具有螺旋钻的自动手持铲的制作方法

在典型的家庭花园周围以及在商业环境中，总是需要在土地中挖掘小洞或通道。例如，花园镘刀通常用于种植以及掩埋灯泡、室外照明电缆、室外音频电缆、栅栏柱、洒水软管等。然而，手持花园镘刀在土地中挖掘这些洞和其它空腔可能是困难而痛苦的过程。在挖掘期间，大块的泥土或其他碎屑通常会从镘刀上掉下来，并落回到洞中，这进而需要额外的努力。

因此，该领域需要改进。

技术实现要素：

为了解决这些以及其他问题，开发了一种独特的动力式手持铲。该手持电铲包括动力式螺丝-螺旋钻头，用于挖掘到土地中。铲或铲的挖掘部分是静止的，而螺旋钻头是可旋转的。该装置的铲部分通过保持由螺旋钻头挖上来的所有泥土(通常为碎屑堵塞物的形式)来移除泥土。在某些实施例中，螺旋钻和铲由合适的金属和/或塑料材料制成。

可以通过使用蓄电池便携地给电铲提供电力。在一种具体形式中，所述蓄电池是可充电锂电池。蓄电池可以附接在手柄的一端上，也可以拆卸。手柄的内部具有能够控制螺旋钻头的旋转的高扭矩马达和齿轮箱。齿轮箱的输出轴连接到螺旋钻头。手柄包括开关，从而允许使用者控制螺旋钻。在一个具体的示例中，当开关被设置到最右边的位置时，马达逆时针旋转，使螺旋钻挖掘到土地中。当开关被设置在中间位置时，马达关闭。当开关被设置在最左边的位置时，马达顺时针旋转，使螺旋钻排放从洞中移除的碎屑或泥土堵塞物。在一种形式中，手柄由合适的金属和/或塑料制成。替代地或附加地，手柄可以由橡胶抓握部包裹。

在一个具体的示例中，便携式动力电铲被设计成用于挖掘泥土，用于园艺和景观美化用途。这个示例中的电铲包括具有螺丝-螺旋钻(screw-auger)的铲状设计，以挖掘到土地中。在一种形式中，电铲由20伏(V)可充电锂电池提供电力。蓄电池可以附接在手柄的一端上，也可以拆卸。为了方便起见，手柄具有蓄电池座。在一种形式中，螺旋钻头由金属制成，用于切入泥土中。在这种形式中，螺旋钻头的高度不超过220毫米(mm)，并且，螺旋钻头的直径至多为95mm。在一种变型中，手柄容纳有20V的马达和齿轮箱。

