开设有多个排泥孔，多个所述排泥孔呈环形分布，且排泥孔与转轴所在位置相对，所述钻筒上套接有用于收集泥土的导向组件，所述钻筒内部与转轴之间设置有传动组件，所述传动组件与钻头之间设置有隔板，且排泥孔位于隔板远离传动组件的一侧，所述隔板与钻筒内壁固定连接，且隔板转动套接在转轴上，所述连接套远离钻筒的一端固定连接有圆板，且圆板套接在转轴上；

所述圆板远离连接套的一侧固定连接有安装板，所述安装板的底部设置有安装架，所述安装架与安装板之间设置有动力组件。

进一步的，所述导向组件包括收集罩，且收集罩的内侧与排泥孔所在位置相对，所述收集罩的开口朝向第一电机所在位置，且收集罩上开设有收集口，所述收集罩内侧设置有多个第一刮板，所述第一刮板与钻筒的外壁垂直固定连接，且第一刮板与收集罩相对的一侧与收集罩的内壁贴合，所述收集罩靠近第一电机的一侧固定连接有两个连接杆，两个所述连接杆远离收集罩的一侧固定连接有同一个转环，所述转环转动套接在圆板上，且转环上螺纹贯穿插接有定位螺栓。

进一步的，所述传动组件包括第一齿轮，所述第一齿轮固定套接在转轴上，第一齿轮对应位置的所述钻筒内壁上环形设置有齿牙，所述齿牙与第一齿轮之间设置有多个第二齿轮，多个所述第二齿轮呈环形分布，且第二齿轮同时与齿牙以及第一齿轮啮合，所述第二齿轮的圆心处垂直转动贯穿插接有固定轴，所述固定轴远离隔板的一端与圆板垂直固定连接。

进一步的，所述安装架包括两个固定板，两个所述固定板之间垂直固定连接有两个限位杆，其中远离钻筒的所述固定板上对称安装有两个把手，另一个所述固定板的前后侧均安装有滚轮。

进一步的，所述动力组件包括传动螺杆，所述传动螺杆垂直转动贯穿插接在安装有把手的固定板上，且传动螺杆位于两个限位杆之间，所述传动螺杆靠近把手的一端连接有第二电机，所述传动螺杆的另一端与另一个固定板垂直转动连接，所述传动螺杆上螺纹套接有连接块，所述连接块的顶部与安装板的底部固定连接，所述安装板的前后侧均固定连接有L形杆，所述L形杆的底部固定连接有滑套，所述滑套滑动套接在对应一侧的限位杆上。

进一步的，安装有滚轮的所述固定板远离传动螺杆的一侧固定连接有支撑架，所述支撑架为方框形，且支撑架套在钻筒外部。

进一步的，所述隔板靠近钻头的一侧为锥面设计，且隔板的该侧设置有多个第二刮板，所述第二刮板与转轴的表面固定连接，且第二刮板靠近隔板的一侧以及第二刮板靠近钻筒内壁的一侧分别与隔板表面以及钻筒内壁贴合。

进一步的，所述收集罩外侧与收集口相对的位置固定连接有导向槽，且导向槽远离第一电机的一侧逐渐向远离钻筒的方向倾斜。

本发明还提供了一种使用上述任意一项所述的用于一种可自动排泥的土层钻进装置的使用方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：先将钻头移动至需要钻取的位置并将钻头置于竖直状态，使钻头与需要钻取的位置相对；

步骤二：启动第一电机，待钻筒和钻头转速稳定后启动第二电机；

步骤三：通过收集罩上的收集口收集需要采集的土壤。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设有导向组件，在钻取土壤的过程中，随着钻头和钻筒对土壤的同步钻动，土壤能够在钻头上绞龙叶片的作用下逐渐向上运动，当土壤移动到隔板所在区域时，土壤能够通过钻筒上的排泥孔掉入到收集罩中，随后进入到收集罩内的土壤能够在第一刮板的作用下通过收集口落到指定位置，从而实现对土壤的收集取样操作，避免土壤四处散落；

