專利名稱：草坪通氣機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及動力草坪通氣機。
背景技術：
長久以來，人們已知草坪和鋪著草皮的區(qū)域從其直接接觸肥料、空氣和氧氣的根部獲益，以改善生長條件，而且，這已經由在草地表面鉆一系列孔的機器--一種通氣系統(tǒng)來實現(xiàn)。通氣不僅為根部區(qū)域提供直接通道，而且有助于減輕由于行人通行而造成對土壤的壓實，從而產生更好的生長環(huán)境并促進更深的根部生長，這也有助于更細的草長出地面。通氣還用來通過去除堵塞物、比方說粘土，并以肥土混合物--一種更有益生長的介質(medium)填充這些孔，以經過一段時間改變土壤成分。
根據(jù)打孔使用的叉類型，叉通常直徑為10-15mm，主要有兩種通氣方法。第一種方法使用實心的、或靜止的叉，趨向于用在大面積的草地，例如，高爾夫球場草地上，以方便空氣和水分的運動；然而，這些實心的釘子增加了壓實問題。第二種并且優(yōu)選的方法是利用中空的叉進入材料借以除去土壤芯部(cores of soil)。該方法在孔壁周圍產生最小化的土壤壓實。
中空叉流行兩種外觀安裝在拖拉機上，或者是行人跟在后面的機器(pedestrian walk-behind machines)。許多人使用帶叉的重型旋轉鼓系統(tǒng)。當鼓經過草坪時，鼓的重量迫使中空叉進入地面。但是，由于叉以一定角度進入地面，所以這并不會產生問題。當中空叉進入地面時，其趨于撕斷草并在進入點處壓實土壤。相似地，當叉在孔的相對側處以一定角度離開地面時，其趨于將周圍的土壤拔起，從而留下一道壟。一個對此進行補救的方法就是使用壓輥以使草坪表面恢復其平坦表面。
對旋轉鼓機器的改進之一是機器通常通過使用凸輪軸，使得靜態(tài)叉豎直穿透土壤。然而，為了有足夠的力量施于靜態(tài)叉以推動靜態(tài)叉向下進入表面，這些機器必然需要很重。使用靜態(tài)中空叉非常常見，但是其使用又依賴于隨后的穿入地面，以迫使從前面的孔中除去的土壤芯部向叉的筒體(barrel of the tine)上方運動并穿出斜槽。在土壤泥濘并有粘性的地方，例如粘土，常會阻塞筒體，這意味著隨后的穿透不會產生足夠壓力來便于除去由于先前穿透而容納在叉中的土壤。不除去先前土芯的結果是整個叉更象實心叉一樣作業(yè)，由此促使土壓得更實。
使用實心叉的方法的一個改進就是使用鉆頭，類似于圬工鉆(masonry drills)，這些鉆頭由液壓驅動進入地面。旋轉鉆頭方法穿透土壤與傳統(tǒng)的實心叉相比所需要的向下的力較小。然而，這些鉆頭具有向下的鉆切力，而非挖掘運動。向上傳輸?shù)姐@頭柄的土壤在每個孔周圍形成火山般的壟(volcanic ridge)?？刹扇≡S多方法除去挖掘的土壤，例如清掃或噴吹到草坪邊緣，用于日后的收集和去除。相反，由于中空叉產生的土芯更致密，所以用于除去芯部的方法可以不同，例如，可以使用“清掃”機器。
所有前述的機械通氣機都瞄準了專門市場。然而，存在一些可由家庭園丁使用的行人模型。不過，由于入門受限并且機器的操作靈活性差，所以經常發(fā)生故障。因此，給家庭園丁留有很少的選擇，每個選擇都需要相當?shù)氖止れ`活性。仍有很多熱衷的園丁采用園圃草叉作為實心的釘子用來通氣。另外，存在多種具有實心和中空叉的園圃工具，通過用腳施加壓力迫使這些工具進入地面。最后，存在一個旋轉的鼓形工具，該工具具有附于鼓上的實心叉。因而，使用者可以向下和向前施力，從而迫使叉在鼓旋轉時進入和離開土壤。
當在土壤中遇到硬石，例如燧石時，現(xiàn)有的通氣機要么會繼續(xù)以等量的壓力作用在每個叉上，導致叉損壞，要么當撞擊堅硬表面時，機器就停止。
發(fā)明陳述根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于對介質、例如土壤進行通氣的通氣機，所述通氣機包括多個鉆頭，所述鉆頭適于在所述介質中打孔；多個中空的叉管，所述叉管被布置為在使用中與一個收集箱為協(xié)同操作關系；所述叉管和所述鉆頭布置為被鉆切下的介質由鉆頭向上帶起，通過中空的叉管并進入收集箱。