方面1总体上涉及一种系统，该系统包括手持铲，该手持铲包括手柄和附接至手柄的铲部分，其具有刀片和螺旋钻头。

方面2总体上涉及方面1的系统，其中，手持铲包括被构造成旋转螺旋钻头的马达。

方面3总体上涉及方面2的系统，其中，铲包括联接到马达的齿轮箱。

方面4总体上涉及方面3的系统，其中，齿轮箱和马达容纳在手柄内。

方面5总体上涉及方面4的系统，其中，手柄具有至多40毫米(mm)的马达-齿轮箱直径。

方面6总体上涉及方面1的系统，其中，刀片定位成靠近螺旋钻头，以保持来自螺旋钻头的碎屑。

方面7总体上涉及方面6的系统，其中，螺旋钻头具有被刀片部分地覆盖的槽。

方面8总体上涉及方面7的系统，其中，刀片限定了排出开口，该排出开口被构造成排出至少一些碎屑。

方面9总体上涉及方面8的系统，其中，刀片具有部分地环绕螺旋钻头的半圆柱形形状。

方面10总体上涉及方面8的系统，其中，排出开口沿着纵向轴线延伸以暴露螺旋钻头的侧面。

方面11总体上涉及方面10的系统，其中，排出开口从刀片的切割边缘敞开到手柄。

方面12总体上涉及方面8的系统，其中，刀片被偏置到纵向轴线的一侧，螺旋钻头的相对侧暴露出。

方面13总体上涉及方面6的系统，其中，螺旋钻头具有接触刀片的螺旋腹板。

方面14总体上涉及方面6的系统，其中，螺旋钻头具有螺旋腹板，该螺旋腹板与刀片间隔开以形成至多1厘米(cm)的间隙。

方面15总体上涉及方面6的系统，其中，刀片具有被构造成切割到土地中的切割边缘。

方面16总体上涉及方面15的系统，其中，螺旋钻头具有延伸超过刀片的切割边缘的尖端。

方面17总体上涉及方面6的系统，其中，螺旋钻头被构造成相对于刀片旋转。

方面18总体上涉及方面17的系统，其中，刀片固定到手柄以防止相对运动。

方面19总体上涉及方面2的系统，其中，手持铲包括输入/输出(I/O)装置和用于控制螺旋钻头的旋转的控制器。

方面20总体上涉及方面2的系统，其中，手持铲包括被构造成为马达提供动力的能量储存系统(ESS)。

方面21总体上涉及方面20的系统，其中，ESS集成到手柄中。方面22总体上涉及方面20的系统，其中，ESS包括蓄电池。

方面23总体上涉及方面20的系统，其中，ESS可拆卸地联接到手柄。

方面24总体上涉及方面1的系统，其中，刀片限定了排出开口，螺旋钻头在该排出开口处暴露。

方面25总体上涉及方面24的系统，其中，排出开口被构造成当铲部分在洞中时排出碎屑。

方面26总体上涉及方面24的系统，其中，排出开口被构造成当铲部分在洞的外部时排出碎屑。

方面27总体上涉及方面1的系统，其中，刀片覆盖螺旋钻头的第一侧面。

方面28总体上涉及方面27的系统，其中，刀片限定了排出开口，该排出开口沿着纵向轴线延伸，以暴露螺旋钻头的第二侧面。

方面29总体上涉及任何前述方面的系统，其中，手持铲包括被构造成旋转螺旋钻头的马达。

方面30总体上涉及任何前述方面的系统，其中，铲包括联接到马达的齿轮箱。

方面31总体上涉及任何前述方面的系统，其中，齿轮箱和马达容纳在手柄内。

方面32总体上涉及任何前述方面的系统，其中，手柄具有至多40毫米(mm)的马达-齿轮箱直径。

方面33总体上涉及任何前述方面的系统，其中，刀片定位成靠近螺旋钻头，以保持来自螺旋钻头的碎屑。

方面34总体上涉及任何前述方面的系统，其中，螺旋钻头具有被刀片部分地覆盖的槽。

方面35总体上涉及任何前述方面的系统，其中，刀片限定了排出开口，排出开口被构造成排出至少一些碎屑。

方面36总体上涉及任何前述方面的系统，其中，刀片具有部分地环绕螺旋钻头的半圆柱形形状。

方面37总体上涉及任何前述方面的系统，其中，排出开口沿着纵向轴线延伸，以暴露螺旋钻头的侧面。

方面38总体上涉及任何前述方面的系统，其中，排出开口从刀片的切割边缘敞开到手柄。

方面39总体上涉及任何前述方面的系统，其中，刀片偏置到纵向轴线的一侧，螺旋钻头的相对侧被暴露出。

方面40总体上涉及任何前述方面的系统，其中，螺旋钻头具有接触刀片的螺旋腹板。

方面41总体上涉及任何前述方面的系统，其中，螺旋钻头具有螺旋腹板，该螺旋腹板与刀片间隔开以形成至多1厘米(cm)的间隙。

方面42总体上涉及任何前述方面的系统，其中，刀片具有被构造成切割到土地中的切割边缘。

方面43总体上涉及任何前述方面的系统，其中，螺旋钻头具有延伸超过刀片的切割边缘的尖端。

方面44总体上涉及任何前述方面的系统，其中，螺旋钻头被构造成相对于刀片旋转。

方面45总体上涉及任何前述方面的系统，其中，刀片固定到手柄，以防止相对运动。

方面46总体上涉及任何前述方面的系统，其中，手持铲包括输入/输出(I/O)装置和用于控制螺旋钻头的旋转的控制器。

方面47总体上涉及任何前述方面的系统，其中，手持铲包括被构造成为马达提供动力的能量储存系统(ESS)。

方面48总体上涉及任何前述方面的系统，其中，ESS集成到手柄中。

方面49总体上涉及任何前述方面的系统，其中，ESS包括蓄电池。

方面50总体上涉及任何前述方面的系统，其中，ESS可拆卸地联接到手柄。

方面51总体上涉及任何前述方面的系统，其中，刀片限定了排出开口，螺旋钻头在该排出开口处暴露。

方面52总体上涉及任何前述方面的系统，其中，排出开口被构造成当铲部分在洞中时排出碎屑。

方面53总体上涉及任何前述方面的系统，其中，排出开口被构造成当铲部分在洞的外部时排出碎屑。

方面54总体上涉及任何前述方面的系统，其中，刀片覆盖螺旋钻头的第一侧面。

