專利名稱：種植種子、植物、灌木或樹的方法以及鉆孔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種種植種子、植物、灌木或樹的方法。
背景技術(shù)：
在地球上的很大區(qū)域中，植物、灌木和樹由于缺水而不能存活。這些區(qū)域包括侵蝕土壤、巖石和沙漠。在大多情況下，頂層由阻塞向上毛細(xì)傳輸水的不可滲透硬土層與地下水分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種鉆孔器，用于在硬土層中獲得孔以使得植物、種子、灌木和/或樹有機(jī)會(huì)受益于新鮮的地下水。另外，種植植物、種子、灌木或樹的方法包括步驟在土壤中鉆出孔，該孔具有向下漸縮的側(cè)壁以及大致平狀且水平的底面；以及在大致平狀底面中種植種子、植物、灌木或樹，其中鉆出孔的步驟包括旋轉(zhuǎn)承載多個(gè)切割元件的承載結(jié)構(gòu)的步驟，所述多個(gè)切割元件沿著從中心軸線大致徑向向外延伸的線布置，其中切割元件在徑向內(nèi)段中的下端主要定位于大致橫向于旋轉(zhuǎn)軸線的平面中，而切割元件在徑向外段中的下端主要定位于其對(duì)稱軸線與旋轉(zhuǎn)軸線相一致的向下漸縮表面中。通過使用包括在沿著從中心軸線大致徑向向外延伸的線的位置處進(jìn)行切割的方法鉆出孔，其中孔具有向下漸縮的側(cè)壁，在植物、種子、灌木和/或樹周圍有相對(duì)較大的區(qū)域可用，以收集存在于大氣中的水，比如雨水，并且將其提供給根部結(jié)構(gòu)。本發(fā)明部分地基于以下理解由于孔表面處毀壞的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，水沿著孔的錐形側(cè)段流至孔的中心底部。因此，相對(duì)大量的水可使根部潮濕，從而提供植物、種子、灌木和/或樹存活的機(jī)會(huì)。在有機(jī)物生長時(shí)，根部結(jié)構(gòu)能生長到地下水水平或至少到與地下水流體連接的地下毛細(xì)結(jié)構(gòu)，從而提供進(jìn)一步的生長機(jī)會(huì)。優(yōu)選地，鉆孔步驟包括鉆出穿過硬土層的孔，從而使得種子、植物、灌木或樹的根部結(jié)構(gòu)具有通向硬土層下面的土層的通路。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步有利的實(shí)施例在以下權(quán)利要求中描述。本發(fā)明還涉及一種鉆孔器。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，鉆孔器包括可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元，該單元設(shè)置有承載結(jié)構(gòu)以及由承載結(jié)構(gòu)承載的多個(gè)切割元件，所述多個(gè)切割元件沿著從可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的中心軸線大致徑向向外延伸的線布置，其中切割元件在徑向內(nèi)段中的下端主要定位于大致橫向于可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)軸線的平面中，而切割元件在徑向外段中的下端主要定位于其對(duì)稱軸線與可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)軸線相一致的向下漸縮表面中。另外，本發(fā)明涉及一種包括多個(gè)鉆孔器的車輛。


僅以舉例的方式，現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖I示出根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器的示意性透視圖2示出圖I中示出的鉆孔器的示意性頂視圖；圖3示出圖I中示出的鉆孔器的示意性側(cè)視圖；圖4詳細(xì)地示出設(shè)置于圖I中示出的鉆孔器上的切割元件的示意性透視圖；圖5示出圖I中示出的鉆孔器的框架的第一實(shí)施例的示意性透視圖；圖6示出圖5中示出的框架的示意性側(cè)視圖；圖7示出包括硬土層的土壤的示意性側(cè)視圖；圖8示出圖7的土壤的示意性側(cè)視圖，其中應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器；圖9示出圖7的土壤的示意性側(cè)視圖，其中種植了植物；
圖10示出圖7的土壤的示意性側(cè)視圖，其中樹已經(jīng)生長；圖11示出包括根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)鉆孔器的車輛的示意性透視圖；圖12示出圖11的車輛的示意性側(cè)視圖；圖13示出根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器的又一實(shí)施例的框架的又一實(shí)施例的示意性透視圖；圖14示出圖13的框架的又一示意圖；圖15a示出圖13的框架從下面的示意圖；圖15b示出可選框架的示意圖；圖15a示出又一可選框架的示意圖；并且圖16示出圖13的框架從下面的示意圖。要指出的是，附圖僅示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在附圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)指示等同或相應(yīng)的部分。
