CN115095281B - 一种基于旋挖机的钻孔结构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于旋挖机的钻孔结构，包括钻孔组件、套筒、辅助组件和第一传感器，钻孔组件包括中心钻杆和钻头；套筒一端为开口，所述钻孔组件安装在套筒内，所述套筒底端安装有连接块，连接块由限位部和连接部组成；辅助组件安装在中心钻杆内，所述辅助组件包括辅助钻头；第一传感器安装在钻孔组件上，用于检测钻孔组件的转速；第二传感器安装在钻孔组件上，用于检测钻孔组件下降的速度；辅助筒体上设有限位卡槽和连接槽。

Description

一种基于旋挖机的钻孔结构及其使用方法

技术领域

本发明属于钻孔技术领域，具体涉及一种基于旋挖机的钻孔结构。

背景技术

旋挖机是一种综合性的钻机，它可以用多种底层，具有成孔速度快，污染少，机动性强等特点，短螺旋钻头进行干挖作业，也可以用回转钻头在泥浆护壁的情况下进行湿挖作业，旋挖机可以配合冲锤钻碎坚硬地层后进行挖孔作业，如果配合扩大头钻具，可在孔底进行扩孔作业，旋挖机采用多层伸缩式钻杆，钻进辅助时间少，劳动强度低，不需要泥浆循环排渣，节约成本，特别适合于城市建设的基础施工，现有的旋挖机在其钻杆内部安装有注料管，钻孔完成后即可进入浆料的注入，然而钻头的硬度无法得到保证，若遇到土块较硬的情况时，钻头容易折断在孔内，影响注料的质量。

发明内容

本发明的目的是，为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种基于旋挖机的钻孔结构。

本发明提供了如下的技术方案：

一种基于旋挖机的钻孔结构，包括：

钻孔组件，其包括中心钻杆和钻头；

套筒，其一端为开口，所述钻孔组件安装在套筒内，所述套筒底端安装有连接块，连接块由限位部和连接部组成；

辅助组件，其安装在中心钻杆内，所述辅助组件包括辅助钻头；

第一传感器，其安装在钻孔组件上，用于检测钻孔组件的转速；

第二传感器，其安装在钻孔组件上，用于检测钻孔组件下降的速度；

辅助筒体，其上设有限位卡槽和连接槽。

进一步地，所述中心钻杆上设有驱动腔和辅助腔体，所述辅助组件位于辅助腔体内，所述辅助腔体内安装有伸缩气缸，所述伸缩气缸底端安装有升降板，升降板底端安装有动力件，所述动力件底端安装有钻头安装板，辅助钻头均匀布设在所述钻头安装板底端，通过动力件驱动各辅助钻头旋转。

进一步地，所述钻头安装板内设有空腔，动力件底端穿过钻头安装板顶端并延伸至空腔内，且动力件上连接有大齿轮，所述辅助钻头顶端穿过钻头安装板延伸至空腔内，辅助钻头、动力件和钻头安装板转动连接，所述辅助钻头上连接有小齿轮，所述大齿轮和小齿轮啮合。

进一步地，所述钻头安装板顶端对称安装有连接弹簧，辅助腔体内安装对称安装有导向杆，所述导向杆穿过升降板并延伸至升降板下方，伸缩气缸驱动升降板沿着导向杆升降，连接弹簧另一端安装在导向杆底端，通过连接弹簧避免钻头安装板向辅助腔体内运动时碰撞导向杆底端。

进一步地，所述中心钻杆底端对称设有多个辅助孔，所述辅助孔和辅助腔体连通，所述辅助孔的位置与辅助钻头位置对应，以便辅助钻头穿过辅助孔。

进一步地，所述辅助孔内设有阻挡部件，所述阻挡部件包括挡片，所述辅助孔内设有圆形槽，圆形槽内均匀布设有圆形轴，挡片铰接在圆形轴上，所述均匀布设的挡片末端围成一个孔，便于辅助钻头穿过，且孔的直径小于辅助钻头的直径。

进一步地，所述挡片底端与中间钻孔底端之间安装有回位弹簧，辅助钻头穿过辅助孔时，回位弹簧压缩，挡片向下翻转，辅助钻头回到辅助腔体内时，依靠回位弹簧的弹力，挡片回到原位。

进一步地，所述套筒上安装有驱动杆组件，驱动杆组件与钻孔组件连接，驱动杆组件底端穿过套筒和中心钻杆顶端并延伸至驱动腔内，所述第一传感器安装在驱动腔内，所述第二传感器安装在辅助腔体内，所述驱动杆组件和钻孔组件内设有注料管。