方面55总体上涉及任何前述方面的系统，其中，刀片限定了排出开口，该排出开口沿着纵向轴线延伸以暴露螺旋钻头的第二侧面。

方面56总体上涉及操作任何前述方面的系统的方法。

根据本文提供的详细描述和附图，本发明的其他形式、目的、特征、方面、益处、优点和实施例将变得明显。

附图说明

图1是根据一个示例的手持铲装置的示意图。

图2是手持铲装置的透视图。

图3是图2的手持铲装置的前视图。

图4是图2的手持铲装置的仰视图。

图5是沿着图4中的线5-5截取的图2的手持铲装置的剖视图。

图6是根据另一示例的手持铲装置的透视图。

图7是示出用手持铲装置挖掘洞的技术的流程图。

图8是挖掘到土地中的手持铲装置的第一侧视图。

图9是手持铲装置沿顺时针方向从洞中排出的第二侧视图。

图10是根据另一示例的手持铲装置的透视图。

具体实施方式

对所选实施例的详细描述

为了促进对本发明的原理的理解，现在将参考附图中示出的实施例，并且将使用特定的语言来描述这些实施例。然而，应当理解，这并不意在对本发明的范围进行限制。如本发明相关领域的技术人员通常会想到的，对所描述的实施例中的任何改变和进一步修改以及本文描述的本发明的原理的任何进一步的应用都是可以预期的。以非常详细的方式示出了本发明的一个实施例，尽管如此，对于相关领域的技术人员来说将明显的是，为了清楚起见，一些与本发明不相关的特征可能没有示出。

以下描述中的附图标记被组织整理，以帮助读者快速识别各种部件被首次示出的附图。具体而言，元件首次在其中出现的附图通常由相应的附图标记中最左边的数字标识。例如，由“100”系列的附图标记标识的元件将可能首先出现在图1中，由“200”系列的附图标记标识的元件将可能首先出现在图2中，以此类推。

在图1中示出了根据一个示例的用于手持铲装置100的系统的示意图。其中，手持铲装置100被设计成由一个人或使用者用一只手或两只手容易地拿起和操作。手持铲装置100被构造成在土地或其他基底中挖掘洞、渠和/或其他空腔。虽然手持铲装置100将在下文中与在土壤或土地中形成洞相关地进行描述，但是应该认识到，手持铲装置100可以用于在其他类型的基底中形成洞或其他空腔。例如，手持铲装置100可以用于在海滩泥沙中挖掘用于伞的洞。手持铲装置100也可以用于在花园或花坛中常见的护盖物中挖掘垄沟。

如图所示，手持铲装置100包括手柄105和铲部分110。手柄105具有能量储存系统(“ESS”)115和控制器120，控制器120被可操作地连接以从控制器120接收动力。为了便于手持铲装置100的手持操作，ESS 115包括便携式动力源，比如蓄电池(battery)和/或燃料电池。在一个具体示例中，ESS 115包括20V锂离子电池。在一种形式中，ESS 115被永久地结合到手持铲装置100中。在这种情况下，可以以多种方式补充ESS 115的电力。例如，当ESS 115是蓄电池时，ESS 115可以通过外部电源重新充电，比如通过无线充电站和/或墙壁插座插头。当ESS 115是燃料电池的形式时，可以供应燃料来为ESS 115重新提供电力。在另一种形式中，ESS 115是可替换的。ESS 115例如可以可拆卸地联接到和/或容纳在手柄105内。一旦ESS 115耗尽，ESS 115可以被新的和/或重新充电的ESS 115替换。例如，ESS 115可以包括一次性或可重新充电的蓄电池，一旦耗尽电力就可以替换它们。

手柄105进一步包括可操作地连接到控制器120的输入/输出装置(“I/O装置”)125、可操作地连接到控制器120的马达130、以及机械地联接到马达130以用于从马达130向铲部分110提供机械动力的齿轮箱135。I/O装置125通过控制器120控制马达130的操作以及手持铲装置100的整体操作。例如，I/O装置125可以包括换能器，比如开关或触摸显示器，通过该换能器，使用者能够控制马达130的旋转速度和/或方向。控制器120通过I/O装置125可以进一步通过I/O装置125提供反馈，比如音频和/或视觉提示。例如，I/O装置125可以在出现故障时提供警报，为手持铲装置100的状态的指示器和/或环境条件的指示器，这些仅是列举的几个例子。

在一个示例中，马达130包括可逆电动马达，但是在其他情况下，马达130可以包括其他类型的小型便携式马达，如气动或液压马达。一些马达130，比如电动马达，通常具有高的每分钟转数(RPM)和低的扭矩输出，这将使得这种高RPM、低扭矩的马达130不适合大多数使用情况。在图示的示例中，马达130的机械输出连接到齿轮箱135，以降低最终的RPM和/或增加提供给铲部分110的扭矩。在其他变型中，齿轮箱135可以被取消，并且马达130可以与铲部分110直接机械连接。如可以看出的，手柄105的部件安装在外壳140的内部和/或外部。外壳140为手柄105的部件提供结构支撑并保护它们。外壳140还提供抓握表面，使用者能够抓持该抓握表面并容易地握住手持铲装置100。

如在图1中可见的，铲部分110包括刀片145和定位成靠近刀片145的螺旋钻头150。在一个示例中，刀片145固定到外壳140，使得随着螺旋钻头150通过马达130而旋转，刀片145相对于螺旋钻头150保持静止。螺旋钻头150由马达130通过齿轮箱135旋转，以便在土地中钻洞或挖掘洞。刀片145能够促进洞的形成。刀片145定位在螺旋钻头150旁边，使得随着铲部分110从挖掘洞中移除，刀片145能够将碎屑保持在螺旋钻头150中。这有助于减少挖掘过程期间落回到洞中的土壤或其他碎屑的量。