具體實(shí)施例方式圖I示出根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器I的示意性透視圖。圖2和3分別示出鉆孔器的示意性頂視圖和側(cè)視圖。鉆孔器I包括可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元2，單元2設(shè)置有承載結(jié)構(gòu)3以及由承載結(jié)構(gòu)3承載的多個(gè)切割元件4。承載結(jié)構(gòu)3可例如包括切割元件布置于其上的截頭圓錐形表面和/或管框架。單元2相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線A在旋轉(zhuǎn)方向R上受驅(qū)動(dòng)，用于釋放土地顆粒以在覆蓋硬土層的土壤中獲得局部漸細(xì)的鉆孔。多個(gè)切割元件4沿著從可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元2的中心軸線A大致徑向向外延伸的線5a、b布置，其中切割元件4在徑向內(nèi)段7中的下端13a、b主要定位于大致橫截可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元2的旋轉(zhuǎn)軸線A的平面10中，而切割元件4在徑向外段8中的下端13a、b主要定位于具有與可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元2的旋轉(zhuǎn)軸線A相一致的對(duì)稱軸線的向下漸細(xì)表面9中。徑向內(nèi)段7中的切割元件4在大致橫截旋轉(zhuǎn)軸線A的平面P中提供孔的平狀底部10，而徑向外段8中的切割元件4提供向下漸細(xì)表面9。于是，切割元件4的下端在繞著中心軸線A旋轉(zhuǎn)期間繪出截頭圓錐形表面，從而提供具有截頭圓錐形表面的孔。如圖I和2所示，大致徑向延伸的線5a、b在從頂視圖中看時(shí)基本為螺旋形，因此已經(jīng)從土壤釋放的土地顆粒能易于徑向向外地移除。另外，線5a、b在旋轉(zhuǎn)方向R中看時(shí)徑向向后地彎曲。作為可選方案，為了簡(jiǎn)化孔徑的結(jié)構(gòu)，代替應(yīng)用基本螺旋形線，切割元件的下端可沿著直線定位。要指出的是，在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，多個(gè)切割元件在相對(duì)圓周方向上沿著基本為螺旋形的線布置。那么，鉆孔器的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向是與圖2中示出的旋轉(zhuǎn)方向R相反的旋轉(zhuǎn)方向。圖4詳細(xì)地示出設(shè)置于鉆孔器I上的三個(gè)切割元件4a、b的示意性透視圖。設(shè)置有下端13a、b的切割元件4a、b沿著徑向向外延伸線5a (這里實(shí)施為管框架5a)安裝。切割元件4的下端13向后傾斜以使得鉆孔力能以更穩(wěn)定的方式朝著軸6導(dǎo)向，從而提高鉆孔器I的鉆孔效果。在另一實(shí)施例中，然而，切割元件4的下端13大致平行于旋轉(zhuǎn)軸線A定向。在所示實(shí)施例中，鉆孔器I包括兩個(gè)徑向向外延伸線5a、b。然而，如圖2中虛線5c、d所示，也能應(yīng)用另一數(shù)目的徑向向外延伸線，例如4條線，切割元件沿著延伸線布置。優(yōu)選地，這些線大致均勻地在旋轉(zhuǎn)方向R上分布，以使得鉆孔器I能在更加穩(wěn)定的位置中操 作，其中鉆孔力均勻地施加于鉆孔器I的中心軸6上。另外，原則上，切割元件也能沿著單個(gè)徑向向外延伸的線布置。為了避免切割元件4的嚴(yán)重磨損，切割元件4的下端13由硬質(zhì)材料形成，比如硬化鋼、人造鉆石或碳顆粒。如能從圖2中看到的,在旋轉(zhuǎn)方向R上看時(shí)，沿著不同徑向線5a、b定位的相應(yīng)切割元件4具有稍微不同的徑向偏移。舉例來說，沿著第一線5a定位的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線A沿著圓Cl、c2具有徑向偏移的切割元件具有與沿著第二線5b的相應(yīng)切割元件稍微不同的徑向偏移。優(yōu)選地，相應(yīng)切割元件的徑向偏移在后續(xù)線5a、b中稍大。在沿著旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)鉆孔器I時(shí)，土地顆粒因而經(jīng)受具有徑向向外分量的力，從而提供所釋放土地顆粒的改進(jìn)徑向移除，尤其在切割元件沿著兩條以上的線5a、b定位時(shí)。如也能在圖2和4中看到的，一系列多個(gè)切割元件4沿著大致徑向延伸線5以Z形輪廓布置，從而提供施加于承載結(jié)構(gòu)3上的改進(jìn)力平衡。代替沿著線5以交替的順序布置切割元件4，切割元件能布置于線5的前側(cè)上。作為選擇，鉆孔器I的所示實(shí)施例還包括在旋轉(zhuǎn)方向R中看布置于相應(yīng)徑向延伸線5a、b后面的土壤移除元件，實(shí)施為土壤導(dǎo)向模塊14a、b。被動(dòng)式土壤導(dǎo)向模塊徑向向外地移動(dòng)釋放的土壤顆粒?？蛇x地或另外地，土壤移除元件可包括主動(dòng)式模塊，比如傳輸帶。然而，鉆孔器I還能設(shè)置有另外的土壤移除元件，因?yàn)榍懈钤呀?jīng)有助于釋放土壤顆粒的徑向向外運(yùn)動(dòng)和/或節(jié)省制造成本。作為又一選擇，鉆孔器I包括多個(gè)切割元件，它們布置于具有類似徑向偏移的位置處用于形成鋸。通過旋轉(zhuǎn)鉆孔器1，這些鋸式切割元件在土壤中產(chǎn)生圓形槽，從而改進(jìn)鉆孔性能。鉆孔器I在圖1-4中示出為還在徑向內(nèi)段7和徑向外段8之間設(shè)置有多個(gè)定位于切割元件4之間的位置處的切割刀具15a、b，切割刀具15a、b低于鄰近切割元件4地延伸。刀具15a、b具有關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線R的固定徑向位移并且產(chǎn)生標(biāo)識(shí)所述內(nèi)段7和外段8之間的過渡的圓形槽。