CN106769176B - 一种用于地质勘探的钻孔取芯设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于地质勘探的钻孔取芯设备，包括底座、立柱、横梁和钻孔取芯机构，钻孔取芯机构包括第二电机、取芯管、升降调节组件和限位组件，升降调节组件包括第一电机、第一驱动轴、固定套和调节板；移动机构包括万向轮、基座、升降杆、驱动齿轮和从动齿轮；工作电源模块包括工作电源电路，该用于地质勘探的钻孔取芯设备中，第三电机控制驱动齿轮转动与升降杆两侧的条齿轮啮合，能够控制升降杆移动，实现了万向轮的自由收放，提高了设备的实用性；工作电源电路中，集成电路的型号为UC3889，输入电压最大值为400V，使得输入电压发生波动，甚至尖峰电压输入的时候，都能够保证输出电压的稳定，提高了设备的可靠性。

Description

一种用于地质勘探的钻孔取芯设备

技术领域

本发明涉及一种用于地质勘探的钻孔取芯设备。

背景技术

钻孔取芯设备，是一款采用本田汽油发动机的机械设备，钻机采用本田汽油发动机为动力，具有外观美观、结实耐用、启动方便、运转可靠、操纵简便，配备市场上人造金刚石簿壁钻头，适合钻取混凝土，水泥，沥青路面，岩石等多种物质，并可配置电打火装置。

在现有的钻孔取芯设备中，在使用设备的时候，需要对其进行搬运，而一般都是在其下方安装万向轮来保证其移动，但是在进行钻孔取芯的时候就需要将其进行固定在某处，而万向轮无法保证其稳定的安装在一处，从而降低了设备的实用性；而且，在现有的取芯设备中，其自动化程度不够，无法满足现在人们对于自动化设备的要求；不仅如此，在设备工作的时候，电机启动前后，设备内部的电压不稳定，容易产生尖峰电压，而现有的设备中的工作电源电路的输入电压范围较小，从而容易造成电源电路的损坏，降低了设备的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于地质勘探的钻孔取芯设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于地质勘探的钻孔取芯设备，包括底座、立柱、横梁和钻孔取芯机构，所述立柱设置在底座的一侧，所述横梁设置在立柱的顶端，所述钻孔取芯机构设置在底座的上方；

所述钻孔取芯机构包括第二电机、取芯管、升降调节组件和限位组件，所述升降调节组件与第二电机传动连接，所述限位组件设置在升降调节组件的一侧，所述第二电机与取芯管传动连接；

所述升降调节组件包括第一电机、第一驱动轴、固定套和调节板，所述第一电机与第一驱动轴传动连接，所述固定套固定在调节板的上方，所述第一驱动轴竖向设置，所述第一驱动轴的底部设有外螺纹，所述固定套的内部设有内螺纹，所述内螺纹与外螺纹匹配，所述第二电机设置在调节板的上方；

所述底座的下方设有移动机构，所述移动机构包括万向轮、基座、升降杆、驱动齿轮、从动齿轮和设置在升降杆上方的保护组件，所述万向轮设置在基座的下方，所述升降杆竖向设置在基座的上方，所述基座设置在底座的下方，所述升降杆的两侧均设有条形齿，所述驱动齿轮和从动齿轮分别位于升降杆的两侧，所述驱动齿轮和从动齿轮均与条形齿啮合，所述驱动齿轮传动连接有第二驱动轴，所述第二驱动轴传动连接有第三电机；

所述立柱的一侧设有中控机构，所述中控机构包括中央控制模块、与中央控制模块连接的工作电源模块、显示控制模块、按键控制模块、电机控制模块、无线通讯模块和报警控制模块，所述中控机构的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接，所述第一电机、第二电机和第三电机均与电机控制模块电连接；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、场效应管、保险丝、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电感和第二电感，所述集成电路的型号为UC3889，所述集成电路的调节输出控制端通过第一电阻与第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与保险丝连接且通过第一电容接地，所述集成电路的电源端通过第二电容接地，所述集成电路的旁路电容连接端通过第二电阻和第三电容组成的并联电路接地，所述集成电路的接地端接地，所述集成电路的线电压控制端通过第三电阻与集成电路的输出端连接，所述集成电路的输出端通过第五电容接地，所述集成电路的驱动端与场效应管的栅极连接，所述场效应管的漏极接地，所述场效应管的源极通过第一电感与第一二极管的阴极连接，所述场效应管的源极通过第四电容分别与第二二极管的阳极和第三二极管的阴极连接，所述第二二极管的阴极与第一二极管的阴极连接，所述第三二极管的阴极与第四二极管的阳极连接，所述第四二极管的阴极通过第五电容接地，所述第四二极管的阳极通过第二电感接地。

