轻型农用钻土机的制作方法

本发明涉及一种农用机具，尤其涉及一种适于在农业生产中对土壤进行钻孔的轻型钻土机。

背景技术：

农用钻土机是一种农业生产过程中比较常用的机械设备，其能够高效快捷的在土壤中进行钻孔，进而在作物植苗、林木深层施肥、大棚或围栏建设中的埋桩等作业过程中被广泛应用，目前常用的小型农用钻土机通常采用手扶式设计，由具有螺旋翅的钻杆和具备动力的主机构成，主机中通常采用电动机或燃料发动机作为动力源。现有上述结构的小型农用钻土机在实际应用过程中存在若干不足，其一，在钻孔作业起始前需手动将设备竖立于地面上，并将较为笨重的主机抬升至高位，钻孔作业过程中需对主机进行手动扶持，钻孔完成后需要将整个设备抬起以使钻杆从孔中移出，整个操作过程较为费力，往往无法单人操作；其二，钻杆的方向通常由操作人员手扶主机进行把控，钻进方向难以精准控制且无法保持恒定，最终形成的钻孔孔径、孔向不规范，往往会对后续作业产生不利影响；其三，现有的小型农用钻土机基于其手扶式的结构设计特点，钻杆不宜过长，否则无法手扶使用，从而导致最大钻孔深度较小，使其实用性大打折扣，大大降低了在农业生产作业中的利用率。

技术实现要素：

本发明的技术目的在于提供一种使用灵活方便，操作省时省力，能够对孔向进行精准控制，且最大钻孔深度较大的轻型农用钻土机。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种轻型农用钻土机，其由主机和钻具两部分构成，其特征在于：

所述的钻具包括能够组合连接的钻头与钻杆，钻杆设有多个且能够首尾相互连接，钻杆由芯杆和固定于芯杆外的螺旋片构成；螺旋片的四周开设有若干等角度分布且轴向延伸的轴向槽，螺旋片的外沿在相邻轴向槽之间的部分为齿牙；

所述的主机包括一机架，机架上设有上下分布的顶板与底板，机架平放于地面后底板具有离地间隙，顶板与底板分别开设有供钻具垂直穿过的安置孔，顶板与底板之间转动固定有一主轴和至少三个呈旋转对称分布的回转架，每个回转架上固定有至少三个以其旋转轴为对称中心而呈旋转对称分布的辊轴，辊轴与主轴的中心轴以及回转架的旋转轴均沿竖直方向延伸，所有的回转架共同经一挠性件与主轴传动连接而可同步旋转；辊轴外套设有能够旋转的拨辊，拨辊处于初始位置时能够沿辊轴向下滑动且由一弹性件驱使而可自动向上复位至初始位置；机架中安设有用于驱动主轴旋转的电机以及用于调控电机工作状态的控制器；

将钻具沿竖直方向穿过两安置孔后，回转架均布于钻杆的四周且每个回转架中至少有一个拨辊位于轴向槽中，钻杆由位于轴向槽中的拨辊限定而无法径向移动，当回转架同步旋转时，每个回转架上的拨辊将循环地拨动齿牙而共同驱使钻杆旋转。

相比现有技术，本轻型农用钻土机具有如下技术效果：

在钻孔过程中，主机安放于地面即可，无需人为将其抬高，无需对其手动扶持，操作更加省力，整个钻孔过程单人即可操作完成；将主机安放固定后，钻孔过程中钻具将按预期方向进行旋转移动，钻进方向可保持恒定且无需人为把控，孔向更加精准，孔形更加规范；由于在钻孔时无需将主机抬升至钻具的上端，因此在制作时钻具的长度设置更加灵活，可根据实际需要提高钻杆的长度，在保证设备易于携带和移动的情况下来提高钻孔深度范围，以提高本轻型农用钻土机的实用性；本轻型农用钻土机基于其结构特点，主机可驱使多个首尾连接的钻杆陆续钻入土壤中，从而可钻取深孔，进一步提升本轻型农用钻土机在农业生产中的适用范围。综上所述，本轻型农用钻土机的结构设计科学合理，机械部件利用率高，能量损耗小，使用方便快捷，操作高效省力，钻孔深度范围大，实用性强，在农业生产中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为实施例一中钻具的结构示意图之一。

