CN107762420A - 一种基于物联网的减震型便携式取样钻机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的减震型便携式取样钻机，包括马达、钻杆、支架和把手，支架上还设有减震机构，减震机构包括收放组件、支撑组件和加固组件，支撑组件包括第一气缸、驱动板、支柱、固定环和支撑单元，加固组件包括电机、第一锥齿轮、加固板和两个加固单元，该基于物联网的减震型便携式取样钻机，通过减震机构在钻机工作时提供较大的支撑，减少震动，提高钻机工作时的稳固性，一方面，避免因震动而给双手带来的不适感，且工作人员无需施加过多的力去缓解机身晃动的情况，较为省力，另一方面，可避免钻杆发生剧烈晃动，使得钻杆能够始终保持垂直向下工作，避免对取样效果产生影响。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探设备领域，特别涉及一种基于物联网的减震型便携式取样钻机。
背景技术
便携式取样钻机是一种能在表土及岩层中钻进数十米的浅孔，并能采取土样及岩心的设备。其特点是体积小、重量轻，一人可以背运，适合于地质普查、建筑、路基勘察及各种工程施工中使用，钻机的动力是摩托式的汽油机。
工作人员在使用便携式取样钻机时，一般是双手握住把手，进行单人操作，由于取样钻机的支撑能力不足，使得钻机在工作时会发生较为剧烈的抖动，进而带动工作人员手臂抖动，给双手带来不适感，且工作人员需要施加一定的力去缓解机身晃动的情况，故现有的取样钻机在操作时较为费力，另外，马达引起的震动会使得钻杆发生晃动，从而使钻杆不能始终保持垂直向下工作，这也会影响取样效果。
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，提供一种基于物联网的减震型便携式取样钻机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的减震型便携式取样钻机，包括马达、钻杆、支架和把手，所述支架上还设有减震机构，所述减震机构有若干个，各减震机构均设置在支架的下方，各减震机构沿着钻杆周向均匀分布；
所述减震机构包括收放组件、支撑组件和加固组件，所述收放组件设置在支架和支撑组件之间，所述加固组件有若干个，各加固组件均设置在支撑组件上；
所述支撑组件包括第一气缸、驱动板、支柱、固定环和支撑单元，所述第一气缸竖向朝下设置在收放组件的下方，所述驱动板水平设置在第一气缸的下方，所述支柱与驱动板垂直且支柱穿过驱动板，所述驱动板与支柱滑动连接，所述第一气缸有两个，两个第一气缸关于支柱对称设置，所述支柱的顶端与收放组件连接，所述固定环套设在支柱的底端，所述支撑单元与驱动板传动连接；
所述支撑单元有若干个，各支撑单元沿着支柱周向均匀分布，所述支撑单元包括第一支杆、第二支杆、第三支杆、支撑板和连接绳，所述第一支杆的一端与驱动板铰接，所述第一支杆的另一端与第二支杆的中部铰接，所述第二支杆的一端与固定环铰接，所述第二支杆的另一端与第三支杆的一端铰接，所述第三支杆的另一端与支撑板的中部铰接，所述第三支杆的与第二支杆铰接的一端通过连接绳与第一支杆连接，所述支撑板水平设置，各加固组件分别设置在各支撑板内；
所述加固组件包括包括电机、第一锥齿轮、加固板和两个加固单元，所述电机竖向朝下设置，所述电机与第一锥齿轮传动连接，两个加固单元分别位于第一锥齿轮的两侧，两个加固单元关于第一锥齿轮对称设置，所述加固板水平设置在两个加固单元的下方，两个加固单元关于加固板对称设置；