2、本发明通过设有钻筒，在钻取土壤的过程中，钻筒能够对钻头所钻取的区域外围进行切割，从而使钻头所要钻取的区域与周围土壤进行分离，并且在钻筒切割土壤的过程中，当钻筒遇到植物的根茎时，钻筒上的锯齿也能够对植物根茎进行切割，从而使钻头在钻取时更加轻松，此外，钻筒还能够同步对钻取区域的外围进行切割，从而使钻孔的内壁更加平整，进而当钻筒取出后，能够通过钻孔的内壁清晰的对土壤的分层进行观察，并且在钻筒取出的过程中，钻筒还能对钻孔周围进行防护，避免钻取的土壤重新落入钻孔中；

3、本发明通过设置有转环，当需要指定土壤的落点位置时，能够先拧松定位螺栓，随后转动转环，使其通过连接杆带动收集罩进行转动，而随着收集罩的转动，收集口的位置也会随之发生变化，当收集口转动到指定位置后，拧紧定位螺栓，此时收集口就被锁定在指定位置，从而能够根据需求方便对土壤进行收集取样；

4、本发明通过设有第二刮板，在第一电机运转的过程中，钻头在转轴的作用下逐渐钻进土层中，此时土壤能够在钻头上的绞龙叶片的带动下逐渐向上运动并移动至隔板所在区域，此时，土壤能够逐渐通过排泥孔排出钻筒，但是由于部分土壤具有粘性，因此部分土壤会粘附在隔板以及排泥孔对应位置的，此时随着转轴的转动，第二刮板能够在转轴的带动下贴着隔板以及钻筒内壁刮动，从而将粘附的土壤刮下，避免土壤堵塞钻筒。

附图说明

图1是本发明的第一立体示意图；

图2是本发明的第二立体示意图；

图3是本发明中钻筒、第一刮板、连接套、圆板以及第一电机等结构的立体示意图；

图4是本发明中图3的部分立体剖视图；

图5是本发明中钻头、绞龙叶片、隔板、第二刮板以及传动组件等结构的立体示意图。

图中：1、钻头；2、绞龙叶片；3、转轴；4、第一电机；5、钻筒；6、连接套；7、导向组件；71、收集罩；72、第一刮板；73、连接杆；74、转环；75、定位螺栓；8、传动组件；81、第一齿轮；82、齿牙；83、第二齿轮；84、固定轴；9、隔板；10、圆板；11、安装板；12、安装架；121、固定板；122、限位杆；123、把手；124、滚轮；13、动力组件；131、传动螺杆；132、第二电机；133、连接块；134、L形杆；135、滑套；14、支撑架；15、第二刮板；16、导向槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了如图1至图5所示的一种可自动排泥的土层钻进装置，包括钻头1，所述钻头1的表面设置有绞龙叶片2，所述钻头1的一端连接有转轴3，所述转轴3远离钻头1的一端连接有第一电机4，所述钻头1的外部套接有钻筒5，所述钻筒5远离第一电机4一端的边缘环形分布有锯齿，所述钻筒5的另一端转动插接有连接套6，所述钻筒5的表面开设有多个排泥孔，多个所述排泥孔呈环形分布，且排泥孔与转轴3所在位置相对，所述钻筒5上套接有用于收集泥土的导向组件7，所述钻筒5内部与转轴3之间设置有传动组件8，所述传动组件8与钻头1之间设置有隔板9，且排泥孔位于隔板9远离传动组件8的一侧，所述隔板9与钻筒5内壁固定连接，且隔板9转动套接在转轴3上，所述连接套6远离钻筒5的一端固定连接有圆板10，且圆板10套接在转轴3上；

所述圆板10远离连接套6的一侧固定连接有安装板11，所述安装板11的底部设置有安装架12，所述安装架12包括两个固定板121，两个所述固定板121之间垂直固定连接有两个限位杆122，其中远离钻筒5的所述固定板121上对称安装有两个把手123，另一个所述固定板121的前后侧均安装有滚轮124，安装有滚轮124的所述固定板121远离传动螺杆131的一侧固定连接有支撑架14，所述支撑架14为方框形，且支撑架14套在钻筒5外部，所述安装架12与安装板11之间设置有动力组件13；