图2为实施例一中钻具的结构示意图之二。

图3为实施例一中主机的结构示意图之一。

图4为实施例一中主机的结构示意图之二。

图5为实施例一中主机的部分剖开结构示意图。

图6为实施例一中钻具与主机配合工作时的结构示意图。

图7为实施例一中主机驱动钻具旋转的结构示意图。

图8为实施例一中钻孔作业过程中拨辊与钻杆的配合示意图。

图9为实施例二中主机下端的结构示意图。

图10为实施例二中拨料铧的安置示意图。

图11为实施例三中钻杆与承托杆的配合示意图。

图12为实施例四中主机的结构示意图。

图13为实施例四中钻杆借助弓形臂而向上旋转移动的示意图。

图14为实施例四中拨辊与钻杆的配合结构示意图。

图15为实施例五中弹性绳为钻具提供下压力的结构示意图。

图中，1、钻头，2、钻杆，201、螺旋片，202、芯杆，3、齿牙，4、插销，5、轴向槽，6、锁紧螺栓，7、插孔，8、机架，9、底板，10、推顶弹簧，11、连接杆，12、拨辊，13、回转架，14、顶板，15、安置孔，16、水平仪，17、提手，18、主轴，19、护栏，20、控制器，21、承重板，22、动力室，23、辊轴，24、被动轮，25、驱动轮，26、从动轮，27、电机，28、输出轮，29、回转轴，30、拨料铧，31、挡土板，32、滚轮，33、承托杆，34、径向孔，35、导轮，36、弓形臂，37、下推弹簧，38、挂耳，39、挂钩，40、压帽，41、滑轮，42、导架，43、弹性绳。

具体实施方式

实施例一

本实施例公开的轻型农用钻土机由配合工作的主机和钻具两部分构成；

其中，参看图1、2所示，所述的钻具包括能够组合连接的钻头1与钻杆2，钻杆2设有多个且能够首尾相互连接；所述的钻杆2由芯杆202和螺旋片201构成，螺旋片201缠绕固定于芯杆202的外部；所述螺旋片201的四周开设有若干等角度分布且沿钻杆2轴向延伸的轴向槽5，螺旋片201的外沿在相邻轴向槽5之间的部分为齿牙3；

其中，参看图3、4、5、6所示，所述的主机包括一机架8，所述的机架8上设有上下分布的顶板14与底板9，机架8平放于地面后底板9具有离地间隙，顶板14与底板9分别开设有安置孔15，钻具可经两安置孔15从顶板14与底板9中垂直穿过；顶板14与底板9之间转动固定有一主轴18和至少三个回转架13，所述的回转架13呈旋转对称分布，每个回转架13上固定有至少三个辊轴23，所述的辊轴23以回转架13的旋转轴为对称中心而呈旋转对称分布；所述的辊轴23与主轴18两者的中心轴以及所有回转架13的旋转轴均沿竖直方向延伸，所有的回转架13共同经一挠性件与主轴18传动连接而可同步旋转；所述的辊轴23外套设有一轴套状的拨辊12，所述的拨辊12能够绕辊轴23旋转；每个拨辊12处于初始位置时，由外力驱使而均能够沿辊轴23向下滑动，且当外力撤销后，拨辊12由一弹性件驱使而可自动向上复位至初始位置；所述的机架8中安设有一电机27和一控制器20，所述的电机27与主轴18传动连接而用于驱动主轴18旋转，所述的控制器20用于调控电机27的工作状态；

参看图6、7、8所示，将所述的钻具沿竖直方向由上向下穿过两安置孔15后，回转架13均布于钻杆2的四周，每个回转架13中至少有一个拨辊12位于轴向槽5中，钻杆2由位于轴向槽5中的拨辊12限定而无法径向移动，当电机27运行而驱使回转架13同步旋转时，每个回转架13上的拨辊12将循环地拨动齿牙3而共同驱使钻杆2旋转，由此钻具可向下钻进，即实现钻孔。

本轻型农用钻土机的使用方法和工作原理为：

参看图6、7、8所示，根据实际需求将主机平稳安放在地面上，如钻取斜孔，将主机倾斜放置即可，将钻头1与钻杆2组装连接后穿过安置孔15，使钻头1插入土壤中，开启电机27运行，所有的回转架13将同步旋转，每个回转架13上的拨辊12将循环的进入轴向槽5中并拨动齿牙3，由此驱动钻杆2连带整个钻具旋转，钻具旋转过程中将通过螺旋片201向土壤中持续钻进，待钻孔达到预期深度后，使电机27停止运行，将钻具从孔中取出，即完成了整个钻孔操作；

