CN114704200B - 水工环地质钻探装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地质钻探技术领域，具体是水工环地质钻探装置，包括底座，所述底座的顶部固定连接有U形支架，所述U形支架上滑动连接有两个滑块，两个所述滑块相互靠近的一侧固定连接有固定板，所述固定板的顶部固定连接有U形板；本发明能够通过两个转动齿轮和圆环齿轮相啮合，使得转动电机能够带动螺纹轴、圆环滑板和螺纹柱同时转动，圆环滑板转动带动固定杆和L形活动杆转动，L形活动杆转动带动弧形推板进行转动，由于圆环滑板与钻探螺旋叶同圆心，使得弧形推板围绕钻探螺旋叶进行圆周转动，实现了弧形推板转动能够将钻探螺旋叶钻出的碎土全部推离钻孔位置，进而能够充分将钻孔周围的碎土进行清理。

Description

水工环地质钻探装置

技术领域

本发明涉及地质钻探技术领域，具体是一种水工环地质钻探装置。

背景技术

钻探是利用深部钻探的机械工程技术，以开采地底或者海底自然资源，或者采取地层的剖面实况，撷取实体样本，以提供实验以取得相关数据资料等，钻探时，会产生一定量的碎土，被钻杆带出留在钻口位置处。

经检索公开号为CN114151020A的发明专利，公开了一种水工环地质钻探装置，涉及钻探装置技术领域，包括底板，还包括；设置于底板上两侧的支撑柱，支撑柱顶部固定连接顶板，顶板上贯穿设置升降筒；设置于升降筒一侧的钻探机构，包括承载板，承载板上转动连接转动垫，转动垫顶部与升降筒固定连接，所述承载板下方设置钻探组件，所述升降筒顶壁滑动贯穿设置转换柱，转换柱底部固定连接驱动块，驱动块侧围的升降筒内壁设置制动组件，所述升降柱顶端设置升降组件。

上述专利以及背景技术中还存在很大的不足之处：

该专利通过钻探出来的碎土飞溅至导料板上，导料板将碎土送出，由于碎土飞溅的方向不能控制，使得碎土不会完全飞溅至导料板上，导致钻口周围仍有碎土，随着碎土不断堆积会回流至钻孔内，进而不能充分对钻口周围清理干净。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水工环地质钻探装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种水工环地质钻探装置，包括底座，所述底座的顶部固定连接有U形支架，所述U形支架上滑动连接有两个滑块，两个所述滑块相互靠近的一侧固定连接有固定板，所述固定板的顶部固定连接有U形板，所述U形板的顶部内壁固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端通过联轴器连接有钻探螺旋叶，所述底座的顶部固定连接有圆环滑轨，所述圆环滑轨上滑动连接有圆环滑板，所述圆环滑板与所述钻探螺旋叶同圆心，所述圆环滑板的一侧内壁固定连接有固定杆，所述固定杆的顶端开设有滑动孔，所述滑动孔内滑动连接有L形活动杆，所述L形活动杆的底端固定连接有弧形推板，所述圆环滑板上安装有驱动机构，所述底座上安装有清理机构。

优选的，所述驱动机构包括固定连接于所述U形支架顶部内壁的转动电机，所述转动电机的输出端通过联轴器连接有螺纹轴，所述底座的顶部开设有转动孔，所述螺纹轴的底端贯穿转动孔，所述底座上位于所述圆环滑板的外周转动连接有螺纹柱，所述螺纹柱与所述螺纹轴上均键连接有转动齿轮，所述圆环滑板上键连接有圆环齿轮，两个所述转动齿轮与所述圆环齿轮相啮合，所述螺纹轴上安装有滑动单元。

优选的，所述圆环滑板上转动连接有螺纹杆，所述L形活动杆螺接于所述螺纹杆上。

优选的，所述固定板上开设有两个螺纹孔，所述固定板上的两个螺纹孔分别螺接于所述螺纹轴和所述螺纹柱上。

优选的，所述滑动单元包括开设于所述螺纹轴底端的活动槽，所述活动槽内滑动连接有活动轴，所述活动槽的内壁开设有条形孔，所述活动槽和所述条形孔内滑动连接有活动圆环，所述活动圆环的底部固定连接于所述活动轴的顶端，所述活动轴的外周套设有复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别与所述活动圆环和所述螺纹轴固定连接。

优选的，所述活动圆环的顶部开设有方形孔，与所述螺纹轴连接的所述转动齿轮的顶部固定连接有复位条，所述复位条的顶端贯穿所述方形孔，所述复位条的一侧固定连接有卡块，卡块的底部与所述活动圆环的顶部相贴合。

