CN205941057U

CN205941057U - 一种适于单人操作的土钻

Info

Publication number: CN205941057U
Application number: CN201620876215.4U
Authority: CN
Inventors: 张铁军; 康俊梅; 龙瑞才; 吕会刚; 李亚君; 杨青川
Original assignee: Institute of Animal Science of CAAS
Current assignee: Institute of Animal Science of CAAS
Priority date: 2016-08-12
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2026-08-12

Abstract

本实用新型涉及一种适于单人操作的土钻。本实用新型包括取土部件(1)和外套于取土部件(1)外的击打部件(2)，所述取土部件(1)和击打部件(2)为同轴设置；所述取土部件(1)包括土钻钻头(3)、缓冲胶垫(4)、钻杆(5)和可拆卸手柄(6)，所述击打部件(2)包括圆柱型坨(7)、提拉杆(8)和提拉手柄(9)。本实用新型所述土钻第一次利用特定的设计结构将取土部件与击打部件紧密结合为一体，既简化了操作程序又能有效调整击打的力度和频率，建立了一种快速高效、操作简单的土壤采样系统。

Description

一种适于单人操作的土钻

技术领域

本实用新型涉及土壤科学和植物科学技术领域，特别是涉及一种适于单人操作的手动土钻设备。

背景技术

土钻是在土壤采样过程中使用的重要工具，包括手动土钻和动力土钻两大类。虽然许多型号的动力土钻已经问世，但由于其价格较高、携带不便且使用效果并不理想，在目前形势下，手动土钻仍占据主流。通常，根据取土深度、土壤质地等条件的不同，土钻的构成会略有差异。但是，现有手动土钻的基本配置包括：手柄1个、延长杆1个、钻头1个及吸能锤1个。为了达到更好的采样效果，研究人员一般要根据不同土壤质地和取样深度，选择合适的钻头。作业原理为：将土钻组装完成后，利用吸能锤击打土钻的T型手柄，土钻在向下作用力的驱动下，慢慢进入土中。普通的手动土钻具有如下的不便与缺陷：第一、使用时必须有两人或两人以上的配合才能完成，费时费力；第二、操作人员需要具有一定的抡锤经验，如抡锤不稳，很可能砸到手，具有一定的风险性；第三、操作人员需要一定的力量，根据土壤软硬程度的不同，需要不同的抡锤力度，如力量不足以使土钻向下走，抡锤次数再多，也无济于事；第四、锤与锤之间不具有连续性，钻杆往往容易走偏，而不能保持垂直。由此可见，上述现有土钻在结构方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，亟待研究一种操作简便、省力安全的手动土壤土钻设备。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种操作简单、快速高效、成本低廉的手动土钻设备，适于单人操作，可大大提高土壤采样过程的工作效率并显著降低操作过程的风险。

本实用新型提供的一种适于单人操作的土钻，包括取土部件1和外套于取土部件1外的击打部件2，其中，所述取土部件1和击打部件2为同轴设置；

所述取土部件1包括土钻钻头3、缓冲胶垫4、钻杆5和可拆卸手柄6，所述击打部件2包括圆柱型坨7、提拉杆8和提拉手柄9；

所述钻杆5一端与土钻钻头3连接，另一端与可拆卸手柄6连接；所述圆柱型坨7为中空圆柱体状，同轴外套于钻杆5的连接土钻钻头3的一端，圆柱型坨7与土钻钻头1之间设有缓冲胶垫4；

所述提拉杆8为一对相同形状的柱体，一端对称设置在圆柱型坨7钻杆一侧的圆心两侧，所述提拉杆8另一端折成孔状；所述提拉手柄9的外周形状与提拉杆8折成的孔状相配合，并穿过提拉杆8另一端折成的孔。

根据本实用新型的土钻，其中优选地，所述钻杆5一端设有凸状螺栓与土钻钻头3上的凹状螺孔连接，另一端设有两个凹状螺孔；所述可拆卸手柄6为两个相同形状柱体，每个柱体的一端均设有凸状螺栓，分别与钻杆5的凹状螺孔连接，形成T字型。