類似地，鉆孔器I設(shè)置有多個(gè)定位于徑向外段8的徑向外周處的切割刀具15c、d，切割刀具15c、d低于鄰近切割元件地延伸。在鉆孔器I旋轉(zhuǎn)時(shí)，切割刀具15c、d限定鉆孔的外周。要指出的是，切割刀具15a-d的數(shù)目(在徑向外段的徑向內(nèi)邊和外邊處)的范圍能從I至多個(gè)，比如I個(gè)刀具、2個(gè)刀具、或10個(gè)刀具。在根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例中，鉆孔器I還包括分離的鉆孔元件19，用于鉆出植物孔。分離的鉆孔元件19能例如定位于軸6正下方或者能定位于另一位置，例如在徑向內(nèi)段7中具有非零的徑向偏移。分離的鉆孔元件固定至承載結(jié)構(gòu)3或者能獨(dú)立于主鉆孔器I的旋轉(zhuǎn)地操作。圖5示出鉆孔器I的框架16的第一實(shí)施例的示意性透視圖。在圖6中，示出了示意性側(cè)視圖?？蚣?6布置用于承載可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元2。為了將框架16支撐于土壤的目的，以及為了以主要水平的方式平衡框架16，提供了支撐元件22。可選地或另外地，其他元件，比如能固定于期望豎直位置的輪21，能用作支撐和平衡元件。作為選擇，支撐元件22能在鉆孔器I的存儲(chǔ)或運(yùn)輸期間縮回。另外，框架設(shè)置有運(yùn)輸元件比如輪21以及用于與汽車、卡車或其他牽引車輛相結(jié)合的結(jié)合元件。根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器I的另一變化包括用于驅(qū)動(dòng)輪21和/或鉆孔器I的馬達(dá)，以使得鉆孔器能在野外自主地移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，鉆孔器I也能布置為由例如人力或畜力移動(dòng)。在框架16中，包括了平衡結(jié)構(gòu)23，用于平衡可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元2，以使得要鉆出的孔主要豎直地定向于具有主要水平底部的孔中。鉆孔器I那么還能用于傾斜區(qū)域中，比如小山或山脈。平衡結(jié)構(gòu)可包括被動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)。然而，原則上，也能使用其他平衡系統(tǒng)，例如，使用主動(dòng)的電動(dòng)、液動(dòng)或氣動(dòng)致動(dòng)器。用于可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元2的驅(qū)動(dòng)軸18在圖6中示出。鉆孔器I還能設(shè)置有振動(dòng)元件17，用于振動(dòng)切割元件4，從而進(jìn)一步提高鉆孔性能。 可選地，框架設(shè)置有另外的質(zhì)量元件，用于進(jìn)一步穩(wěn)定和改進(jìn)鉆孔性能。鉆孔器I的操作將在下面參照?qǐng)D7-10更詳細(xì)地解釋。圖7示出了區(qū)域30的示意性側(cè)視圖，其中幾乎不存在或根據(jù)不存在植物和/或樹，比如侵蝕土壤、巖石和沙漠。頂層31可包括覆蓋硬土層33的土壤。在硬土層33下面，存在具有水位34的新鮮水35。然而，由于存在硬土層33，植物和/或樹不能達(dá)到新鮮水層35。頂層31的表面和局部水位34之間的豎直距離dl能通過在土壤31中鉆出孔37來減小。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，孔37具有形成為延伸穿過硬土層33的截頭圓錐體的孔表面32，以使得至局部水位34的豎直距離d2顯著減小?？?7形成為具有平底部的漏斗狀。更重要地，由于硬土層33破裂，新鮮水現(xiàn)在變得對(duì)于在孔中生長的任何植物而言可用。圖8示出了土壤的示意性側(cè)視圖，其中應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器I。鉆孔器在旋轉(zhuǎn)方向R上繞著軸6旋轉(zhuǎn)并且執(zhí)行向下鉆孔運(yùn)動(dòng)，從而獲得具有大致平底10和錐形側(cè)壁9的孔37，從而形成截頭圓錐形孔37。硬土層33被局部地移除。所釋放的土壤顆粒徑向向外地移除以形成土壤顆粒36的環(huán)形堆疊。因而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，孔37在土壤中穿過硬土層33鉆出，孔37具有向下漸縮的側(cè)壁32b和大致平狀底面32a。圖9示出了土壤的示意性側(cè)視圖，其中孔37已經(jīng)獲得并且植物39已經(jīng)種植。植物39種植在大致平狀且水平的底面32a中，尤其在由分開的鉆孔元件19所產(chǎn)生的中心孔44中。植物39由植物保護(hù)盒38包圍，植物保護(hù)盒38包括至少部分側(cè)向地包圍植物莖桿的管45、水接收表面46、水貯存器47以及用于將水從水貯存器提供給土壤的灌溉裝置48。這種植物保護(hù)盒38的描述能例如在申請(qǐng)人名下的專利公開WO 2006/132526、WO 2009/078721和NL 2003479中找到。要指出的是，也能應(yīng)用其他植物保護(hù)系統(tǒng)。在種植植物39且定位植物保護(hù)盒38之后，來自土壤顆粒36的環(huán)形堆疊的土壤顆粒移動(dòng)到孔，在傾斜側(cè)面32b上方和盒38周圍。通過用土壤重新填充孔，至少在向下漸縮的側(cè)壁32b上方，盒38和下層土壤中的植物就穩(wěn)定化。在植物39生長期間，雨滴40和存在于大氣中的其他濕氣由水接收表面46收集，存儲(chǔ)于水貯存器47中并灌溉到土壤。