CN114320144A - 一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压步履式移动设备技术领域，且公开了一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机，所述安装柱的右侧壁上部滑动设置有液压滑板，所述液压滑板的上表面中部通过轴承贯穿活动安装有对接管，所述液压滑板的上表面右侧焊接有伺服电机。该基于液压步履式移动的智能正反向钻机使用时，通过设置滚珠和滚轮能够使连接壳跟随空心钻杆转动时进行周向转动，同时滚轮对空心钻杆垂直运动时进行限位辅助，避免了传统的导向环只能跟随钻杆的转动做周向运动、钻杆在转动的同时会垂直运动与导向环的内壁存在垂直方向的接触摩擦、增大了钻杆进给阻力易对钻杆产生损害，从而导致了导向效果差和使用寿命短的问题。

Description

一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机

技术领域

本发明涉及液压步履式移动设备技术领域，具体为一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机。

背景技术

正反循环钻机是一款在地铁基坑和高层建筑基坑施工中得到广泛应用的钻机，主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，为应对钻井过程中的沙层等难题，运用泥浆加固支撑钻井壁，由于采用泥浆护壁成孔，故成孔时噪音低。

常见的智能正反向钻机在使用时，由操作人员通过PLC控制系统操作面板控制驱动机构带动钻杆和钻头在钻机底部设置的导向环辅助下进行钻孔，在智能系统的监控下对钻杆或钻头出现卡钻现象时及时停止设备运行，通过泵机与空心钻杆连通能够使浆液在钻孔时实现正反循环运动将钻孔中的碎屑排至钻孔外，但传统的导向环只能跟随钻杆的转动做周向运动，钻杆在转动的同时会垂直运动与导向环的内壁存在垂直方向的接触摩擦，增大了钻杆进给阻力易对钻杆产生损害，从而导致了导向效果差和使用寿命短的问题，不能满足智能正反向钻机的工作要求，为此提出一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机，解决了上述背景技术提出的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机，包括安装柱，所述安装柱的右侧壁上部滑动设置有液压滑板，所述液压滑板的上表面中部通过轴承贯穿活动安装有对接管，所述液压滑板的上表面右侧焊接有伺服电机，所述对接管与伺服电机的输出轴传动连接，所述对接管的底端螺纹安装有空心钻杆，所述对接管的内腔与空心钻杆的内腔形状适配，所述安装柱的右侧壁下部焊接有环形的安装壳，所述安装壳的内腔转动设置有环形的连接壳，所述连接壳的内腔对称滑动设置有两个弧形的安装板，所述安装板的内弧面通过轴承等距活动安装有一组滚轮，所述滚轮的外壁与空心钻杆的外壁活动接触，所述连接壳的底面设置有环形块的转动板，所述转动板的内圈焊接有环形齿条，所述环形齿条的内圈齿面啮合有直齿轮，所述直齿轮的上表面中部焊接有蜗杆，所述蜗杆的外壁与连接壳的底面通过轴承活动连接，所述安装板与蜗杆传动连接。

优选的，所述连接壳的上表面对称开设有两个滑动槽，所述滑动槽的内腔中焊接有限位杆，所述限位杆的外壁滑动套设有滑块，所述滑块的一侧外壁下部和对应侧滑动槽的内壁同高位置均固定安装有触碰开关，两个所述触碰开关活动接触，所述安装壳的外圈右侧焊接有蜂鸣报警器，两个所述触碰开关均与蜂鸣报警器通过导线电性连接，所述滑块的上部通过轴承活动安装有连接杆，所述连接壳的上表面对称设置的两个支架均通过轴承活动安装有转动杆，所述连接杆的一端与对应的转动杆的外壁铰接，所述转动杆的顶端焊接有弧形的耐磨板，所述耐磨板的内弧面与空心钻杆的外壁活动接触。

优选的，所述限位杆的外壁一侧活动套设有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的两端分别与滑块和滑动槽的内壁固定连接，所述拉伸弹簧的外壁涂设有防锈剂，所述滑动槽的内壁上部对称焊接有两个导轨，所述导轨与滑块的前后部两侧壁滑动接触。

优选的，所述伺服电机的输出轴端面焊接有主锥形齿轮，所述对接管的外壁上部固定套设有从锥形齿轮，所述主锥形齿轮的齿面与从锥形齿轮的齿面啮合，所述对接管的顶端通过密封转动接头活动安装有浆液软管。

优选的，所述安装壳的内壁和连接壳的外壁同高位置均开设有放置槽，所述放置槽的内腔中等距设置有一组滚珠，连接壳的内腔对称开设有两个安装槽，所述安装槽的内腔中活动设置有延伸块，所述延伸块的一端延伸至安装槽的内腔外，所述延伸块的一端端面与对应的安装板的侧壁固定连接。

