专利名称：一种土钻的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及土壤采用机械技术领域，特别是指一种土钻。
背景技术：
在土壤和地下根系采样过程中，经常要进行深层土壤取样。传统土钻是把手柄固定在土钻杆上，通过旋转把手柄并向下用力产生向下的作用力使土钻向下移动；因手柄只能沿一个方向转动，在旋转过程中需要反复倒手，甚至操作者需要跟随手柄绕钻杆旋转。而操作手柄固定在某一高度上不能上下移动，过高或过低都影响操作者用力；同时深层土壤取样需要更长的钻杆，使土钻钻杆长度过长，对其材质的坚固性要求也很高。因此，用传统的土钻进行土壤取样时，钻得越深遇到的阻力就越大，费时费力，给工作带来巨大困难。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种土钻，其省时省力，大大提高了土壤采样的工作效率。基于上述目的本实用新型提供的土钻，包括手柄、飞轮机构、钻杆以及设置于钻杆端部的钻头；所述飞轮机构包括内啮合单向旋转的棘轮机构的钢盒以及与所述棘轮机构嵌套的钢轴，所述钢盒、棘轮机构及钢轴中心均包括圆形通孔，所述钻杆穿过所述圆形通孔并与所述钢轴卡接，所述钢盒从外部与所述手柄固定连接；旋转所述手柄，所述飞轮机构带动所述钻杆单向旋转。 在一些实施方式中，所述钢盒包括上钢盒与下钢盒；所述上钢盒与下钢盒之间设置所述棘轮机构，所述棘轮机构还包括棘轮、棘爪和棘轮轴，所述棘爪末端固定在所述棘轮轴上，所述棘爪尖端与所述棘轮卡接，所述棘轮与棘轮轴滑动连接；所述棘轮轴中心包括圆形通孔，其内部嵌套所述钢轴的嵌套端并与钢轴固定连接。在一些实施方式中，所述钻杆轴向外表面开有一直线“凹”形键槽，相对于所述钻杆“凹”形键槽，所述钢轴的非嵌套端的内表面同样开有一直线“凹”形键槽，所述钢轴“凹”形键槽内设置“『”字形钢键条，所述“『”字形钢键条的突出部伸入所述钻杆“凹”形键槽内，使得钻杆与钢轴卡接固定。在一些实施方式中，沿钻杆径向与所述钻杆“凹”形键槽相对的钻杆轴向外表面开有一直线定位卡槽，与其相对应的位置，所述钢轴的非嵌套端开有一贯穿所述钢轴内外表面的长条形卡槽口，穿过所述通孔内部转动固定两个钢条卡；正常情况下，所述钢条卡端部卡紧在所述钻杆的定位卡槽内，使得钢轴与钻杆固定为一体，当需要调整所述飞轮机构的位置时，向上拨动所述钢条卡，使其端部与定位卡槽分离，所述飞轮机构即沿钻杆上下滑动以调整其需要固定位置。在一些实施方式中，所述卡槽截面为“V”字形；所述两个钢条卡的端部分别为“A”字形和“P”字形；所述“A”字形端部的钢条卡卡紧在所述“V”字形卡槽内。在一些实施方式中，所述钻杆上部与下部分别设置一垂直其轴向贯穿所述钻杆的钢条，以卡住所述飞轮机构使其不会超出其应上下滑动的范围。在一些实施方式中，所述钻头为空心圆筒状，其一端与钻杆相连，另一端为一圆形开口，其内外半径均大于所述钻杆的外径。在一些实施方式中，所述钻头的外表面上开有一腰形孔及一长条的“门”字形开口 ；所述“门”字形开口的顶部位于所述钻头轴线方向的中部，所述“门”字形开口的底部与所述钻头的圆形开口重合；所述腰形孔也位于所述钻头轴线方向的中部。在一些实施方式中，所述腰形孔与所述“门”字形开口分别位于沿所述钻头直径方向的两端的表面，且所述腰形孔顶端与所述“门”字形开口顶端位于同一横截面上。