取样前，能够用双手握住两个把手123推动或者拉动安装架12，使安装架12在滚轮124的作用下移动到需要采样的位置，取样时，使本发明整个处于直立状态，并使支撑架14支撑在需要钻取土壤的顶部位置，接着启动第一电机4，使第一电机4通过转轴3带动钻头1转动，而随着钻头1的转动，钻筒5能够在传动组件8的带动下与钻头1保持相反方向的转动，当钻头1和钻筒5的转速稳定后，启动动力组件13，此时钻头1和钻筒5能够在动力组件13的作用下沿着限位杆122向下运动，当钻头1和钻筒5与土壤接触时，随着二者的同步转动，钻筒5能够对钻头1所钻取的区域外围进行切割，从而使钻头1所要钻取的区域与周围土壤进行分离，并且在钻筒5切割土壤的过程中，当钻筒5遇到植物的根茎时，钻筒5上的锯齿也能够对植物根茎进行切割，从而使钻头1在钻取时更加轻松；

而随着钻头1的持续钻动，土壤能够在钻头1表面绞龙叶片2以及钻筒5内壁的配合作用下逐渐向上运动，当土壤移动到隔板9所在区域时，土壤能够通过钻筒5上的排泥孔掉入到导向组件7中，从而在实现自动排土的同时，还实现了对土壤的收集取样操作，避免土壤四处散落；

此外，由于钻筒5的存在，在钻头1钻取的过程中，钻筒5能够同步对钻取区域的外围进行切割，从而使钻孔的内壁更加平整，进而当钻筒5取出后，能够通过钻孔的内壁清晰的对土壤的分层进行观察，并且在钻筒5取出的过程中，钻筒5还能对钻孔周围进行防护，避免钻取的土壤重新落入钻孔中。

如图1至图3所示，所述导向组件7包括收集罩71，且收集罩71的内侧与排泥孔所在位置相对，所述收集罩71的开口朝向第一电机4所在位置，且收集罩71上开设有收集口，所述收集罩71内侧设置有多个第一刮板72，所述第一刮板72与钻筒5的外壁垂直固定连接，且第一刮板72与收集罩71相对的一侧与收集罩71的内壁贴合，所述收集罩71靠近第一电机4的一侧固定连接有两个连接杆73，两个所述连接杆73远离收集罩71的一侧固定连接有同一个转环74，所述转环74转动套接在圆板10上，且转环74上螺纹贯穿插接有定位螺栓75，所述收集罩71外侧与收集口相对的位置固定连接有导向槽16，且导向槽16远离第一电机4的一侧逐渐向远离钻筒5的方向倾斜；

通过设有收集罩71，当土壤在钻头1以及钻筒5的配合作用下通过排泥孔排出钻筒5内部时，收集罩71能够对从排泥孔中掉落的泥土进行收集，从而能够避免泥土四处散落；

此外，在钻筒5转动的过程中，第一刮板72能够在钻筒5的带动下贴着收集罩71的内壁刮动，从而将散落在收集罩71内的土壤向收集口位置刮动，而当土壤移动带收集口位置时，土壤能够沿着收集口处的导向槽16落到指定的位置，从而便于对土壤进行收集以及取样操作；

另外，通过设置有转环74，当需要指定土壤的落点位置时，能够先拧松定位螺栓75，随后转动转环74，使其通过连接杆73带动收集罩71进行转动，而随着收集罩71的转动，收集口的位置也会随之发生变化，当收集口转动到指定位置后，拧紧定位螺栓75，此时收集口就被锁定在指定位置，从而能够根据需求方便对土壤进行收集取样。

如图4和图5所示，所述传动组件8包括第一齿轮81，所述第一齿轮81固定套接在转轴3上，第一齿轮81对应位置的所述钻筒5内壁上环形设置有齿牙82，所述齿牙82与第一齿轮81之间设置有多个第二齿轮83，多个所述第二齿轮83呈环形分布，且第二齿轮83同时与齿牙82以及第一齿轮81啮合，所述第二齿轮83的圆心处垂直转动贯穿插接有固定轴84，所述固定轴84远离隔板9的一端与圆板10垂直固定连接；