应当认识到，手持铲装置100的部件可以以除了图1中所示的方式之外的其他方式连接或构造。ESS 115、控制器120、I/O装置125和马达130可以通过电线和/或无线连接可操作地连接在一起。在一个示例中，ESS 115可以直接连接到马达130，以便直接向马达130供电。在其他变型中，I/O装置125直接连接到马达130，以控制马达130的操作。此外，如将理解的，这些部件中的一个或更多个可以集成在一起以形成单个单元。例如，I/O装置125可以与控制器120和马达130集成在一起，以形成单个单元。替代地或附加地，齿轮箱135可以集成到马达130中以形成单个单元。

转向图2、图3和图4，手持铲装置100的部件总体上沿着纵向轴线202对齐，使得手持铲装置100总体上是平衡的并且易于操作。再次，手持铲装置100被设计成手持型工具。换句话说，手持铲装置100被设计成由单个个人或使用者用一只手或两只手容易地拿起和操作。在图示的示例中，手持铲装置100具有与手动花园镘刀相当的尺寸和重量。在另一示例中，手持铲装置100的尺寸稍大，以在尺寸和功能上与花园锹或铲相当。如图所示，ESS 115可拆卸地附接到手柄105的端部，使得ESS 115可以容易地用新的或已经重新充电的ESS替换。所描述的示例中的I/O装置125包括多路开关205。在一个变型中，多路开关205包括三路开关，其具有用于使螺旋钻头150沿顺时针或逆时针方向旋转或停止的位置。多路开关205位于手柄105的外壳140上，使得多路开关205可以容易地由操作者的手指或拇指启动。在另一变型中，多路开关205包括可变开关，该可变开关递增地调节螺旋钻头150的旋转速度和方向。

如图所示，刀片145具有固定到手柄105的外壳140的肩部210。刀片145具有主体215，该主体215具有与螺旋钻头150的整体的圆柱形形状一致的半圆柱形形状。所描绘的示例中的主体215仅覆盖螺旋钻头150的一部分，以形成排出开口217，该排出开口217允许螺旋钻头150在挖掘洞的期间排出土壤或其他碎屑。排出开口217沿着纵向轴线202延伸，以暴露螺旋钻头150的一个侧面。再次，刀片145有助于将碎屑堵塞物保持在手持铲装置100内，以在从洞中移除刀片145期间最小化土壤到洞中的落回。与肩部210相对，刀片145具有弯曲的或尖的切割边缘220，以进一步便于挖掘。

螺旋钻头150包括带有柄部230的轴225，螺旋钻头150在柄部230处连接到手柄105的齿轮箱135。如图所示，螺旋钻头150的轴225沿着纵向轴线202延伸并围绕纵向轴线旋转。与柄部230相对，螺旋钻头150具有尖端235，在挖掘洞期间，螺旋钻头150首先在尖端235处接触土地。在所描绘的示例中，尖端235是尖锐的，以便于穿入土地并使手持铲装置100居中地位于洞的位置处。在图示的实施例中，螺旋钻头150具有腹板240，该腹板240以螺旋模式围绕轴225延伸，以形成类似地具有螺旋形状的槽(flute)245。在其他示例中，螺旋钻头150可以具有不同于图示的形状。例如，螺旋钻头150可以具有两个或更多个腹板240和/或两个或更多个槽245。在其他示例中，腹板240可以是不连续的和/或以非螺旋的模式围绕轴225定位。在其它变型中，腹板240可以以右手螺旋或左手螺旋模式布置。此外，手持铲装置100可以具有两个或更多个刀片145和/或螺旋钻头150。

如前面所述，手持铲装置100被构造成和确定尺寸为易于使用一只手操作。因此，手持铲装置100的尺寸相应地确定。在一个示例中，手柄105的外壳140具有马达-齿轮箱直径305，其尺寸设置成用于容纳马达130和齿轮箱135。在一个变型中，马达-齿轮箱直径305至多为40毫米(mm)。在一个示例中，手柄105处的外壳140具有至多160mm的外壳长度307。在其他示例中，外壳长度307和手柄105的长度可以更长，以允许在使用者站立时用手持铲装置100进行挖掘。在一种形式中，铲部分110处的刀片145具有至多112mm的刀片宽度310，并且从刀片145的肩部210到螺旋钻头150的尖端235测量，铲部分110具有至多235mm的铲部分高度315。在一个示例中，螺旋钻头150具有从柄部230到尖端235测量的至多220mm的螺旋钻头高度320。