根据本实用新型的土钻，其中优选地，所述圆柱型坨7钻杆一侧上设有两个凹状螺孔，与圆柱型坨7的圆心位于同一直线且距离圆心距离相同；所述提拉杆8一端设有凸状螺栓，与所述圆柱型坨7上的凹状螺孔连接。

根据本实用新型的土钻，其中优选地，所述两个凹状螺孔与圆柱型坨7上的圆心位于同一直线且距离圆心均为2-3.5cm，所述凹状螺孔的直径为0.4-0.6cm。

根据上述的土钻，其中，所述土钻钻头3为中空圆柱体状，下部截面为椭圆形，该截面与圆柱体横截面呈40-60°，圆柱体上部由圆形钢片密封，且钢片中心有凹状螺孔，直径为2.5-3.6cm；所述土钻钻头3直径为4.5-6cm，长度为30-50cm，壁厚1.5-2.5mm。所述钻杆5为圆柱体，直径为2.5-3.6cm，长度为83-120cm,另一端的两侧有凹状螺孔，直径为2.1-3.0cm；所述可拆卸手柄6长度为15-20cm，直径为2.1-3.0cm。

根据上述的土钻，其中，所述圆柱型坨7高度为8.3-12.0cm，直径为11.5-16.5cm，中空部分的直径为2.2-3.9cm，重量为8.5-13kg；所述提拉杆8为两个圆柱体，其直径为0.4-0.6cm，长度为90-126cm，所述提拉杆8折成孔状的一端为圆孔状，圆孔直径2.1-3.0cm；所述提拉手柄9为圆柱体，直径16-24cm，直径2.0-3.0cm，穿过提拉杆顶端的圆孔。

根据上述的土钻，其中，所述圆柱型坨7内壁与所述钻杆5外壁的间距为1-2mm。但间距不能太大，以免坨向下落的过程中，作用力发生偏移而不能保持垂直。

根据上述的土钻，其中，所述土钻钻头3、钻杆5和可拆卸手柄6均由不锈钢制成；所述圆柱型坨7由灰铸铁制成，密度6.6-7.4g/cm³，所述提拉杆8和提拉手柄9均由不锈钢制成。

本实用新型与现有技术不同之处在于：本实用新型所述专用设备第一次利用特定的设计结构将取土部件与击打部件紧密结合为一体，既简化了操作程序又能有效调整击打的力度和频率，建立了一种快速高效、操作简单的土壤采样系统，具有如下优点：

①所述新型便携省力土钻，通过特定的结构设计将取土部件与击打部件合为一体，大大简化了操作过程。在作业过程中，使用者一手扶持T型手柄，另一手利用提拉手柄向上拉起圆柱型坨然后快速下压，让坨做落体运动完成一次击打。以此类推，达到设定取样深度为止，一人可独立完成取土任务。而传统的手动土钻需要两个人协作完成，一人扶住土钻，以保证土钻垂直向下，另外一个人双手抡起吸能锤，然后让其做落体运动，完成击打。

②该方法操作省力、安全、高效。使用传统的手动土钻时，需要将吸能锤提过肩部以上，然后使其快速落下，因此，操作人员必须具有一定的力量和抡锤技术，如抡锤不稳很可能砸到手，具有一定的风险性。而本新型土钻的圆柱型坨位于钻杆的下方，重心下降，击打部位改为钻头上方的缓冲胶垫，降低了圆柱型坨提拉的高度，具备普通力量的人员即可完成击打操作。同时，圆柱型坨在作业过程中始终沿着钻杆做垂直往复运动，完全消除了传统土钻抡锤的潜在危险性。本新型手动土钻设备解决了传统的手动土钻费事费力、具有操作风险等问题。

③使用传统的手动土钻，操作人员需要一定的抡锤技术和经验，如果抡锤操作不当，钻杆往往容易走偏而不能保持垂直，锤与锤之间就不具有连续性。而本实用新型所述的新型便携省力土钻中，钻杆具有双重作用，一方面其连接土钻钻头与T型手柄组成取土部件，另一方面钻杆也是击打部件圆柱型坨的运动轨道，圆柱型坨在作业过程中沿着钻杆做垂直往复运动，从而保证了对土钻钻头形成连续有效击打，钻头始终垂直向下行进，取样速度大大提高。