当钻头1在第一电机4的作用下开始钻动时，第一齿轮81能够在转轴3的带动下开始转动，而随着第一齿轮81的转动，多个第二齿轮83能够在第一齿轮81的作用下同步开始转动，而随着第二齿轮83的转动，第二齿轮83能够通过钻筒5内壁上的齿牙82带动钻筒5与钻头1保持相反的方向进行转动，由于钻筒5和钻筒5的转动方向相反，因此在钻头1和钻筒5同步对土壤进行钻动时，二者对土壤相反方向的作用力能够进行一部分的相互抵消，从而能够有效降提高钻头1以及钻筒5钻动时的稳定性。

如图1和图2所示，所述动力组件13包括传动螺杆131，所述传动螺杆131垂直转动贯穿插接在安装有把手123的固定板121上，且传动螺杆131位于两个限位杆122之间，所述传动螺杆131靠近把手123的一端连接有第二电机132，所述传动螺杆131的另一端与另一个固定板121垂直转动连接，所述传动螺杆131上螺纹套接有连接块133，所述连接块133的顶部与安装板11的底部固定连接，所述安装板11的前后侧均固定连接有L形杆134，所述L形杆134的底部固定连接有滑套135，所述滑套135滑动套接在对应一侧的限位杆122上；

当第一电机4带动钻筒5以及钻头1稳定转动后，启动第二电机132，此时传动螺杆131能够在第二电机132的带动下开始转动，而随着传动螺杆131的转动，连接块133能够在传动螺杆131的作用下通过安装板11带动钻头1以及钻筒5沿着限位杆122的方向运动，从而实现钻头1以及钻筒5对土壤的钻取操作。

如图4和图5所示，所述隔板9靠近钻头1的一侧为锥面设计，且隔板9的该侧设置有多个第二刮板15，所述第二刮板15与转轴3的表面固定连接，且第二刮板15靠近隔板9的一侧以及第二刮板15靠近钻筒5内壁的一侧分别与隔板9表面以及钻筒5内壁贴合；

通过设有第二刮板15，在第一电机4运转的过程中，钻头1在转轴3的作用下逐渐钻进土层中，此时土壤能够在钻头1上的绞龙叶片2的带动下逐渐向上运动并移动至隔板9所在区域，此时，土壤能够逐渐通过排泥孔排出钻筒5，但是由于部分土壤具有粘性，因此部分土壤会粘附在隔板9以及排泥孔对应位置的，此时随着转轴3的转动，第二刮板15能够在转轴3的带动下贴着隔板9以及钻筒5内壁刮动，从而将粘附的土壤刮下，避免土壤堵塞钻筒5；

此外，在土壤钻取完成后，当钻筒5从土壤内取出后，能够使第一电机4单独工作一段时间，从而使第二刮板15能够持续对隔板9以及钻筒5内壁进行刮动，而刮下的土壤能够最终通过排泥孔移出钻筒5，进而起到加速泥土排出的作用。

本发明还提供了一种使用上述任意一项所述的用于一种可自动排泥的土层钻进装置的使用方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：先将钻头1移动至需要钻取的位置并将钻头1置于竖直状态，使钻头1与需要钻取的位置相对；

步骤二：启动第一电机4，待钻筒5和钻头1转速稳定后启动第二电机132；

步骤三：通过收集罩71上的收集口收集需要采集的土壤。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。

Claims (8)

1.一种可自动排泥的土层钻进装置，包括钻头（1），其特征在于：所述钻头（1）的表面设置有绞龙叶片（2），所述钻头（1）的一端连接有转轴（3），所述转轴（3）远离钻头（1）的一端连接有第一电机（4），所述钻头（1）的外部套接有钻筒（5），所述钻筒（5）远离第一电机（4）一端的边缘环形分布有锯齿，所述钻筒（5）的另一端转动插接有连接套（6），所述钻筒（5）的表面开设有多个排泥孔，多个所述排泥孔呈环形分布，且排泥孔与转轴（3）所在位置相对，所述钻筒（5）上套接有用于收集泥土的导向组件（7），所述钻筒（5）内部与转轴（3）之间设置有传动组件（8），所述传动组件（8）与钻头（1）之间设置有隔板（9），且排泥孔位于隔板（9）远离传动组件（8）的一侧，所述隔板（9）与钻筒（5）内壁固定连接，且隔板（9）转动套接在转轴（3）上，所述连接套（6）远离钻筒（5）的一端固定连接有圆板（10），且圆板（10）套接在转轴（3）上；