水也接收于傾斜側(cè)面32b上。由于鉆孔活動(dòng)，孔獲得斜坡，因此水經(jīng)由傾斜側(cè)面32b沿著路徑P朝著已經(jīng)布置于底部32a周邊處的圓形槽41流動(dòng)。經(jīng)由所述槽41，水穿透土壤，從而到達(dá)植物39的根部結(jié)構(gòu)。由于沿著傾斜表面32b的具體流路和孔在頂視圖中相對(duì)較大的面積，相對(duì)較大量的水變得可用以潤濕植物的根部結(jié)構(gòu)。要指出的是，代替種植植物，也能在孔中種植灌木、樹或種子。另外，能種植兩種或更多種植物、樹和/或種子。因此，鉆孔器能設(shè)置有超過一個(gè)的分開的鉆孔元件，例如三個(gè)分開的鉆孔元件。另外，第二圓形槽42已經(jīng)布置于側(cè)壁9的周邊處，從而阻止植物的根部結(jié)構(gòu)暴露于過度的進(jìn)入水。經(jīng)由毛細(xì)結(jié)構(gòu)，新鮮地下水35、43也變得對(duì)于植物根部結(jié)構(gòu)而言可用。通過使用具有截頭底部的鉆孔器，孔的底部32a處的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的厚度相對(duì)較小，因此在根部的第一生長之后，地下水能到達(dá)根部。然而，由于沿著孔的整個(gè)底部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，包括錐形段，以旋 轉(zhuǎn)軸線A為中心的毛細(xì)柱中的地下水不能蒸發(fā)，從而防止了不必要的水損失。圖10示出土壤的示意性側(cè)視圖，其中樹39已經(jīng)從植物生長。由于根部結(jié)構(gòu)也已經(jīng)生長，樹現(xiàn)在能在沒有人工裝置的情況下找到水源。通過應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器，植物、灌木、種子和樹能在目前未提供足夠有機(jī)物生存的水的地區(qū)種植，比如沙漠,從而提供種植甚至樹木的機(jī)會(huì)。另外，根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器能用于溫和氣候區(qū)域，例如為了移除有害的過度生長和/或不利植物群(比如野草、蕁麻、小薊或黑莓)的目的。圖11示出包括多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器56的蜘蛛形車輛50的示意性透視圖。車輛包括懸掛于車輛底盤52中的馬達(dá)51,優(yōu)選地在底盤52的底部處以獲得低的重心。馬達(dá)布置用于自主地驅(qū)動(dòng)車輛50。另外，車輛50包括安裝于連接至底盤52的相應(yīng)支承臂53a-h上的八個(gè)輪54。臂具有至少一個(gè)自由度。在所示實(shí)施例中，臂53的長度是可調(diào)節(jié)的，例如，使用伸縮的可移動(dòng)臂段。另外，臂包括致動(dòng)器，例如，用于調(diào)節(jié)臂的長度的液壓致動(dòng)器。在頂視圖中，底盤具有平滑側(cè)面輪廓58，例如橢圓形或圓形輪廓，并且輪臂53大致均勻地分布于所述側(cè)面輪廓58上以提供穩(wěn)定的車輛50，即使在不平的區(qū)域中，比如巖石，或者在傾斜表面上。為了使得車輛50在崎嶇形上移動(dòng)時(shí)更加靈活，臂可具有進(jìn)一步的自由度。例如，臂53可布置為也可在豎直方向上可調(diào)節(jié)。如圖11所示，輪54在其外周處設(shè)置有尖頭55或其他突出元件以改進(jìn)在地表面上的抓緊。由于刀刃形的尖頭55，車輛在傾斜表面上具有增大的抓緊，參見例如圖12，其中示出了在山60上移動(dòng)的車輛50的示意性側(cè)視圖。要指出的是，在另一實(shí)施例中，輪54包括具有平滑外表面的標(biāo)準(zhǔn)輪胎，例如，用于在不太崎嶇地形的場(chǎng)合。優(yōu)選地，所有的輪54的朝向能調(diào)節(jié)以使得每個(gè)輪能轉(zhuǎn)向。另外，優(yōu)選地，所有的輪可驅(qū)動(dòng)，在向前和向后方向上均如此，或者通過中心馬達(dá)51或者通過分散的驅(qū)動(dòng)單元,例如電動(dòng)馬達(dá)。由于車輛50的穩(wěn)定和通用結(jié)構(gòu)，阻止了沿著粗糙或傾斜表面的滑動(dòng)、落入其中和傾覆入其中。對(duì)于在松散表面(例如沙子)中的場(chǎng)合，輪54能可選地設(shè)置有另外的抓緊元件，比如籠輪(cage wheels)。可選地，車輛50設(shè)置有單個(gè)或多個(gè)平衡元件57a、b，它們可移動(dòng)地布置于車輛的側(cè)面輪廓58中，從而提供用于附加地提高車輛穩(wěn)定性的又一裝置。優(yōu)選地，平衡元件57定位于車輛的側(cè)面輪廓58上的最高點(diǎn)處。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例中，所述單個(gè)或多個(gè)平衡元件57a、b動(dòng)態(tài)地且自主地移動(dòng)至車輛的側(cè)面輪廓上的實(shí)際最高點(diǎn)，例如，通過使用由傾斜傳感器數(shù)據(jù)觸發(fā)的用于移動(dòng)平衡元件的致動(dòng)器，因此車輛的穩(wěn)定性進(jìn)一步提高并且傾覆的可能性進(jìn)一步降低。另外，車輛50包括6個(gè)根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器56a_f，每個(gè)包括可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元，其在豎直方向上可豎直地移動(dòng)以在地面中產(chǎn)生部分錐形的孔，如上所述。