本实用新型很好的解决了传统的手动土钻使用过程中需多人操作、钻杆往往容易走偏、抡锤不稳、费力且具有一定的风险性等难题，是传统手动土钻的有效替代。通过特定的机械结构设计将取土部件与击打部件合为一体，操作者可独立完成扶持土钻和击打作业两项操作，大大提高了土壤取样的工作效率。同时，取土过程中圆柱型坨击打部位下降、运动轨迹固定，消除了抡锤风险，具有操作简单、成本低廉、安全高效的特点。

本实用新型中采用了特殊设计的专用设备，包括取土部件和击打部件两大部分。将击打部件外套于取土部件外的优点是简化了操作过程，操作者可一手扶持T型手柄，另一手提拉圆柱型坨。将圆柱型坨的位置改为钻杆下方，既降低了圆柱型坨提拉的高度，也降低了整个设备的重心，扶持更稳，使普通力量的人员也可完成击打操作。同时，将钻杆作为圆柱型坨的运动轨道，可使其在作业过程中始终沿着钻杆做垂直往复运动，避免了钻杆方向走偏和砸手风险，从而保证了圆柱型坨对钻头形成垂直、连续、有效的击打，大大提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的适于单人操作的土钻的结构示意图。

附图标记

1、取土部件 2、击打部件 3、土钻钻头 4、缓冲胶垫

5、钻杆 6、可拆卸手柄 7、圆柱型坨 8、提拉杆

9、提拉手柄

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型提供的一种适于单人操作的土钻，包括取土部件1和外套于取土部件1外的击打部件2，其中，所述取土部件1和击打部件2为同轴设置；所述取土部件1包括土钻钻头3、缓冲胶垫4、钻杆5和可拆卸手柄6，所述击打部件2包括圆柱型坨7、提拉杆8和提拉手柄9；所述钻杆5一端与土钻钻头3连接，另一端与可拆卸手柄6连接；所述圆柱型坨7为中空圆柱体状，同轴外套于钻杆5的连接土钻钻头3的一端，圆柱型坨7与土钻钻头1之间设有缓冲胶垫4；所述提拉杆8为一对相同形状的柱体，一端对称设置在圆柱型坨7钻杆一侧的圆心两侧，所述提拉杆8另一端折成孔状；所述提拉手柄9的外周形状与提拉杆8折成的孔状相配合，并穿过提拉杆8另一端折成的孔。

其中优选地，所述钻杆5一端设有凸状螺栓与土钻钻头3上的凹状螺孔连接，另一端设有两个凹状螺孔；所述可拆卸手柄6为两个相同形状柱体，每个柱体的一端均设有凸状螺栓，分别与钻杆5的凹状螺孔连接，形成T字型。

其中优选地，所述圆柱型坨7钻杆一侧上设有两个凹状螺孔，与圆柱型坨7的圆心位于同一直线且距离圆心距离相同；所述提拉杆8一端设有凸状螺栓，与所述圆柱型坨7上的凹状螺孔连接。

其中优选地，所述两个凹状螺孔与圆柱型坨7上的圆心位于同一直线且距离圆心均为2-3.5cm，所述凹状螺孔的直径为0.4-0.6cm。

其中，所述土钻钻头3为中空圆柱体状，下部截面为椭圆形，该截面与圆柱体横截面呈40-60°，圆柱体上部由圆形钢片密封，且钢片中心有凹状螺孔，直径为2.5-3.6cm；所述土钻钻头3直径为4.5-6cm，长度为30-50cm，壁厚1.5-2.5mm。所述钻杆5为圆柱体，直径为2.5-3.6cm，长度为83-120cm,另一端的两侧有凹状螺孔，直径为2.1-3.0cm；所述可拆卸手柄6长度为15-20cm，直径为2.1-3.0cm。

所述圆柱型坨7高度为8.3-12.0cm，直径为11.5-16.5cm，中空部分的直径为2.2-3.9cm，重量为8.5-13kg；所述提拉杆8为两个圆柱体，其直径为0.4-0.6cm，长度为90-126cm，所述提拉杆8折成孔状的一端为圆孔状，圆孔直径2.1-3.0cm；所述提拉手柄9为圆柱体，直径16-24cm，直径2.0-3.0cm，穿过提拉杆顶端的圆孔。所述圆柱型坨7内壁与所述钻杆5外壁的间距为1-2mm。但间距不能太大，以免坨向下落的过程中，作用力发生偏移而不能保持垂直。