优选的，所述活动轴的底端开设有移动槽，所述移动槽内滑动连接有滑动杆，所述滑动杆的底端固定连接有方形插头，所述移动槽内设有挤压弹簧，所述挤压弹簧的两端分别与所述滑动杆和所述活动轴固定连接。

优选的，所述清理机构包括固定连接于底座底部的两个固定轨道，两个所述固定轨道上均滑动连接有活动块，两个所述活动块的底部固定连接有固定外壳，所述固定外壳外转动连接有清理刷，所述清理刷与所述钻探螺旋叶相适配，所述清理刷的顶部开设有插槽，所述插槽与所述方形插头相适配。

优选的，其中一个所述活动块的一侧固定连接有固定块，所述固定块的一侧固定连接有螺纹管，所述螺纹管的一端螺接有调节螺杆，所述调节螺杆上转动套接有安装座，所述安装座的顶部固定连接于所述底座的底部。

优选的，所述U形支架的两侧与所述底座两侧的顶部均固定连接有加强架，两个所述加强架的一侧均固定连接有伸缩液压缸，两个所述伸缩液压缸的输出端均固定连接有连接臂，两个所述连接臂的两端底部均固定连接有插杆，四个所述插杆上均滑动套接有导向块，四个所述导向块的一侧固定连接于所述底座上。

本发明通过改进在此提供一种水工环地质钻探装置，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一：本发明通过两个转动齿轮和圆环齿轮相啮合，使得转动电机能够带动螺纹轴、圆环滑板和螺纹柱同时转动，圆环滑板转动带动固定杆和L形活动杆转动，L形活动杆转动带动弧形推板进行转动，由于圆环滑板与钻探螺旋叶同圆心，使得弧形推板围绕钻探螺旋叶进行圆周转动，实现了弧形推板转动能够将钻探螺旋叶钻出的碎土全部推离钻孔位置，进而能够充分将钻孔周围的碎土进行清理；

其二：本发明通过完成钻探后，转动调节螺杆，使得螺纹管沿调节螺杆的长度方向进行移动，螺纹管移动带动活动块和固定外壳进行移动，固定外壳移动带动清理刷移动，直至方形插头复位进入插槽内，反向启动转动电机带动螺纹轴转动，使得驱动电机和钻探螺旋叶进行复位，在钻探螺旋叶复位的过程中，螺纹轴带动方形插头和清理刷转动对钻探螺旋叶进行清理，实现了对钻探螺旋叶上附着的碎土进行清理；

其三：本发明通过挤压复位条发生弹性形变，复位条移动带动卡块移动，使得卡块脱离活动圆环，由于复位弹簧处于压缩状态，使得复位弹簧复位带动活动圆环复位，活动圆环复位带动活动轴和方形插头复位，使得方形插头远离清理刷上的插槽，反向转动调节螺杆带动清理刷复位即可，实现了调节清理刷远离钻探螺旋叶钻探的位置，进而不会影响钻探螺旋叶进行钻探；

其四：本发明通过钻探前，需要先启动伸缩液压缸带动连接臂向下移动，连接臂向下移动带动插杆插入土里，实现了四个插杆插入土里能够提高装置的稳定性，使得装置在钻探的过程中更加稳定。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：

图1是本发明的第一视角立体结构示意图；

图2是本发明的第二视角立体结构示意图；

图3是本发明的第三视角立体结构示意图；

图4是本发明的驱动机构立体结构示意图；

图5是本发明的清理机构立体结构示意图；

图6是本发明的方形插头与插槽配合立体结构示意图；

图7是本发明的滑动单元剖面平面立体结构示意图；

图8是本发明的图3中A处立体结构示意图。

附图标记说明：

1、底座；101、U形支架；102、固定板；103、滑块；104、驱动电机；105、钻探螺旋叶；106、圆环滑轨；107、圆环滑板；108、固定杆；109、L形活动杆；110、弧形推板；111、螺纹杆；2、转动电机；201、螺纹轴；202、转动齿轮；203、圆环齿轮；204、螺纹柱；205、活动槽；3、固定轨道；301、活动块；302、固定外壳；303、清理刷；304、固定块；305、螺纹管；306、调节螺杆；307、安装座；308、插槽；4、活动圆环；401、活动轴；402、复位弹簧；403、滑动杆；404、方形插头；405、挤压弹簧；406、复位条；407、卡块；5、加强架；501、伸缩液压缸；502、连接臂；503、插杆；504、导向块。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明，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。