参见图4，腹板240的外径向边缘405接触或几乎接触刀片145的主体215的内表面410。在一种形式中，腹板240的外径向边缘405稍微摩擦抵靠刀片145的内表面410。螺旋钻头150的腹板240和刀片145之间的这种紧密接近有助于在将手持铲装置100从挖掘的空腔移除的期间，将土壤或碎屑堵塞物保持在螺旋钻头150的槽245内。在其他变型中，在腹板240的外径向边缘405和主体215的内表面410之间可以形成至多1厘米(cm)的间隙415，这仍然允许碎屑堵塞物的这种保持。螺旋钻头150具有螺旋钻头直径420，其被测量到外径向边缘405。在一种变型中，螺旋钻头直径420至多为95mm。如可以看到的，刀片145的主体215伸展以环绕螺旋钻头150的大约一半的圆周，从而形成排出开口217。同样，随着螺旋钻头150挖掘洞，排出开口217允许一些碎屑从洞中排出，并且当螺旋钻头150停止并且将铲部分110从洞中拉出时，刀片145的这种形状有助于将一些土壤保持在槽245内。

图5示出了沿着图4中的线5-5截取的手持铲装置100的剖视图。如可以看到的，刀片145偏置或定位成大致覆盖螺旋钻头150的一侧，使得螺旋钻头150的另一侧暴露。换句话说，刀片145位于图5中的纵向轴线202的一侧。由于螺旋钻头150的一侧在排出开口217处暴露，可以在侧向方向上拉动手持铲装置100，使得螺旋钻头150在排出开口217处的暴露侧能够在土壤中切割出渠或垄沟。

如图所示，螺旋钻头150附接到齿轮箱135。特别地，齿轮箱135具有输出轴505，并且螺旋钻头150的柄部230具有接收齿轮箱135的输出轴505的柄部空腔510。刀片145的肩部210固定至手柄105的外壳140。在一个示例中，紧固件(比如螺钉)用于将刀片145固定到外壳140。替代地或附加地，刀片145可以以其他方式固定到手柄105，比如经由焊接、粘合剂等。在另一示例中，刀片145与外壳140一体形成为单个部件，比如通过注射成型。如可以看到的，刀片145具有从肩部210到切割边缘220的最远部分测量的刀片高度515。在一种形式中，刀片高度515至多为190mm。参见图5，螺旋钻头150比刀片145长，使得尖端235延伸超过刀片145的切割边缘220。因为螺旋钻头150的尖端235延伸超过刀片145，螺旋钻头150的尖端235能够首先接触并钻到土地中。

图6示出了根据另一示例的手持铲装置600。如可以看出的，手持铲装置600与参考图1、图2、图3、图4和图5描述的手持铲装置100具有许多共同的特征，并且以类似于手持铲装置100的方式操作。为了简洁和清楚起见，这些共同的部件和功能将不在下面再次详细描述，但是请参考前面对这些特征的讨论。

与前面一样，手持铲装置600包括手柄605和铲部分610。ESS 115和控制器120(图1)容纳在手柄605内。手柄605进一步包括以类似于上述方式构造的I/O装置625、马达630和齿轮箱635。这些部件容纳在外壳640内。与前面类似，铲部分610具有刀片645和螺旋钻头650。刀片645固定至手柄605的外壳640，螺旋钻头650经由齿轮箱635机械地连接到马达630。

手柄605具有抓握部655，使用者可以在抓握部处抓握手持铲装置600。在一种形式中，抓握部655包括泡沫和/或橡胶类型的抓握部，以确保牢固且舒适的抓握。在抓握部655处，I/O装置625是触发器660的形式，其通过马达630控制螺旋钻头650的操作。在一个特定示例中，触发器660是多位置触发器的形式。在图示的示例中，刀片645具有带有尖锐的尖端670的切割边缘665。

现在将参照图7、图8和图9描述用手持铲装置100挖掘洞的技术。虽然将参考图2所示的手持铲装置100来描述该技术，但是该技术也可以用图6所示的手持铲装置600以及其他类似的设计来执行。将参考在土地或土壤中挖掘洞来描述该技术，但是应该认识到，该技术可以用于在其他基质和/或材料(例如沙子、泥炭、护盖物等)中挖掘其他类型的空腔。

图7示出了说明该技术的流程图700。如前所述，手持铲装置100的尺寸、形状和重量设置成使得手持铲装置100可以容易地被使用者或操作者拿起和操作。使用者通常在一只手中通过手柄105抓握或握住手持铲装置100。在阶段705中，手持铲装置100的铲部分110被定位在用于洞的地点处。参见图8，螺旋钻头150的尖端235抵靠土地805的表面放置。

在阶段710，使用者通过I/O装置125启动马达130，以使螺旋钻头150钻到土地805中。在一个示例中，当多路开关205被设置到最右边的位置时，马达130沿逆时针方向810(即，从图4中的仰视图)旋转螺旋钻头150，以使螺旋钻头150挖掘到土地805中。应该认识到，当螺旋钻头150具有带有相反的螺旋模式的腹板240时，螺旋钻头150可以以相反的方式旋转。随着使用者继续抓握手柄105，手持铲装置100沿插入方向815(例如，向下的方向)移动到土地805中。随着手持铲装置100钻入到土地805中，一些碎屑820(比如切削屑、根、土壤和/或砾石)，从螺旋钻头150排放，并从排出开口217排出到与刀片145相对的一侧的土地805的表面上。在挖掘期间，刀片145进一步防止土壤回填到正被挖掘的洞905(图9)中。