具体的，所述限位组件包括限位杆和若干限位单元，所述限位杆竖向设置在横梁的下方，所述限位杆的底端穿过调节板且位于调节板的下方，所述调节板上与限位单元对应的位置处设有限位槽，所述限位槽与限位单元匹配。

其中，在调节板上下移动的时候，通过限位杆穿过调节板，能够对调节板的移动方向进行限定，从而提高了调节板升降的可靠性；同时通过限位块与限位槽匹配，能够使得调节板在升降的过程中，限位杆起到了更好的限位作用。

具体的，所述限位单元包括外壳、钢珠和第一弹簧，所述外壳的内部设有凹槽，所述钢珠设置在外壳的凹槽的槽口处，所述钢珠通过第一弹簧与凹槽的底部连接。

其中，在调节板升降的时候，调节板就会压迫钢珠陷入到外壳的内部，当移动到限位槽与钢珠匹配的位置，则钢珠就会被第一弹簧顶出来，从而能够很好的对调节板进行限位。

具体的，所述保护组件包括固定板、第二弹簧和压力传感器，所述压力传感器设置在升降杆的顶端，所述固定板设置在升降杆的上方，所述第二弹簧的两端分别与固定板和压力传感器连接。

其中，在升降杆不断上升的过程中，当上升到指定的位置以后，第二弹簧给压力传感器的压力就会达到临界值，从而升降杆就会停止上升，从而起到了保护作用。

具体的，所述中控机构包括显示界面、控制按键和扬声器，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述扬声器与报警控制模块电连接。

其中，显示界面能够对设备的工作状态进行实时显示，来提高工作人员对设备的实时监控效果；控制按键能够便于工作人员对设备进行操控，提高了设备的可靠性；扬声器可以在设备工作异常情况下，发出警报，提高了设备的可靠性。

具体的，为了保证工作人员对设备进行远程监控，所述无线通讯模块包括蓝牙，所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。

具体的，所述中控机构的阻燃等级为V-0。

本发明的有益效果是，该用于地质勘探的钻孔取芯设备中，第三电机控制驱动齿轮转动与升降杆两侧的条齿轮啮合，能够控制升降杆移动，实现了万向轮的自由收放，提高了设备的实用性；不仅如此，在工作电源电路中，集成电路的型号为UC3889，其输入电压最大值为400V，使得在输入电压发生波动，甚至尖峰电压输入的时候，都能够保证输出电压的稳定，提高了工作电源电路的可靠性，提高了设备的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于地质勘探的钻孔取芯设备的结构示意图；

图2是本发明的用于地质勘探的钻孔取芯设备的限位杆的结构示意图；

图3是本发明的用于地质勘探的钻孔取芯设备的限位单元的结构示意图；

图4是本发明的用于地质勘探的钻孔取芯设备的移动机构的结构示意图；

图5是本发明的用于地质勘探的钻孔取芯设备的系统原理图；

图6是本发明的用于地质勘探的钻孔取芯设备的工作电源电路的电路原理图；

图中：1.横梁，2.立柱，3.底座，4.第一电机，5.第一驱动轴，6.固定套，7.第二电机，8.取芯管，9.调节板，10.限位杆，11.移动机构，12.中控机构，13.显示界面，14.控制按键，15.扬声器，16.限位单元，17.钢珠，18.第一弹簧，19.外壳，20.固定板，21.第二弹簧，22.压力传感器，23.升降杆，24.条形齿，25.驱动齿轮，26.第二驱动轴，27.从动齿轮，28.基座，29.万向轮，30.中央控制模块，31.工作电源模块，32.显示控制模块，33.按键控制模块，34.电机控制模块，35.无线通讯模块，36.报警控制模块，37.第三电机，38.蓄电池，U1.集成电路，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，C1.第一电容，C2.第二电容，C3.第三电容，C4.第四电容，C5.第五电容，Q1.场效应管，FU.保险丝，VD1.第一二极管，VD2.第二二极管，VD3.第三二极管，VD4.第四二极管，L1.第一电感，L2.第二电感。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图6所示，一种用于地质勘探的钻孔取芯设备，包括底座3、立柱2、横梁1和钻孔取芯机构，所述立柱2设置在底座3的一侧，所述横梁1设置在立柱2的顶端，所述钻孔取芯机构设置在底座3的上方；