从上面所述可以看出，本实用新型提供的土钻，通过与飞轮机构的结合，能使手柄带动钻杆单方向旋转，传递很小的动力即可使钻杆旋转产生向下的作用力，不需要反复倒手或操作人员跟随钻杆的旋转而移动。进一步的，在飞轮机构下部设计可移动钢轴结构，钻杆上设计定位卡槽，使飞轮机构能够沿钻杆上下移动，根据需要固定，使深层土壤取样不需要不断更换或增加连接杆，使土壤取样变得省时省力，可大大提高土壤取样的工作效率。更进一步的，所述钻头采用特殊的结构设计，使得其便于把钻出的在钻头中的土壤取出来同时能清楚地知道钻取的土壤深度；并且，在钻取土壤时，施加比以往更小的向下压力则可使钻头向下作用钻取土壤，起到省力的作用。
图1为本实用新型所提供的土钻实施例的整体主视图；图2为图1中A部分的放大示意图；图2a为本实用新型实施例中所述钢轴非嵌套端与钢条卡的连接示意图；图3为本实用新型实施例中所述飞轮机构与钻杆结合的立体示意图；图3a为本实用新型实施例中所述飞轮机构的上钢盒示意图；图3b为本实用新型实施例中所述飞轮机构的下钢盒示意图；图3c为本实用新型实施例中所述飞轮机构的棘轮机构示意图；图3d为本实用新型实施例中所述飞轮机构的钢轴示意图；图4a为本实用新型实施例中所述钻头主视图；图4b为本实用新型实施例中所述钻头后视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。本实用新型实施例所提供的一种土钻，包括手柄、飞轮机构、钻杆以及设置于钻杆端部的钻头；所述飞轮机构包括内啮合单向旋转的棘轮机构的钢盒以及与所述棘轮机构嵌套的钢轴，所述钢盒、棘轮机构及钢轴中心均包括圆形通孔，所述钻杆穿过所述圆形通孔并与所述钢轴卡接，所述钢盒从外部与所述手柄固定连接；旋转所述手柄，所述飞轮机构带动所述钻杆单向旋转。参照附图1、2、3，分别为本实用新型所提供的土钻实施例的整体主视图，图1中A部分的放大示意图，所述飞轮机构与钻杆结合的立体示意图。所述土钻，包括手柄3、飞轮机构4、钻杆I以及设置于钻杆I端部的钻头2 ;所述飞轮机构4包括内啮合单向旋转的棘轮机构43的钢盒以及与所述棘轮机构43和钢盒嵌套的钢轴44 ;所述棘轮机构43还包括棘轮432、棘爪433、棘轮轴434和链轮435 (参照附图3c)，所述棘爪433末端固定在所述棘轮轴434上，所述棘爪433尖端与所述棘轮432卡接，所述棘轮432与棘轮轴434滑动连接，所述链轮435从外部与所述棘轮432固定嵌套；所述棘轮轴434中心包括圆形通孔431，其内部嵌套所述钢轴44的嵌套端442 (参照附图3d)，所述嵌套端442经过套丝处理并与棘轮轴434固定连接；所述钢盒包括上钢盒41与下钢盒42 ;所述上钢盒41与下钢盒42之间设置所述棘轮机构43，并利用螺钉穿过所述上钢盒螺钉孔412和下钢盒螺钉孔422将上下钢盒固定为一体，所述螺钉卡接在所述链轮435的齿间凹槽内；所述上钢盒41、下钢盒42、棘轮43及钢轴44的中心分别包括上钢盒圆形通孔411 (参照附图3a)、下钢盒圆形通孔421 (参照附图3b)、棘轮圆形通孔431 (参照附图3c)及钢轴圆形通孔441(参照附图3d)，所述钻杆I穿过所述全部圆形通孔并与所述钢轴44卡接；所述上钢盒41包括手柄固定端413，其上焊接手柄3，使得所述钢盒从外部与所述手柄3固定连接。