转向图9，一旦手持铲装置100到达用于洞905的期望深度，使用者在阶段715中启动I/O装置125以停止螺旋钻头150转动和挖掘。在一个具体示例中，当多路开关205被设置到中间位置时，马达130停止，使得螺旋钻头150停止旋转。在阶段720中，使用者沿移除方向910(例如，向上的方向)将手柄105从洞905中拉出来。在某些情况下，比如在潮湿的土壤和/或粘质土壤的情况下，随着手持铲装置100在移除方向910上被从洞905中拉出，刀片145有助于将碎屑堵塞物915保持在腹板240之间的槽245中。这有助于防止碎屑820落回到洞905中。

在阶段725中，碎屑堵塞物915从手持铲装置100的铲部分110排放到土地805的表面上的碎屑堆820上或其他地方。根据土壤条件，碎屑堵塞物915例如可以是单块泥土或多块泥土的形式。在干燥条件下，碎屑堵塞物915可以是例如松散的泥土或砾石的形式。为了完成碎屑堵塞物915的这种排放，使用者启动I/O装置125，以使马达130沿顺时针方向920(即，从图4的仰视图)旋转螺旋钻头150。在一个具体示例中，当多路开关205被设置到最左侧位置时，马达130通过齿轮箱135沿顺时针方向920旋转螺旋钻头150，以排放从洞905中移除的碎屑堵塞物915。在图示的示例中，来自图9中的铲部分110的碎屑堵塞物915落在图8所示的同一堆碎屑820的顶部，但是在其他示例中，碎屑堵塞物915可以落在其他地方。可以重复该技术以使洞905更深/更大或者挖掘另一个洞905。例如，阶段710中的手持铲装置100可以在侧向方向上拉动，使得螺旋钻头150在排出开口217处的暴露侧能够在土地805中切割出渠或垄沟。

图10示出了根据另一示例的手持铲装置1000。如可以看到的，手持铲装置1000与参考图1、图2、图3、图4和图5描述的手持铲装置100具有许多共同的特征，并且以类似的方式操作。为了简洁和清楚起见，这些共同的部件和功能将不在下面再次详细描述，但是请参考前面对这些特征的讨论。

与前面一样，手持铲装置1000包括手柄1005和铲部分1010。ESS 1015和控制器1020(例如，见图1)容纳在手柄1005内。手柄1005进一步包括以类似于上述方式(例如，见图1和图2)构造的I/O装置1025、马达1030和齿轮箱1035。手柄1005具有用于容纳部件的外壳1040。与前面类似，铲部分1010具有刀片1045和螺旋钻头1050。刀片1045固定至手柄1005的外壳1040，螺旋钻头1050经由齿轮箱1035机械地连接到马达1030。

在图示的示例中，ESS 1015和外壳1040的形状或结构与前面不同。如可以看出的，外壳1040使手柄1005具有易于抓握的光滑外观。在该示例中，ESS 1015容纳在外壳1040内部。在一种形式中，ESS 1015是可充电的蓄电池的形式，其滑入到外壳1040中的圆柱形室中。ESS 1015可以通过滑出外壳1040中的室来替换。在另一种形式中，ESS 1015永久地安装在外壳1040内。

术语汇总

在权利要求和说明书中使用的语言仅具有其简单且普通的含义，除非下面明确定义。这些定义中的词语只具有其简单且普通的含义。这种简单且普通的含义包含了最近出版的韦氏词典和兰登书屋词典中所有一致的词典定义。如在说明书和权利要求书中所使用的，以下定义适用于这些术语及其以下标识的常见变型。

“螺旋钻头”通常是指一种切割工具，用于在旋转时去除材料以形成洞，最典型的具有圆形横截面。螺旋钻头通常(但不总是)包括一个或更多个以盘旋或螺旋模式布置的槽，以去除碎片或其它碎屑。所述槽通常限定在围绕柄部缠绕的类似形状的腹板之间。有多种螺旋钻头类型。例如，詹宁斯模式的钻头(Jennings-pattern bit)具有自动进给的螺纹尖端、两个尖部和两个径向切割边缘。詹宁斯式钻头具有双槽，从切割边缘开始，一直延伸到钻头的柄部，用于清除废料。欧文(Irwin)式或实心式螺旋钻头类似，唯一的区别是切割边缘中的一个只有残留的槽支撑它，在结束之前，其仅部分地向上延伸到柄部。典型地(但不总是)，出于强度目的，螺旋钻头由金属制成，比如钢。