車輛也能設(shè)置有另一數(shù)目的根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器56,例如多于6個(gè)鉆孔器，比如8個(gè)鉆孔器,或者少于6個(gè)鉆孔器，比如四個(gè)鉆孔器或兩個(gè)鉆孔器。有利地，所述一個(gè)或多個(gè)鉆孔器56在底盤52的下段中布置于車輛的底側(cè)處，因而有助于低的重心和車輛增大的穩(wěn)定性。如圖12所示，車輛還包括車輛駕駛員的駕駛室61。優(yōu)選地駕駛室61布置于底盤52上，以使得其能關(guān)于豎直軸線回轉(zhuǎn)或完全地旋轉(zhuǎn)以優(yōu)化駕駛員的視野。有利地，車輛還設(shè)置有導(dǎo)航系統(tǒng)，包括當(dāng)?shù)氐乇砻娴膬A斜信息。優(yōu)選地，如果車輛 接近其斜度超過車輛能安全通過的區(qū)域時(shí)，導(dǎo)航系統(tǒng)致動(dòng)警告信號(hào)。警告信號(hào)能致動(dòng)視覺和/或聲學(xué)信號(hào)以警告駕駛員，和/或能干預(yù)車輛的駕駛系統(tǒng)。為了獲得提供有局部地表面傾斜信息的導(dǎo)航系統(tǒng)，數(shù)字地圖能利用基于圖片的信息產(chǎn)生。在數(shù)字地圖中，能確定種植位置并且在車輛到達(dá)如此確定的種植位置時(shí)能致動(dòng)各個(gè)鉆孔器。另外，車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能操作地連接至所述導(dǎo)航系統(tǒng)。在車輛50的鉆孔器56的操作期間，第一數(shù)目的鉆孔器在第一旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)，而第二數(shù)目的鉆孔器在第二相反旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，第一數(shù)目的鉆孔器與第二數(shù)目的鉆孔器相一致，因此車輛的位置保持穩(wěn)定。優(yōu)選地，車輛檢測(cè)各個(gè)鉆孔器接觸地表面的時(shí)亥IJ，例如，使用鉆孔器處的接觸傳感器。在一個(gè)有利實(shí)施例中，鉆孔過程包括步驟等待直到所有待致動(dòng)的鉆孔器在它們開始將實(shí)質(zhì)性的力施加于地面之前同時(shí)接觸地面，從而進(jìn)一步提高車輛的穩(wěn)定性。圖13示出根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器I的又一實(shí)施例的框架160的又一實(shí)施例的示意性透視圖。框架可以是車輛(例如自推進(jìn)車輛)的部分?？蛇x地，框架160可以是器具400的部分，例如布置為由承載車輛(比如拖拉機(jī))所承載的器具。例如，器具400可布置為承載于承載車輛的前部、側(cè)面和/或后部。在又一實(shí)施例中，鉆孔器I包括三個(gè)徑向向外延伸的線，其中示出了一個(gè)線5b。然而，也能應(yīng)用另一數(shù)目的徑向向外延伸線，例如兩個(gè)或四個(gè)線，切割元件4沿著所述線定位。所示又一實(shí)施例的鉆孔器I還包括，可選地，三個(gè)土壤移除元件，實(shí)施為土壤導(dǎo)向模塊14a、b、c,在旋轉(zhuǎn)方向R上觀察時(shí)布置于相應(yīng)徑向延伸線5a、b、c后面且具有切割兀件4。然而，包括在第一徑向延伸線后面的具有切割元件4的第一土壤移除元件的鉆孔器I不是必須在每個(gè)又一徑向延伸線后面包括具有切割元件4的又一土壤移除元件。在圖13中，被動(dòng)土壤導(dǎo)向模塊14a、b、c每個(gè)包括槽14a、b、C。替代地或另外地，一個(gè)或多個(gè)被動(dòng)土壤導(dǎo)向模塊可包括一個(gè)或多個(gè)其他元件，比如肋或凸緣。除此之外，如上所述，土壤移除元件和/或鉆孔器I可包括主動(dòng)模塊和/或布置于具有類似徑向偏移的位置處的多個(gè)切割元件以形成鋸。如圖13所示，土壤移除元件14b在大致徑向延伸線5b后面大致徑向地延伸。一個(gè)或多個(gè)土壤移除元件14a、b、c在從頂視圖中看時(shí)可以為基本螺旋形，以使得已經(jīng)從土壤釋放的土地顆粒能易于徑向向外地移除。另外，土壤移除元件14a、b、c可在旋轉(zhuǎn)方向R上看時(shí)徑向向后地彎曲。作為替代，例如，為了簡(jiǎn)化孔徑的結(jié)構(gòu)，代替應(yīng)用基本螺旋形槽、肋和/或其他土壤移除元件，土壤移除元件14a、b、c可沿著直線定位。要指出的是，在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，例如，其中多個(gè)切割元件4沿著基本螺旋形的線在相反圓周方向上布置的實(shí)施例中，土壤移除元件可在相反圓周方向上也是基本螺旋形。那么，鉆孔器的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向是與圖13所示旋轉(zhuǎn)方向R相反的旋轉(zhuǎn)方向。除此之外，平衡結(jié)構(gòu)230可設(shè)置于框架160內(nèi)，例如，用于在水平平面中平衡可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元，和/或例如用于將例如驅(qū)動(dòng)軸18和/或鉆孔器放入和/或保持大致豎直位置。例如，平衡結(jié)構(gòu)230可包括兩個(gè)平衡元件，比如兩個(gè)平衡框架231、232。第一平衡框架231可樞轉(zhuǎn)地連接至框架160，并且可繞著第二旋轉(zhuǎn)軸線Y (優(yōu)選地大致橫向于第一旋轉(zhuǎn)軸線A)旋轉(zhuǎn)。第一平衡框架231因此可例如鉸接地連接至框架160，例如借助于一個(gè)或多個(gè)鉸鏈 233a、b。
