一种土壤取样钻机的钻头论文和设计-陈利娟

全文摘要

本实用新型公开了一种土壤取样钻机的钻头，涉及土壤采样机械技术领域，本实用新型包括齿盘，以及能够安装土壤取样钻机的钻柄的连接盘，所述齿盘的端面上设置有贯穿所述齿盘的土壤采集孔，所述齿盘的上端面与连接盘固定连接，所述齿盘的下端面上固定设置有多个保护齿，齿盘的下端面上嵌套有多个能够在齿盘上伸缩的掘进齿，所述掘进齿的齿尖到齿盘的下端面的距离大于保护齿的齿尖到齿盘的下端面的距离，所述齿盘内镶嵌有迫使能够掘进齿向齿盘的下端面方向伸出的弹簧，所述保护齿设置为硬质合金材质；本实用新型具能够保护钻头不被土壤中硬质物体所损坏的优点。

主设计要求

1.一种土壤取样钻机的钻头，其特征在于：包括齿盘(3)，以及能够安装土壤取样钻机的钻柄(6)的连接盘(5)，所述齿盘(3)的端面上设置有贯穿所述齿盘(3)的土壤采集孔(3-2)，所述齿盘(3)的上端面与连接盘(5)固定连接，所述齿盘(3)的下端面上固定设置有多个保护齿(2)，齿盘(3)的下端面上嵌套有多个能够在齿盘(3)上伸缩的掘进齿(1)，所述掘进齿(1)的齿尖到齿盘(3)的下端面的距离大于保护齿(2)的齿尖到齿盘(3)的下端面的距离，所述齿盘(3)内镶嵌有迫使能够掘进齿(1)向齿盘(3)的下端面方向伸出的弹簧(7)，所述保护齿(2)设置为硬质合金材质。

设计方案

2.根据权利要求1所述的土壤取样钻机的钻头，其特征在于：所述齿盘(3)的下端面上设置有多个用于安装掘进齿(1)且贯穿齿盘(3)的安装槽(3-1)，所述掘进齿(1)为T型结构，所述安装槽(3-1)为与掘进齿(1)相匹配的T形槽，所述安装槽(3-1)的较宽的部分与齿盘(3)上端面接通，安装槽(3-1)的较窄的部分与齿盘(3)下端面接通，所述弹簧(7)设置在安装槽(3-1)内，弹簧(7)的一端与掘进齿(1)较宽的一端的端面接触，弹簧(7)的另一端与连接盘(5)的下端面接触，弹簧(7)为圆柱型的压缩弹簧。

3.根据权利要求2所述的土壤取样钻机的钻头，其特征在于：所述连接盘(5)的端面上设置有贯穿连接盘(5)的钻柄装配孔(5-1)，以及多个螺杆通过孔(5-2)，所述钻柄装配孔(5-1)的中心与连接盘(5)的中心重合，螺杆通过孔(5-2)与齿盘(3)上的安装槽(3-1)相接通。

4.根据权利要求3所述的土壤取样钻机的钻头，其特征在于：所述掘进齿(1)包括竖块(1-1)，以及固定设置在竖块(1-1)的上端面的横块(1-2)，横块(1-2)宽度大于竖块(1-1)的宽度，横块(1-2)的上端面上设置有定位螺孔(1-3)，所述螺杆通过孔(5-2)内设置双头螺杆(4)，双头螺杆(4)的一端与掘进齿(1)上的定位螺孔(1-3)螺纹配合，双头螺杆(4)的另一端伸出连接盘(5)后与螺帽进行螺纹配合，所述弹簧(7)套设在双头螺杆(4)上。

5.根据权利要求1所述的土壤取样钻机的钻头，其特征在于：多个掘进齿(1)围绕齿盘(3)的中心均匀分布，所述掘进齿(1)数量为8。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及土壤采样机械技术领域，更具体的是涉及一种土壤取样钻机的钻头。

背景技术

土壤环境监测是指通过对影响土壤环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势。我们通常所说的土壤监测是指土壤环境监测，其一般包括布点采样、样品制备、分析方法、结果表征、资料统计和质量评价等技术内容。