有利地，通氣機具有帶雙爪尖端的專用鉆頭，其豎直鉆切土壤并向上“挖掘”土壤顆粒。雙爪鉆頭設計為將最大有效量的土壤從鉆頭形成的孔中輸出。優(yōu)選地，雙爪鉆頭經由螺旋階梯并向上通過中空的叉管來向上傳輸土壤。
優(yōu)選地，投擲盤固定在中空叉的上方，并使得向上運動的土壤偏轉進入一個收集箱。
優(yōu)選地，鉆柄被裝持就位于圓盤傳送帶(carousel)中。更優(yōu)選地，雙重拉伸推壓管(double-tension push-tube)通過每個圓盤傳送帶的中心。在這種設置中，推壓管起初受壓，整個鉆頭和叉管組件接觸草坪表面并進入一小段距離，導致叉管與草坪和土壤收集箱進入?yún)f(xié)同操作關系。其次，推壓管接著繼續(xù)向下運動。在第二個階段，叉管停留在原處，即，與草坪表面接觸，鉆頭進入土壤。
在一種設置中，每個鉆頭都在其上端由一根恒拉力彈簧控制在位，該彈簧以一個預定負荷設置，該負荷與用于鉆入土壤所需的向下的力相等。當一個或多個鉆頭遇到堅固的表面，并因而遇到增加的阻力時，繼續(xù)向下的推力在特定鉆頭上產生足夠超過拉力彈簧預定負荷的力。彈簧機構由此順應于特定鉆頭。這表示特定鉆頭不會繼續(xù)向下移動，但是沒遇到堅固表面的其它鉆頭能繼續(xù)向下而不間斷。
每個鉆頭都由其自己的皮帶輪驅動，可根據(jù)動力單元屬性由主減速設置(master reduction set)驅動。通氣機可以很容易地提供不同的動力選擇，這是由于它可以具有其自己的專用發(fā)動機，電動機或汽油機。對于使用點火器并尋求更便宜的無動力(motor-less)方案的家庭園丁來說，他能夠使用他自己的動力鉆(在鉆的許可性能范圍內)，通過卡盤連接到主傳動皮帶輪，動力鉆由機架握持就位。
帶有把柄按鈕的細長把柄的使用距離推桿一些間距意味著施加向下和向上運動所需要的力遠遠小于在推桿頭部施加的力。該力的減少量是除了使用鉆頭取代靜態(tài)叉穿透土壤所需的力的減少量之外的減少量。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種旨在用于在土壤或類似物的介質中鉆切孔的裝置，該裝置通過鉆切運動而非沖孔或擠壓介質來產生所述孔，旨在為介質通氣。該裝置包括多套帶有中空叉管的鉆頭，以方便鉆切的介質向上運動進入收集箱，整個組件由伸出的把柄推下進入土壤，在后部伸出的輪起配重作用。
有利地，鉆頭由鉆切頭和其后面的一本體構成，該鉆切頭用于帶爪的裝置，以能夠實現(xiàn)挖掘運動，該本體或者由平坦形狀扭轉而成，或者開槽而成，以提供一種螺旋階梯。旋轉鉆頭以產生用于去除介質的豎直剪切運動。通過動力或手動裝置，將鉆頭線性地或曲線地引入介質。
優(yōu)選地，每個鉆頭都具有一個附帶的投擲盤，以偏轉向上運動的土壤顆粒。
優(yōu)選地，中空的叉管使草坪的表面與通氣機的土壤收集箱連接，并在線性運行過程中控制鉆頭相對于其旋轉軸線的鉆頭位置和碎屑向任意收集區(qū)域的運動。
任意一個單獨的鉆頭及其驅動裝置通常但非必須具備能夠通過克服將鉆頭朝著鉆切位置偏置的力而在驅動機構中運動或滑動來滿足阻止線性運動的要求的能力。這種力可以由任何合適的裝置產生。
優(yōu)選地，推壓管具有雙重拉伸機構，以使得兩個力能夠驅動鉆頭和叉管向下和向上運動。
有利地，該裝置還包括一個可拆卸的土壤收集箱，一系列容納叉管的孔貫穿該土壤收集箱的底部，其中，該箱安裝在鉆探組件的下部。
有利地，在鉆切操作中，定位裝置可以是手動的或自動的系統(tǒng)，該系統(tǒng)測量新的一組孔的軌跡的相對位置。
本發(fā)明的通氣機設計的另一個優(yōu)點在于它與其它動力通氣機相比更輕，并因此操縱更加靈活。
附圖簡述現(xiàn)在通過實施例的方式，結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案進行描述，其中


圖1顯示了鉆頭以及容納鉆頭的皮帶輪的視圖；圖2顯示了在圓盤傳送帶上安裝的四個完整鉆頭的側視圖；圖3顯示了鉆頭蓋和盤簧；圖4顯示了主要組件；圖5顯示了基座結構；圖6顯示了鉆頭組件；圖7顯示了兩幅視圖，A中鉆頭和叉管降下，B中其位于靜止位置；
圖8顯示了土壤收集箱；并且圖9顯示了草坪通氣機的側視圖。