优选的，所述安装槽的内腔中通过轴承活动安装有螺纹杆，所述螺纹杆与延伸块螺纹连接，所述螺纹杆的外壁左侧固定套设有蜗轮，所述蜗杆的顶端延伸至安装槽的内腔中，所述蜗杆的齿面与蜗轮的齿面啮合。

优选的，所述连接壳的底面开设有环形槽，所述转动板的上部与环形槽的内壁转动连接，所述连接壳的底面对称设置的两个支架螺纹安装有螺栓，所述螺栓的一端与转动板的外圈活动接触。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机，具备以下有益效果：

1、该基于液压步履式移动的智能正反向钻机，通过设置滚珠和滚轮能够使连接壳跟随空心钻杆转动时进行周向转动，同时滚轮对空心钻杆垂直运动时进行限位辅助，避免了传统的导向环只能跟随钻杆的转动做周向运动、钻杆在转动的同时会垂直运动与导向环的内壁存在垂直方向的接触摩擦、增大了钻杆进给阻力易对钻杆产生损害，从而导致了导向效果差和使用寿命短的问题。

2、该基于液压步履式移动的智能正反向钻机，通过设置拉伸弹簧带动耐磨板与空心钻杆外壁挤压接触，空心钻杆发生偏振时调动耐磨板运动，从而带动滑块移动，进而带动一个触碰开关向另一个触碰开关靠近，当两个触碰开关接触时通过导线电性连接蜂鸣报警器发出报警提示操作人员停止设备运动，避免了当偏振幅度较大时钻杆运动经过导向装置内部在限位状态下会使钻杆受力不均发生损坏或影响底部钻孔钻探方向的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中所示的A部分的放大示意图；

图3为本发明中安装壳、连接壳和安装板的俯视结构示意图；

图4为图2中所示的B部分的放大示意图；

图5为图2中所示的C部分的放大示意图。

图中：1、安装柱；2、液压滑板；3、对接管；4、伺服电机；5、空心钻杆；6、安装壳；7、连接壳；8、安装板；9、滚轮；10、转动板；11、环形齿条；12、直齿轮；13、蜗杆；14、主锥形齿轮；15、从锥形齿轮；16、浆液软管；17、螺纹杆；18、蜗轮；19、滚珠；20、滑块；21、拉伸弹簧；22、触碰开关；23、蜂鸣报警器；24、连接杆；25、转动杆；26、耐磨板。