所述钻孔取芯机构包括第二电机7、取芯管8、升降调节组件和限位组件，所述升降调节组件与第二电机7传动连接，所述限位组件设置在升降调节组件的一侧，所述第二电机7与取芯管8传动连接；

所述升降调节组件包括第一电机4、第一驱动轴5、固定套6和调节板9，所述第一电机4与第一驱动轴5传动连接，所述固定套6固定在调节板9的上方，所述第一驱动轴5竖向设置，所述第一驱动轴5的底部设有外螺纹，所述固定套6的内部设有内螺纹，所述内螺纹与外螺纹匹配，所述第二电机7设置在调节板9的上方；

所述底座3的下方设有移动机构11，所述移动机构11包括万向轮29、基座28、升降杆23、驱动齿轮25、从动齿轮27和设置在升降杆23上方的保护组件，所述万向轮29设置在基座28的下方，所述升降杆23竖向设置在基座28的上方，所述基座28设置在底座3的下方，所述升降杆23的两侧均设有条形齿24，所述驱动齿轮25和从动齿轮27分别位于升降杆23的两侧，所述驱动齿轮25和从动齿轮27均与条形齿24啮合，所述驱动齿轮25传动连接有第二驱动轴26，所述第二驱动轴26传动连接有第三电机37；

所述立柱2的一侧设有中控机构12，所述中控机构12包括中央控制模块30、与中央控制模块30连接的工作电源模块31、显示控制模块32、按键控制模块33、电机控制模块34、无线通讯模块35和报警控制模块36，所述中控机构12的内部还设有蓄电池38，所述蓄电池38与工作电源模块31电连接，所述第一电机4、第二电机7和第三电机37均与电机控制模块34电连接；

所述工作电源模块31包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、场效应管Q1、保险丝FU、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第一电感L1和第二电感L2，所述集成电路U1的型号为UC3889，所述集成电路U1的调节输出控制端通过第一电阻R1与第一二极管VD1的阴极连接，所述第一二极管VD1的阳极与保险丝FU连接且通过第一电容C1接地，所述集成电路U1的电源端通过第二电容C2接地，所述集成电路U1的旁路电容连接端通过第二电阻R2和第三电容C3组成的并联电路接地，所述集成电路U1的接地端接地，所述集成电路U1的线电压控制端通过第三电阻R3与集成电路U1的输出端连接，所述集成电路U1的输出端通过第五电容C5接地，所述集成电路U1的驱动端与场效应管Q1的栅极连接，所述场效应管Q1的漏极接地，所述场效应管Q1的源极通过第一电感L1与第一二极管VD1的阴极连接，所述场效应管Q1的源极通过第四电容C4分别与第二二极管VD2的阳极和第三二极管VD3的阴极连接，所述第二二极管VD2的阴极与第一二极管VD1的阴极连接，所述第三二极管VD3的阴极与第四二极管VD4的阳极连接，所述第四二极管VD4的阴极通过第五电容C5接地，所述第四二极管VD4的阳极通过第二电感L2接地。

具体的，所述限位组件包括限位杆10和若干限位单元16，所述限位杆10竖向设置在横梁1的下方，所述限位杆10的底端穿过调节板9且位于调节板9的下方，所述调节板9上与限位单元16对应的位置处设有限位槽，所述限位槽与限位单元16匹配。

其中，在调节板9上下移动的时候，通过限位杆10穿过调节板9，能够对调节板9的移动方向进行限定，从而提高了调节板9升降的可靠性；同时通过限位块与限位槽匹配，能够使得调节板9在升降的过程中，限位杆10起到了更好的限位作用。