所述加固单元包括丝杆、第二锥齿轮、滑块和连杆，所述丝杆水平设置，所述丝杆通过轴承与支撑板的内壁连接，所述轴承和第二锥齿轮分别设置在丝杆的两端，所述第二锥齿轮套设在丝杆上，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，所述丝杆穿过滑块且丝杆与滑块螺纹连接，所述支撑板的顶面水平设有滑槽，所述滑块的顶部位于滑槽内，所述滑块与滑槽匹配且滑动连接，所述连杆的一端与滑块铰接，所述连杆的另一端与加固板铰接，所述加固板上设有若干个插块，各插块均匀设置在加固板的下方；
所述支架上设有天线和PLC，所述天线和PLC电连接。
作为优选，为了节省空间，所述收放组件包括固定块、滑动块、伸缩架、铰接块、收放板和第二气缸，所述固定板和滑动块均设置在支架的下方，所述固定块与支架固定连接，所述滑动块与支架滑动连接，所述伸缩架竖向设置，所述伸缩架的顶部的两端分别与固定块和滑动块铰接，所述铰接块有两个，所述伸缩架的底部的两端分别与两个铰接块铰接，所述收放板水平设置在铰接块的下方，两个铰接块均与收放板滑动连接，所述第二气缸水平设置在支架的下方，所述第二气缸的输出轴与滑动块固定连接，所述第一气缸和支柱均与收放板的底面连接。
作为优选，为了提高滑动块和铰接块滑动的稳定性，所述滑动块和铰接块上均设有限位块，所述支架和收放板上均设有限位槽，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽匹配且滑动连接。
作为优选，为了提高连接绳与第一支杆和第二支杆连接的牢固性，所述第一支杆和第三支杆上均设有绕线环，所述连接绳的两端分别绕设在两个绕线环上。
作为优选，为了使连接绳不易断，所述连接绳的制作材料为不锈钢。
作为优选，为了提高滑块滑动的稳定性，所述滑槽为燕尾槽。
作为优选，为了便于插入地面，所述插块的形状为倒三角形。
作为优选，为了使插块快速插入地面或从地面拔出，所述丝杆的表面设有防腐镀锌层。
作为优选，为了便于控制支撑板的下降距离，所述支撑板的下方设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第一气缸均与PLC电连接。
作为优选，为了增加手与把手间的摩擦力，所述把手上设有防滑纹。
本发明的有益效果是，该基于物联网的减震型便携式取样钻机，通过减震机构在钻机工作时提供较大的支撑，减少震动，提高钻机工作时的稳固性，一方面，避免因震动而给双手带来的不适感，且工作人员无需施加过多的力去缓解机身晃动的情况，较为省力，另一方面，可避免钻杆发生剧烈晃动，使得钻杆能够始终保持垂直向下工作，避免对取样效果产生影响。
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是本发明的一种基于物联网的减震型便携式取样钻机的结构示意图。
图2是本发明的一种基于物联网的减震型便携式取样钻机的支撑组件的结构示意图。
图3是本发明的一种基于物联网的减震型便携式取样钻机的支撑板与加固组件的连接结构示意图。
图4是本发明的一种基于物联网的减震型便携式取样钻机的收放组件的结构示意图。
图中：1.马达，2.钻杆，3.支架，4.把手，5.第一气缸，6.驱动板，7.支柱，8.固定环，9.第一支杆，10.第二支杆，11.第三支杆，12.支撑板，13.连接绳，14.电机，15.第一锥齿轮，16.加固板，17.丝杆，18.第二锥齿轮，19.滑块，20.连杆，21.插块，22.固定块，23.滑动块，24.伸缩架，25.铰接块，26.收放板，27.第二气缸。
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1-4所示，一种基于物联网的减震型便携式取样钻机，包括马达1、钻杆2、支架3和把手4，所述支架3上还设有减震机构，所述减震机构有若干个，各减震机构均设置在支架3的下方，各减震机构沿着钻杆2周向均匀分布；