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。

本发明提供一种技术方案，一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机，包括安装柱1、液压滑板2、对接管3、伺服电机4、空心钻杆5、安装壳6、连接壳7、安装板8、滚轮9、转动板10、环形齿条11、直齿轮12、蜗杆13、主锥形齿轮14、从锥形齿轮15、浆液软管16、螺纹杆17、蜗轮18、滚珠19、滑块20、拉伸弹簧21、触碰开关22、蜂鸣报警器23、连接杆24、转动杆25和耐磨板26，请参阅图1，安装柱1的右侧壁上部滑动设置有液压滑板2，液压滑板2带动钻杆和钻头进行垂直高度调节，方便进行钻孔，液压滑板2的上表面中部通过轴承贯穿活动安装有对接管3，液压滑板2的上表面右侧焊接有伺服电机4，对接管3与伺服电机4的输出轴传动连接，伺服电机4的输出轴端面焊接有主锥形齿轮14，对接管3的外壁上部固定套设有从锥形齿轮15，主锥形齿轮14的齿面与从锥形齿轮15的齿面啮合，对接管3的顶端通过密封转动接头活动安装有浆液软管16，浆液软管16连接外部泵机能够通过空心钻杆5上设置的浆液通道将钻孔内的浆液和碎屑抽出进行反向循环钻孔，通过设置外部泵机向空心钻杆5内灌入浆液进入钻孔内，能够使钻孔内的碎屑在浆液的翻滚带动下浮出钻孔内进行正向循环钻孔，，对接管3的底端螺纹安装有空心钻杆5，对接管3的内腔与空心钻杆5的内腔形状适配，请参阅图2，安装柱1的右侧壁下部焊接有环形的安装壳6，安装壳6的内腔转动设置有环形的连接壳7，连接壳7的内腔对称滑动设置有两个弧形的安装板8，安装壳6的内壁和连接壳7的外壁同高位置均开设有放置槽，请参阅图3，放置槽的内腔中等距设置有一组滚珠19，通过设置的滚珠19能够使连接壳7跟随空心钻杆5转动时进行周向转动，连接壳7的内腔对称开设有两个安装槽，安装槽的内腔中活动设置有延伸块，延伸块的一端延伸至安装槽的内腔外，延伸块的一端端面与对应的安装板8的侧壁固定连接，安装槽的内腔中通过轴承活动安装有螺纹杆17，螺纹杆17与延伸块螺纹连接，方便空心钻杆5进行对接安装，根据不同钻杆的直径对滚轮9进行间距调节，实用性强，螺纹杆17的外壁左侧固定套设有蜗轮18，蜗杆13的顶端延伸至安装槽的内腔中，蜗杆13的齿面与蜗轮18的齿面啮合，安装板8的内弧面通过轴承等距活动安装有一组滚轮9，滚轮9的外壁与空心钻杆5的外壁活动接触，通过设置滚轮9能够减小空心钻杆5垂直运动时受到的进给阻力、减小对空心钻杆5外壁摩擦损害，连接壳7的底面设置有环形块的转动板10，连接壳7的底面开设有环形槽，转动板10的上部与环形槽的内壁转动连接，请参阅图4，连接壳7的底面对称设置的两个支架螺纹安装有螺栓，螺栓的一端与转动板10的外圈活动接触，通过调节螺栓与转动板10的外壁挤压接触能够对调节后的转动板10进行限位固定，避免设备运作产生共振时使滚轮9与空心钻杆5的外壁接触发生松动影响导向效果，转动板10的内圈焊接有环形齿条11，环形齿条11的内圈齿面啮合有直齿轮12，直齿轮12的上表面中部焊接有蜗杆13，蜗杆13的外壁与连接壳7的底面通过轴承活动连接，安装板8与蜗杆13传动连接，请参阅图5，连接壳7的上表面对称开设有两个滑动槽，滑动槽的内腔中焊接有限位杆，限位杆的外壁滑动套设有滑块20，限位杆的外壁一侧活动套设有拉伸弹簧21，拉伸弹簧21的两端分别与滑块20和滑动槽的内壁固定连接，滑块20的一侧外壁下部和对应侧滑动槽的内壁同高位置均固定安装有触碰开关22，两个触碰开关22活动接触，安装壳6的外圈右侧焊接有蜂鸣报警器23，两个触碰开关22均与蜂鸣报警器23通过导线电性连接，当滑块20侧面设置的触碰开关22与对应的滑动槽内壁设置的触碰开关22接触时通过导线电性连接蜂鸣报警器23发出报警提示操作人员停止设备运行，滑块20的上部通过轴承活动安装有连接杆24，连接壳7的上表面对称设置的两个支架均通过轴承活动安装有转动杆25，连接杆24的一端与对应的转动杆25的外壁铰接，转动杆25的顶端焊接有弧形的耐磨板26，耐磨板26的内弧面与空心钻杆5的外壁活动接触，钻杆长度较长时由驱动机构带动下运动在共振影响下会产生偏振，当偏振幅度较大时会使钻杆损坏或影响底部钻孔钻探方向，通过拉伸弹簧21的拉力作用能够使耐磨板26的内侧壁与空心钻杆5的外壁挤压接触。