样品采集一般按三个阶段进行：

前期采样：根据背景资料与现场考察结果，采集一定数量的样品分析测定，用于初步验证污染物空间分异性和判断土壤污染程度，为制定监测方案(选择布点方式和确定监测项目及样品数量)提供依据，前期采样可与现场调查同时进行。

正式采样：按照监测方案，实施现场采样。

补充采样：正式采样测试后，发现布设的样点没有满足总体设计需要，则要进行增设采样点补充采样。

面积较小的土壤污染调查和突发性土壤污染事故调查可直接采样。

样品流转：在采样现场样品必须逐件与样品登记表、样品标签和采样记录进行核对，核对无误后分类装箱。运输过程中严防样品的损失、混淆和沾污。对光敏感的样品应有避光外包装。由专人将土壤样品送到实验室，送样者和接样者双方同时清点核实样品，并在样品交接单上签字确认,样品交接单由双方各存一份备查。

样品保存：按样品名称、编号和粒径分类保存。对于易分解或易挥发等不稳定组分的样品要采取低温保存的运输方法，并尽快送到实验室分析测试。测试项目需要新鲜样品的土样，采集后用可密封的聚乙烯或玻璃容器在4℃以下避光保存，样品要充满容器。避免用含有待测组分或对测试有干扰的材料制成的容器盛装保存样品，测定有机污染物用的土壤样品要选用玻璃容器保存。

土壤采样器有许多种类。采集农地或荒地表层土壤样品，可用小型铁铲。研究土壤一般物理性质，如土壤容重、孔隙率和持水特性等，可利用环刀。环刀为两端开口的圆筒，下口有刃，圆筒的高度和直径均为5厘米左右。最常用的采样工具是土钻。土钻分手工操作和机械操作两类。手工操作的土钻式样甚多，有采集浅层土样的矮柄土钻,观察1米左右土层内剖面特征的螺丝头土钻，后者进土省力，尤其适用于观察地下水位变化，但采集土样量小。采集供化学分析或不需原状土的物理分析用的土样时，用开口式土钻。采集不破坏土壤结构或形状的原状土样,用套筒式土钻。机械采土钻由马达带动，使钻体进入一定深度的土壤,然后将土柱提上,平放观察，按需要切割采样。土柱直径可以用不同直径的钻体控制,如5厘米、10厘米或更粗。机械钻效率高，可节省人力，但不及手工钻灵活、轻便。

现有机械式土壤采集钻机的钻头大多只是为了土壤取样而设计，因此在钻泥土的时候，往往会钻到浅层泥土里面混杂的石头，而导致钻头被烧毁造成设备损坏等风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决现有机械式土壤采集钻机的钻头在钻入土壤后遇到石块或者其他硬质的瓦砾等会损坏钻头的技术问题，本实用新型提供一种土壤取样钻机的钻头。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种土壤取样钻机的钻头，包括齿盘，以及能够安装土壤取样钻机的钻柄的连接盘，所述齿盘的端面上设置有贯穿所述齿盘的土壤采集孔，所述齿盘的上端面与连接盘固定连接，所述齿盘的下端面上固定设置有多个保护齿，齿盘的下端面上嵌套有多个能够在齿盘上伸缩的掘进齿，所述掘进齿的齿尖到齿盘的下端面的距离大于保护齿的齿尖到齿盘的下端面的距离，所述齿盘内镶嵌有迫使能够掘进齿向齿盘的下端面方向伸出的弹簧，所述保护齿设置为硬质合金材质。