通过减震机构在钻机工作时提供较大的支撑，减少震动，提高钻机工作时的稳固性，一方面，避免因震动而给双手带来的不适感，且工作人员无需施加过多的力去缓解机身晃动的情况，较为省力，另一方面，可避免钻杆2发生剧烈晃动，使得钻杆2能够始终保持垂直向下工作，避免对取样效果产生影响。
所述减震机构包括收放组件、支撑组件和加固组件，所述收放组件设置在支架3和支撑组件之间，所述加固组件有若干个，各加固组件均设置在支撑组件上；
所述支撑组件包括第一气缸5、驱动板6、支柱7、固定环8和支撑单元，所述第一气缸5竖向朝下设置在收放组件的下方，所述驱动板6水平设置在第一气缸5的下方，所述支柱7与驱动板6垂直且支柱7穿过驱动板6，所述驱动板6与支柱7滑动连接，所述第一气缸5有两个，两个第一气缸5关于支柱7对称设置，所述支柱7的顶端与收放组件连接，所述固定环8套设在支柱7的底端，所述支撑单元与驱动板6传动连接；
所述支撑单元有若干个，各支撑单元沿着支柱7周向均匀分布，所述支撑单元包括第一支杆9、第二支杆10、第三支杆11、支撑板12和连接绳13，所述第一支杆9的一端与驱动板6铰接，所述第一支杆9的另一端与第二支杆10的中部铰接，所述第二支杆10的一端与固定环8铰接，所述第二支杆10的另一端与第三支杆11的一端铰接，所述第三支杆11的另一端与支撑板12的中部铰接，所述第三支杆11的与第二支杆10铰接的一端通过连接绳13与第一支杆9连接，所述支撑板12水平设置，各加固组件分别设置在各支撑板12内；
所述加固组件包括包括电机14、第一锥齿轮15、加固板16和两个加固单元，所述电机14竖向朝下设置，所述电机14与第一锥齿轮15传动连接，两个加固单元分别位于第一锥齿轮15的两侧，两个加固单元关于第一锥齿轮15对称设置，所述加固板16水平设置在两个加固单元的下方，两个加固单元关于加固板16对称设置；
所述加固单元包括丝杆17、第二锥齿轮18、滑块19和连杆20，所述丝杆17水平设置，所述丝杆17通过轴承与支撑板12的内壁连接，所述轴承和第二锥齿轮18分别设置在丝杆17的两端，所述第二锥齿轮18套设在丝杆17上，所述第二锥齿轮18与第一锥齿轮15啮合，所述丝杆17穿过滑块19且丝杆17与滑块19螺纹连接，所述支撑板12的顶面水平设有滑槽，所述滑块19的顶部位于滑槽内，所述滑块19与滑槽匹配且滑动连接，所述连杆20的一端与滑块19铰接，所述连杆20的另一端与加固板16铰接，所述加固板16上设有若干个插块21，各插块21均匀设置在加固板16的下方；
所述支架3上设有天线和PLC，所述天线和PLC电连接。
钻机工作时，通过遥控器操控，将信号传给PLC，PLC控制收放组件工作，收放组件驱动支撑组件向地面运动，当支撑组件靠近地面时，第一气缸5启动，第一气缸5驱动驱动板6向下移动，驱动板6通过第一支杆9驱动第二支杆10绕固定环8转动，第二支杆10通过第三支杆11驱动支撑板12向下移动，使得多个支撑板12同时沿着远离支柱7的方向压向地面，直到与地面抵靠，此时，电机14启动，电机14驱动第一锥齿轮15转动，第一锥齿轮15分别通过两个第二锥齿轮18驱动两个丝杆17反向转动，使得两个滑块19相向运动，两个滑块19分别通过两个连杆20驱动加固板16向下运动，从而使各插块21插入地面，起到固定及稳固作用，故减震机构能够在钻机工作时提供较大的支撑，减少震动，提高钻机工作时的稳固性，一方面，避免因震动而给双手带来的不适感，且工作人员无需施加过多的力去缓解机身晃动的情况，较为省力，另一方面，可避免钻杆2发生剧烈晃动，使得钻杆2能够始终保持垂直向下工作，避免对取样效果产生影响。