本发明通过改进在此提供一种水工环地质钻探装置，本发明的技术方案是：

如图1-图8所示，一种水工环地质钻探装置，包括底座1，底座1的顶部固定连接有U形支架101，U形支架101上滑动连接有两个滑块103，两个滑块103相互靠近的一侧固定连接有固定板102，固定板102的顶部固定连接有U形板，U形板的顶部内壁固定连接有驱动电机104，驱动电机104的输出端通过联轴器连接有钻探螺旋叶105，底座1的顶部固定连接有圆环滑轨106，圆环滑轨106上滑动连接有圆环滑板107，圆环滑板107与钻探螺旋叶105同圆心，圆环滑板107的一侧内壁固定连接有固定杆108，固定杆108的顶端开设有滑动孔，滑动孔内滑动连接有L形活动杆109，L形活动杆109的底端固定连接有弧形推板110，圆环滑板107上安装有驱动机构，底座1上安装有清理机构；借由上述结构，通过钻探螺旋叶105的设置，驱动电机104带动钻探螺旋叶105转动，实现了对地质进行钻探工作，通过圆环滑板107的设置，圆环滑板107与钻探螺旋叶105同圆心，使得圆环滑板107和弧形推板110始终围绕钻探螺旋叶105进行圆周转动，且弧形推板110在圆周转动的过程中能够对碎土推出。

进一步的，驱动机构包括固定连接于U形支架101顶部内壁的转动电机2，转动电机2的输出端通过联轴器连接有螺纹轴201，底座1的顶部开设有转动孔，螺纹轴201的底端贯穿转动孔，底座1上位于圆环滑板107的外周转动连接有螺纹柱204，螺纹柱204与螺纹轴201上均键连接有转动齿轮202，圆环滑板107上键连接有圆环齿轮203，两个转动齿轮202与圆环齿轮203相啮合，螺纹轴201上安装有滑动单元；借由上述结构，通过圆环齿轮203的设置，与两个转动齿轮202相互配合，实现了转动电机2能够带动螺纹轴201、螺纹柱204和圆环滑板107同时进行转动，螺纹轴201和螺纹柱204转动能够带动钻探螺旋叶105向下移动进行钻探，圆环滑板107转动能够带动弧形推板110圆周转动进行推土，实现了边钻探边对碎土进行清理，有效防止了碎土堆积进入回流至钻孔内。

进一步的，圆环滑板107上转动连接有螺纹杆111，L形活动杆109螺接于螺纹杆111上；借由上述结构，通过螺纹杆111的设置，螺纹杆111转动能够带动L形活动杆109和弧形推板110进行升降，完成钻探后调节弧形推板110上升，有利于装置在不平的路段进行移动。

进一步的，固定板102上开设有两个螺纹孔，固定板102上的两个螺纹孔分别螺接于螺纹轴201和螺纹柱204上；借由上述结构，通过螺纹柱204的设置，与螺纹轴201相互配合，实现了固定板102在升降过程中更加稳定。

进一步的，滑动单元包括开设于螺纹轴201底端的活动槽205，活动槽205内滑动连接有活动轴401，活动槽205的内壁开设有条形孔，活动槽205和条形孔内滑动连接有活动圆环4，活动圆环4的底部固定连接于活动轴401的顶端，活动轴401的外周套设有复位弹簧402，复位弹簧402的两端分别与活动圆环4和螺纹轴201固定连接；借由上述结构，通过复位弹簧402的设置，复位弹簧402处于压缩状态，实现了压缩状态的复位弹簧402能够对活动圆环4产生推力，能够带动不受外力作用的活动圆环4进行复位。

进一步的，活动圆环4的顶部开设有方形孔，与螺纹轴201连接的转动齿轮202的顶部固定连接有复位条406，复位条406的顶端贯穿方形孔，复位条406的一侧固定连接有卡块407，卡块407的底部与活动圆环4的顶部相贴合；借由上述结构，通过复位条406的设置，复位条406在外力的作用下能够发生弹性形变，且与卡块407相互配合，实现了便于对活动圆环4进行固定。

进一步的，活动轴401的底端开设有移动槽，移动槽内滑动连接有滑动杆403，滑动杆403的底端固定连接有方形插头404，移动槽内设有挤压弹簧405，挤压弹簧405的两端分别与滑动杆403和活动轴401固定连接；借由上述结构，通过滑动杆403的设置，能够与活动轴401组合成伸缩杆，与挤压弹簧405相互配合，实现了便于对清理机构进行固定。

