CN114164813B - 一种轻型动力触探的探杆辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻型动力触探的探杆辅助装置，其特征在于，包括支撑板和设置在所述支撑板底部的三脚架；所述支撑板上具有垂直贯通设置的导向孔，所述导向孔上可轴向移动地穿设有套管，所述套管与所述支撑板之间设置有用于提升所述套管的提升机构；所述套管内同轴穿设有可轴向滑动的探杆，所述套管上还具有用于锁止所述探杆的锁紧机构。本发明具有结构设计合理，操作使用方便，既能够保证探杆的垂直度，又便于探杆拔出等优点。

Description

一种轻型动力触探的探杆辅助装置

技术领域

本发明涉及岩土工程勘察技术领域，特别的涉及一种轻型动力触探的探杆辅助装置。

背景技术

动力触探是利用一定的锤击动能，将一定规格的圆锤探头打入土中，然后依据贯入击数或动贯入阻力判别土层的变化，确定土的工程性质，对地基土做出岩土工程评价。由于其操作简单、应用方便的优点，在工程勘察中得到了广泛的应用。

但在动力触探试验过程中，由于该试验需要由一人控制探杆，因此容易在击打中探杆倾斜，造成数据的不真实，对土层力学性质的判断造成影响。与此同时，当探杆贯入较深或者该试验场地的地基强度较大时，探杆不易拔出，若使用机械设备挖出会受到地质地形条件的影响。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构设计合理，操作使用方便，既能够保证探杆的垂直度，又便于探杆拔出的轻型动力触探的探杆辅助装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种轻型动力触探的探杆辅助装置，其特征在于，包括支撑板和设置在所述支撑板底部的三脚架；所述支撑板上具有垂直贯通设置的导向孔，所述导向孔上可轴向移动地穿设有套管，所述套管与所述支撑板之间设置有用于提升所述套管的提升机构；所述套管内同轴穿设有可轴向滑动的探杆，所述套管上还具有用于锁止所述探杆的锁紧机构。

采用上述结构，可以通过三脚架调节支撑板的水平度，并固定支撑板，让探杆处于可滑动状态，就可以无需人员扶持探杆保持垂直度，并对探杆进行动力触探作业，待作业结束后，通过锁紧机构将探杆锁止在套管上，再通过提升机构对套管进行提升，由于探杆与套管锁固为一体，提升套管的同时也对探杆进行提升。

进一步的，所述套管上具有沿径向贯通设置的螺纹孔，所述锁紧机构为朝内安装在所述螺纹孔上的锁紧螺栓。

这样，通过锁紧螺栓抵接在探杆的表面，就可以将探杆锁止在套管内。

进一步的，所述锁紧机构包括连接在所述套管上端的锁紧套和锁紧螺母，所述锁紧套的上端具有至少两个沿径向均布设置的锁紧片，所述锁紧片沿所述锁紧套的轴向延伸而成，所述锁紧套上具有外螺纹；所述锁紧螺母的下端具有内螺纹，并螺纹旋接在所述锁紧套的外螺纹上，所述锁紧螺母上端的内径沿背离所述内螺纹的方向逐渐变小；所述锁紧螺母与所述探杆的最小间距小于所述锁紧片的厚度。

这样，就可以将锁紧螺母与锁紧套旋紧，利用锁紧螺母的内孔向内压迫锁紧片，使锁紧片与探杆的表面紧贴，从而实现对探杆的锁止。

进一步的，所述导向孔上具有沿径向突出形成的导向块，所述套管的外表面具有与所述导向块对应设置的导向槽，所述导向槽沿所述套管的轴向贯通设置；所述套管的表面具有外传动螺纹，所述提升机构包括螺纹配合在所述套管上的提升螺母和沿径向连接在所述提升螺母上的提升杆，所述提升螺母位于所述支撑板的上方。

这样，利用套管上的导向槽与导向孔上的导向块配合，就可以避免套管在导向孔内转动，通过提升杆驱动提升螺母相对套管转动，当提升螺母相对套管上移时，套管在自身重力作用下，就可以相对支撑板下落。当提升螺母相对套管下移时，提升螺母在支撑板的承托下无法下移，反向驱动套管上移，从而实现套管的提升。

