CN115199255A - 一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，属于控制系统技术领域。一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，包括柜体，柜体内设置有用于控制电气单元与液压单元的系统主控板，柜体内还设置有用于安装电器元件的电器安装座，所气电器安装座包括固定座体以及移动座体，固定座体上开设有用于移动座体移动的活动槽，活动槽与移动座体之间设置有第一弹性元件，活动槽内壁开设有第一凹槽，第一凹槽内固设有第一齿条板；本发明使控制柜可适合不同尺寸的电器元件装入，具有能匹配不同尺寸的电器元件使用、安装简单、节省安装时间的优点，保证对电器安装的稳定性，从而便于降低工作人员劳动量、提高钻探设备的工作效率。

Description

一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统

技术领域

本发明涉及控制系统技术领域，尤其涉及一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统。

背景技术

目前电动钻机因为有着机械传动钻机所无法比拟的诸多优点，正突飞猛进地发展。而由于钻机钻井工艺与工作环境的需求，钻机结构庞大，组成复杂，就其控制系统构成来看包含了电气传动系统、液压传动系统等各种控制系统，通过PLC控制系统，一体化控制钻测设备的电气单元以及液压单元，使钻机的控制线被简化，自动化程度提高，为钻井工程提供了优质可靠的技术保障。现有的PLC控制系统内的多种电气线路均在控制柜内完成布设，用来控制相关电器的工作。

现有的控制柜在实际工作中，控制柜上的底座在安装电器元件时，一般将电器元件用螺丝固定到底座上，此种结构安装复杂，安装耗时长，增加了工作量，影响工作人员的工作效率，降低了钻探工作的快速进行；并且当需要更换其他功能的电器元件时，由于电器元件的尺寸发生变化，底座上的原有孔位不适合使用，因此不能匹配不同尺寸的电器元件安装，实用性差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，包括柜体，所述柜体内设置有用于控制电气单元与液压单元的系统主控板，所述柜体内还设置有用于安装电器元件的电器安装座，所气电器安装座包括固定座体以及移动座体，所述固定座体上开设有用于移动座体移动的活动槽，所述活动槽与移动座体之间设置有第一弹性元件，所述活动槽内壁开设有第一凹槽，所述第一凹槽内固设有第一齿条板，所述移动座体上开设有第二凹槽，所述第二凹槽内设置有气动机构，所述气动机构上连接有与第一齿条板啮合设置的第二齿条板，所述移动座体上还设置有辅助卡合组件，所述辅助卡合组件与气动机构之间设置有传动组件，且所述辅助卡合组件上设置有防移位机构。

优选的，所述气动机构包括固设在第二凹槽内壁的气动管，所述气动管内滑动连接有第一活塞，所述第一活塞上连接有推杆，所述推杆与第二齿条板相连，所述推杆外侧套设有第二弹性元件，所述第二弹性元件的两端分别与第一活塞和气动管的内壁相连。

优选的，所述气动机构还包括开设在移动座体上的气动腔，所述移动座体上开设有用于连通气动腔与气动管的导气槽，所述气动腔内滑动连接有第二活塞，所述第二活塞上设置有拉杆，所述拉杆上套设有第三弹性元件，所述第三弹性元件的两端分别与第二活塞和气动腔的内壁相连，所述拉杆远离第二活塞的一端穿过移动座体并连接有拉把。

优选的，所述推杆包括与第一活塞相连的套管以及滑动连接在套管内的连接杆，所述连接杆远离套管的一端与第二齿条板相连，所述连接杆与套管之间设置有第四弹性元件。

优选的，所述第二齿条板包括与推杆固连的底板以及滑动连接在底板上的齿板，所述齿板的底部连接有滑块，所述底板上开设有与滑块相配合的滑槽，所述滑槽与滑块之间设置有第五弹性元件。

优选的，所述辅助卡合组件包括与移动座体螺纹连接的螺杆，所述螺杆的端部连接有移动板，所述移动板的两侧对称设置有弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆远离移动板的一端连接有推板，所述推板与第二齿条板活动相抵。

优选的，所述传动组件包括与第一活塞固连的U形板，所述U形板滑动连接在气动管上，所述U形板上固定连接有第三齿条板，所述第三齿条板外侧啮合连接有动齿轮，所述动齿轮与第二凹槽之间设置有转动杆，所述转动杆与螺杆上分别设置有第一同步轮和第二同步轮，所述第一同步轮和第二同步轮之间设置有传动皮带。

优选的，所述第二同步轮通过轴承转动设置在移动座体上，所述第二同步轮与螺杆滑动设置，所述第二同步轮上设置有导向条，所述螺杆上开设有与导向条相配合的导向槽。

优选的，所述防移位机构包括开设在第二齿条板上的螺纹孔，所述螺杆活动设置在螺纹孔内。

优选的，所述柜体上还设置有选择模块，用于根据不同地质选择对应钻进参数，所述钻进参数包括：进尺速度、转速及扭矩，所述选择模块与系统主控板电性相连，所述系统主控板还连接有监控单元，所述监控单元包括位移传感器、倾角传感器、震动传感器、噪声传感器、扭转传感器、速度传感器及显示仪表，所述系统主控板通过无线连接有移动设备。

与现有技术相比，本发明提供了一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，具备以下有益效果：

1、该污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，通过驱动气动机构工作，解除固定座体与移动座体之间的齿条啮合状态，使固定座体和移动座体之间可相对移动，调整电器安装座的安装尺寸，适合不同尺寸的电器元件装入，具有能匹配不同尺寸的电器元件使用、安装简单、节省安装时间的优点，保证对电器安装的稳定性，从而便于降低工作人员劳动量、提高钻探设备的工作效率。