进一步的，清理机构包括固定连接于底座1底部的两个固定轨道3，两个固定轨道3上均滑动连接有活动块301，两个活动块301的底部固定连接有固定外壳302，固定外壳302外转动连接有清理刷303，清理刷303与钻探螺旋叶105相适配，清理刷303的顶部开设有插槽308，插槽308与方形插头404相适配；借由上述结构，通过清理刷303的设置，实现了对钻探螺旋叶105进行清理，通过固定外壳302的设置，实现了对清理刷303进行限位。

进一步的，其中一个活动块301的一侧固定连接有固定块304，固定块304的一侧固定连接有螺纹管305，螺纹管305的一端螺接有调节螺杆306，调节螺杆306上转动套接有安装座307，安装座307的顶部固定连接于底座1的底部；借由上述结构，通过调节螺杆306的设置，调节螺杆306能够带动清理刷303进行移动，实现了对清理刷303进行调节，进而便于对钻探螺旋叶105进行清理。

进一步的，U形支架101的两侧与底座1两侧的顶部均固定连接有加强架5，两个加强架5的一侧均固定连接有伸缩液压缸501，两个伸缩液压缸501的输出端均固定连接有连接臂502，两个连接臂502的两端底部均固定连接有插杆503，四个插杆503上均滑动套接有导向块504，四个导向块504的一侧固定连接于底座1上；借由上述结构，通过插杆503的设置，伸缩液压缸501带动连接臂502和四个插杆503向下移动，使得插杆503插入土里，提高了装置的稳定性，通过导向块504的设置，能够对插杆503起到导向的作用。

综上所述：通过两个转动齿轮202和圆环齿轮203相啮合，使得转动电机2能够带动螺纹轴201、圆环滑板107和螺纹柱204同时转动，螺纹柱204和螺纹轴201转动带动固定板102、驱动电机104和钻探螺旋叶105向下移动，进而能够进行钻探工作，圆环滑板107转动带动固定杆108和L形活动杆109转动，L形活动杆109转动带动弧形推板110进行转动，由于圆环滑板107与钻探螺旋叶105同圆心，使得弧形推板110围绕钻探螺旋叶105进行圆周转动，实现了弧形推板110转动能够将钻探螺旋叶105钻出的碎土全部推离钻孔位置，进而能够充分将钻孔周围的碎土进行清理，需要说明的是，固定杆108和L形活动杆109的结构不会影响钻探螺旋叶105进行转动。

完成钻探后，转动调节螺杆306，使得螺纹管305沿调节螺杆306的长度方向进行移动，螺纹管305移动带动活动块301和固定外壳302进行移动，固定外壳302移动带动清理刷303移动，清理刷303在移动过程中，会先挤压方形插头404和滑动杆403向上移动，滑动杆403移动带动挤压弹簧405压缩并发生弹性形变，当清理刷303上的插槽308移动至方形插头404的位置时，挤压弹簧405带动方形插头404复位进入插槽308内，反向启动转动电机2带动螺纹轴201转动，使得驱动电机104和钻探螺旋叶105进行复位，在钻探螺旋叶105复位的过程中，螺纹轴201带动活动轴401、滑动杆403和方形插头404转动，方形插头404转动带动清理刷303转动对钻探螺旋叶105进行清理，实现了对钻探螺旋叶105上附着的碎土进行清理。

手动挤压复位条406发生弹性形变，复位条406移动带动卡块407移动，使得卡块407脱离活动圆环4，由于复位弹簧402处于压缩状态，使得复位弹簧402复位带动活动圆环4复位，活动圆环4复位带动活动轴401和方形插头404复位，使得方形插头404远离清理刷303上的插槽308，反向转动调节螺杆306带动清理刷303复位即可，实现了调节清理刷303远离钻探螺旋叶105钻探的位置，进而不会影响钻探螺旋叶105进行钻探。

钻探前，需要先启动伸缩液压缸501带动连接臂502向下移动，连接臂502向下移动带动插杆503插入土里，实现了四个插杆503插入土里能够提高装置的稳定性，使得装置在钻探的过程中更加稳定。