“刀片”或“铲刀片”通常指工具或机器的与待移动的材料接触的宽阔扁平或凹陷的部分。典型地，但不总是，刀片由刚性或半刚性材料制成，比如金属或塑料。刀片可以例如包括方形、圆尖形或锥形的切割边缘或尖端。在一些变型中，刀片可以包括肩部或台阶以及用于接收手柄的轴环。

“控制器”通常指使用机械、液压、气动电子技术和/或微处理器或计算机的装置，其监控并物理地改变给定的动力系统的运行条件。在一个非限制性示例中，控制器可以包括Allen Bradley品牌的可编程逻辑控制器(PLC)。控制器可以包括用于执行计算以处理输入或输出的处理器。控制器可以包括存储器，用于存储要由处理器处理的值，或者用于存储先前处理的结果。控制器还可以被配置为接受来自广泛的输入和输出装置的输入和输出，用于接收或发送值。这些装置包括其他计算机、键盘、鼠标、可视显示器、打印机、工业设备以及所有类型和尺寸的系统或机械。例如，控制器可以根据请求控制网络或网络接口来执行各种网络通信。网络接口可以是控制器的一部分，或者被表征为独立于控制器并且远离控制器。控制器可以是单个物理计算装置，比如台式计算机或笔记本电脑，或者可以由多个相同类型的装置组成，比如作为联网集群中的一个装置运行的一组服务器，或者作为一个控制器运行并通过通信网络链接在一起的不同计算装置的异构组合。连接到控制器的通信网络也可以连接到更宽的网络，比如互联网。因此，控制器可以包括一个或更多个物理处理器或其他计算装置或电路，并且还可以包括任何合适类型的存储器。控制器也可以是具有未知或波动数量的物理处理器和存储器或存储装置的虚拟计算平台。因此，控制器可以物理地位于一个地理位置，或者物理地分布在若干广泛分散的位置，其中，多个处理器通过通信网络链接在一起，以作为单个控制器操作。多个控制器或计算装置可以被配置成通过有线或无线通信链路彼此通信或与其他装置通信以形成网络。网络通信可以在通过其他更大的计算机网络(比如因特网)之前，通过各种操作为网络设备的控制器，所述网络设备比如交换机、路由器、防火墙或其他网络装置或接口。通信也可以通过网络进行，因为无线数据传输是通过传输线或自由空间通过电磁波进行的。这种通信包括使用WiFi或其他无线局域网(WLAN)或蜂窝发射机/接收机来传输数据。

“能量源”通常指为执行工作提供动力的装置、结构、机构和/或系统。由能量源提供的能量可以采取多种形式，包括电、化学、电化学、核、液压、气动、重力、动能和/或势能形式。能量源例如可以包括环境能量源(比如太阳能电池板)，外部能量源(比如来自电力传输网络)，和/或便携式能量源(比如蓄电池)。能量源可以包括含有能量的能量载体，该能量可以随后转化成其他形式，比如转化为机械、热、电和/或化学形式。能量载体可以例如包括弹簧、蓄电池、电容器、压缩的空气、壅水、氢、石油、煤、木材和/或天然气，仅举这些作为示例。

“能量储存系统”(ESS)或“能量储存单元”通常是指获取在一时间产生的能量以供以后使用的装置。能量可以以一种或更多种形式提供给ESS，例如包括辐射、化学、重力势、电势、电力、高温、潜热和动能类型的能量。ESS将能量从难以储存的形式转换成更方便和/或更经济的可储存的形式。以非限制性示例的方式，用于在ESS中积累能量的技术可以包括：机械获取技术，比如压缩空气储存、飞轮、重力势能装置、弹簧和液压蓄能器；电和/或电磁获取技术，比如使用电容器、超级电容器和超导磁能储存线圈；生物技术，比如使用糖原、生物燃料和淀粉储存介质；电化学获取技术，比如使用液流电池、可充电电池和超级电池；热获取技术，比如使用共晶系统、熔盐储存、相变材料和蒸汽蓄能器；和/或化学获取技术，比如使用水合盐、氢气和过氧化氢。常见的ESS示例包括锂离子电池和超级电容器。

“紧固件”通常指将两个或更多个物体机械地结合或以其他方式固定在一起的硬件装置。作为非限制性示例，紧固件可以包括螺栓、暗榫、钉子、螺母、栓、销、铆钉、螺钉和卡扣紧固件，仅举几个例子。

“扁平”通常指具有宽水平表面但高度很小的物体。

“齿轮箱”或“传动装置”通常指提供机械动力的受控应用的动力系统。齿轮箱使用齿轮和/或齿轮系来提供速度和从旋转动力源到另一装置的扭矩转换。

“手持装置”通常是指物体，比如工具或其他装置，它被设计成使得可以用人的一只或两只手容易地握住、使用和操作物体。换句话说，手持装置被设计得足够小和轻，以便在人的手里操作延长的时间段而不会感到明显的疲劳。