现将所述土钻的工作原理及过程说明如下:顺时针旋转所述手柄3，带动所述上钢盒41及与其固定为一体的下钢盒42转动，所述固定钢盒的螺钉则带动所述链轮435转动，所述链轮435带动所述棘轮432顺时针转动，由于所述棘轮机构的设计，所述棘爪433尖端与棘轮432的棘齿卡接，因此带动所述棘爪绕中轴线顺时针旋转，使得所述棘轮轴434顺时针旋转，由于所述棘轮轴434与所述钢轴44固定连接，因此所述钢轴44也顺时针旋转，由于所述钢轴44与所述钻杆I卡接，因此，所述钻杆I也就顺时针旋转，所述钻头2就向下扎入土壤层而取出土样。当需要快速钻取·土样时，有时希望不用旋转所述手柄3半圈再倒手进行下次旋转，即顺时针旋转一定的小角度，再逆时针旋转所述手柄3回到原位，然后再顺时针旋转，如此反复，能够提高效率，而采用所述土钻，由于内啮合的棘轮机构43为单方向，即当顺时针旋转一定的小角度，再逆时针旋转所述手柄3时，所述棘爪433尖端与所述棘轮432的棘齿不再卡接，而是反向沿着棘齿内壁滑动，由于所述棘轮432和棘轮轴434之间是滑动连接的，因此，使得所述棘轮432与钢盒、手柄3 —起逆时针旋转，而所述钢轴44、钻杆1、棘轮轴434则保持不动，当再次顺时针旋转时，所述棘爪433尖端与所述棘轮432的棘齿再次卡接，并随之带动钻杆I顺时针旋转，并且所述钻头2继续向下扎入土壤层而取出土样。由此，所述飞轮机构带动所述钻杆I单向旋转，使得所述钻杆I可持续地做往复运动并且所述钻头2持续向下扎入土壤层而取出土样。进一步的，所述钻杆I轴向外表面开有一直线“凹”形键槽，相对于所述钻杆“凹”形键槽，所述钢轴44的非嵌套端443 (参照附图3d)的内表面同样开有一直线“凹”形键槽，所述钢轴“凹”形键槽内设置“『”字形钢键条，所述“『”字形钢键条的突出部伸入所述钻杆“凹”形键槽内，使得钻杆I与钢轴44卡接固定，如此，所述飞轮机构即只能沿所述钻杆I上下滑动而不能绕所述钻杆I旋转滑动。参考附图2和附图2a，分别为图1中A部分放大示意图及本实用新型实施例中所述钢轴非嵌套端与钢条卡的连接示意图。[0036]沿钻杆I径向与所述钻杆“凹”形键槽相对的钻杆轴向外表面开有一直线定位卡槽11，与其相对应的位置，所述钢轴的非嵌套端443 (参照附图3d)开有一贯穿所述钢轴内外表面的长条形卡槽口 444,穿过所述卡槽口 444内部通过小轴446转动固定两个钢条卡445 ;正常情况下，所述钢条卡445端部卡紧在所述钻杆I的定位卡槽11内，使得钢轴44与钻杆I固定为一体，并保持其不沿钻杆I的轴向滑动；当需要调整所述飞轮机构的位置时，向上拨动所述钢条卡445，使其端部与定位卡槽11分离，由于上述“凹”形键槽及钢键条的配合结构，使得所述飞轮机构即只沿钻杆I上下滑动，当调整到其需要固定位置，再向下扳动所述钢条卡445，即卡紧固定所述飞轮机构。优选的，所述卡槽11截面为“V”字形；所述两个钢条卡445的端部分别为“A”字形和“P”字形；所述“A”字形端部的钢条卡位于所述长条形卡槽口 444的下方且卡紧在所述“V”字形卡槽内，所述“P”字形端部的钢条卡位于所述长条形卡槽口 444的上方。所述“A”字形端部的钢条卡嵌入卡槽11中，起到固定所述飞轮机构的作用，使得其在钻杆所需位置(或者高度)固定而不致于人用力旋转手柄时下滑或上移；上方的“P”字形端部的钢条卡其前端(尖端)嵌入所述卡槽11中；当需要改变所述飞轮机构的固定位置时，向下扳动所述“P”字形端部的钢条卡利用其凸起的部位卡压下面的“A”字形端部的钢条卡，使得所述飞轮机构沿钻杆轴线方向随意滑动，当到达需要固定的位置时，再向上扳动两个钢条卡，使得所述飞轮机构固定在该位置上。