具体的，所述限位单元16包括外壳19、钢珠17和第一弹簧18，所述外壳19的内部设有凹槽，所述钢珠17设置在外壳19的凹槽的槽口处，所述钢珠17通过第一弹簧18与凹槽的底部连接。

其中，在调节板9升降的时候，调节板9就会压迫钢珠17陷入到外壳19的内部，当移动到限位槽与钢珠17匹配的位置，则钢珠17就会被第一弹簧18顶出来，从而能够很好的对调节板9进行限位。

具体的，所述保护组件包括固定板20、第二弹簧21和压力传感器22，所述压力传感器22设置在升降杆23的顶端，所述固定板20设置在升降杆23的上方，所述第二弹簧21的两端分别与固定板20和压力传感器22连接。

其中，在升降杆23不断上升的过程中，当上升到指定的位置以后，第二弹簧21给压力传感器22的压力就会达到临界值，从而升降杆23就会停止上升，从而起到了保护作用。

具体的，所述中控机构12包括显示界面13、控制按键14和扬声器15，所述显示界面13与显示控制模块32电连接，所述控制按键14与按键控制模块33电连接，所述扬声器15与报警控制模块36电连接。

其中，显示界面13能够对设备的工作状态进行实时显示，来提高工作人员对设备的实时监控效果；控制按键14能够便于工作人员对设备进行操控，提高了设备的可靠性；扬声器15可以在设备工作异常情况下，发出警报，提高了设备的可靠性。

具体的，为了保证工作人员对设备进行远程监控，所述无线通讯模块35包括蓝牙，所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。

具体的，所述中控机构12的阻燃等级为V-0。

该用于地质勘探的钻孔取芯设备中，当需要对取芯管8的高度进行调节的时候，首先由第一电机4控制第一驱动轴5转动，由于第一驱动轴5底部的外螺纹与固定套6内部的内螺纹匹配，从而就会实现第一驱动轴5推动固定套6向下移动，实现了调节板9的升降；随后调节板9上的第二电机7就会控制取芯管8开始往下钻孔取芯。其中，当需要搬运取芯设备的时候，第三电机37通过第二驱动轴26控制驱动齿轮25转动，由于驱动齿轮25与升降杆23两侧的条齿轮42啮合，就能够控制升降杆23向下移动，而且通过从动齿轮27能够使得升降杆23不会发生偏移，能够使得万向轮29露出基座28，实现了设备的搬运；同理，当需要放置设备的时候，同样通过第三电机37能够实现万向轮29收起，收入到基座28的内部。

该用于地质勘探的钻孔取芯设备中，中控机构12，用来保证工作人员对设备进行智能化控制；其中，中央控制模块30，用来对设备中各个模块进行智能化控制，提高了设备的智能化；工作电源模块31，可以提高设备工作的可靠性；显示控制模块32，用来控制显示界面13显示相关信息；按键控制模块33，用来对控制按键14的操控信息进行采集；电机控制模块34，用来控制第一电机4、第二电机7和第三电机37的运行；无线通讯模块35，用来实现工作人员对设备进行远程监控；报警控制模块36，用来控制扬声器15进行报警提示，提高了设备的可靠性。

该用于地质勘探的钻孔取芯设备中，在工作电源电路中，输入电压经过集成电路U1的调节输出控制端对输入电压进行采集，随后集成电路U1再通过控制驱动端的通断，来对场效应管Q1的通断进行控制，实现了对输出电压的调节，同时通过集成电路的线电压控制端对输出电压进行采集，进行反馈，能够提高输出电压的稳定性；该集成电路U1的型号为UC3889，其输入电压最大值为400V，使得在输入电压发生波动，甚至尖峰电压输入的时候，都能够保证输出电压的稳定，提高了工作电源电路的可靠性，提高了设备的可靠性。

与现有技术相比，该用于地质勘探的钻孔取芯设备中，第三电机37控制驱动齿轮25转动与升降杆23两侧的条齿轮42啮合，能够控制升降杆23移动，实现了万向轮29的自由收放，提高了设备的实用性；不仅如此，在工作电源电路中，集成电路U1的型号为UC3889，其输入电压最大值为400V，使得在输入电压发生波动，甚至尖峰电压输入的时候，都能够保证输出电压的稳定，提高了工作电源电路的可靠性，提高了设备的可靠性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种用于地质勘探的钻孔取芯设备，其特征在于，包括底座、立柱、横梁和钻孔取芯机构，所述立柱设置在底座的一侧，所述横梁设置在立柱的顶端，所述钻孔取芯机构设置在底座的上方；