参看图6所示，当一根钻杆2的长度无法满足钻孔所需深度时，可将多根钻杆2连接来提高钻孔深度，具体操作为，在钻杆2上端接近顶板14时，在其上端连接另外一根钻杆2，而后继续进行钻孔，连接后的钻杆2可持续向地下钻进，由此根据需要将多根钻杆2依次钻入地下，直至达到所需的钻孔深度，在整个钻孔过程中无需对主机位置进行调整，操作高效快捷，省时省力；基于轻型农用钻土机钻孔深度范围较大的特点，其适用于采取地下水、深层土壤取样、农业设施桩基施工等操作中。

参看图6、8所示，本轻型农用钻土机在钻孔时，钻杆2由拨辊12驱使而旋转，钻杆2旋转过程中会向下移动，每个与齿牙3接触的拨辊12将沿着对应的辊轴23随钻杆2向下移动，拨辊12向下移动的过程中对应的弹性件将被迫压缩，待该拨辊12与齿牙3脱离后，拨辊12将在弹性件的驱动下向上复位至初始位置；基于拨辊12与钻杆2的上述配合方式，减少了拨辊12与钻杆2传动过程中的能量损耗，降低了拨辊12与钻杆2等关联部件的磨损速率。

本轻型农用钻土机在钻孔过程中，主机安放于地面即可，无需人为将其抬高，无需对其手动扶持，操作省事省力，整个钻孔过程单人即可操作完成。

利用本轻型农用钻土机进行钻孔时，将主机安放固定后，钻孔过程中钻具将按预期方向进行旋转移动，钻进方向可保持恒定且无需人为把控，孔向更加精准，孔形更加规范。

利用本轻型农用钻土机进行钻孔时，由于无需将主机抬升至钻具的上端，因此在制作时钻具的长度设置更加灵活，可根据实际需要提高钻杆的长度，在保证设备易于携带和移动的情况下来提高钻孔深度范围，以提高本轻型农用钻土机的实用性。

综上所述，本轻型农用钻土机的结构设计科学合理，机械部件利用率高，能量损耗小，使用方便快捷，操作高效省力，钻孔深度范围大，实用性强，在农业生产中具有广阔的应用前景。

进一步而言，参看图1、2所示，在上述的轻型农用钻土机中，所述的钻杆2下端设有插孔7，所述的钻杆2与钻头1两者的上端则设有插销4，钻杆2上安设有用于将插孔7与插销4进行锁紧的锁紧螺栓6；基于上述设计，使得钻杆2与钻杆2之间、钻杆2与钻头1之间的拆组更加方便快捷，同时保证了上述部件组合连接后的稳固性，避免钻孔作业过程中相连接的部件分离。

进一步而言，参看图5、8所示，在上述的轻型农用钻土机中，所述的弹性件为推顶弹簧10，所述的推顶弹簧10套置在辊轴23上且位于拨辊12的下方，回转架13旋转过程中推顶弹簧10不会与钻杆2发生接触；弹性件采用该方式进行实施，工作较为稳定，成本低廉。

进一步而言，参看图5所示，在上述的轻型农用钻土机中，所述的主轴18上设有一从动轮26，电机27的输出轴上设有一输出轮28，所述的从动轮26与输出轮28采用挠性件传动连接，挠性件为齿带或链条，以此使得主轴18与电机27的位置布局更加灵活，传动部件的结构更加简易和易于维修维护。

进一步而言，参看图5、7所示，在上述的轻型农用钻土机中，每个回转架13的上部与下部各固定有一被动轮24，主轴18上固定有两个上下分布的驱动轮25，所有回转架13上部的被动轮24共同经一挠性件与一驱动轮25传动连接，所有回转架13下部的被动轮24共同经另一挠性件与另一驱动轮25传动连接，所述的挠性件为齿带、三角带或链条；由此提高回转架13与主轴18的传动稳定性，同时使回转架13的受力更加趋于均衡。

进一步而言，参看图3、4、5所示，在上述的轻型农用钻土机中，所述的机架8中下部设有一动力室22，所述的电机27安设在动力室22中，动力室22上端设有平置的承重板21，承重板21上方安设有护栏19；在钻孔作业过程中，可通过人员站在承重板21上或在承重板21上放置配重物品等方式，来提高钻孔作业时的主机平稳性，避免主机在钻孔作业过程中移动位置，而护栏19则可防止承重板21上方的人员或物品滑动或跌落；此外，还可通过在机架8下端增设防滑件的方式来进一步提高主机的工作稳定性。