较佳的，所述钻杆上部与下部分别设置一垂直其轴向贯穿所述钻杆的钢条，以卡住所述飞轮机构使其不会超出其应上下滑动的范围。`进一步的，参考附图4a和4b，分别为本实用新型实施例中所述钻头主视图和后视图。所述钻头2为空心圆筒状，其一端与钻杆I相连，另一端为一圆形开口 21，其内外半径均大于所述钻杆I的外径。所述钻头2的外表面上开有一腰形孔23及一长条的“门”字形开口 22 ;所述“门”字形开口 22的顶部位于所述钻头轴线方向的中部，所述“门”字形开口 22的底部与所述钻头的圆形开口 21重合；所述腰形孔23也位于所述钻头轴线方向的中部。所述腰形孔23与所述“门”字形开口 22分别位于沿所述钻头直径方向的两端的外表面，且所述腰形孔23顶端与所述“门”字形开口 22顶端位于同一横截面上。通过上述钻头设计，可通过所述腰形孔23排气以防止钻头内部产生负压，同时长条的“门”字形开口 22的设计使得其便于把钻出的在钻头中的土壤取出来同时能清楚地知道钻取的土壤深度；并且，由于该设计，使得在钻取土壤时，施加比以往更小的向下压力则可使钻头向下作用钻取土壤，起到省力的作用。通过上述可以看出，本实用新型实施例提供的土钻，通过与飞轮机构的结合，能使手柄带动钻杆单方向旋转，传递很小的动力即可使钻杆旋转产生向下的作用力，不需要反复倒手或操作人员跟随钻杆的旋转而移动。进一步的，在飞轮机构下部设计可移动钢轴结构，钻杆上设计定位卡槽，使飞轮机构能够沿钻杆上下移动，根据需要固定，使深层土壤取样不需要不断更换或增加连接杆，使土壤取样变得省时省力，可大大提高土壤取样的工作效率。更进一步的，所述钻头采用特殊的结构设计，使得其便于把钻出的在钻头中的土壤取出来同时能清楚地知道钻取的土壤深度；并且，在钻取土壤时，施加比以往更小的向下压力则可使钻头向下作用钻取土壤，起到省力的作用。需要注意的是，上述实施例中采用的内啮合棘轮机构中的棘爪和棘轮设计并非唯一的，内啮合棘轮机构有很多种，本领域技术人员可以很容易根据本实用新型的设计原理采用其他结构形式的内啮合棘轮机构来实现本实用新型目的，因此这些变化结构都应该属于本实用新型的保护范围，并且上述实施例中的具体化内啮合棘轮机构不应当用于限定本实用新型保护范围。上述实施例中的土钻使用方式只是示例性地写出了顺时针逆时针旋转方向，可以很容易想到，若反向安装所述棘轮机构，则会改变使用时的所需旋转的方向，因此不能将所述实施例用于限定本实用新型保护范围，并且其等同变化也应当属于本实用新型保护范围。另外，上述实施例中的飞轮机构的钢轴设计和其与土钻钻杆的结合方式，只是示例性的表达了可以如何实现本实用新型，而不是唯一的实施方式，本领域技术人员可以很容易想到其他结构来达到同样的目的，这些等同替换结构也应当属于本实用新型保护范围，并且不能将所述实施例用于限定本实用新型保护范围。特别的，所述钻头设计起到了更好的技术效果，但并不表明本实用新型必须采用这种设计才能实现，因此不能将所述实施例用于限定本实用新型保护范围，同样的，其等同变化也应当属于本实用新型保护范围。所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应 包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种土钻，其特征在于，包括手柄、飞轮机构、钻杆以及设置于钻杆端部的钻头；所述飞轮机构包括内啮合单向旋转的棘轮机构的钢盒以及与所述棘轮机构嵌套的钢轴，所述钢盒、棘轮机构及钢轴中心均包括圆形通孔，所述钻杆穿过所述圆形通孔并与所述钢轴卡接，所述钢盒从外部与所述手柄固定连接；旋转所述手柄，所述飞轮机构带动所述钻杆单向旋转。
