CN111561264A - 一种多自由度地质勘探钻探器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多自由度地质勘探钻探器，包括车体、安装架、调节油缸、伸缩油缸和驱动电机，所述安装架通过支撑架固定在车体的顶部，所述支撑架的前端铰接安装有转动座，转动座上滑动配合有滑动座，且滑动座可在转动座的长度方向上滑动，转动座的端部安装有伸缩油缸，伸缩油缸的输出端与滑动座连接，滑动座的端部安装有钻头安装座，钻头安装座上安装有若干个钻头，滑动座上还安装有用于驱动钻头安装座转动的驱动电机，所述车体上还设有调节油缸，本发明的有益效果是：在调节油缸伸长或缩短时，其能带动转动座的位置发生摆动，至少可以实现竖直方向和水平方向上的钻探作业，整体的钻探结构安装在履带轮车体上，能满足野外作业的需求。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域，具体是一种多自由度地质勘探钻探器。
背景技术
地质勘探即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动。是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作。
钻探机是在地质勘探过程中，带动钻具从地下钻取实物地质资料岩心、矿心、岩屑、液态样、气态样等的主要专用机械设备，简称钻机。广泛应用于地质钻探、环境钻探、地热钻探和电力工程施工等，如建筑基础或桥墩的钻孔、地下污染物检测、水井钻孔、电杆钻孔等。
传统的地质钻探钻机中，其一般只能向下钻进，功能较为单一，已经无法满足使用需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多自由度地质勘探钻探器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多自由度地质勘探钻探器，包括车体、安装架、调节油缸、伸缩油缸和驱动电机，所述安装架通过支撑架固定在车体的顶部，所述支撑架的前端铰接安装有转动座，转动座上滑动配合有滑动座，且滑动座可在转动座的长度方向上滑动，转动座的端部安装有伸缩油缸，伸缩油缸的输出端与滑动座连接，滑动座的端部安装有钻头安装座，钻头安装座上安装有若干个钻头，滑动座上还安装有用于驱动钻头安装座转动的驱动电机，所述车体上还设有调节油缸，调节油缸的两端分别与车体和连接角码铰接，连接角码固定在转动座上。
作为本发明进一步的方案：所述安装架和支撑架均通过铝合金材质制成。
作为本发明再进一步的方案：所述钻头为金刚石复合片钻头。
作为本发明再进一步的方案：所述调节油缸、伸缩油缸和驱动电机均由安装在车体上的控制器控制。
作为本发明再进一步的方案：所述转动座通过销轴与支撑架铰接，转动座上设有与销轴相配合的轴孔。
作为本发明再进一步的方案：所述车体的底部安装有履带轮机构，履带轮机构包括履带轮和履带，且所述车体上安装有用于驱动履带轮转动的发动机。
作为本发明再进一步的方案：所述车体上还安装有用于为调节油缸和伸缩油缸供油的液压油箱。
作为本发明再进一步的方案：所述钻头安装座上还安装有水冷机构。
作为本发明再进一步的方案：所述水冷机构包括水冷夹套、进水管、回水管和水箱，所述水冷夹套安装在钻头安装座的外侧，且与钻头安装座相对独立转动，水冷夹套通过进水管和回水管与水箱连接，进水管上还安装有循环泵。
作为本发明再进一步的方案：所述水冷夹套上还开设沥水孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在调节油缸伸长或缩短时，其能带动转动座的位置发生摆动，至少可以实现竖直方向和水平方向上的钻探作业，整体的钻探结构安装在履带轮车体上，能满足野外作业的需求，同时在钻探的过程中，水冷夹套能形成对钻头安装座进行降温的循环水流，并且水流的一部分能从沥水孔流出，滴在钻头上，来对钻头直接降温，保证钻头的正常使用和工作。
附图说明
图1为一种多自由度地质勘探钻探器的结构示意图(竖直钻进)。
图2为一种多自由度地质勘探钻探器的结构示意图(水平钻进)。
图3为一种多自由度地质勘探钻探器中转动座的结构示意图。
图中：1-车体、2-履带轮、3-履带、4-发动机、5-安装架、6-支撑架、7-液压油箱、8-销轴、9-控制器、10-调节油缸、11-转动座、12-伸缩油缸、13-滑动座、14-钻头安装座、15-钻头、16-驱动电机、17-连接角码、18-轴孔、19-进水管、20-回水管、21-水箱、22-循环泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种多自由度地质勘探钻探器，包括车体1、安装架5、调节油缸10、伸缩油缸12和驱动电机16，所述安装架5通过支撑架6固定在车体1的顶部，在此处，所述安装架5和支撑架6均通过铝合金材质制成，具有强度高和质量轻的优点，能满足在野外使用和工作的需求，所述支撑架6的前端铰接安装有转动座11，转动座11上滑动配合有滑动座13，且滑动座13可在转动座11的长度方向上滑动，具体的，转动座11和滑动座13可以通过导轨配合来实现滑动效果，在此不进行多余的限定，转动座11的端部安装有伸缩油缸12，伸缩油缸12的输出端与滑动座13连接，滑动座13的端部安装有钻头安装座14，钻头安装座14上安装有若干个钻头15，在这里钻头15优选为金刚石复合片钻头，用于进行钻探作业，金刚石复合片钻头使用寿命是硬质合金的10倍，是普通金刚石复合片钻头的4～5倍，能始终保持锐利，因而大大提高进尺速度，当然滑动座13上还安装有用于驱动钻头安装座14转动的驱动电机16，驱动电机16带动钻头安装座14及其上的钻头15的转动，来实现钻探作业，所述车体1上还设有调节油缸10，调节油缸10的两端分别与车体1和连接角码17铰接，连接角码17固定在转动座11上，在调节油缸10伸长或缩短时，其能带动转动座11的位置发生摆动，至少可以实现如图1和图2所示的、竖直方向和水平方向上的钻探作业。