本装置的工作原理：使用时，启动伺服电机4带动主锥形齿轮14转动，主锥形齿轮14带动从锥形齿轮15转动，从锥形齿轮15带动对接管3转动，对接管3带动空心钻杆5转动，空心钻杆5带动钻头转动，同时启动液压滑板2带动空心钻杆5和钻头进行垂直高度调节，方便进行钻孔，浆液软管16连接外部泵机能够通过空心钻杆5上设置的浆液通道将钻孔内的浆液和碎屑抽出进行反向循环钻孔，通过设置外部泵机向空心钻杆5内灌入浆液进入钻孔内，能够使钻孔内的碎屑在浆液的翻滚带动下浮出钻孔内进行正向循环钻孔，导向时调节转动板10带动环形齿条11转动，环形齿条11带动直齿轮12转动，直齿轮12带动蜗杆13转动，蜗杆13带动蜗轮18转动，蜗轮18带动螺纹杆17转动，螺纹杆17通过延伸块带动安装板8进行水平运动，安装板8带动滚轮9运动，方便空心钻杆5进行对接安装，根据不同钻杆的直径对滚轮9进行间距调节，实用性强，通过调节螺栓与转动板10的外壁挤压接触能够对调节后的转动板10进行限位固定，避免设备运作产生共振时使滚轮9与空心钻杆5的外壁接触发生松动影响导向效果，通过设置的滚珠19能够使连接壳7跟随空心钻杆5转动时进行周向转动，通过设置滚轮9能够减小空心钻杆5垂直运动时受到的进给阻力、减小对空心钻杆5外壁摩擦损害，钻杆长度较长时由驱动机构带动下运动在共振影响下会产生偏振，当偏振幅度较大时钻杆运动经过导向装置内部时会使钻杆损坏或影响底部钻孔钻探方向，通过拉伸弹簧21的拉力作用能够使耐磨板26的内侧壁与空心钻杆5的外壁挤压接触，空心钻杆5发生偏振时带动耐磨板26运动，耐磨板26带动转动杆25转动，转动杆25带动连接杆24运动，连接杆24带动滑块20运动，当滑块20侧面设置的触碰开关22与对应的滑动槽内壁设置的触碰开关22接触时通过导线电性连接蜂鸣报警器23发出报警提示操作人员停止设备运行。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机，包括安装柱(1)，其特征在于：所述安装柱(1)的右侧壁上部滑动设置有液压滑板(2)，所述液压滑板(2)的上表面中部通过轴承贯穿活动安装有对接管(3)，所述液压滑板(2)的上表面右侧焊接有伺服电机(4)，所述对接管(3)与伺服电机(4)的输出轴传动连接，所述对接管(3)的底端螺纹安装有空心钻杆(5)，所述对接管(3)的内腔与空心钻杆(5)的内腔形状适配，所述安装柱(1)的右侧壁下部焊接有环形的安装壳(6)，所述安装壳(6)的内腔转动设置有环形的连接壳(7)，所述连接壳(7)的内腔对称滑动设置有两个弧形的安装板(8)，所述安装板(8)的内弧面通过轴承等距活动安装有一组滚轮(9)，所述滚轮(9)的外壁与空心钻杆(5)的外壁活动接触，所述连接壳(7)的底面设置有环形块的转动板(10)，所述转动板(10)的内圈焊接有环形齿条(11)，所述环形齿条(11)的内圈齿面啮合有直齿轮(12)，所述直齿轮(12)的上表面中部焊接有蜗杆(13)，所述蜗杆(13)的外壁与连接壳(7)的底面通过轴承活动连接，所述安装板(8)与蜗杆(13)传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机，其特征在于：所述连接壳(7)的上表面对称开设有两个滑动槽，所述滑动槽的内腔中焊接有限位杆，所述限位杆的外壁滑动套设有滑块(20)，所述滑块(20)的一侧外壁下部和对应侧滑动槽的内壁同高位置均固定安装有触碰开关(22)，两个所述触碰开关(22)活动接触，所述安装壳(6)的外圈右侧焊接有蜂鸣报警器(23)，两个所述触碰开关(22)均与蜂鸣报警器(23)通过导线电性连接，所述滑块(20)的上部通过轴承活动安装有连接杆(24)，所述连接壳(7)的上表面对称设置的两个支架均通过轴承活动安装有转动杆(25)，所述连接杆(24)的一端与对应的转动杆(25)的外壁铰接，所述转动杆(25)的顶端焊接有弧形的耐磨板(26)，所述耐磨板(26)的内弧面与空心钻杆(5)的外壁活动接触。

3.根据权利要求2所述的一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机，其特征在于：所述限位杆的外壁一侧活动套设有拉伸弹簧(21)，所述拉伸弹簧(21)的两端分别与滑块(20)和滑动槽的内壁固定连接，所述拉伸弹簧(21)的外壁涂设有防锈剂，所述滑动槽的内壁上部对称焊接有两个导轨，所述导轨与滑块(20)的前后部两侧壁滑动接触。

4.根据权利要求1所述的一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机，其特征在于：所述伺服电机(4)的输出轴端面焊接有主锥形齿轮(14)，所述对接管(3)的外壁上部固定套设有从锥形齿轮(15)，所述主锥形齿轮(14)的齿面与从锥形齿轮(15)的齿面啮合，所述对接管(3)的顶端通过密封转动接头活动安装有浆液软管(16)。

5.根据权利要求1所述的一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机，其特征在于：所述安装壳(6)的内壁和连接壳(7)的外壁同高位置均开设有放置槽，所述放置槽的内腔中等距设置有一组滚珠(19)，连接壳(7)的内腔对称开设有两个安装槽，所述安装槽的内腔中活动设置有延伸块，所述延伸块的一端延伸至安装槽的内腔外，所述延伸块的一端端面与对应的安装板(8)的侧壁固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机，其特征在于：所述安装槽的内腔中通过轴承活动安装有螺纹杆(17)，所述螺纹杆(17)与延伸块螺纹连接，所述螺纹杆(17)的外壁左侧固定套设有蜗轮(18)，所述蜗杆(13)的顶端延伸至安装槽的内腔中，所述蜗杆(13)的齿面与蜗轮(18)的齿面啮合。

7.根据权利要求1所述的一种基于液压步履式移动的智能正反向钻机，其特征在于：所述连接壳(7)的底面开设有环形槽，所述转动板(10)的上部与环形槽的内壁转动连接，所述连接壳(7)的底面对称设置的两个支架螺纹安装有螺栓，所述螺栓的一端与转动板(10)的外圈活动接触。

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