附圖詳述
圖1-顯示了帶有雙爪和螺旋階梯設計的鉆頭1的視圖。標號2是皮帶輪。3是投擲盤，該盤將土壤顆粒在離心力作用下偏轉向下進入收集箱。
圖2-顯示了在圓盤傳送帶7上安裝的四個鉆頭。4是推壓管，該管與把柄連接。6是內部有銷的鉆頭蓋，以容納并驅動鉆頭，5是將鉆頭偏置進入驅動皮帶輪的恒拉力彈簧。
圖3-顯示了帶有軸承的蓋6，該蓋安在鉆頭上，5是以預定負荷設置的恒拉力彈簧，該負荷確保足夠的力滿足鉆動要求，但是在撞到石頭時就會呈現(xiàn)順從。
圖4-顯示了主要組件，4是將圓盤傳送帶連接到把柄的推壓管。2顯示了皮帶輪，在這種情況下，該皮帶輪由同步皮帶驅動。8是靜態(tài)存儲箱。驅動皮帶輪在9處與動力源(未顯示)連接。
圖5-顯示了帶有八個孔以安裝八個鉆頭的基座結構，其具體尺寸適于這個實施方案。10是管狀構件，其引導推壓管。11是三角架，作為定位裝置，其每個支臂都容納一個中空的叉管，用于碎屑導向和軸向控制。
圖6-顯示了完整的鉆頭組件，12表示叉管通過三角架支臂固定就位。
圖7-顯示了主要組件剖開的截面圖。B側，視圖右半部，顯示了“雪雁墊圈”(wavey-washer)型彈簧13，該彈簧偏壓雙向下運動的第一階段。14是氣體支桿，第二階段，其將整個鉆頭系統(tǒng)偏壓到原位置。A側，左半部，顯示了置于地面之下的鉆頭1和叉管12。其通過以下步驟實現(xiàn)當向下推動推壓管時，鉆頭組件就背離“雪雁墊圈”13向下運動一個固定距離，這是為了叉管與草坪牢固接觸。隨著推壓管繼續(xù)向下，氣體推桿14使得鉆頭進入土壤，但叉管12停留在表面上方。
圖8-顯示了帶有八個孔15的土壤收集箱，鉆頭和管叉穿過這些孔。
圖9-顯示了草坪通氣機的側視圖。16是一個把柄，該把柄提升整個鉆頭組件，以拆下收集箱17并倒空土壤。18是延伸機架附帶的后輪，當向下推動把柄開始鉆孔時，該輪起到平衡阻力的作用，以保證組件不會提升起。
權利要求
1.一種用于對介質、例如土壤進行通氣的通氣機，所述通氣機包括多個鉆頭，所述鉆頭適于在所述介質中鉆切孔；多個中空的叉管，所述叉管被布置為在使用中與一個收集箱為協(xié)同操作關系；所述叉管和所述鉆頭被布置為使得鉆切下的介質由鉆頭向上帶起，通過中空的叉管并進入收集箱。
2.權利要求1所述的通氣機，其特征在于，所述鉆頭包括雙爪鉆切裝置和一本體，該本體由平坦形狀扭轉而成，或者開槽而成，以構成螺旋階梯，鉆頭被設計為當旋轉鉆頭時，產生用于去除介質的豎直剪切運動。
3.前述權利要求中任一項的通氣機，其特征在于，所述通氣機還包括鉆頭上附帶的投擲盤，所述盤被構造為使得向上運動的土壤顆粒偏轉進入所述收集箱。
4.前述權利要求中任一項的通氣機，其特征在于，所述中空的叉管被構造為在線性運行過程中控制鉆頭位置。
5.前述權利要求中任一項的通氣機，還包括具有雙重拉伸機構的推壓管；所述推壓管被構造為在第一次拉伸時，鉆頭和叉管都移動接觸介質的表面并進入一小段距離，在第二次拉伸時，叉管?？吭谒鼋橘|的表面上并且所述鉆頭進入所述介質。
6.前述權利要求中任一項的通氣機，其特征在于，所述收集箱是可拆卸的，并且包括一系列容納所述叉管的孔。
7.前述權利要求中任一項的通氣機，還包括手動或自動定位裝置，該裝置被構造為測量新的一組孔的軌跡的相對位置。
8.一種結合附
圖1-9大體如在此描述的通氣機。
全文摘要
通氣機具有幾個發(fā)明點，這幾個發(fā)明點是針對現(xiàn)有技術的改進，用于在草坪或類似表面上提供圓柱形孔，以便對夯實的泥土進行疏松，并以每個鉆頭端部的雙爪的形式通過“挖掘”方法收集泥土顆粒。該通氣機是一行人機器，由電動機或汽油機驅動，帶有一系列專用鉆頭，每個鉆頭都裝在一中空叉管中。每個鉆頭都由螺旋設計的薄金屬板制成，以取得最大的空間來向上傳送泥土通過施予一個旋轉力的叉管并向上進入土壤箱。鉆頭由一系列皮帶輪驅動，整體通過伸出的把柄分兩個階段向下推入泥土并收回。
文檔編號A01B45/02GK1953653SQ200480033045
公開日2007年4月25日 申請日期2004年11月10日 優(yōu)先權日2003年11月10日
發(fā)明者戴維·邁克爾·史盧 申請人:戴維·邁克爾·史盧