作为优选，为了节省空间，所述收放组件包括固定块22、滑动块23、伸缩架24、铰接块25、收放板26和第二气缸27，所述固定板和滑动块23均设置在支架3的下方，所述固定块22与支架3固定连接，所述滑动块23与支架3滑动连接，所述伸缩架24竖向设置，所述伸缩架24的顶部的两端分别与固定块22和滑动块23铰接，所述铰接块25有两个，所述伸缩架24的底部的两端分别与两个铰接块25铰接，所述收放板26水平设置在铰接块25的下方，两个铰接块25均与收放板26滑动连接，所述第二气缸27水平设置在支架3的下方，所述第二气缸27的输出轴与滑动块23固定连接，所述第一气缸5和支柱7均与收放板26的底面连接，第二气缸27驱动滑动块23向靠近或远离固定块22的方向滑动，使得伸缩架24伸长或缩短，进而使收放板26升降，实现收放功能，且伸缩架24在缩短时较为节省空间。
作为优选，为了提高滑动块23和铰接块25滑动的稳定性，所述滑动块23和铰接块25上均设有限位块，所述支架3和收放板26上均设有限位槽，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽匹配且滑动连接，限位槽能够通过限位块将滑动块23和铰接块25的运动轨迹进行限定，从而提高了滑动块23和铰接块25滑动的稳定性。
作为优选，为了提高连接绳13与第一支杆9和第二支杆10连接的牢固性，所述第一支杆9和第三支杆11上均设有绕线环，所述连接绳13的两端分别绕设在两个绕线环上。
作为优选，为了使连接绳13不易断，所述连接绳13的制作材料为不锈钢，不锈钢的材质可防止连接绳13受腐蚀，延长其使用寿命，使其不易断。
作为优选，为了提高滑块19滑动的稳定性，所述滑槽为燕尾槽。
作为优选，为了便于插入地面，所述插块21的形状为倒三角形。
作为优选，为了使插块21快速插入地面或从地面拔出，所述丝杆17的表面设有防腐镀锌层，由于锌腐蚀的产物对锌有较好的保护作用，所以腐蚀速度非常慢，寿命是未镀锌的l5～30倍，故能防止丝杆17被腐蚀，避免影响滑块19的移动速度，从而使插块21快速插入地面或从地面拔出。
作为优选，为了便于控制支撑板12的下降距离，所述支撑板12的下方设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第一气缸5均与PLC电连接，支撑板12下降到离地面一定距离时，红外线测距仪检测到支撑板12距离地面的高度等于设定值，将信号传给PLC，PLC控制第一气缸5停止工作，从而便于控制支撑板12的下降距离。
作为优选，为了增加手与把手4间的摩擦力，所述把手4上设有防滑纹。
与现有技术相比，该基于物联网的减震型便携式取样钻机，通过减震机构在钻机工作时提供较大的支撑，减少震动，提高钻机工作时的稳固性，一方面，避免因震动而给双手带来的不适感，且工作人员无需施加过多的力去缓解机身晃动的情况，较为省力，另一方面，可避免钻杆2发生剧烈晃动，使得钻杆2能够始终保持垂直向下工作，避免对取样效果产生影响。
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 (10)
1.一种基于物联网的减震型便携式取样钻机，其特征在于，包括马达、钻杆、支架和把手，所述支架上还设有减震机构，所述减震机构有若干个，各减震机构均设置在支架的下方，各减震机构沿着钻杆周向均匀分布；
所述减震机构包括收放组件、支撑组件和加固组件，所述收放组件设置在支架和支撑组件之间，所述加固组件有若干个，各加固组件均设置在支撑组件上；
所述支撑组件包括第一气缸、驱动板、支柱、固定环和支撑单元，所述第一气缸竖向朝下设置在收放组件的下方，所述驱动板水平设置在第一气缸的下方，所述支柱与驱动板垂直且支柱穿过驱动板，所述驱动板与支柱滑动连接，所述第一气缸有两个，两个第一气缸关于支柱对称设置，所述支柱的顶端与收放组件连接，所述固定环套设在支柱的底端，所述支撑单元与驱动板传动连接；