工作原理：本钻头在钻入泥土的时候是主要是掘进齿对泥土进行挖掘工作，当钻头钻到石块瓦砾等较硬的物体的时候，掘进齿无法对石块瓦砾等进行切割，掘进齿与石块瓦砾会打滑，这样掘进齿在轴向上的分力就会大于掘进齿尾端的弹簧的弹力，这样掘进齿就会缩回到齿盘内，而保护齿材质是比较硬的硬质合金，而且相对于掘进齿来说比较短小，不管是刚性还是硬度都能将石块瓦砾等硬质物体进行切除，而将掘进齿设置的较长不仅是为了高于保护齿而先让掘进齿进行掘土工作，而是掘土的齿越高，其掘进效率越好，鉴于是用在软质土壤的采集掘进中，所以掘进齿可以尽量高，以提高掘土效率。通过在齿盘上高矮不同的两种掘土的齿，不仅能够提高掘进效率还能够保护钻头在钻到石块瓦砾等较硬的物体的时候仍然能正常工作，不会造成钻头损坏。

进一步地，所述齿盘的下端面上设置有多个用于安装掘进齿且贯穿齿盘的安装槽，所述掘进齿为T型结构，所述安装槽为与掘进齿相匹配的T形槽，所述安装槽的较宽的部分与齿盘上端面接通，安装槽的较窄的部分与齿盘下端面接通，所述弹簧设置在安装槽内，弹簧的一端与掘进齿较宽的一端的端面接触，弹簧的另一端与连接盘的下端面接触，弹簧为圆柱型的压缩弹簧。

进一步地，所述连接盘的端面上设置有贯穿连接盘的钻柄装配孔，以及多个螺杆通过孔，所述钻柄装配孔的中心与连接盘的中心重合，螺杆通过孔与齿盘上的安装槽相接通。

进一步地，所述掘进齿包括竖块，以及固定设置在竖块的上端面的横块，横块宽度大于竖块的宽度，横块的上端面上设置有定位螺孔，所述螺杆通过孔内设置双头螺杆，双头螺杆的一端与掘进齿上的定位螺孔螺纹配合，双头螺杆的另一端伸出连接盘后与螺帽进行螺纹配合，所述弹簧套设在双头螺杆上。

进一步地，多个掘进齿围绕齿盘的中心均匀分布，所述掘进齿数量为8。

本实用新型的有益效果如下：

1、本钻头在钻入泥土的时候是主要是掘进齿对泥土进行挖掘工作，当钻头钻到石块瓦砾等较硬的物体的时候，掘进齿无法对石块瓦砾等进行切割，掘进齿与石块瓦砾会打滑，这样掘进齿在轴向上的分力就会大于掘进齿尾端的弹簧的弹力，这样掘进齿就会缩回到齿盘内，而保护齿材质是比较硬的硬质合金，而且相对于掘进齿来说比较短小，不管是刚性还是硬度都能将石块瓦砾等硬质物体进行切除，而将掘进齿设置的较长不仅是为了高于保护齿而先让掘进齿进行掘土工作，而是掘土的齿越高，其掘进效率越好，鉴于是用在软质土壤的采集掘进中，所以掘进齿可以尽量高，以提高掘土效率。

2、通过在齿盘上高矮不同的两种掘土的齿，不仅能够提高掘进效率还能够保护钻头在钻到石块瓦砾等较硬的物体的时候仍然能正常工作，不会造成钻头损坏。

3、通过在掘进齿上设置贯穿连接盘的双头螺杆，通过调节伸出连接盘并且与双头螺杆进行螺纹配合的螺帽，通过螺帽可以调节掘进齿伸出齿盘的长度，改变掘进齿的掘土强度，当在土质比较酥松的地方钻的时候，其掘进齿上所受的剪切力较小，将掘进齿伸出量调大，以增加钻入效率，当在土质比较紧密的地方钻的时候，其掘进齿上所受的剪切力较大，将掘进齿伸出量调小，以保证掘进齿不会断裂。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中齿盘的立体结构示意图；