所述土钻钻头3、钻杆5和可拆卸手柄6均由不锈钢制成；所述圆柱型坨7由灰铸铁制成，密度6.6-7.4g/cm³，所述提拉杆8和提拉手柄9均由不锈钢制成。

实施例1

一种适于单人操作的便携省力土钻，包括取土部件1和外套于取土部件外的击打部件2两大部分；取土部件1设置土钻钻头3、缓冲胶垫4、钻杆5、可拆卸手柄6四部分，击打部件2设置由圆柱型坨7、提拉杆8、提拉手柄9三部分。

其中，土钻钻头3为中空圆柱体状，直径5.50cm，长度30cm，壁厚2mm，下部截面为椭圆形，与圆柱体横截面呈45°，圆柱体上部由圆形钢片密封且中心有凹状螺孔，直径3cm；缓冲胶垫4为圆形，厚度1cm；钻杆5为圆柱体，直径3cm，长度100cm，一端有凸状螺栓，可与土钻钻头3连接，一端的两侧有凹状螺孔，直径2.5cm；可拆卸手柄6为两个圆柱体，长度20cm，直径2.5cm，一端均有凸状螺栓，可与钻杆上的凹状螺孔连接成T字形。圆柱型坨7为中空圆柱体状，高度10cm，直径13.70cm，中空部分直径3.2cm，重量10千克，圆柱型坨一侧上有两个凹状螺孔，与圆心位于同一直线且距离圆心2.0cm，直径0.5cm；提拉杆8为两个圆柱体，其直径0.5cm，长度105cm，一端有凸状螺栓，可与圆柱型坨上的凹状螺孔连接，另一端折成圆孔状，直径2.5cm；提拉手柄9为圆柱体，直径2.5cm，穿过两个提拉杆顶端的圆孔。

取土部件1和击打部件2为同轴设置；圆柱型坨7套在钻杆5上且位于土钻钻头3和可拆卸手柄6之间，圆柱型坨7内壁与钻杆5外壁的间距1mm。土钻钻头3、钻杆5和可拆卸手柄6均由钢材制成；圆柱型坨7由灰铸铁制成，密度7.2g/cm³，提拉杆8和提拉手柄9均由钢材制成。

使用本实用新型所述的一种适于单人操作的便携省力土钻的方法为：本实用新型适用于各种土壤类型，取土深度不超过30cm时可直接使用，当取土深度超过30cm时，可适当调整土钻钻头的长度。取样前，先组装取土部件，可将钻杆一端的凸状螺栓先后穿过圆柱型坨和缓冲胶垫后与土钻钻头上凹状螺孔进行连接，然后另一端通过两侧的凹状螺孔与可拆卸手柄连接成T字形；将两个提拉杆上的凸状螺栓分别与圆柱型坨上的凹状螺孔进行连接，然后将提拉手柄穿过两个提拉杆上的圆孔，即完成组装。取土时，操作者一手扶持T型手柄，使钻头垂直接触于土壤表面，另一手提拉圆柱型坨离缓冲胶垫40-50cm左右的距离，然后快速下压，让坨做落体运动完成一次击打。以此类推，进行接下来的击打，达到设定取样深度为止。

以在河北省黄骅市中捷农场试验田取土样为例，土壤类型(亚类)为滨海盐渍化潮土，取样深度为30cm。本实用新型设备和常规手动土钻的比较结果如表1所示。

表1使用本实用新型设备和常规手动土钻的比较结果

取土设备	需要操作人员数量	抡锤走偏的概率	抡坨次数/取样一次
				使用本实用新型	1	0％	15-20
常规手动土钻	2	5-10％	12-15

与常规手动土钻相比，使用本实用新型可由一人独立完成取土样的全部操作，简化了操作的流程。由于调低了圆柱型坨提拉的高度，也降低了对操作人员力量和技术的要求，使具备普通力量的人员即可完成击打操作。同时，由于使圆柱型坨沿着固定轨道做垂直往复运动，彻底解决了常规手动土钻取样时抡锤不稳、钻杆往容易走偏等缺点，能够对钻头形成连续有效的击打，钻头始终垂直向下行进，提高了土壤取样的工作效率。本实用新型具有操作简单、成本低廉、安全高效的特点。