进一步而言，参看图7、8所示，在上述的轻型农用钻土机中，所述的拨辊12拨动齿牙3驱使钻杆2旋转时，每一拨辊12均对上下分布的至少三个齿牙3进行拨动；由此可保证拨辊12与钻杆2接触充分，以提高两者之间的传动稳定性，尤其避免螺旋片201局部受力过大而发生变形或是破损。

进一步而言，参看图3、6所示，在上述的轻型农用钻土机中，所述的机架8上安设有水平仪16，参照水平仪16可更加精准快捷的将主机水平放置，由此可保证钻孔的竖直度更加精准；同时，水平仪16可采用现有技术中具有倾斜角度测量功能的型号，由此一来，在钻取斜孔时，可更加精准快捷的将水平仪16调节至特定的角度。

进一步而言，参看图3、6所示，在上述的轻型农用钻土机中，所述的底板9与顶板14之间设有多个将两者固定连接的连接杆11，以此保证底板9与顶板14的相对位置恒定，且提高整个装置的结构稳定性。

进一步而言，在上述的轻型农用钻土机中，所述的机架8内安设有用于为电机27提供电能的蓄电池(未示出)，由此使得本轻型农用钻土机的使用更加灵活。

进一步而言，参看图3、6所示，在上述的轻型农用钻土机中，所述的顶板14上端固定有提手17，以使本轻型农用钻土机更加便于移动或携带。

实施例二

参看图6所示，前述实施例公开的轻型农用钻土机在钻孔作业过程中，螺旋片201会将钻孔产生的土料输送至地面，如钻孔深度较浅时，因产生的土料较少，一般不会影响钻孔作业的正常进行，如钻孔深度较深而产生的土料较多时，需将土料转移以避免土料聚集在孔上方而影响钻孔的作业效率，操作者可通过铁锨等工具将钻孔产生的土料转移以避免土料在孔上方聚集，但该操作方式较为麻烦，费时费力。为此，本实施例在实施例1公开的轻型农用钻土机的结构基础之上，具有进一步的改进，具体结构为：

参看图9、10所示，所述的回转架13下端由一与其固定连接的回转轴29提供支撑，所述的回转轴29转动固定于底板9上且回转轴29的下端延伸至底板9的下侧，回转轴29的下端安设有拨料铧30，拨料铧30随回转轴29旋转过程中能够将回转轴29四周的土料向外甩出。

由此一来，钻孔作业过程中，回转轴29与回转架13同步旋转，每个回转轴29下端的拨料铧30可将对应回转轴29四周的土料借助离心力而向外甩出，所有的拨料铧30共同配合工作可使钻孔作业过程中产生的土料分散于孔的四周，保证钻孔作业稳定与高效的进行，无需人为对土料进行处理，方便快捷，省时省力。

再进一步而言，参看图9所示，所述的机架8下侧安设有一用于防止土料在特定位置聚集的挡土板31，比如挡土板31可设置在底板9的一端，以阻止拨料铧30将土料甩至操作者通常站立的位置，以便于操作者对设备进行操作。

实施例三

参看图6所示，在前述实施例公开的轻型农用钻土机所采用的结构中，螺旋片201因开设有轴向槽5而使得其外端部形成有间隔分布的齿牙3，螺旋片201的这种特殊结构会减弱其对土料的向上输送能力，但由于农田中的土壤大都流动性较差，加之实施时可对回转架13、拨辊12、轴向槽5、齿牙3等部件的相对位置关系、数量、具体形状与尺寸等参数进行合理调试，以弥补前述输送能力较差的不足，由此可保证螺旋片201能够将钻孔过程中产生的土料输送至地面上方。而与此同时，本实施例在实施例1公开的轻型农用钻土机的结构基础之上，具有进一步的改进，从另外一个层面来提高钻孔时螺旋片201对土料的输送能力，所采用的结构为：

参看图11所示，所述的轻型农用钻土机还设有一个承托杆33，所述的承托杆33两端分别设有能够拆组的滚轮32，所述的钻杆2上开设有多个上下间隔分布而供承托杆33从中穿过的径向孔34；当承托杆33从径向孔34中穿过且承托杆33两端的滚轮32与顶板14接触时，钻杆2由承托杆33提供竖直方向的支撑而无法向下移动，钻杆2旋转过程中滚轮32将在顶板14上侧滚动。

