CN105547741A - 一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置，其特征在于由传动盒及电磁钻头转盘等主要部件组成。通过传动架上的横向驱动电机驱动传动盒沿着导轨左右移动，并且通过传动盒上竖向驱动电机驱动竖向螺杆上下移动来确定电磁钻头转盘的空间位置。通过安装于竖向螺杆上的环形电机，驱动电磁钻头转盘旋转，将电磁钻头定位至机架电磁钻头夹头正下方处。最后通过电磁钻头上的磁性材料与钻头夹头上电磁铁产生的磁力，可实现钻头的自动装卸。本发明扩展了取芯机的功能，增加了取芯机的实用性，提高了取芯机的自动化程度与科研人员的工作效率。
Description
技术领域：
本发明属于岩石试验取样设备领域，特别涉及一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置，适用于全自动多功能取芯机不同尺寸钻头的自动更换。
技术背景：
在工程建设中，地下岩样采样分析是整个工程建设的关键性步奏。在岩样研究分析过程中，先通过取样机将地下深处的岩石岩样采集，因地下岩样取样机所取岩样粗糙且大小不符合室内实验要求，一般情况下，在此基础上通过取芯机再次提取岩样样品来满足实验所需岩样尺寸的大小。而现有的取芯机中大多自动化程度低，钻头的更换工作需人工完成，在钻取多个不同尺寸岩心的工况下，对取芯机的操作就显得更为复杂，无形中增加了科研人员的工作量，降低了工作效率。因此实现取芯机电磁钻头的自动安装与更换，提高取芯机的自动化程度，在室内岩石试验研究过程中具有重要的现实意义。基于此目的发明了一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置，该钻头转换装置可通过环形电机驱动转盘转动切换钻头，配合电磁力自动安装卸下取芯钻头。
发明内容：
本发明的目的是设一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置。针对钻头转换装置功能需求，本设计提出以下方案：通过设计电磁钻头转盘，转盘上开设有电磁钻头卡槽，作为电磁钻头的置放位置，可将不同规格尺寸的电磁钻头分别卡于转盘卡槽之上；转盘由环形电机驱动转动，可使电磁钻头自动拆卸后能自动置放回原位；设计传动盒，由电机、齿轮、轴承等主要部件组成，可驱动电磁钻头转盘多向定位；设计竖向螺杆，并由传动盒中竖向驱动电机通过齿轮驱动，定位电磁钻头转盘竖向位置；设计传动架，通过直线导轨导引传动盒直线定向移动；设计局部具有高磁性材料的电磁钻头，配合机架钻头夹头上电磁电圈，依靠电磁力装夹更换电磁钻头。本设计发明能提高取芯机的自动化与智能化水平，并提高研究人员的工作效率，同时可提高岩样取芯的精度。
一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置的设计包括传动盒、电磁钻头转盘与电磁钻头三大部分组成。传动盒放置于导向槽中，电磁钻头转盘安装于竖向螺杆之上，而竖向螺杆通过螺纹与传动盒相连。
传动盒设计安装于导向槽中，导向槽一侧设计安装有横向驱动电机可用于驱动横向螺杆转动，横向螺杆与传动盒中内螺纹配合。在传动盒底部导轨的导引下，横向螺杆转动带动传动盒于左右移动。传动盒外部竖向驱动电机驱动内部的竖向驱动齿轮，再由竖向驱动齿轮带动内螺纹齿轮旋转。内螺纹齿轮与竖向螺杆通过螺纹相配合，实现竖向螺杆的上下移动。内螺纹齿轮的上下两面均设计安装有一个用于减少齿轮与传动盒摩擦的轴向轴承。
电磁钻头转盘设计安装于竖向螺杆底部，由底部轴向轴承支撑，并由两者中间的超声波电机驱动。轴向轴承用于减少电磁钻头转盘与竖向螺杆间摩擦力。转盘外侧设计有六个卡槽，卡槽可用作电磁钻头的固定架。卡槽的两侧设计有弹性片，弹性片用于电磁钻头的固定。
电磁钻头顶端部分设计为一个六棱柱，可与机架钻头夹头的六棱柱孔槽相配合。六棱柱下方处设计有高磁性环形环，当机架钻头夹头的电磁铁通电时，电磁铁与电磁钻头上的磁性环之间产生的磁力将钻头吸住，并通过六棱柱固定于机架钻头夹头上，钻取岩样过程中电磁铁保持通电状态。电磁钻头卸下过程中，电磁铁断电，电磁钻头依靠自身重力作用脱落，自动置放回电磁钻头转盘的卡槽中。
本发明具有以下优点：
1、本发明为一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置，可以自动装取电磁钻头，无需人工操作，提高工作人员工作效率。
2、本发明为一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置，可安装扩展多个电磁钻头，增加了取芯机的实用性。
3、本发明为一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置，结构紧凑，占用空间小。
4、本发明为一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置，操作简单，使用方便。
附图说明
图1：取芯机整体三维视图
图2：传动盒电磁钻头转盘装配剖视图
图3：竖向驱动结构三维视图
图4：传动盒竖向驱动外部结构三维视图
图5：电磁钻头转盘三维视图
图6：电磁钻头三维视图
图7：传动盒外部结构三维视图
图8：传动盒内部结构三维视图
1-机架；2-横向驱动电机；3-滑动槽架；4-横向螺杆；5-电磁钻头夹头；
6-竖向驱动电机；7-竖向驱动电机安装螺母；8-传动盒盖安装螺母；9-传动盒盖；
10-竖向驱动齿轮；11-传动盒；12-竖向螺杆；13，15，16-轴向轴承；14-内螺纹齿轮；17-环形电机；18-电磁钻头；19-电磁钻头转盘；20-弹性片