所述支撑单元有若干个，各支撑单元沿着支柱周向均匀分布，所述支撑单元包括第一支杆、第二支杆、第三支杆、支撑板和连接绳，所述第一支杆的一端与驱动板铰接，所述第一支杆的另一端与第二支杆的中部铰接，所述第二支杆的一端与固定环铰接，所述第二支杆的另一端与第三支杆的一端铰接，所述第三支杆的另一端与支撑板的中部铰接，所述第三支杆的与第二支杆铰接的一端通过连接绳与第一支杆连接，所述支撑板水平设置，各加固组件分别设置在各支撑板内；
所述加固组件包括包括电机、第一锥齿轮、加固板和两个加固单元，所述电机竖向朝下设置，所述电机与第一锥齿轮传动连接，两个加固单元分别位于第一锥齿轮的两侧，两个加固单元关于第一锥齿轮对称设置，所述加固板水平设置在两个加固单元的下方，两个加固单元关于加固板对称设置；
所述加固单元包括丝杆、第二锥齿轮、滑块和连杆，所述丝杆水平设置，所述丝杆通过轴承与支撑板的内壁连接，所述轴承和第二锥齿轮分别设置在丝杆的两端，所述第二锥齿轮套设在丝杆上，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，所述丝杆穿过滑块且丝杆与滑块螺纹连接，所述支撑板的顶面水平设有滑槽，所述滑块的顶部位于滑槽内，所述滑块与滑槽匹配且滑动连接，所述连杆的一端与滑块铰接，所述连杆的另一端与加固板铰接，所述加固板上设有若干个插块，各插块均匀设置在加固板的下方；
所述支架上设有天线和PLC，所述天线和PLC电连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的减震型便携式取样钻机，其特征在于，所述收放组件包括固定块、滑动块、伸缩架、铰接块、收放板和第二气缸，所述固定板和滑动块均设置在支架的下方，所述固定块与支架固定连接，所述滑动块与支架滑动连接，所述伸缩架竖向设置，所述伸缩架的顶部的两端分别与固定块和滑动块铰接，所述铰接块有两个，所述伸缩架的底部的两端分别与两个铰接块铰接，所述收放板水平设置在铰接块的下方，两个铰接块均与收放板滑动连接，所述第二气缸水平设置在支架的下方，所述第二气缸的输出轴与滑动块固定连接，所述第一气缸和支柱均与收放板的底面连接。
3.如权利要求2所述的基于物联网的减震型便携式取样钻机，其特征在于，所述滑动块和铰接块上均设有限位块，所述支架和收放板上均设有限位槽，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽匹配且滑动连接。
4.如权利要求1所述的基于物联网的减震型便携式取样钻机，其特征在于，所述第一支杆和第三支杆上均设有绕线环，所述连接绳的两端分别绕设在两个绕线环上。
5.如权利要求1所述的基于物联网的减震型便携式取样钻机，其特征在于，所述连接绳的制作材料为不锈钢。
6.如权利要求1所述的基于物联网的减震型便携式取样钻机，其特征在于，所述滑槽为燕尾槽。
7.如权利要求1所述的基于物联网的减震型便携式取样钻机，其特征在于，所述插块的形状为倒三角形。
8.如权利要求1所述的基于物联网的减震型便携式取样钻机，其特征在于，所述丝杆的表面设有防腐镀锌层。
9.如权利要求1所述的基于物联网的减震型便携式取样钻机，其特征在于，所述支撑板的下方设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第一气缸均与PLC电连接。
10.如权利要求1所述的基于物联网的减震型便携式取样钻机，其特征在于，所述把手上设有防滑纹。
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