一种季节性冻融河流封冻期冰层钻孔装置的制作方法

本实用新型涉及一种冰层钻孔装置，尤其涉及一种季节性冻融河流封冻期冰层钻孔装置。

背景技术：

我国东北地区冬季寒冷漫长，河流封冻期长达四个月以上，如果进行野外河流的水样采集或者进行钓鱼等活动，就要考虑封冻河流的破冰作业问题。考虑到经济成本及便携性等因素，进行小规模破冰打孔时多使用人力破冰工具，其中包括冰钻、冰镩及冰镐等。冰钻由于具有便携省力、安全以及打孔后孔径规范等优点，在冬季野外破冰时被广泛采用。

现有的几种冰钻结构主要是针对于麻花型手提钻结构的改进，在实际操作中会发现几类缺陷：

1.此类型冰钻只适用于单人操作，冰钻高度固定而不易调节，且破冰主要靠底部刀具的横向削切作用，无纵向向下施力点，使得打孔效率较低；

2.打孔过程中由于冰钻的固定性不佳，会产生冰钻重心偏移的问题，导致孔径在垂向上不规范；

3.此类冰钻只侧重于打孔，而不具有测量冰层深度及采集不同深度冰层样品等野外科研采样所需要的功能。

技术实现要素：

为了改进上述存在的问题，本实用新型提供一种适合单人及双人使用的具有冰样采集功能的一种季节性冻融河流封冻期冰层钻孔装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种季节性冻融河流封冻期冰层钻孔装置，包括旋转摇杆、钻杆和钻刀，旋转摇杆、钻杆及钻刀依次连接，旋转摇杆上有弓形摇臂，其特征在于，旋转摇杆中部设置有两个弓形摇臂，两个弓形摇臂分别为第一弓形摇臂和第二弓形摇臂，旋转摇杆下部为竖直杆并均布有多个调节插孔，钻杆为管状，钻杆上端有连接插孔，旋转摇杆下部插到钻杆内，其中一个调节插孔与连接插孔对准后通过固定螺栓和蝶形螺母连接为一整体，钻杆上间隔均匀地设置有多组垂直并对称焊接于钻杆表面的连接杆，每组连接杆的两端在钻杆外固定一个不锈钢桶体，钻杆的下端固定有导屑片，导屑片下方的钻杆上安装有钻刀，钻杆的底端有一个圆锥支点。

进一步的技术方案包括：

钻杆下部焊接有由三片沿钻杆的轴心为圆心、间隔120°夹角分布的平滑弧形扇面构成的导屑片。

三个沿钻杆的轴心为圆心、间隔120°夹角分布的单刃刀片通过螺丝固定于固定架上形成钻刀，每个单刃刀片的刀刃与水平面呈30°夹角。

旋转摇杆的上端安装有一个活动手柄，第一弓形摇臂和第二弓形摇臂上均套装有一个活动把手，活动手柄与活动把手均为嵌套固定于旋转摇杆表面并能沿自身轴线独立转动。

活动手柄为垂直于旋转摇杆上端轴线的棒状结构。

所述的活动把手为空心圆筒状。

本实用新型可以单人操作也可以两人操作，通过调整旋转摇杆的插孔连接位置来调节冰钻高度达到节省体力的目的，双人使用时可极大提高破冰打孔效率。本实用新型设置有能进行纵向向下施力的活动手柄，提高了打孔效率，节约了时间成本。圆锥支点和桶体的设计使冰钻工作过程中与冰体的固定性较好，不会出现孔径重心偏移的问题，打出的孔径整齐规范；不锈钢桶体与钻杆之间的若干组从上到下的连接杆上设有距离刻度，可直观了解到冰层深度，并且不锈钢桶体的设计方便不同厚度冰层样品的采集工作。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的部件拆分示意图；

图3是本实用新型的钻刀部分轴向示意图；

图中：1.旋转摇杆，2.活动手柄，3.活动把手，4.钻杆，5.蝶形螺母，6.不锈钢桶体，7.连接杆，8.导屑片，9.钻刀，10.固定架，11.圆锥支点，12.单刃刀片，13.第一弓形摇臂，14.第二弓形摇臂，15.调节插孔，16.连接插孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做具体的说明。