当然，调节油缸10、伸缩油缸12和驱动电机16均由安装在车体1上的控制器9控制。
以需要在竖直方向上进行钻探作业为例，调节油缸10伸长，此时转动座11偏转直至运动至竖直位置，此时安装在转动座11上的滑动座13、钻头15均能保持在竖直位置处，然后，伸缩油缸12启动，带动滑动座13和钻头15向下运动，最后，驱动电机16上电后启动，来实现钻探作业。
水平方向上进行钻探作业，其原理与上述相同，在此不进行多余的叙述。
具体而言，所述转动座11通过销轴8与支撑架6铰接，当然，转动座11上设有与销轴8相配合的轴孔18。
实施例2
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种多自由度地质勘探钻探器，在上述实施例的基础上：所述车体1的底部安装有履带轮机构，履带轮机构包括履带轮2和履带3，且所述车体1上安装有用于驱动履带轮2转动的发动机4，发动机4同样由控制器9控制，使用履带轮机构来作为车体1的驱动结构，其能适应野外复杂的环境地形。
当然，车体1上还安装有用于为调节油缸10和伸缩油缸12供油的液压油箱7，至于液压油箱7与调节油缸10和伸缩油缸12之间的管路、阀门等，为了简化技术方案，使其便于理解，在本实施例中就不多做叙述了。
实施例3
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种多自由度地质勘探钻探器，由于在进行钻探作业时，钻头15经过摩擦后，会产生高温，如果不对钻头15进行降温，则会对钻头15的正常使用寿命造成影响，因此，在本实施例中，所述钻头安装座14上还安装有水冷机构。
具体的，水冷机构包括水冷夹套、进水管19、回水管20和水箱21，所述水冷夹套安装在钻头安装座14的外侧，且与钻头安装座14相对独立转动，水冷夹套通过进水管19和回水管20与水箱21连接，并且，进水管19上还安装有循环泵22，用来形成循环水流。
同时，还可以在水冷夹套上开设沥水孔，进入到水冷夹套内的水，其一部分能经过回水管20回流至水箱21内，另一部分能从沥水孔流出，滴在钻头15上，来对钻头15直接降温。
结合实施例1～3，易知本技术方案的工作原理是：以需要在竖直方向上进行钻探作业为例，调节油缸10伸长，此时转动座11偏转直至运动至竖直位置，此时安装在转动座11上的滑动座13、钻头15均能保持在竖直位置处，然后，伸缩油缸12启动，带动滑动座13和钻头15向下运动，最后，驱动电机16上电后启动，钻头安装座14带动钻头15进行钻探，并且在钻探的过程中，水冷夹套能形成对钻头安装座14进行降温的循环水流，并且，水流的一部分能从沥水孔流出，滴在钻头15上，来对钻头15直接降温，保证钻头15的正常使用和工作。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种多自由度地质勘探钻探器，包括车体(1)、安装架(5)、调节油缸(10)、伸缩油缸(12)和驱动电机(16)，其特征在于，所述安装架(5)通过支撑架(6)固定在车体(1)的顶部，所述支撑架(6)的前端铰接安装有转动座(11)，转动座(11)上滑动配合有滑动座(13)，且滑动座(13)可在转动座(11)的长度方向上滑动，转动座(11)的端部安装有伸缩油缸(12)，伸缩油缸(12)的输出端与滑动座(13)连接，滑动座(13)的端部安装有钻头安装座(14)，钻头安装座(14)上安装有若干个钻头(15)，滑动座(13)上还安装有用于驱动钻头安装座(14)转动的驱动电机(16)，所述车体(1)上还设有调节油缸(10)，调节油缸(10)的两端分别与车体(1)和连接角码(17)铰接，连接角码(17)固定在转动座(11)上。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度地质勘探钻探器，其特征在于，所述安装架(5)和支撑架(6)均通过铝合金材质制成。
3.根据权利要求1所述的一种多自由度地质勘探钻探器，其特征在于，所述钻头(15)为金刚石复合片钻头。
4.根据权利要求1所述的一种多自由度地质勘探钻探器，其特征在于，所述调节油缸(10)、伸缩油缸(12)和驱动电机(16)均由安装在车体(1)上的控制器(9)控制。
5.根据权利要求1所述的一种多自由度地质勘探钻探器，其特征在于，所述转动座(11)通过销轴(8)与支撑架(6)铰接，转动座(11)上设有与销轴(8)相配合的轴孔(18)。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种多自由度地质勘探钻探器，其特征在于，所述车体(1)的底部安装有履带轮机构，履带轮机构包括履带轮(2)和履带(3)，且所述车体(1)上安装有用于驱动履带轮(2)转动的发动机(4)。
7.根据权利要求6所述的一种多自由度地质勘探钻探器，其特征在于，所述车体(1)上还安装有用于为调节油缸(10)和伸缩油缸(12)供油的液压油箱(7)。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或7所述的一种多自由度地质勘探钻探器，其特征在于，所述钻头安装座(14)上还安装有水冷机构。
9.根据权利要求8所述的一种多自由度地质勘探钻探器，其特征在于，所述水冷机构包括水冷夹套、进水管(19)、回水管(20)和水箱(21)，所述水冷夹套安装在钻头安装座(14)的外侧，且与钻头安装座(14)相对独立转动，水冷夹套通过进水管(19)和回水管(20)与水箱(21)连接，进水管(19)上还安装有循环泵(22)。
10.根据权利要求9所述的一种多自由度地质勘探钻探器，其特征在于，所述水冷夹套上还开设沥水孔。
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