进一步的，所述导向块沿所述导向孔的周向均布设置有两个，所述套管上具有两个所述导向槽。

进一步的，所述提升螺母内具有与所述导向槽对应设置的提升块，所述提升块的宽度与所述导向槽的宽度相匹配；所述提升块上具有与所述套管上的外传动螺纹相匹配的内传动螺纹；所述提升螺母沿轴向并排设置有两个。

采用上述结构，当两个提升螺母的提升块在轴向上正对，并与套管上的导向槽对应时，由于提升块的宽度与导向槽的宽度一致，使得套管能够直接沿轴向相对提升螺母移动，便于将套管快速移动到底部或顶部。而当两个提升螺母的提升块错位时，同时转动两个提升螺母，在任一时刻，必定有一个提升螺母与套管形成螺纹传动配合，以实现对套管的提升。

进一步的，所述支撑板上安装有气泡水平仪。

这样，就方便支撑板的调平。

进一步的，所述三脚架包括三根可伸缩的支撑杆，所述支撑杆的一端铰接在所述支撑板上，并沿周向均布设置。

进一步的，所述支撑杆的底部具有球铰连接的垫板。

这样，通过球铰连接可以让垫板与地面贴合，从而可以增加支撑杆与地面之间的接触面积，保证持续支撑的稳定性。

进一步的，在周向上相邻的两个支撑杆之间连接有长度可调的限位绳。

这样，就可以避免三脚架在捶击过程中失稳，提高使用的稳定性。

综上所述，本发明具有结构设计合理，操作使用方便，既能够保证探杆的垂直度，又便于探杆拔出等优点。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例2中锁紧机构的结构示意图。

图3为实施例2中提升机构的结构示意图。

图4为实施例2中提升机构的爆炸结构示意图。

图5为实施例2中套管与提升机构的结构示意图。

图6为实施例2中套管、提升机构、探杆和锁止机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示，一种轻型动力触探的探杆辅助装置，包括支撑板1和设置在所述支撑板1底部的三脚架2；所述支撑板1上安装有气泡水平仪。所述支撑板1上具有垂直贯通设置的导向孔，所述导向孔上可轴向移动地穿设有套管3，所述套管3与所述支撑板1之间设置有用于提升所述套管3的提升机构5；所述套管3内同轴穿设有可轴向滑动的探杆4，所述套管3上还具有用于锁止所述探杆4的锁紧机构6。所述探杆4的下端安装有探头41，上端具有沿径向突出的捶击受力座42，所述捶击受力座42的上方探杆4上套设有空心锤43。

所述三脚架2包括三根可伸缩的支撑杆21，所述支撑杆的一端铰接在所述支撑板1上，并沿周向均布设置，在周向上相邻的两个支撑杆21之间连接有长度可调的限位绳23；所述支撑杆21的底部具有球铰连接的垫板22。

所述套管3上具有沿径向贯通设置的螺纹孔，所述锁紧机构6为朝内安装在所述螺纹孔上的锁紧螺栓。需要锁紧时，将锁紧螺栓向内拧紧，让锁紧螺栓抵接在探杆的表面，就可以将探杆锁止在套管内。

本实施例中，所述套管3的外表面具有沿轴向设置的齿条，所述提升机构5为可转动地安装在所述支撑板1上的提升齿轮51，所述提升齿轮51与所述齿条相啮合，所述提升齿轮51上安装有用于转动提升齿轮51的转把52。

采用本实施例的探杆辅助装置进行工作时，先打开支撑杆，并调整支撑杆的长度，通过观察气泡水平仪调节支撑板的水平度，待支撑板调平后，通过限位绳将支撑杆之间的距离固定。松开锁止机构，即锁紧螺栓，进行动力触探作业，作业完成后，将锁紧螺栓向内拧入，并抵接在探杆上，将探杆锁止在套管内。再使用转把转动提升齿轮，利用提升齿轮将套管向上提升，最终将探杆拔出。