所述钻孔取芯机构包括第二电机、取芯管、升降调节组件和限位组件，所述升降调节组件与第二电机传动连接，所述限位组件设置在升降调节组件的一侧，所述第二电机与取芯管传动连接；

所述升降调节组件包括第一电机、第一驱动轴、固定套和调节板，所述第一电机与第一驱动轴传动连接，所述固定套固定在调节板的上方，所述第一驱动轴竖向设置，所述第一驱动轴的底部设有外螺纹，所述固定套的内部设有内螺纹，所述内螺纹与外螺纹匹配，所述第二电机设置在调节板的上方；

所述底座的下方设有移动机构，所述移动机构包括万向轮、基座、升降杆、驱动齿轮、从动齿轮和设置在升降杆上方的保护组件，所述万向轮设置在基座的下方，所述升降杆竖向设置在基座的上方，所述基座设置在底座的下方，所述升降杆的两侧均设有条形齿，所述驱动齿轮和从动齿轮分别位于升降杆的两侧，所述驱动齿轮和从动齿轮均与条形齿啮合，所述驱动齿轮传动连接有第二驱动轴，所述第二驱动轴传动连接有第三电机；

所述立柱的一侧设有中控机构，所述中控机构包括中央控制模块、与中央控制模块连接的工作电源模块、显示控制模块、按键控制模块、电机控制模块、无线通讯模块和报警控制模块，所述中控机构的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接，所述第一电机、第二电机和第三电机均与电机控制模块电连接；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、场效应管、保险丝、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电感和第二电感，所述集成电路的型号为UC3889，所述集成电路的调节输出控制端通过第一电阻与第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与保险丝连接且通过第一电容接地，所述集成电路的电源端通过第二电容接地，所述集成电路的旁路电容连接端通过第二电阻和第三电容组成的并联电路接地，所述集成电路的接地端接地，所述集成电路的线电压控制端通过第三电阻与集成电路的输出端连接，所述集成电路的输出端通过第五电容接地，所述集成电路的驱动端与场效应管的栅极连接，所述场效应管的漏极接地，所述场效应管的源极通过第一电感与第一二极管的阴极连接，所述场效应管的源极通过第四电容分别与第二二极管的阳极和第三二极管的阴极连接，所述第二二极管的阴极与第一二极管的阴极连接，所述第三二极管的阴极与第四二极管的阳极连接，所述第四二极管的阴极通过第五电容接地，所述第四二极管的阳极通过第二电感接地。

2.如权利要求1所述的用于地质勘探的钻孔取芯设备，其特征在于，所述限位组件包括限位杆和若干限位单元，所述限位杆竖向设置在横梁的下方，所述限位杆的底端穿过调节板且位于调节板的下方，所述调节板上与限位单元对应的位置处设有限位槽，所述限位槽与限位单元匹配。

3.如权利要求2所述的用于地质勘探的钻孔取芯设备，其特征在于，所述限位单元包括外壳、钢珠和第一弹簧，所述外壳的内部设有凹槽，所述钢珠设置在外壳的凹槽的槽口处，所述钢珠通过第一弹簧与凹槽的底部连接。

4.如权利要求1所述的用于地质勘探的钻孔取芯设备，其特征在于，所述保护组件包括固定板、第二弹簧和压力传感器，所述压力传感器设置在升降杆的顶端，所述固定板设置在升降杆的上方，所述第二弹簧的两端分别与固定板和压力传感器连接。

5.如权利要求1所述的用于地质勘探的钻孔取芯设备，其特征在于，所述中控机构包括显示界面、控制按键和扬声器，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述扬声器与报警控制模块电连接。

6.如权利要求1所述的用于地质勘探的钻孔取芯设备，其特征在于，所述无线通讯模块包括蓝牙，所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。

7.如权利要求1所述的用于地质勘探的钻孔取芯设备，其特征在于，所述中控机构的阻燃等级为V-0。