2.根据权利要求1所述的土钻，其特征在于，所述钢盒包括上钢盒与下钢盒；所述上钢盒与下钢盒之间设置所述棘轮机构，所述棘轮机构还包括棘轮、棘爪和棘轮轴，所述棘爪末端固定在所述棘轮轴上，所述棘爪尖端与所述棘轮卡接，所述棘轮与棘轮轴滑动连接；所述棘轮轴中心包括圆形通孔，其内部嵌套所述钢轴的嵌套端并与钢轴固定连接。
3.根据权利要求2所述的土钻，其特征在于，所述钻杆轴向外表面开有一直线“凹”形键槽，相对于所述钻 杆“凹”形键槽，所述钢轴的非嵌套端的内表面同样开有一直线“凹”形键槽，所述钢轴“凹”形键槽内设置“『”字形钢键条，所述“『”字形钢键条的突出部伸入所述钻杆“凹”形键槽内，使得钻杆与钢轴卡接固定。
4.根据权利要求3所述的土钻，其特征在于，沿钻杆径向与所述钻杆“凹”形键槽相对的钻杆轴向外表面开有一直线定位卡槽，与其相对应的位置，所述钢轴的非嵌套端开有一贯穿所述钢轴内外表面的长条形卡槽口，穿过所述通孔内部转动固定两个钢条卡；正常情况下，所述钢条卡端部卡紧在所述钻杆的定位卡槽内，使得钢轴与钻杆固定为一体，当需要调整所述飞轮机构的位置时，向上拨动所述钢条卡，使其端部与定位卡槽分离，所述飞轮机构即沿钻杆上下滑动以调整其需要固定位置。
5.根据权利要求4所述的土钻，其特征在于，所述卡槽截面为“V”字形；所述两个钢条卡的端部分别为“A”字形和“P”字形；所述“A”字形端部的钢条卡卡紧在所述“V”字形卡槽内。
6.根据权利要求5所述的土钻，其特征在于，所述钻杆上部与下部分别设置一垂直其轴向贯穿所述钻杆的钢条，以卡住所述飞轮机构使其不会超出其应上下滑动的范围。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的土钻，其特征在于，所述钻头为空心圆筒状，其一端与钻杆相连，另一端为一圆形开口，其内外半径均大于所述钻杆的外径。
8.根据权利要求7所述的土钻，其特征在于，所述钻头的外表面上开有一腰形孔及一长条的“门”字形开口 ；所述“门”字形开口的顶部位于所述钻头轴线方向的中部，所述“门”字形开口的底部与所述钻头的圆形开口重合；所述腰形孔也位于所述钻头轴线方向的中部。
9.根据权利要求8所述的土钻，其特征在于，所述腰形孔与所述“门”字形开口分别位于沿所述钻头直径方向的两端的表面，且所述腰形孔顶端与所述“门”字形开口顶端位于同一横截面上。
专利摘要本实用新型公开了一种土钻，包括手柄、飞轮机构、钻杆以及设置于钻杆端部的钻头；所述飞轮机构包括内啮合单向旋转的棘轮机构的钢盒以及与所述棘轮机构嵌套的钢轴，所述钢盒、棘轮机构及钢轴中心均包括圆形通孔，所述钻杆穿过所述圆形通孔并与所述钢轴卡接，所述钢盒从外部与所述手柄固定连接；旋转所述手柄，所述飞轮机构带动所述钻杆单向旋转；采用本实用新型提供的土钻，省时省力，将大大提高土壤采样的工作效率。
文档编号G01N1/08GK203116991SQ20132007946
公开日2013年8月7日 申请日期2013年2月20日 优先权日2013年2月20日
发明者刘晶淼, 任三学, 贾庆宇, 赵花荣, 梁宏, 谢艳兵 申请人:中国气象局沈阳大气环境研究所