所述圆板（10）远离连接套（6）的一侧固定连接有安装板（11），所述安装板（11）的底部设置有安装架（12），所述安装架（12）与安装板（11）之间设置有动力组件（13）；

所述导向组件（7）包括收集罩（71），且收集罩（71）的内侧与排泥孔所在位置相对，所述收集罩（71）的开口朝向第一电机（4）所在位置，且收集罩（71）上开设有收集口，所述收集罩（71）内侧设置有多个第一刮板（72），所述第一刮板（72）与钻筒（5）的外壁垂直固定连接，且第一刮板（72）与收集罩（71）相对的一侧与收集罩（71）的内壁贴合，所述收集罩（71）靠近第一电机（4）的一侧固定连接有两个连接杆（73），两个所述连接杆（73）远离收集罩（71）的一侧固定连接有同一个转环（74），所述转环（74）转动套接在圆板（10）上，且转环（74）上螺纹贯穿插接有定位螺栓（75）。

2.根据权利要求1所述的一种可自动排泥的土层钻进装置，其特征在于：所述传动组件（8）包括第一齿轮（81），所述第一齿轮（81）固定套接在转轴（3）上，第一齿轮（81）对应位置的所述钻筒（5）内壁上环形设置有齿牙（82），所述齿牙（82）与第一齿轮（81）之间设置有多个第二齿轮（83），多个所述第二齿轮（83）呈环形分布，且第二齿轮（83）同时与齿牙（82）以及第一齿轮（81）啮合，所述第二齿轮（83）的圆心处垂直转动贯穿插接有固定轴（84），所述固定轴（84）远离隔板（9）的一端与圆板（10）垂直固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种可自动排泥的土层钻进装置，其特征在于：所述安装架（12）包括两个固定板（121），两个所述固定板（121）之间垂直固定连接有两个限位杆（122），其中远离钻筒（5）的所述固定板（121）上对称安装有两个把手（123），另一个所述固定板（121）的前后侧均安装有滚轮（124）。

4.根据权利要求3所述的一种可自动排泥的土层钻进装置，其特征在于：所述动力组件（13）包括传动螺杆（131），所述传动螺杆（131）垂直转动贯穿插接在安装有把手（123）的固定板（121）上，且传动螺杆（131）位于两个限位杆（122）之间，所述传动螺杆（131）靠近把手（123）的一端连接有第二电机（132），所述传动螺杆（131）的另一端与另一个固定板（121）垂直转动连接，所述传动螺杆（131）上螺纹套接有连接块（133），所述连接块（133）的顶部与安装板（11）的底部固定连接，所述安装板（11）的前后侧均固定连接有L形杆（134），所述L形杆（134）的底部固定连接有滑套（135），所述滑套（135）滑动套接在对应一侧的限位杆（122）上。

5.根据权利要求4所述的一种可自动排泥的土层钻进装置，其特征在于：安装有滚轮（124）的所述固定板（121）远离传动螺杆（131）的一侧固定连接有支撑架（14），所述支撑架（14）为方框形，且支撑架（14）套在钻筒（5）外部。

6.根据权利要求5所述的一种可自动排泥的土层钻进装置，其特征在于：所述隔板（9）靠近钻头（1）的一侧为锥面设计，且隔板（9）的该侧设置有多个第二刮板（15），所述第二刮板（15）与转轴（3）的表面固定连接，且第二刮板（15）靠近隔板（9）的一侧以及第二刮板（15）靠近钻筒（5）内壁的一侧分别与隔板（9）表面以及钻筒（5）内壁贴合。

7.根据权利要求6所述的一种可自动排泥的土层钻进装置，其特征在于：所述收集罩（71）外侧与收集口相对的位置固定连接有导向槽（16），且导向槽（16）远离第一电机（4）的一侧逐渐向远离钻筒（5）的方向倾斜。

8.一种使用权利要求7所述的可自动排泥的土层钻进装置的使用方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一：先将钻头（1）移动至需要钻取的位置并将钻头（1）置于竖直状态，使钻头（1）与需要钻取的位置相对；

步骤二：启动第一电机（4），待钻筒（5）和钻头（1）转速稳定后启动第二电机（132）；

步骤三：通过收集罩（71）上的收集口收集需要采集的土壤。