当然，本实用新型还可以有多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型的公开做出各种相应的改变和变型，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种适于单人操作的土钻，包括取土部件(1)和外套于取土部件(1)外的击打部件(2)，其特征在于，所述取土部件(1)和击打部件(2)为同轴设置；

所述取土部件(1)包括土钻钻头(3)、缓冲胶垫(4)、钻杆(5)和可拆卸手柄(6)，所述击打部件(2)包括圆柱型坨(7)、提拉杆(8)和提拉手柄(9)；

所述钻杆(5)一端与土钻钻头(3)连接，另一端与可拆卸手柄(6)连接；所述圆柱型坨(7)为中空圆柱体状，同轴外套于钻杆(5)的连接土钻钻头(3)的一端，圆柱型坨(7)与土钻钻头(3)之间设有缓冲胶垫(4)；

所述提拉杆(8)为一对相同形状的柱体，一端对称设置在圆柱型坨(7)钻杆一侧的圆心两侧，所述提拉杆(8)另一端折成孔状；所述提拉手柄(9)的外周形状与提拉杆(8)折成的孔状相配合，并穿过提拉杆(8)另一端折成的孔。

2.根据权利要求1所述的土钻，其特征在于，所述钻杆(5)一端设有凸状螺栓与土钻钻头(3)上的凹状螺孔连接，另一端设有两个凹状螺孔；所述可拆卸手柄(6)为两个相同形状柱体，每个柱体的一端均设有凸状螺栓，分别与钻杆(5)的凹状螺孔连接，形成T字型。

3.根据权利要求1所述的土钻，其特征在于，所述圆柱型坨(7)钻杆一侧上设有两个凹状螺孔，与圆柱型坨(7)的圆心位于同一直线且距离圆心距离相同；所述提拉杆(8)一端设有凸状螺栓，与所述圆柱型坨(7)上的凹状螺孔连接。

4.根据权利要求3所述的土钻，其特征在于，所述两个凹状螺孔与圆柱型坨(7)上的圆心位于同一直线且距离圆心均为2-3.5cm，所述凹状螺孔的直径为0.4-0.6cm。

5.根据权利要求1-4任一所述的土钻，其特征在于，所述土钻钻头(3)为中空圆柱体状，下部截面为椭圆形，该截面与圆柱体横截面呈40-60°，圆柱体上部由圆形钢片密封，且钢片中心有凹状螺孔，直径为2.5-3.6cm；所述土钻钻头(3)直径为4.5-6cm，长度为30-50cm，壁厚1.5-2.5mm；所述钻杆(5)为圆柱体，直径为2.5-3.6cm，长度为83-120cm,另一端的两侧有凹状螺孔，直径为2.1-3.0cm；所述可拆卸手柄(6)长度为15-20cm，直径为2.1-3.0cm。

6.根据权利要求1-4任一所述的土钻，其特征在于，所述圆柱型坨(7)高度为8.3-12.0cm，直径为11.5-16.5cm，中空部分的直径为2.2-3.9cm，重量为8.5-13kg；所述提拉杆(8)为两个圆柱体，其直径为0.4-0.6cm，长度为90-126cm，所述提拉杆(8)折成孔状的一端为圆孔状，圆孔直径2.1-3.0cm；所述提拉手柄(9)为圆柱体，长度(16-24)cm，直径2.0-3.0cm，穿过提拉杆顶端的圆孔。

7.根据权利要求1-4任一所述的土钻，其特征在于，所述圆柱型坨(7)内壁与所述钻杆(5)外壁的间距为1-2mm。

8.根据权利要求1-4任一所述的土钻，其特征在于，所述土钻钻头(3)、钻杆(5)和可拆卸手柄(6)均由不锈钢制成；所述圆柱型坨(7)由灰铸铁制成，密度6.6-7.4g/cm³，所述提拉杆(8)和提拉手柄(9)均由不锈钢制成。