图1、图2、图3展示了本实用新型的一个优选实施例。

一种季节性冻融河流封冻期冰层钻孔装置，如图1所示，旋转摇杆1上端安装一个活动手柄2、旋转摇杆1中部呈180度角设置第一弓形摇臂13和第二弓形摇臂14，第一弓形摇臂13上安装有一个圆筒状的活动把手3，第二弓形摇臂14上也安装有一个活动把手3。旋转摇杆1下部为竖直杆并均布多个调节插孔15，旋转摇杆1的其中一个调节插孔15与钻杆4上的连接插孔16通过固定螺栓和蝶形螺母5相连接，构成冰钻装置的钢性结构，钻杆4与不锈钢桶体6通过连接杆7焊接固定为一个整体，导屑片8与钻刀9依次焊接于钻杆4的下端。如图2所示，旋转摇杆1为钢制结构，整体高度为110cm。活动手柄2与活动把手3均为嵌套固定于旋转摇杆1表面并能沿自身轴线转动的塑料体，其中活动手柄2为垂直于旋转摇杆1上端轴线的棒状结构，长度为25cm，活动手柄2的存在可以使操作者在其上施加垂直向下的力，提高破冰效率；活动把手3为空心圆筒状，长度为10cm。旋转摇杆1下部调节插孔15的间距为10cm。

如图2所示，钻杆4为内部中空的高硬度钢材，长度为68cm；距其上端5cm处有一个连接插孔16，在此连接插孔16向下5cm处开始，每隔10cm有一组垂直并对称焊接于钻杆4表面的连接杆7，共设置5组长度为10cm的连接杆7，连接杆7的另一端焊接不锈钢桶体6的内壁，在不锈钢桶体6的外壁与每组连接杆7对应的位置从下到上依次设置有标记距地面的垂直距离的刻度线，目的是为破冰深度及采集分层冰样提供高度参照；不锈钢桶体6的高度为55cm，直径为20cm，不锈钢桶体6桶壁厚度为2mm，具有收集冰样的功能。钻杆4下部焊接有由三片沿钻杆4的轴心为圆心、间隔120°夹角分布的平滑弧形扇面构成的导屑片8，导屑片8的轴心与上方最近的一组连接杆7之间的距离为10cm，导屑片8的轴心与焊接于钻杆4下端的钻刀9轴心之间的距离为5cm。

如图3所示，钻刀9由固定架10和单刃刀片12构成。固定架10焊接在钻杆4的下端，圆锥支点11设置在钻杆4的底端。圆锥支点11的高度为3cm，三个以钻杆4的轴心为圆心间隔120°夹角分布的单刃刀片12通过螺丝固定于固定架10上形成钻刀9，单刃刀片12为锰钢材质，单刃刀片12与水平面呈30°夹角，单刃刀片12的前端应凸出于不锈钢桶体6外壁，单刃刀片12的刀刃侧与冰面相接触。圆锥支点11和单刃刀片12的存在使得冰钻装置重心不容易偏移，打出的孔径更为整齐规范。

在破冰过程中，钻刀9在切削冰面时会产生大量冰屑，冰屑会在导屑片8上部的底端区域堆积，由于人力操作冰钻时产生的回转速度较低，使得冰屑颗粒进行由下至上的有序输送。因此在不锈钢桶体6中收集到的冰屑会保持原有的自然层次，达到了获取分层冰样的目的。

单人操作时，使用本实用新型打出的冰面孔径在垂直方向上整齐规范，本实用新型的高度可调节，打孔深度可达1m左右，而普通麻花型手提钻的打孔深度在50cm左右；双人操作时，使用本实用新型打出深度为50cm的孔径时耗时约15min，而普通麻花型手提钻只允许单人操作，打出相同深度孔径时耗时接近30min；同时本实用新型在破冰打孔过程中将冰屑样品收集到自身不锈钢桶体内并保持其原有的自然层次不变，不锈钢桶体与连接杆连接处的不锈钢桶体外壁上标注有相对高度的指示，便于不同冰层样品的收集与选取。