上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种水工环地质钻探装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的顶部固定连接有U形支架（101），所述U形支架（101）上滑动连接有两个滑块（103），两个所述滑块（103）相互靠近的一侧固定连接有固定板（102），所述固定板（102）的顶部固定连接有U形板，所述U形板的顶部内壁固定连接有驱动电机（104），所述驱动电机（104）的输出端通过联轴器连接有钻探螺旋叶（105），所述底座（1）的顶部固定连接有圆环滑轨（106），所述圆环滑轨（106）上滑动连接有圆环滑板（107），所述圆环滑板（107）与所述钻探螺旋叶（105）同圆心，所述圆环滑板（107）的一侧内壁固定连接有固定杆（108），所述固定杆（108）的顶端开设有滑动孔，所述滑动孔内滑动连接有L形活动杆（109），所述L形活动杆（109）的底端固定连接有弧形推板（110），所述圆环滑板（107）上安装有驱动机构，所述底座（1）上安装有清理机构，所述清理机构包括固定连接于底座（1）底部的两个固定轨道（3），两个所述固定轨道（3）上均滑动连接有活动块（301），两个所述活动块（301）的底部固定连接有固定外壳（302），所述固定外壳（302）外转动连接有清理刷（303），所述清理刷（303）与所述钻探螺旋叶（105）相适配。

2.根据权利要求1所述的水工环地质钻探装置，其特征在于：所述驱动机构包括固定连接于所述U形支架（101）顶部内壁的转动电机（2），所述转动电机（2）的输出端通过联轴器连接有螺纹轴（201），所述底座（1）的顶部开设有转动孔，所述螺纹轴（201）的底端贯穿转动孔，所述底座（1）上位于所述圆环滑板（107）的外周转动连接有螺纹柱（204），所述螺纹柱（204）与所述螺纹轴（201）上均键连接有转动齿轮（202），所述圆环滑板（107）上键连接有圆环齿轮（203），两个所述转动齿轮（202）与所述圆环齿轮（203）相啮合，所述螺纹轴（201）上安装有滑动单元。

3.根据权利要求2所述的水工环地质钻探装置，其特征在于：所述圆环滑板（107）上转动连接有螺纹杆（111），所述L形活动杆（109）螺接于所述螺纹杆（111）上。

4.根据权利要求2所述的水工环地质钻探装置，其特征在于：所述固定板（102）上开设有两个螺纹孔，所述固定板（102）上的两个螺纹孔分别螺接于所述螺纹轴（201）和所述螺纹柱（204）上。

5.根据权利要求2所述的水工环地质钻探装置，其特征在于：所述滑动单元包括开设于所述螺纹轴（201）底端的活动槽（205），所述活动槽（205）内滑动连接有活动轴（401），所述活动槽（205）的内壁开设有条形孔，所述活动槽（205）和所述条形孔内滑动连接有活动圆环（4），所述活动圆环（4）的底部固定连接于所述活动轴（401）的顶端，所述活动轴（401）的外周套设有复位弹簧（402），所述复位弹簧（402）的两端分别与所述活动圆环（4）和所述螺纹轴（201）固定连接。

6.根据权利要求5所述的水工环地质钻探装置，其特征在于：所述活动圆环（4）的顶部开设有方形孔，与所述螺纹轴（201）连接的所述转动齿轮（202）的顶部固定连接有复位条（406），所述复位条（406）的顶端贯穿所述方形孔，所述复位条（406）的一侧固定连接有卡块（407），卡块（407）的底部与所述活动圆环（4）的顶部相贴合。

7.根据权利要求5所述的水工环地质钻探装置，其特征在于：所述活动轴（401）的底端开设有移动槽，所述移动槽内滑动连接有滑动杆（403），所述滑动杆（403）的底端固定连接有方形插头（404），所述移动槽内设有挤压弹簧（405），所述挤压弹簧（405）的两端分别与所述滑动杆（403）和所述活动轴（401）固定连接。

8.根据权利要求7所述的水工环地质钻探装置，其特征在于：所述清理刷（303）的顶部开设有插槽（308），所述插槽（308）与所述方形插头（404）相适配。

9.根据权利要求1所述的水工环地质钻探装置，其特征在于：其中一个所述活动块（301）的一侧固定连接有固定块（304），所述固定块（304）的一侧固定连接有螺纹管（305），所述螺纹管（305）的一端螺接有调节螺杆（306），所述调节螺杆（306）上转动套接有安装座（307），所述安装座（307）的顶部固定连接于所述底座（1）的底部。

10.根据权利要求1所述的水工环地质钻探装置，其特征在于：所述U形支架（101）的两侧与所述底座（1）两侧的顶部均固定连接有加强架（5），两个所述加强架（5）的一侧均固定连接有伸缩液压缸（501），两个所述伸缩液压缸（501）的输出端均固定连接有连接臂（502），两个所述连接臂（502）的两端底部均固定连接有插杆（503），四个所述插杆（503）上均滑动套接有导向块（504），四个所述导向块（504）的一侧固定连接于所述底座（1）上。

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