在第一平衡框架231內(nèi)，可樞轉(zhuǎn)地連接第二平衡框架232。第二平衡框架232可繞著第三旋轉(zhuǎn)軸線X (優(yōu)選地大致橫向于第一旋轉(zhuǎn)軸線A并且優(yōu)選地大致橫向于第二旋轉(zhuǎn)軸線Y)旋轉(zhuǎn)。因此，第二平衡框架232因此可例如鉸接地連接至第一平衡框架231，例如借助于一個(gè)或多個(gè)鉸鏈234a、b。通過應(yīng)用平衡框架結(jié)構(gòu)，也稱為平衡架，可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元相對(duì)于重力方向橫向地定向，而與外框架160的定向無關(guān)。替代地或另外地，可提供另一平衡結(jié)構(gòu)，比如類似于球窩接頭的球形接頭，或者給可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元2和/或驅(qū)動(dòng)軸18提供兩個(gè)自由度以用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)單元2的可樞轉(zhuǎn)懸掛。這種平衡結(jié)構(gòu)可以是主動(dòng)平衡結(jié)構(gòu)，但是替代地也可以是被動(dòng)平衡結(jié)構(gòu)。如圖13所示，框架160可包括一個(gè)或多個(gè)結(jié)合元件201，用于與汽車、卡車或其他承載車輛相結(jié)合。例如，框架160可包括承載臂200或承載元件200，用于在距離承載車輛一定距離處承載可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元2。結(jié)合元件201a、b、c可布置為可附接至承載車輛的標(biāo)準(zhǔn)附接裝置，比如舉例來說拖拉機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)快速連結(jié)裝置和/或標(biāo)準(zhǔn)三點(diǎn)連桿。為了另外地支撐框架160和/或器具400支撐于土壤的目的，優(yōu)選地在鉆孔期間，支撐元件可另外地設(shè)置于框架160處和/或器具400處。替代地或另外地，其他元件，比如輪，能用作支撐和/或平衡元件。可選地，所有或部分的支撐元件能在鉆孔器I的存儲(chǔ)或運(yùn)輸期間縮回。圖14示出圖13的框架的又一示意性透視圖。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，平衡結(jié)構(gòu)設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)，用于固定鉆孔器的特定定向。這樣，在鉆孔操作期間也維持鉆孔器的定向，因此獲得相對(duì)于重力方向具有期望朝向的孔。這樣就防止了鉆孔器的轉(zhuǎn)動(dòng)或傾斜。圖15a示出圖13的框架的又一示意圖?？蚣馨ㄓ糜诠潭尚D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的定向的鎖定機(jī)構(gòu)。鎖定機(jī)構(gòu)包括多個(gè)鏈條或繩子250，它們?cè)谝欢?50a處固定至第二平衡框架232，優(yōu)選地在其下段處。鏈條或繩子250的另一第二端250b經(jīng)由附接至框架160的滑輪251滑動(dòng)，并且設(shè)置有質(zhì)量塊252。由于質(zhì)量塊252，例如20千克或更重，鏈條或繩子250被張緊。鎖定機(jī)構(gòu)還包括阻塞元件，用于阻塞鏈條或繩子250沿著滑輪251的任何滑動(dòng)。這樣，鏈條或繩子250的第一端相對(duì)于各個(gè)滑輪251之間的距離不能再增大。因?yàn)榈诙胶饪蚣?32在各個(gè)位置處設(shè)置有多個(gè)鏈條或繩子250，可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元和鉆孔器的定向就固定。舉例來說，阻塞元件包括能在由鏈節(jié)包圍的開口中受驅(qū)的筆狀件(pen)。在優(yōu)選實(shí)施例中，第二平衡框架232設(shè)置有用于提供相對(duì)于X軸線的固定的兩對(duì)繩子或鏈條250，以及用于提供相對(duì)于Y軸線的固定的兩對(duì)繩子或鏈條250。一對(duì)繩子或鏈條250的第一端在相對(duì)的位置處連接至第二平衡框架232。在一個(gè)具體實(shí)施例中，通過連接各個(gè)第一端250a和在第二平衡框架232處(優(yōu)選地在其下段處)提供滑輪用于導(dǎo)向繩子或鏈條，一對(duì)繩子或鏈條250集成于單個(gè)繩子或鏈條中。原則上，一對(duì)繩子也能應(yīng)用于相對(duì)于特定旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行固定。在準(zhǔn)備鉆孔器操作中，鉆孔器在期望鉆孔位置處降低。平衡機(jī)構(gòu)使得鉆孔器能具有期望的定向，即，其中心軸線A平行于重力方向。然后，鉆孔器的定向通過鎖定機(jī)構(gòu)的操作而固定，即通過阻塞鏈條或繩子250沿著滑輪251的任何滑動(dòng)。由于鉆孔器的定向現(xiàn)在 固定，鉆孔器準(zhǔn)備好鉆出孔。作為鏈條或繩子250的替代，鎖定機(jī)構(gòu)可包括其他固定裝置，例如可鎖定的桿或可鎖定的伸縮管。另外，鎖定機(jī)構(gòu)能設(shè)置有可用手操作的阻塞元件，比如筆狀件，或者可機(jī)械操作的阻塞元件，例如液壓元件。圖15b示出替代性框架的示意圖。這里,鎖定機(jī)構(gòu)包括伸縮管260。圖15c示出又一替代性框架的示意圖。這里，鎖定機(jī)構(gòu)包括設(shè)置有筆孔固定機(jī)構(gòu)的伸縮管260。鎖定筆狀件261可裝配入多個(gè)孔262之一中以固定伸縮管260的相互位置。