进一步地，所述驱动杆组件上安装有连接环，连接环与套筒顶端设有多根加强杆，所述中心钻杆上设有保护槽，所述保护槽内安装有升降气缸，升降气缸顶端穿过套筒与连接环底端连接。

基于上述旋挖机的钻孔结构，本发明还提出了一种基于旋挖机的钻孔结构的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：通过旋挖机上的动力部件使驱动杆组件向下运动，第二传感器测钻孔组件下降的速度；

步骤二：钻孔组件下降速度为零时，升降气缸将套筒相对于钻孔组件向上移动，驱动杆组件驱动钻孔组件旋转；

步骤三：第一传感器测钻孔组件的转速，配合第二传感器测得中心钻杆下降的速度，中心钻杆下降速度再次变慢时，驱动杆组件驱动中心钻杆旋转速度降低；

步骤四：伸缩气缸将升降板下推，使辅助钻头穿出辅助孔，此时回位弹簧处于收缩状态；

步骤五：动力件驱动大齿轮旋转，与大齿轮啮合的小齿轮旋转，此时通过辅助钻头旋转，起到疏通作用；

步骤六：第二传感器测得中心钻杆下降速度增大时，辅助钻头回到原位，驱动杆组件继续驱动钻孔组件工作。

本发明的有益效果是：

1.中心钻杆对安装有辅助组件，遇到较硬的土块等，通过辅助组件对其进行疏通后再使用中心钻杆进行钻孔，避免中心钻杆折断在孔内。

2.辅助组件内包括多个辅助钻头，且辅助钻头通过大齿轮带动小齿轮工作，确保小齿轮的转速得到保证。

3.为了避免中心钻杆下移时，凸块从辅助孔进入辅助腔体内，设有挡片，确保辅助钻头顺利穿出辅助孔。

4.安装有第一传感器和第二传感器，以便工作中钻孔组件和辅助组件自动切换，提高效率的同时延长了钻头的使用寿命。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的钻孔组件剖视图；

图3是本发明的辅助腔体结构示意图；

图4是本发明的辅助孔俯视图；

图5是本发明的驱动杆组件主视结构示意图；

图6是本发明的钻头安装板结构示意图；

图7是本发明的辅助筒体俯视结构示意图；

图8是本发明的连接块俯视结构示意图。

图中标记为：10、套筒；

101、连接块；1010、连接部；1011、限位部；102、加强杆；103、连接环；

20、钻孔组件；

201、中心钻杆；202、钻头、；203、驱动腔；204、辅助孔；205、辅助腔体；206、圆形轴；207、挡片；208、圆形槽；209、回位弹簧；210、升降气缸；211、保护槽；

30、驱动杆组件；

40、辅助组件；

401、导向杆；402、升降板；403、钻头安装板；404、伸缩气缸；405、动力件；406、辅助钻头；407、大齿轮；408、小齿轮；409、空腔；

50、第一传感器；

60、辅助筒体；

601、限位卡槽；602、连接槽；

70、第二传感器；

80、注料管。

具体实施方式

实施例一

如图1-图3和图6所示，一种基于旋挖机的钻孔结构，套筒10一端为开口，钻孔组件20安装在套筒10内，钻孔组件20包括中心钻杆201和钻头202，中心钻杆201上设有驱动腔203和辅助腔体205，中心钻杆201内驱动腔203和辅助腔体205之间为实心，以便确保中心钻杆201的硬度。

套筒10上安装有驱动杆组件30，驱动杆组件30与钻孔组件20连接，驱动杆组件30底端穿过套筒10和中心钻杆201顶端并延伸至驱动腔203内，通过驱动杆组件30使中心钻杆201旋转，驱动杆组件30和钻孔组件20固定连接，套筒10和驱动杆组件30活动连接。

优选地，为了便于注浆操作，驱动杆组件30和钻孔组件20内设有注料管80，便于在钻孔后及时向孔内注浆。

在钻孔过程中，若遇到地质较硬的情况时，强行使钻孔组件20继续下行钻孔时，钻头易断在孔内，影响钻孔正常进行，因此在中心钻杆201内安装有辅助组件40，以便进行疏通。

辅助组件40位于辅助腔体205内，辅助组件40包括辅助钻头406，辅助腔体205内安装有伸缩气缸404，伸缩气缸404底端安装有升降板402，伸缩气缸404推动升降板402实现其上升、下降运动，升降板402底端安装有动力件405，动力件405底端安装有钻头安装板403，辅助钻头406均匀布设在钻头安装板403底端，通过动力件405驱动各辅助钻头406旋转。