实施例2：

如图2～图6所示，与实施例的主要区别在于：

如图2所示，所述锁紧机构6包括连接在所述套管3上端的锁紧套61和锁紧螺母62，所述锁紧套61的上端具有至少两个沿径向均布设置的锁紧片63，所述锁紧片63沿所述锁紧套61的轴向延伸而成，所述锁紧套61上具有外螺纹；所述锁紧螺母62的下端具有内螺纹，并螺纹旋接在所述锁紧套61的外螺纹上，所述锁紧螺母62上端的内径沿背离所述内螺纹的方向逐渐变小；所述锁紧螺母62与所述探杆4的最小间距小于所述锁紧片63的厚度。这样，就可以将锁紧螺母与锁紧套旋紧，利用锁紧螺母的内孔向内压迫锁紧片，使锁紧片与探杆的表面紧贴，从而实现对探杆的锁止。

这样，利用套管上的导向槽与导向孔上的导向块配合，就可以避免套管在导向孔内转动，通过提升杆驱动提升螺母相对套管转动，当提升螺母相对套管上移时，套管在自身重力作用下，就可以相对支撑板下落。当提升螺母相对套管下移时，提升螺母在支撑板的承托下无法下移，反向驱动套管上移，从而实现套管的提升。

所述导向孔上具有沿径向突出形成的导向块，所述导向块沿所述导向孔的周向均布设置有两个，所述套管3的外表面具有与所述导向块对应设置的导向槽，所述导向槽沿所述套管3的轴向贯通设置；所述套管3的表面具有外传动螺纹，所述提升机构5包括螺纹配合在所述套管3上的提升螺母51和沿径向连接在所述提升螺母51上的提升杆52，所述提升螺母51位于所述支撑板1的上方。

如图3所示，所述提升螺母51内具有与所述导向槽对应设置的提升块53，所述提升块53的宽度与所述导向槽的宽度相匹配；所述提升块53上具有与所述套管3上的外传动螺纹相匹配的内传动螺纹；所述提升螺母51沿轴向并排设置有两个。

采用上述结构，如图5和图6所示，当两个提升螺母的提升块在轴向上正对，并与套管上的导向槽对应时，由于提升块的宽度与导向槽的宽度一致，使得套管能够直接沿轴向相对提升螺母移动，便于将套管快速移动到底部或顶部。而当两个提升螺母的提升块错位时，同时转动两个提升螺母，在任一时刻，必定有一个提升螺母与套管形成螺纹传动配合，以实现对套管的提升。

为了让两个提升螺母更好的配合，本实施例中，其中一个提升螺母51上具有沿周向设置的限位槽54，另一个提升螺母51上具有与所述限位槽54对应设置的限位块55，所述限位块55可相对移动地嵌入所述限位槽54内，使所述限位块55位于所述限位槽54的一端时，两个所述提升螺母51的提升块53在轴向上正对。

这样，将其中一个提升螺母相对另外一个提升螺母转动，限位块必定位于限位槽的一端，两个提升螺母的提升块要么处于正对状态，要么处于错位状态，若此时处于错位状态，就可以驱动其中一个提升螺母，同时利用限位块和限位槽的配合，带动另外一个螺母一同转动，使套管提升。若此时处于正对状态，也可以驱动其中一个提升螺母，同时利用限位块和限位槽的配合，带动另外一个螺母一同转动到提升块53与所述套管3上的导向槽正对，方便套管直接沿轴向上下移动。

另外，在本实施例中，位于下方的所述提升螺母51的外表面上具有一个突出设置的棘齿，所述支撑板1上具有与所述棘齿对应设置的棘爪，使位于下方的所述提升螺母51能够朝向提升所述套管3的方向顺利转动，且位于下方的所述提升螺母51反向转动至所述棘齿与棘爪相抵接状态时，位于下方的所述提升螺母51的提升块53与所述套管3上的导向槽正对；

位于上方的所述提升螺母51相对位于下方的所述提升螺母51反向转动至所述限位槽54和限位块55相抵接时，位于上方的所述提升螺母51的提升块53与所述套管3上的导向槽正对；所述提升杆52设置在位于上方的所述提升螺母51上。