筆孔固定機(jī)構(gòu)包括用于將筆狀件驅(qū)動(dòng)入相應(yīng)孔262的彈簧263。筆狀件能例如用手或致動(dòng)器撤回，用于設(shè)置另一相互距離或用于允許伸縮管的相互運(yùn)動(dòng)。這里，總計(jì)兩對(duì)伸縮管260應(yīng)用來固定孔徑相對(duì)于水平平面的定向。圖16示出圖13的框架從下面的示意性。本發(fā)明不限于這里所述的實(shí)施例。將理解到，很多實(shí)施例都是可能的。如圖13的視圖中描述的包括平衡結(jié)構(gòu)的框架構(gòu)造能應(yīng)用于包括根據(jù)本發(fā)明的鉆孔器的另一鉆孔機(jī)。尤其，設(shè)置于圖11的視圖中描述的車輛上的多個(gè)鉆孔器能設(shè)置有這種平衡結(jié)構(gòu)。這樣，每個(gè)鉆孔器能豎直地定向，而與車輛相對(duì)于地面的當(dāng)?shù)匚恢脽o關(guān)，以及如果車輛定位于斜坡上的話。原則上，數(shù)目受限的鉆孔器也能設(shè)置有一個(gè)平衡結(jié)構(gòu)，例如，以節(jié)省成本。這些和其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是很顯然的并且視為落入本發(fā)明如以下權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在覆蓋硬土層的土壤中種植種子、植物或樹的方法，該方法包括步驟 一在土壤中鉆出孔，該孔具有向下漸縮的側(cè)壁以及大致平狀且水平的底面；以及 一在所述大致平狀底面中種植種子、植物、灌木或樹，其中鉆出孔的步驟包括以下步驟 一旋轉(zhuǎn)承載多個(gè)切割元件的承載結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)切割元件沿著從中心軸線大致徑向向外延伸的線布置，其中切割元件在徑向內(nèi)段中的下端主要定位于大致橫向于旋轉(zhuǎn)軸線的平面中，而切割元件在徑向外段中的下端主要定位于具有與旋轉(zhuǎn)軸線相一致的對(duì)稱軸線的向下漸縮表面中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，還包括放置至少部分側(cè)向地包圍種子、植物、灌木或樹的管的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的方法，還包括至少在所述向下漸縮的側(cè)壁上方用土壤重新填充孔的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的任何一項(xiàng)的方法，其中鉆孔步驟包括鉆出穿過硬土層的孔。
5.一種用于在覆蓋硬土層的土壤中獲得局部錐形孔徑的鉆孔器，其包括可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元，該單元設(shè)置有承載結(jié)構(gòu)以及由承載結(jié)構(gòu)承載的多個(gè)切割元件，所述多個(gè)切割元件沿著從可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的中心軸線大致徑向向外延伸的線布置，其中切割元件在徑向內(nèi)段中的下端主要定位于大致橫向于可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)軸線的平面中，而切割元件在徑向外段中的下端主要定位于具有與可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)軸線相一致的對(duì)稱軸線的向下漸縮表面中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的鉆孔器，其中大致徑向延伸的線為基本螺旋形。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的鉆孔器，其中由承載結(jié)構(gòu)承載的所述多個(gè)切割元件沿著從可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)軸線大致徑向向外延伸的多個(gè)線布置并且在周向方向上大致均勻地分布。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求5-7的任何一項(xiàng)的鉆孔器，其中切割元件的下端在繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)期間限定出截頭圓錐形表面。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求5-8的任何一項(xiàng)的鉆孔器，其中在周向方向上觀察時(shí)后續(xù)線上的相應(yīng)切割元件具有稍微更大的徑向偏移。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求5-9的任何一項(xiàng)的鉆孔器，其中切割元件的下端由硬質(zhì)材料形成。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求5-10的任何一項(xiàng)的鉆孔器，其中一系列多個(gè)切割元件沿著大致徑向延伸線以鋸齒輪廓布置。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求5-11的任何一項(xiàng)的鉆孔器，其中切割元件的下端向后傾斜。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求5-12的任何一項(xiàng)的鉆孔器，還包括土壤移除元件。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求5-13的任何一項(xiàng)的鉆孔器，其中多個(gè)切割元件布置于具有類似徑向偏移的位置處用于形成鋸。