中心钻杆201底端对称设有多个辅助孔204，辅助孔204和辅助腔体205连通，辅助孔204的位置与辅助钻头406位置对应，以便辅助钻头406穿过辅助孔204。

由于辅助钻头406直径远小于中心钻杆201的直径，因此，通过大齿轮407带动小齿轮408旋转，此时辅助钻头406转速提高，使用多个辅助钻头406达到使泥土松软的目的。

钻头安装板403内设有空腔409，动力件405底端穿过钻头安装板403顶端并延伸至空腔409内，且动力件405上连接有大齿轮407，辅助钻头406顶端穿过钻头安装板403延伸至空腔409内，辅助钻头406、动力件405和钻头安装板403转动连接，辅助钻头406上连接有小齿轮408，大齿轮407和小齿轮408啮合。

钻头安装板403顶端对称安装有连接弹簧，辅助腔体205内安装对称安装有导向杆401，导向杆401穿过升降板402并延伸至升降板402下方，伸缩气缸404驱动升降板402沿着导向杆401升降，保证辅助钻头406移动位置的准确，连接弹簧另一端安装在导向杆401底端，通过连接弹簧避免钻头安装板403向辅助腔体205内运动时碰撞导向杆401底端。

基于上述实施例的旋挖机的钻孔结构，本发明还提出了一种基于旋挖机的钻孔结构的使用方法，包括以下步骤：

通过旋挖机上的动力部件使驱动杆组件30向下运动，当中心钻杆201接触地面时驱动杆组件30驱动钻孔组件20旋转；

当遇到泥土较硬，钻孔组件20难以继续下行钻孔时，辅助组件40下推升降板402，因此钻头安装板403随升降板402下行，以便辅助钻头406穿过辅助孔204；

动力件405驱动大齿轮407旋转，与大齿轮407啮合的小齿轮408旋转，此时通过辅助钻头406旋转，起到疏通作用。

实施例二

在上述实施例一的基础上，为了可以自动调整辅助组件40和钻孔组件20的钻孔动作，参阅图1-图3，第一传感器50安装在钻孔组件20上，第一传感器50安装在驱动腔203内，用于检测钻孔组件20的转速；第二传感器70安装在钻孔组件20上，第二传感器安装在辅助腔体205内，用于检测钻孔组件20下降的速度。

常规情况下，第一传感器50测得中心钻杆20的转速一定且第二传感器70测得的中心转杆20的下移速度一定，若第一传感器50测得中心钻杆20的转速一定，而第二传感器70测得的中心转杆20的下移速度变慢，则遇到较硬泥土，此时需要依靠辅助组件40工作，避免中心钻杆201在钻孔时折断，若第一传感器50测得中心钻杆20的转速一定，而第二传感器70测得的中心转杆20的下移速度由慢变快时，此时辅助组件40停止工作，继续使用中心钻杆201进行钻孔。

参阅图5-图7，驱动杆组件30上安装有连接环103，连接环103与套筒10顶端设有多根加强杆102，中心钻杆201上设有保护槽211，保护槽211内安装有升降气缸210，升降气缸210顶端穿过套筒10与连接环103底端连接，中心钻杆201初始钻孔时，套筒10与中心钻杆201底端留有一定距离，以便保护套筒10底端。

套筒10底端安装有连接块101，连接块101由限位部1011和连接部1010组成；辅助筒体60上设有限位卡槽601和连接槽602，钻孔完成后，需要将辅助筒体60放入孔内时，直接通过套筒10与辅助套筒60卡接，连接块101的尺寸小于连接槽602的尺寸，限位卡槽601的高度大于连接槽602的高度，限位部1011的高度高于连接部1010的高度，以便套筒10和辅助筒体60顺利卡接，正向旋转时限位部1011一端与限位卡槽601一端接触，反向旋转是限位部1011另一端与限位卡槽601另一端接触。

本实施例其余部件及结构与实施例一相同。

实施例三

在上述实施例二的基础上，为了避免中心钻杆201初步下行钻孔时，泥土将辅助孔204堵塞，影响辅助钻头406正常工作，辅助孔204内设有阻挡部件，本实施例其余部件及结构与实施例二相同，如图1-图8所示，阻挡部件包括挡片207，辅助孔204内设有圆形槽208，圆形槽208内均匀布设有圆形轴206，挡片207铰接在圆形轴206上，均匀布设的挡片207末端围成一个孔，便于辅助钻头406穿过，且孔的直径小于辅助钻头406的直径，辅助组件40位于辅助腔体205内时，辅助钻头406底端与挡片207围成的孔齐平，进一步阻挡泥土进入。