这样，提升杆正向转动(即提升套管的方向)时，先利用限位槽的长度，让限位块在限位槽内滑动至另一端，再次过程中，位于上方的提升螺母的提升块53与位于下方的所述提升螺母的提升块相互错位，进入到与套管3的外传动螺纹相配合状态，直到限位块滑动到限位槽的另一端，此时，位于上方的提升螺母继续转动，并利用限位槽和限位块之间的配合，带动位于下方的所述提升螺母51一同正向转动，两个提升螺母相互配合地提升套管。

若套管提升至最高位置仍未了探杆拔出，则通过提升杆反向转动位于上方的提升螺母，限位块和限位槽相对反向移动，直到限位块移动到限位槽的另一端，此时两个提升螺母的提升块处于正对状态，继续转动提升杆，位于上方的提升螺母继续转动，并利用限位槽和限位块之间的配合，带动位于下方的所述提升螺母51一同反向转动，直到棘齿与棘爪相抵接，此时提升块53与所述套管3上的导向槽正对，套管就可以顺利下移。

本实施例中，所述限位槽位于下方的提升螺母51的上端面；所述限位块位于上方的提升块51的下端面。如图3所示，由顶部向下看，提升杆逆时针转动时限位块移动到限位槽的另一端，两个提升螺母的提升块错位90度，在任意时刻，至少一个提升螺母的提升块与套管上的外传动螺纹配合，驱动套管提升。此时的棘齿和棘爪(未示出)可相对转动。

提升杆顺时针转动时，两个提升螺母的提升块移动对正对位置，并带动下方的提升螺母顺时针转动，最终让棘齿和棘爪相抵接，此时的提升块与套管的导向槽正对，套管就能够顺利上下移动，不受限与螺纹配合。

为了让提升块上的内传动螺纹更好地沿周向进入套管上的外传动螺纹内配合，具体实施时，内传动螺纹和外传动螺纹在周向方向上两端的厚度沿朝外的方向逐渐变小。另外，在两个提升螺母相对转动过程中，即其中一个提升螺母相对套管静止，另一个提升螺母绕套管转动而产生上升或下降，使两个提升螺母相互远离，为了避免限位块脱离限位槽，所述限位块与所述限位槽的配合深度大于内传动螺纹的螺距。因两个提升螺母最大相对转动角度不超过360度，本实施例中为90度，提升螺母转动90度上升距离为1/4个螺距，这样，就可以保证两个提升螺母相互配合。

另一方面，考虑到两个提升螺母的提升块在同一轴向上正对时，提升螺母可以不受传动螺纹限制，相对套管移动。为了避免实际操作过程中，两个提升螺母的间距在该状态下突然增大，而无法配合使用，还可以在位于上方的提升螺母的下端设置沿径向突出形成的外凸缘，并在位于上方的提升螺母上套设限位罩，所述限位罩呈圆筒状，且上端具有沿径向向内延伸形成的内凸缘，所述内凸缘的内径小于所述外凸缘的外径，位于上方的提升螺母向上穿过所述内凸缘；所述限位罩安装在所述支撑板1上，所述提升杆52位于所述提升螺母的上端。如图4所示，这样，两个提升螺母就被限制在限位罩内，二者在轴向上的移动受限于限位罩，但周向转动不受限。

最后，还需要说明的是，图5和图6中仅绘出套管3的外形，并未按实物绘出套管3表面的外传动螺纹，不应理解为提升块在周向上收到套管3的限制。同时，本实施例中，为了更好地展现套管3与提升螺母51的位置关系，图5和图6中，二者之间还具有径向间隙。但在实际制作时，套管3的外表面与提升螺母51的内壁之间同轴配合，这样，就可以让提升块上的内传动螺纹能够更加轻松和可靠地从导向槽内切入套管3的外传动螺纹中。本实施例中，传动螺纹为矩形或梯型均可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轻型动力触探的探杆辅助装置，其特征在于，包括支撑板（1）和设置在所述支撑板（1）底部的三脚架（2）；所述支撑板（1）上具有垂直贯通设置的导向孔，所述导向孔上可轴向移动地穿设有套管（3），所述套管（3）与所述支撑板（1）之间设置有用于提升所述套管（3）的提升机构（5）；所述套管（3）内同轴穿设有可轴向滑动的探杆（4），所述套管（3）上还具有用于锁止所述探杆（4）的锁紧机构（6）；