“手柄”通常是指专门设计用于人手抓握的部分。换句话说，手柄是物体(比如工具或装置)借以被人手握持、携带和/或控制的部分。手柄通常具有足够的强度来支撑物体。对于工具，手柄通常具有足够的强度来传递来自手柄的用于执行针对工具所设计的功能的任何力。手柄通常具有足够的长度，以容纳单手或多只手来抓握并可靠地通过手柄施加力。类似地，手柄通常具有足够小的圆周或外部尺寸，以允许单手或多只手可靠地抓握手柄。其他人体工程学因素，比如摩擦、涂层、抓握和防伤害特征，都可以结合到手柄中。以非限制性示例的方式，手柄可以包括扫帚手柄、铲子手柄、拉动手柄或扭动手柄，仅举几个例子。

“输入/输出(I/O)装置”通常指联接到计算装置的任何装置或装置集合，其被配置为接收输入并将输入传递到处理器、存储器或计算装置的其他部分和/或由计算装置控制以产生输出。I/O装置可以包括物理上分离的输入装置和输出装置，或者输入装置和输出装置可以组合在一起形成单个物理单元。I/O装置的这种输入装置可以包括键盘、鼠标、轨迹球和比如触摸板或触摸屏的触敏定点装置。输入装置还包括用于检测环境条件(比如温度、光、噪声、振动、湿度等)的任何传感器或传感器阵列。用于I/O装置的输出装置的示例包括但不限于显示图形输出的屏幕或监控器、投影二维或三维图像的投影装置、或任何类型的打印机、绘图仪、或产生固定在任何有形介质中的输出的二维或三维表示的类似装置(例如，在纸上打印的激光打印机、被控制成加工金属工件的车床、或产生物体的三维打印机)。输出装置还可以产生无形的输出，例如，比如存储在数据库中的数据，或者通过介质或通过自由空间传输的电磁能量(比如由计算机控制的扬声器产生的音频，通过自由空间传输的无线电信号，或者通过光纤电缆传输的光脉冲)。

“侧向”通常指位于、朝向或来自侧面。

“纵向”通常是指物体的长度或纵向尺寸，而不是横向尺寸。

“马达”通常指为具有运动部件的装置提供动力的机器。马达可以包括转子型和线型马达。可以以多种方式为马达提供动力，比如经由电力、内部燃烧、气动、和/或液压动力源。通过非限制性示例的方式，马达可以包括伺服马达、气动马达、液压马达、蒸汽机、气动活塞、液压活塞和/或内燃机。

“动力源”通常指的是向电气负载提供电动力的电气装置，例如电气机器和/或电子装置。

应当注意的是，除非另外明确讨论，否则说明书和/或权利要求书中使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”、“所述(the)”等包括复数形式。例如，如果说明书和/或权利要求书中提到“装置”或“所述装置”，则它包括一个或更多个这样的装置。

应当注意的是，方向性术语，比如“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”、“侧向”、“纵向”、“径向”、“周向”、“水平”、“竖直”等，在本文中使用仅仅是为了方便读者，以便帮助读者理解所示的实施例，并且这些方向性术语的使用并不意在以任何方式将所描述、示出和/或要求保护的特征限制至特定的方向和/或方位。

虽然本发明已经在附图和前面的描述中进行了详细的说明和描述，并且这些说明和描述被认为是说明性的，而不是限制性的，但是，应该理解的是，仅示出和描述了优选实施例，并且希望保护落入由随附的权利要求限定的发明的精神内的所有变化、等同物和修改。在本说明书中引用的所有出版物、专利和专利申请都通过引用并入本文，就如同各个单独的出版物、专利或专利申请都被具体和单独地指出通过引用并入本文并在本文完整阐述。

附图标记

100 手持铲装置 505 输出轴

105 手柄 510 柄部空腔

110 铲部分 515 刀片高度

115 ESS 600 手持铲装置

120 控制器 605 手柄

125 输入/输出装置 610 铲部分

130 马达 625 输入/输出装置

135 齿轮箱 630 马达

140 外壳 635 齿轮箱

145 刀片 640 外壳

150 螺旋钻头 645 刀片

202 纵向轴线 650 螺旋钻头

205 多路开关 655 抓握部

210 肩部 660 触发器

215 主体 665 切割边缘

217 排出开口 670 尖的尖端

220 切割边缘 700 流程图

225 轴 705 阶段

230 柄部 710 阶段

235 尖端 715 阶段

240 腹板 720 阶段

245 槽 725 阶段

305 马达-齿轮箱直径 805 土地

307 外壳长度 810 逆时针方向

310 刀片宽度 815 插入方向

315 铲部分高度 820 碎屑

320 螺旋钻头高度 905 洞

405 外径向边缘 910 移除方向

410 内表面 915 碎屑堵塞物

415 间隙 920 顺时针方向

420 螺旋钻头直径 1000 手持铲装置

1005 手柄

1010 铲部分

1015 ESS

1020 控制器

1025 输入/输出装置

1030 马达

1035 齿轮箱

1040 外壳

1045 刀片

1050 螺旋钻头。