挡片207底端与中间钻孔201底端之间安装有回位弹簧209，辅助钻头406穿过辅助孔204时，回位弹簧209压缩，挡片207向下翻转，辅助钻头406回到辅助腔体205内时，依靠回位弹簧209的弹力，挡片207回到原位，实际使用中，辅助钻头406顶部为光滑面，辅助钻头406进行工作时，挡片207与光滑面接触，避免挡片207影响辅助钻头406旋转。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于旋挖机的钻孔结构，其特征在于，包括：

钻孔组件，其包括中心钻杆和钻头；

套筒，其一端为开口，所述钻孔组件安装在套筒内，所述套筒底端安装有连接块，连接块由限位部和连接部组成；

辅助组件，其安装在中心钻杆内，所述辅助组件包括辅助钻头；

第一传感器，其安装在钻孔组件上，用于检测钻孔组件的转速；

第二传感器，其安装在钻孔组件上，用于检测钻孔组件下降的速度；

辅助筒体，其上设有限位卡槽和连接槽；

所述中心钻杆上设有驱动腔和辅助腔体，所述辅助组件位于辅助腔体内，所述辅助腔体内安装有伸缩气缸，所述伸缩气缸底端安装有升降板，升降板底端安装有动力件，所述动力件底端安装有钻头安装板，辅助钻头均匀布设在所述钻头安装板底端，通过动力件驱动各辅助钻头旋转；

所述钻头安装板内设有空腔，动力件底端穿过钻头安装板顶端并延伸至空腔内，且动力件上连接有大齿轮，所述辅助钻头顶端穿过钻头安装板延伸至空腔内，辅助钻头、动力件和钻头安装板转动连接，所述辅助钻头上连接有小齿轮，所述大齿轮和小齿轮啮合；

所述钻头安装板顶端对称安装有连接弹簧，辅助腔体内安装对称安装有导向杆，所述导向杆穿过升降板并延伸至升降板下方，伸缩气缸驱动升降板沿着导向杆升降，连接弹簧另一端安装在导向杆底端，通过连接弹簧避免钻头安装板向辅助腔体内运动时碰撞导向杆底端；

所述套筒上安装有驱动杆组件，驱动杆组件与钻孔组件连接，驱动杆组件底端穿过套筒和中心钻杆顶端并延伸至驱动腔内，所述第一传感器安装在驱动腔内，所述第二传感器安装在辅助腔体内，所述驱动杆组件和钻孔组件内设有注料管；

所述驱动杆组件上安装有连接环，连接环与套筒顶端设有多根加强杆，所述中心钻杆上设有保护槽，所述保护槽内安装有升降气缸，升降气缸顶端穿过套筒与连接环底端连接。

2.根据权利要求1所述的基于旋挖机的钻孔结构，其特征在于，所述中心钻杆底端对称设有多个辅助孔，所述辅助孔和辅助腔体连通，所述辅助孔的位置与辅助钻头位置对应，以便辅助钻头穿过辅助孔。

3.根据权利要求2所述的基于旋挖机的钻孔结构，其特征在于，所述辅助孔内设有阻挡部件，所述阻挡部件包括挡片，所述辅助孔内设有圆形槽，圆形槽内均匀布设有圆形轴，挡片铰接在圆形轴上，所述均匀布设的挡片末端围成一个孔，便于辅助钻头穿过，且孔的直径小于辅助钻头的直径。

4.根据权利要求3所述的基于旋挖机的钻孔结构，其特征在于，所述挡片底端与中间钻孔底端之间安装有回位弹簧，辅助钻头穿过辅助孔时，回位弹簧压缩，挡片向下翻转，辅助钻头回到辅助腔体内时，依靠回位弹簧的弹力，挡片回到原位。

5.一种使用如权利要求1-4中任意一项所述基于旋挖机的钻孔结构的使用方法，包括以下步骤：

S1、通过旋挖机上的动力部件使驱动杆组件向下运动，第二传感器测钻孔组件下降的速度；

S2、钻孔组件下降速度为零时，升降气缸将套筒相对于钻孔组件向上移动，驱动杆组件驱动钻孔组件旋转；

S3、第一传感器测钻孔组件的转速，配合第二传感器测得中心钻杆下降的速度，中心钻杆下降速度再次变慢时，驱动杆组件驱动中心钻杆旋转速度降低；

S4、伸缩气缸将升降板下推，使辅助钻头穿出辅助孔，此时回位弹簧处于收缩状态；

S5、动力件驱动大齿轮旋转，与大齿轮啮合的小齿轮旋转，此时通过辅助钻头旋转，起到疏通作用；

S6、第二传感器测得中心钻杆下降速度增大时，辅助钻头回到原位，驱动杆组件继续驱动钻孔组件工作。