所述导向孔上具有沿径向突出形成的导向块，所述套管（3）的外表面具有与所述导向块对应设置的导向槽，所述导向槽沿所述套管（3）的轴向贯通设置；所述套管（3）的表面具有外传动螺纹，所述提升机构（5）包括螺纹配合在所述套管（3）上的提升螺母（51）和沿径向连接在所述提升螺母（51）上的提升杆（52），所述提升螺母（51）位于所述支撑板（1）的上方；所述导向块沿所述导向孔的周向均布设置有两个，所述套管（3）上具有两个所述导向槽；

所述提升螺母（51）内具有与所述导向槽对应设置的提升块（53），所述提升块（53）的宽度与所述导向槽的宽度相匹配；所述提升块（53）上具有与所述套管（3）上的外传动螺纹相匹配的内传动螺纹；所述提升螺母（51）沿轴向并排设置有两个；

其中一个提升螺母（51）上具有沿周向设置的限位槽（54），另一个提升螺母（51）上具有与所述限位槽（54）对应设置的限位块（55），所述限位块（55）可相对移动地嵌入所述限位槽（54）内，使所述限位块（55）位于所述限位槽（54）的一端时，两个所述提升螺母（51）的提升块（53）在轴向上正对；

位于下方的所述提升螺母（51）的外表面上具有一个突出设置的棘齿，所述支撑板（1）上具有与所述棘齿对应设置的棘爪，使位于下方的所述提升螺母（51）能够朝向提升所述套管（3）的方向顺利转动，且位于下方的所述提升螺母（51）反向转动至所述棘齿与棘爪相抵接状态时，位于下方的所述提升螺母（51）的提升块（53）与所述套管（3）上的导向槽正对；

位于上方的所述提升螺母（51）相对位于下方的所述提升螺母（51）反向转动至所述限位槽（54）和限位块（55）相抵接时，位于上方的所述提升螺母（51）的提升块（53）与所述套管（3）上的导向槽正对；所述提升杆（52）设置在位于上方的所述提升螺母（51）上。

2.如权利要求1所述的轻型动力触探的探杆辅助装置，其特征在于，所述套管（3）上具有沿径向贯通设置的螺纹孔，所述锁紧机构（6）为朝内安装在所述螺纹孔上的锁紧螺栓。

3.如权利要求1所述的轻型动力触探的探杆辅助装置，其特征在于，所述锁紧机构（6）包括连接在所述套管（3）上端的锁紧套（61）和锁紧螺母（62），所述锁紧套（61）的上端具有至少两个沿径向均布设置的锁紧片（63），所述锁紧片（63）沿所述锁紧套（61）的轴向延伸而成，所述锁紧套（61）上具有外螺纹；所述锁紧螺母（62）的下端具有内螺纹，并螺纹旋接在所述锁紧套（61）的外螺纹上，所述锁紧螺母（62）上端的内径沿背离所述内螺纹的方向逐渐变小；所述锁紧螺母（62）与所述探杆（4）的最小间距小于所述锁紧片（63）的厚度。

4.如权利要求1所述的轻型动力触探的探杆辅助装置，其特征在于，所述支撑板（1）上安装有气泡水平仪。

5.如权利要求1所述的轻型动力触探的探杆辅助装置，其特征在于，所述三脚架（2）包括三根可伸缩的支撑杆（21），所述支撑杆的一端铰接在所述支撑板（1）上，并沿周向均布设置。

6.如权利要求5所述的轻型动力触探的探杆辅助装置，其特征在于，所述支撑杆（21）的底部具有球铰连接的垫板（22）。

7.如权利要求5所述的轻型动力触探的探杆辅助装置，其特征在于，在周向上相邻的两个支撑杆（21）之间连接有长度可调的限位绳（23）。

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