参看图11所示，基于上述结构，在钻孔作业时，当钻孔达到预期深度后，关闭电机27使钻杆2停止旋转，将承托杆33穿过钻杆2临近顶板14上侧的径向孔34中并安装上滚轮32，开启电机27并使钻杆2高速旋转，待滚轮32与顶板14接触后钻杆2将无法继续向下移动，螺旋片201将保持在恒定的高度而高速旋转，由此可将孔中的土料输送至地面上方。

实施例四

利用前述实施例公开的轻型农用钻土机完成钻孔后，应将钻具从钻孔中取出，当钻孔深度较浅时，钻具取出相对容易，手动操作即可，但当钻孔深度较大时，钻具上移的阻力较大，加之多根钻杆2组接在一起使得钻具较为笨重，手动将钻具从钻孔中取出是较为费力的，操作不够便捷，为解决这一技术问题，本实施例在实施例1公开的轻型农用钻土机的结构基础之上，具有进一步的改进，具体结构为：

参看图12、13所示，所述的顶板14上安设有一弓形臂36，弓形臂36根据位置的不同而具有两个工位且能够在两个工位之间进行切换，弓形臂36的上端面安设有导轮35；当弓形臂36位于一工位时其不与钻杆2接触，而能够作为把手使用；当弓形臂36位于另一工位时，弓形臂36上端的导轮35将靠近钻杆2而伸入螺旋片201的螺旋面下侧，当钻杆2向钻进相反的方向旋转时，螺旋片201与导轮35配合可促使钻杆2向上移动。

由此一来，在平常使用过程中，弓形臂36可作为把手使用，方便顺手且不对钻杆2的移动构成任何障碍；当钻孔完成后，调节弓形臂36的位置，使其向钻杆2方向移动，弓形臂36上端的导轮35将伸入螺旋片201的螺旋面下侧，此时调节电机27的转向，使钻杆2向钻进相反的方向旋转，螺旋片201与导轮35配合将促使钻杆2向上移动，由此可省力快捷的将钻具从孔中取出。

再进一步而言，参看图14所示，所述的拨辊12处于初始位置时能够沿辊轴23向上滑动且由一弹性件驱使而可自动向下复位至初始位置；所述的弹性件为下推弹簧37，所述的下推弹簧37套置在辊轴23上且位于拨辊12的上侧，回转架13旋转过程中下推弹簧37不会与钻杆2发生接触。

基于拨辊12在辊轴23上的上述安装方式，借助弓形臂36从孔中取出钻具时，钻杆2由拨辊12驱使而旋转，钻杆2旋转过程中会向上移动，每个与齿牙3接触的拨辊12将沿着对应的辊轴23随钻杆2向上移动，拨辊12向上移动的过程中对应的弹性件将被迫压缩，待该拨辊12与齿牙3脱离后，拨辊12将在弹性件的驱动下向下复位至初始位置；基于拨辊12与钻杆2的上述配合方式，减少了拨辊12与钻杆2传动过程中的能量损耗，降低了拨辊12与钻杆2等关联部件的磨损速率。

实施例五

参看图6所示，在前述实施例公开的轻型农用钻土机中，因钻头1通常具有尖端和钻进结构，加之受螺旋片201形状特点和钻具自身重力等因素影响，钻具旋转时通常能够向下钻进而无需向钻具提供额外的下压力，但当钻孔土质较硬时，钻具的钻进速率较慢，在一定程度上降低了钻孔的效率，为此，本实施例在实施例1公开的轻型农用钻土机的结构基础之上，具有进一步的改进，具体结构为：

参看图15所示，所述的轻型农用钻土机还包括一个下压组件，所述的下压组件由压帽40、导架42以及弹性绳43构成，所述的压帽40能够扣置固定在钻杆2的上端，所述的导架42安设在压帽40的上端且能够与压帽40相对旋转，导架42上安设有若干滑轮41，所述的弹性绳43能够沿滑轮41进行移动且其两端设有挂钩39；所述的主机的上端设有两个分别位于安置孔15两侧的挂耳38；将压帽40扣置在钻杆2上端且将弹性绳43的两挂钩39分别与两挂耳38连接后，弹性绳43呈拉伸状态而能够间接为钻杆2提供下压力。

由此一来，可根据实际需要来安置下压组件，借助弹性绳43的弹力来为钻杆2提供一定的下压力，以改善钻进速率，提高钻孔效率。