图3是图1中的连接盘的立体结构示意图；

图4是图1中的掘进齿的立体结构示意图。

附图标记：1.掘进齿，1-1.竖块，1-2.横块，1-3.定位螺孔，2.保护齿，3.齿盘，3-1.安装槽，3-2.土壤采集孔，4.双头螺杆，5.连接盘，5-1.钻柄装配孔，5-2.螺杆通过孔，5-3.连接螺纹孔，6.钻柄，7.弹簧。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1到4所示，本实施例提供一种土壤取样钻机的钻头，包括齿盘3，以及能够安装土壤取样钻机的钻柄6的连接盘5，所述齿盘3的端面上设置有贯穿所述齿盘3的土壤采集孔3-2，所述齿盘3的上端面与连接盘5固定连接，所述齿盘3的下端面上固定设置有多个保护齿2，齿盘3的下端面上嵌套有8个能够在齿盘3上伸缩的掘进齿1，所述掘进齿1的齿尖到齿盘3的下端面的距离大于保护齿2的齿尖到齿盘3的下端面的距离，所述齿盘3内镶嵌有迫使能够掘进齿1向齿盘3的下端面方向伸出的弹簧7，所述保护齿2设置为硬质合金材质，8个掘进齿1围绕齿盘3的中心均匀分布。

本钻头在钻入泥土的时候是主要是掘进齿1对泥土进行挖掘工作，当钻头钻到石块瓦砾等较硬的物体的时候，掘进齿1无法对石块瓦砾等进行切割，掘进齿1与石块瓦砾会打滑，这样掘进齿1在轴向上的分力就会大于掘进齿1尾端的弹簧7的弹力，这样掘进齿1就会缩回到齿盘3内，而保护齿2材质是比较硬的硬质合金，而且相对于掘进齿1来说比较短小，不管是刚性还是硬度都能将石块瓦砾等硬质物体进行切除，而将掘进齿1设置的较长不仅是为了高于保护齿2而先让掘进齿1进行掘土工作，而是掘土的齿越高，其掘进效率越好，鉴于是用在软质土壤的采集掘进中，所以掘进齿1可以尽量高，以提高掘土效率。通过在齿盘3上高矮不同的两种掘土的齿，不仅能够提高掘进效率还能够保护钻头在钻到石块瓦砾等较硬的物体的时候仍然能正常工作，不会造成钻头损坏。

实施例2

优选地，所述齿盘3的下端面上设置有多个用于安装掘进齿1且贯穿齿盘3的安装槽3-1，所述掘进齿1为T型结构，所述安装槽3-1为与掘进齿1相匹配的T形槽，所述安装槽3-1的较宽的部分与齿盘3上端面接通，安装槽3-1的较窄的部分与齿盘3下端面接通，所述弹簧7设置在安装槽3-1内，弹簧7的一端与掘进齿1较宽的一端的端面接触，弹簧7的另一端与连接盘5的下端面接触，弹簧7为圆柱型的压缩弹簧。

优选地，所述连接盘5的端面上设置有贯穿连接盘5的钻柄装配孔5-1，以及多个螺杆通过孔5-2，所述钻柄装配孔5-1的中心与连接盘5的中心重合，螺杆通过孔5-2与齿盘3上的安装槽3-1相接通。通过在掘进齿1上设置贯穿连接盘5的双头螺杆4，通过调节伸出连接盘5并且与双头螺杆4进行螺纹配合的螺帽，通过螺帽可以调节掘进齿1伸出齿盘3的长度，改变掘进齿1的掘土强度，当在土质比较酥松的地方钻的时候，其掘进齿1上所受的剪切力较小，将掘进齿1伸出量调大，以增加钻入效率，当在土质比较紧密的地方钻的时候，其掘进齿1上所受的剪切力较大，将掘进齿1伸出量调小，以保证掘进齿1不会断裂。

实施例3

优选地，所述掘进齿1包括竖块1-1，以及固定设置在竖块1-1的上端面的横块1-2，横块1-2宽度大于竖块1-1的宽度，横块1-2的上端面上设置有定位螺孔1-3，所述螺杆通过孔5-2内设置双头螺杆4，双头螺杆4的一端与掘进齿1上的定位螺孔1-3螺纹配合，双头螺杆4的另一端伸出连接盘5后与螺帽进行螺纹配合，所述弹簧7套设在双头螺杆4上。

设计图

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