具体实施方式：
如图1-8所示，本发明是一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置。一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置，试验前将六个不同规格电磁钻头(18)放置于电磁钻头转盘(19)的六个卡槽(1903)中。将要钻取的岩样放置于钻机的底座上，并用固定装置固定。启动取芯机。
使用过程中：
1、通过设定好的程序，取芯机自动通过横向驱动电机(2)和竖向驱动电机(6)驱动电磁钻头转盘(19)移动到钻机钻管处合适的位置。
2、程序自动启动环形电机(17)驱动电磁钻头转盘(19)旋转一定角度，将钻取岩心所需的电磁钻头(18)移动到电磁钻头夹头(5)正下方。
3、电磁钻头夹头(5)上的电磁铁自动启动，通过电磁钻头(18)上的磁性材料与电磁铁产生的磁力作用，配合六棱台结构(1801)自动安装电磁钻头。
4、钻头安装完成后，程序自动控制横向驱动电机(2)和竖向驱动电机(6)，使电磁钻头转盘(19)离开电磁钻头夹头(5)附近以免产生干涉。
5、自动启动电机使电磁钻头(18)开始高速旋转，机身缓慢向下移动，直至完成岩心钻取。岩心钻取后，机身重新自动上升到适当高度。
6、取芯机自动通过横向驱动电机(2)和竖向驱动电机(6)驱动电磁钻头转盘(19)移动到钻机电磁钻头夹头(5)合适的位置处。
7、自动启动环形电机(17)驱动电磁钻头转盘(19)，使转盘上的空槽位于电磁钻头夹头(5)的正下方。
8、电磁钻头夹头(5)上电磁铁自动断电，电磁钻头(18)依靠自身重力作用脱落至空槽中，整个电磁钻头转盘(19)由电机驱动，离开原位。
9、再次通过设定好的程序，由环形电机(17)驱动电磁钻头转盘(19)转动，将第二个取芯电磁钻头(18)移动到电磁钻头夹头(5)正下方。
10、如此重复电磁钻头(18)装夹与卸下工作，通过程序自动完成取芯机电磁钻头(18)的安装及更换。
Claims (5)
1.一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置，其特征在于由机架(1)、横向驱动电机(2)、滑动槽架(3)、横向螺杆(4)、机架电磁钻头夹头(5)、竖向驱动电机(6)、竖向驱动电机安装螺母(7)、传动盒盖安装螺母(8)、传动盒盖(9)、竖向驱动齿轮(10)、传动盒(11)、竖向螺杆(12)、轴向轴承(13，15，16)、内螺纹齿轮(14)、环形电机(17)、电磁钻头(18)、电磁钻头转盘(19)、弹性片(20)组成；所述电磁钻头转盘(19)位于传动盒(11)下方，并通过竖向螺杆(12)链接，合理配合各个驱动机构组成整个钻头转换装置；一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置，可自动完成钻机上电磁钻头的装卸，提高钻机工作效率。
2.根据权利要求1所述的一种用于全自动多功能取芯机的钻头转换装置，其特征在于：所述电磁钻头转盘(19)与传动盒(11)属于两个不同部件，两者之间通过竖向螺杆(12)配合形成一个整体；所述竖向螺杆(12)的底部套有轴向轴承(16)；所述轴向轴承用于减小竖向螺杆(12)与电磁钻头转盘(19)之间的摩擦力；所述电磁钻头转盘(19)由环形电机(17)驱动转动；所述环形电机(17)位于电磁钻头转盘(19)和竖向螺杆(12)中间。
3.根据权利要求2所述的传动盒(11)，其特征在于传动盒中有两个贯穿整个传动盒的螺纹孔(1101)、(1102)，所述螺纹孔分别用来放置横向螺杆(4)和竖向螺杆(12)；所述横向螺杆(4)与螺纹孔(1101)配合，由横向驱动电机(2)驱动转动，在导向轨(1106)的导向作用下，带动传动盒(11)在滑动槽架(3)上左右移动；所述传动盒内部有竖向驱动齿轮(10)和内螺纹齿轮(14)组成的齿轮组，分别安装在竖向驱动齿轮槽(1104)和内螺纹齿轮槽(1103)中，所述竖向驱动齿轮(10)由竖向驱动电机(6)驱动，来带动竖向螺杆(12)的上下移动；所述竖向驱动电机(6)由竖向驱动电机安装螺母(7)与螺纹安装孔(902)配合固定在传动盒盖(9)上；所述传动盒盖(9)由传动盒盖安装螺母(8)通过螺纹孔(1105)固定在传动盒(11)上。
4.根据权利要求2所述的电磁钻头转盘(19)的边缘有6个用于放置电磁钻头(18)的槽位(1903)；在槽位的两边内侧设计有弹性片槽(1904)可供安装放置弹性弹片(20)，用以防止电磁钻头转盘(19)转动过程中电磁钻头(18)从槽位(1903)中滑出；所述的电磁钻头转盘(19)中间位置设计有可用于穿过竖向螺杆(12)的中孔(1902)，同时设计有可匹配环形电机圆孔槽(1901)。
5.根据权利要求1所述的电磁钻头(18)，其特征在于：所述电磁钻头(18)的顶部为六棱柱接头(1801)；所述六棱柱接头(1801)的顶面边缘设计有倒角，使得电磁钻头能够更顺利的接入机架电磁钻头夹头(5)；所述六棱柱接头(1801)下方设计有电磁材料圆环(1802)，通过电磁材料圆环(1802)与机架电磁钻头夹头(5)中电磁铁的磁力作用锁死电磁钻头(18)。
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Application publication date: 20160504 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |