CN115012836A - 一种岩土工程施工用钻探装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种岩土工程施工用钻探装置,包括底板、支撑板、驱动电机、传动装置、钻杆结构,底板上方设置有两个竖板,支撑板滑动设置在两个竖板之间;驱动电机的输出端连接有转轴,转轴穿过支撑板延伸至支撑板下方;传动装置的输入端与转轴连接,输出端与支撑板连接,用于传递使支撑板下移的动力;钻杆结构包括钻杆,钻杆的上端通过卡接结构和转轴连接,下端通过卡接结构连接有钻头,支撑板上开设有第一避让孔,本发明通过设置第一卡接部和第二卡接部,用来连接钻杆和钻头,通过卡接结构在转轴和钻杆之间继续增加钻杆,从而增加整体钻杆结构的长度,同时,传动装置只需要移动和一节钻杆的长度相同的距离即可,使得本钻探装置更加轻便。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域,特别涉及一种岩土工程施工用钻探装置。
背景技术
岩土工程研究的对象是岩体和土体。岩体在其形成和存在的整个地质历史过程中,经受了各种复杂的地质作用,因而有着复杂的结构和地应力场环境。而不同地区的不同类型的岩体,由于经历的地质作用过程不同,其工程性质往往具有很大的差别。岩石出露地表后,经过风化作用而形成土,它们或留存在原地,或经过风、水及冰川的剥蚀和搬运作用在异地沉积形成土层。
钻探是岩土工程勘察研究的重要手段,现有的钻探装置中都是通过电机驱动钻杆进行钻探,钻杆都有固定的长度,当目标岩层的深度未知时,固定的钻杆长度可能钻探不到目标岩层,并且,电机一边转动的同时一边向前移动和钻杆相同长度的距离,当钻杆的长度过长时,会导致钻探装置尾部较长较笨重。
发明内容
本发明的目的是解决钻杆为固定的长度,当目标岩层的深度未知时,固定的钻杆长度可能钻探不到目标岩层的问题,提供一种岩土工程施工用钻探装置。
本发明提供的一种岩土工程施工用钻探装置,包括:
底板,其上方设置有两个竖板;
支撑板,滑动设置在两个竖板之间;
驱动电机,固定设置在支撑板上,其输出端连接有转轴,转轴穿过支撑板延伸至支撑板下方;
传动装置,设置在底板上,其输入端与转轴连接,其输出端与支撑板连接,用于传递使支撑板下移的动力;
钻杆结构,竖直设置在支撑板下方,其包括钻杆,钻杆的上端通过卡接结构和转轴连接,下端通过卡接结构连接有钻头,支撑板上开设有第一避让孔。
优选的,卡接结构包括:
第一卡接部,设置在钻杆的上端,其包括:第一容纳槽,开设在钻杆的上端面,第一容纳槽的内壁周面开设有竖直方向的第二容纳槽;杆体,设置在第二容纳槽内,其中间位置与第二容纳槽的内壁转动连接,其下端背离钻杆中心轴的一侧与第二容纳槽内壁之间连接有第一弹性件;销子,设置在杆体的上端朝向钻杆中心轴的一侧;
第二卡接部,设置在钻杆的下端,其包括:凸台,其一端与钻杆的下端连接,其与第一容纳槽相配合,凸台的周面开设有与销子相匹配的第一限位槽;
钻头的上端设置有第一卡接部,转轴的下端设置有第二卡接部。
优选的,杆体的上端靠近钻杆中心轴的一侧开设有滑槽,销子的一端设置在滑槽内,销子与滑槽内壁之间连接有第二弹性件。
优选的,杆体的上端面开设有通槽,通槽与滑槽相通,通槽内设置有连杆,连杆的中间位置与通槽的内壁转动连接,连杆的下端延伸至滑槽内,且连杆上开设有导向槽,导向槽内设置有导向轴,导向轴与销子连接。
优选的,连杆的上端延伸出第一容纳槽,钻杆的下端设置有按钮,按钮用于推动连杆的上端朝向钻杆的中心轴方向移动。
优选的,第一容纳槽的内壁周面上开设有第二限位槽,凸台的外周面固定连接有限位块,限位块与第二限位槽相匹配。
优选的,传动装置包括两个螺杆,竖直设置在底板上,与底板固定连接,螺杆上螺纹连接有第一齿轮,第一齿轮的上端与支撑板转动连接,转轴上套装有第二齿轮,第二齿轮与第一齿轮相啮合。
优选的,第一齿轮上端开设有环形的T型槽,支撑板下端连接有与T型槽相匹配的T型滑块。
与现有技术相比,本发明提供的一种岩土工程施工用钻探装置,其有益效果是:
本发明通过设置第一卡接部和第二卡接部,用来连接钻杆和钻头,在使用时,能够根据目标岩层的深度,当钻杆的长度不够时,将钻杆和转轴之间断开连接,通过卡接结构在转轴和钻杆之间继续增加钻杆,从而增加整体钻杆结构的长度,同时,传动装置只需要移动和一节钻杆的长度相同的距离即可,使得本钻探装置更加轻便。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明第二连接部的示意图;
图3为本发明第一连接部的示意图;
图4为本发明第一连接部的俯视图;
图5为本发明图3中A处的局部放大图;
图6为本发明图4中B处的局部放大图。
附图标记说明:
1、底板;2、竖板;3、螺杆;4、钻杆;5、第一卡接部;6、第二卡接部;7、第一齿轮;8、支撑板;9、T型滑块;10、驱动电机;11、转轴;12、第二齿轮;13、钻头;14、第一弹性件;15、第二容纳槽;16、杆体;17、销子;18、第一容纳槽;19、凸台;20、第一限位槽;21、按钮;22、第二弹性件;23、滑槽;24、连杆;25、导向槽;26、通槽;27、导向轴;28、第二限位槽;29、第一铰接轴29;30、第二铰接轴;31、容纳腔。
具体实施方式
下面结合附图1至图6,对本发明的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1至图6所示,本发明提供的一种岩土工程施工用钻探装置,包括底板1、支撑板8、驱动电机10、传动装置、钻杆结构,底板1上方设置有两个竖板2,支撑板8滑动设置在两个竖板2之间,驱动电机10固定设置在支撑板8上,驱动电机10选择步进电机,其输出端连接有转轴11,转轴11穿过支撑板8延伸至支撑板8下方,传动装置设置在底板1上,其输入端与转轴11连接,输出端与支撑板8连接,用于传递使支撑板8下移的动力,钻杆结构竖直设置在支撑板8下方,钻杆结构包括钻杆4,钻杆4的上端通过卡接结构和转轴11连接,下端通过卡接结构连接有钻头13,支撑板8上开设有用于使钻头13和钻杆4穿过的第一避让孔。
使用时,将底板1通过地脚螺栓固定在地面上,将钻杆4一端和钻头13连接,另外一端和转轴11连接,启动驱动电机10,驱动电机10转动带动转轴11转动从而使钻杆结构转动,同时,传动装置将驱动电机10的动力传动至支撑板8,使驱动电机10一边转动一边带动支撑板8下移,推动钻杆4和钻头13向岩土内移动,当支撑板8移动至靠近底板1的位置时,若钻头13的深度还未达到目标钻探位置深度,则将转轴11和其连接的钻杆4断开连接,控制驱动电机10反向转动,使支撑板8朝着背离底板1的方向移动,移动一定的距离后关闭驱动电机10,取一根钻杆4通过卡接结构一端与转轴11连接,另外一端与底板1中的钻杆4的上端连接,继续启动驱动电机10进行钻探。
进一步地,卡接结构包括第一卡接部5和第二卡接部6,第一卡接部5设置在钻杆4的上端,其包括:第一容纳槽18,开设在钻杆4的上端面,第一容纳槽18的内壁周面开设有竖直方向的第二容纳槽15;杆体16,设置在第二容纳槽15内,其中间位置通过第一铰接轴29与第二容纳槽15的内壁转动连接,其下端背离钻杆4中心轴的一侧与第二容纳槽15内壁之间连接有第一弹性件14,第一弹性件14选择弹簧;销子17,设置在杆体16的上端朝向钻杆4中心轴的一侧;第二卡接部6设置在钻杆4的下端,其包括:凸台19,其一端与钻杆4的下端连接,其与第一容纳槽18相配合,凸台19的周面开设有与销子17相匹配的第一限位槽20。
卡接结构没有连接时,在第一弹性件14的作用下推动杆体16的下端朝向第一容纳槽18的中心倾斜,上端背离第一容纳槽18的中心方向倾斜,使得销子17不会阻挡凸台19进入第一容纳槽19内。
钻头13的上端也设置有第一卡接部5,转轴11的下端设置有第二卡接部6。
使用卡接结构进行连接时,将凸台19推入第一容纳槽18中,凸台19向第一容纳槽18内部移动的过程中推动杆体16的下端移动使第一弹性件14压缩,同时,杆体16的上端朝向第一容纳槽18的中心方向移动,使销子17插入第一限位槽20内,实现钻杆4和钻头13或钻杆4和转轴11之间的快速连接。
为了避免凸台19在推入第一容纳槽18的过程中销子17对凸台19造成卡绊,杆体16的上端靠近钻杆4中心轴的一侧开设有滑槽23,销子17的一端设置在滑槽23内,销子17与滑槽23内壁之间连接有第二弹性件22,在凸台19移动的过程中第二弹性件22压缩,移动到卡接位置后第二弹性件22推动销子17插入第一限位槽20内实现连接。
为了方便钻杆4与转轴11之间断开连接,在杆体16的上端面开设有通槽26,通槽26与滑槽23相通,通槽26内设置有连杆24,连杆24的中间位置与通槽26的内壁通过第二铰接轴30转动连接,连杆24的下端延伸至滑槽23内,且连杆24上开设有导向槽25,导向槽25内设置有导向轴27,导向轴27与销子17连接,连杆24的上端延伸出第一容纳槽18,钻杆4的下端设置有按钮21,按钮21用于推动连杆24的上端朝向钻杆4的中心轴方向移动。
钻杆4或转轴11连接凸台19的一端设置有用于容纳连杆24的容纳腔31,按钮21的一端与容纳腔31的内壁平齐且能够延伸至容纳腔31内,当需要断开卡接结构时,按动按钮21,按钮21推动连杆24上端朝向凸台19的方向移动,使凸台19的下端背离凸台19移动,带动销子17从第一限位槽20中拔出,即卡接结构断开连接。
进一步地,第一容纳槽18的内壁周面上开设有第二限位槽28,凸台19的外周面固定连接有限位块,限位块与第二限位槽28相匹配,用于传递扭矩。
进一步地,传动装置包括两个螺杆3,竖直设置在底板1上,与底板1固定连接,其顶部固定连接有挡板,防止支撑板8从螺杆3上移出,两个螺杆3的螺纹螺向相同,螺杆3上螺纹连接有第一齿轮7,第一齿轮7的上端与支撑板8转动连接,转轴11上套装有第二齿轮12,第二齿轮12与第一齿轮7相啮合。
进一步地,第一齿轮7上端开设有环形的T型槽,支撑板8下端连接有与T型槽相匹配的T型滑块9,第一齿轮7沿着T型槽转动的同时带动支撑板8向下移动。
使用方法及工作原理
本发明提供的一种岩土工程施工用钻探装置,在使用时,首先将底板1固定在地面上,将一个钻杆13一端与钻头13连接,另一端与转轴11连接,启动驱动单电机10,驱动电机10转动通过转轴11带动钻杆4转动,同时,第二齿轮12转动带动与其啮合的第一齿轮7沿着T型槽转动,第一齿轮7沿着与其螺纹连接的螺杆3向下移动,支撑板8随第一齿轮7向下移动使驱动电机10向下移动推动钻头13向岩土内钻探,支撑板8移动一个行程后,通过按动转轴11侧面设置的按钮21推动连杆24上端朝向凸台19的方向移动,使凸台19的下端背离凸台19移动,带动销子17从第一限位槽20中拔出,手动将支撑板8推动上移一个凸台19的距离,此时,控制转轴11反向转动,使支撑板8移动到螺杆3的上端,关闭驱动电机10,拿一根钻杆4,上端与转轴11连接,下端与已经钻入岩土的钻杆4连接,继续正向启动驱动电机10,进行钻探,如此循环直至达到目标钻探深度。
综上所述,本发明通过设置第一卡接部和第二卡接部,用来连接钻杆和钻头,在使用时,能够根据目标岩层的深度,当钻杆的长度不够时,将钻杆和转轴之间断开连接,通过卡接结构在转轴和钻杆之间继续增加钻杆,从而增加整体钻杆结构的长度,同时,传动装置只需要移动和一节钻杆的长度相同的距离即可,使得本钻探装置更加轻便。
以上公开的仅为本发明的较佳的具体实施例,但是,本发明实施例并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种岩土工程施工用钻探装置,其特征在于,包括:
底板(1),其上方设置有两个竖板(2);
支撑板(8),滑动设置在两个竖板(2)之间;
驱动电机(10),固定设置在支撑板(8)上,其输出端连接有转轴(11),转轴(11)穿过支撑板(8)延伸至支撑板(8)下方;
传动装置,设置在底板(1)上,其输入端与转轴(11)连接,其输出端与支撑板(8)连接,用于传递动力使支撑板(8)下移;
钻杆结构,竖直设置在支撑板(8)下方,其包括钻杆(4),钻杆(4)的上端通过卡接结构和转轴(11)连接,下端通过卡接结构连接有钻头(13),所述支撑板(8)上开设有第一避让孔。
2.如权利要求1所述的一种岩土工程施工用钻探装置,其特征在于,所述卡接结构包括:
第一卡接部(5),设置在钻杆(4)的上端,其包括:第一容纳槽(18),开设在钻杆(4)的上端面,第一容纳槽(18)的内壁周面开设有竖直方向的第二容纳槽(15);杆体(16),设置在第二容纳槽(15)内,其中间位置与第二容纳槽(15)的内壁转动连接,其下端背离钻杆(4)中心轴的一侧与第二容纳槽(15)内壁之间连接有第一弹性件(14);销子(17),设置在杆体(16)的上端朝向钻杆(4)中心轴的一侧;
第二卡接部(6),设置在钻杆(4)的下端,其包括:凸台(19),其一端与钻杆(4)的下端连接,其与第一容纳槽(18)相配合,凸台(19)的周面开设有与销子(17)相匹配的第一限位槽(20);
所述钻头(13)的上端设置有第一卡接部(5),转轴(11)的下端设置有第二卡接部(6)。
3.如权利要求2所述的一种岩土工程施工用钻探装置,其特征在于,所述杆体(16)的上端靠近钻杆(4)中心轴的一侧开设有滑槽(23),销子(17)的一端设置在滑槽(23)内,销子(17)与滑槽(23)内壁之间连接有第二弹性件(22)。
4.如权利要求3所述的一种岩土工程施工用钻探装置,其特征在于,所述杆体(16)的上端面开设有通槽(26),通槽(26)与滑槽(23)相通,通槽(26)内设置有连杆(24),连杆(24)的中间位置与通槽(26)的内壁转动连接,连杆(24)的下端延伸至滑槽(23)内,且连杆(24)上开设有导向槽(25),导向槽(25)内设置有导向轴(27),导向轴(27)与销子(17)连接。
5.如权利要求4所述的一种岩土工程施工用钻探装置,其特征在于,连杆(24)的上端延伸出第一容纳槽(18),所述钻杆(4)的下端设置有按钮(21),按钮(21)用于推动连杆(24)的上端朝向钻杆(4)的中心轴方向移动。
6.如权利要求5所述的一种岩土工程施工用钻探装置,其特征在于,所述第一容纳槽(18)的内壁周面上开设有第二限位槽(28),凸台(19)的外周面固定连接有限位块,限位块与第二限位槽(28)相匹配。
7.如权利要求1所述的一种岩土工程施工用钻探装置,其特征在于,所述传动装置包括两个螺杆(3),竖直设置在底板(1)上,与底板(1)固定连接,螺杆(3)上螺纹连接有第一齿轮(7),第一齿轮(7)的上端与支撑板(8)转动连接,所述转轴(11)上套装有第二齿轮(12),第二齿轮(12)与第一齿轮(7)相啮合。
8.如权利要求7所述的一种岩土工程施工用钻探装置,其特征在于,所述第一齿轮(7)上端开设有环形的T型槽,支撑板(8)下端连接有与T型槽相匹配的T型滑块(9)。
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- 2022-01-20 CN CN202210065716.4A patent/CN115012836A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
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CN116335531A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-06-27 | 山西晋恒源岩土工程有限责任公司 | 一种岩土工程钻机 |
CN116335531B (zh) * | 2023-05-30 | 2023-08-08 | 山西晋恒源岩土工程有限责任公司 | 一种岩土工程钻机 |
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