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求5-14的任何一項(xiàng)的鉆孔器，還包括用于振動(dòng)多個(gè)切割元件的振動(dòng)元件。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求5-15的任何一項(xiàng)的鉆孔器，其中可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元在徑向內(nèi)段和徑向外段之間還設(shè)置有定位于切割元件之間的位置處的切割刀具，所述切割刀具低于相鄰切割元件地延伸。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求5-16的任何一項(xiàng)的鉆孔器，其中可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元還設(shè)置有定位于徑向外段的徑向外周處的切割刀具，切割刀具低于相鄰切割元件地延伸。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求5-17的任何一項(xiàng)的鉆孔器，還包括用于在水平平面中平衡可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的平衡結(jié)構(gòu)。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求5-18的任何一項(xiàng)的鉆孔器，還包括用于承載可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的框架，其中該框架設(shè)置有用于將框架支撐于土壤上和以大致水平的方式平衡框架的支撐元件。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求5-19的任何一項(xiàng)的鉆孔器，還包括用于鉆出植物孔的分開的鉆孔元件。
21.—種車輛，其包括多個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求5-20的任何一項(xiàng)的鉆孔器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的車輛,其布置為使得第一多個(gè)鉆孔器在第一旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)而第二多個(gè)鉆孔器在第二相反旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的車輛，其中第一多個(gè)鉆孔器與第一多個(gè)鉆孔器相一致。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求21-23的任何一項(xiàng)的車輛，其布置為例如使用鉆孔器處的接觸傳感器檢測(cè)各個(gè)鉆孔器何時(shí)接觸地面。
25.根據(jù)前述權(quán)利要求21-24的任何一項(xiàng)的車輛，其中車輛布置為在所有要致動(dòng)的鉆孔器開始將顯著的力同時(shí)施加于地面上之前等待直到所有要致動(dòng)的鉆孔器接觸地面。
26.根據(jù)前述權(quán)利要求的任何一項(xiàng)的車輛，還包括可移動(dòng)地布置于車輛的側(cè)面輪廓上的單個(gè)或多個(gè)平衡元件。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求26的車輛，其中所述單個(gè)或多個(gè)平衡元件動(dòng)態(tài)地定位于側(cè)面輪廊上的最聞點(diǎn)處。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27的車輛，還布置為將所述單個(gè)或多個(gè)平衡元件57a、b自動(dòng)地移動(dòng)至車輛的側(cè)面輪廓上的實(shí)際最高點(diǎn)處。
29.根據(jù)權(quán)利要求18的鉆孔器，還包括用于固定可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的定向的鎖定機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在覆蓋硬土層的土壤中獲得局部錐形孔徑的鉆孔器。鉆孔器包括可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元(2)，該單元設(shè)置有承載結(jié)構(gòu)(3)以及由承載結(jié)構(gòu)承載的多個(gè)切割元件(4)。所述多個(gè)切割元件沿著從可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的中心軸線(A)大致徑向向外延伸的線布置。另外，切割元件在徑向內(nèi)段中的下端(13a,13b)主要定位于大致橫向于可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)軸線的平面(P)中。另一方面，切割元件在徑向外段中的下端主要定位于其對(duì)稱軸線與可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)軸線相一致的向下漸縮表面(9)中。切割元件的下端在旋轉(zhuǎn)期間可限定出截頭圓錐形表面。
文檔編號(hào)A01G23/02GK102781214SQ201080054934
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者P·M·M·霍夫 申請(qǐng)人:Pmm霍夫控股有限公司