2、该污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，通过将推杆弹性设置，在第二齿条板与第一齿条板的齿牙端面相抵时，第二齿条板与第一齿条板并未呈交错卡合状态，此时继续上移的第一活塞对推杆施加上推的力，推杆在第二齿条板固定无法移动的情况下自动收缩，避免结构间相互碰撞抵压产生较大的压力，造成气动机构或齿条板的损坏。

3、该污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，通过气动机构工作时利用传动组件带动辅助卡合组件工作，使推板推动与第一齿条板齿牙端部相抵的齿板移动，齿板相对底板位移，从而使齿板与第一齿条板齿牙交错卡合，实现固定座体与移动座体之间的固定卡合，保证电器安装座对电器固定的稳定性。

4、该污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，通过辅助卡合组件工作时驱动螺杆位移，螺杆向与第一齿条板卡合的第二齿条板处移动，使螺杆旋入第二齿条板的螺纹孔内，使第二齿条板与移动座体固定设置，进而避免第二齿条板受到较大的横向拉力时，第二齿条板与第一齿条板的齿牙斜面受力相抵，使推杆收缩，进而出现第二齿条板下移与第一齿条板不再卡合的情况，造成电器安装座的松动，影响电器安装的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电器安装座的结构示意图；

图3为本发明的电器安装座的剖面结构示意图；

图4为本发明的图3中A部局部放大示意图；

图5为本发明的图3中B部局部放大示意图；

图6为本发明的固定座体的剖面结构示意图；

图7为本发明的移动座体的剖面结构示意图；

图8为本发明的传动组件的外部结构示意图；

图9为本发明的气动管的剖面结构示意图；

图10为本发明的螺杆的外部结构示意图；

图11为本发明的系统主控板的工作框图。

图中：1、柜体；101、系统主控板；2、电器安装座；201、固定座体；2011、活动槽；2012、第一弹性元件；202、移动座体；3、第一凹槽；301、第一齿条板；302、第二齿条板；4、第二凹槽；5、气动管；501、第一活塞；502、推杆；5021、套管；5022、连接杆；5023、第四弹性元件；503、第二弹性元件；6、气动腔；601、第二活塞；602、拉杆；603、第三弹性元件；604、拉把；7、导气槽；8、螺杆；801、导向槽；9、移动板；901、弹性伸缩杆；902、推板；10、底板；1001、滑槽；1002、第五弹性元件；11、齿板；111、滑块；12、U形板；121、第三齿条板；13、转动杆；131、动齿轮；132、第一同步轮；14、第二同步轮；141、导向条；15、螺纹孔。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

参照图1、图2、图3、图4、图6和图7，一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，包括柜体1，柜体1内设置有用于控制电气单元与液压单元的系统主控板101，柜体1内还设置有用于安装电器元件的电器安装座2，所气电器安装座2包括固定座体201以及移动座体202，固定座体201上开设有用于移动座体202移动的活动槽2011，活动槽2011与移动座体202之间设置有第一弹性元件2012，活动槽2011内壁开设有第一凹槽3，第一凹槽3内固设有第一齿条板301，移动座体202上开设有第二凹槽4，第二凹槽4内设置有气动机构，气动机构上连接有与第一齿条板301啮合设置的第二齿条板302，移动座体202上还设置有辅助卡合组件，辅助卡合组件与气动机构之间设置有传动组件，且辅助卡合组件上设置有防移位机构。

具体的，控制柜内的系统主控板101可用于控制电气单元及液压单元部分的设备，包括但不限于如钻机、电机、泥浆泵、钻塔、液压泵、变频器等设备，在需要柜体1内安装其他电器时，通过驱动气动机构工作，使第二齿条板302与第一齿条板301分离，解除固定座体201与移动座体202之间的齿条啮合状态，使固定座体201和移动座体202之间可相对移动，调整电器安装座2的安装尺寸，适合不同尺寸的电器元件装入，具有能匹配不同尺寸的电器元件使用、安装简单、节省安装时间的优点，保证对电器安装的稳定性，从而便于降低工作人员劳动量、提高钻探设备的工作效率。

实施例2：

参照图2、图3、图4、图5、图7、图8和图9，一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，在实施例1的基础上，更进一步的是，气动机构包括固设在第二凹槽4内壁的气动管5，气动管5内滑动连接有第一活塞501，第一活塞501上连接有推杆502，推杆502与第二齿条板302相连，推杆502外侧套设有第二弹性元件503，第二弹性元件503的两端分别与第一活塞501和气动管5的内壁相连。

进一步的，气动机构还包括开设在移动座体202上的气动腔6，移动座体202上开设有用于连通气动腔6与气动管5的导气槽7，气动腔6内滑动连接有第二活塞601，第二活塞601上设置有拉杆602，拉杆602上套设有第三弹性元件603，第三弹性元件603的两端分别与第二活塞601和气动腔6的内壁相连，拉杆602远离第二活塞601的一端穿过移动座体202并连接有拉把604。

具体的，需要解除第二齿条板302与第一齿条板301的啮合状态时，通过上拉拉把604，使拉把604通过拉杆602带动第二活塞601在气动腔6内上移，第三弹性元件603被压缩，第二活塞601上移时通过导气槽7对气动管5内的空气进行抽取，使气动管5下侧产生负压进而使第一活塞501下移，第二弹性元件503被拉伸，第一活塞501通过推杆502带动第二齿条板302下移，使第二齿条板302与第一齿条板301分离，当电器安装座2的尺寸调整适配待安装的电器后，松开对拉把604的拉力，第二活塞601在被压缩的第三弹性元件603下的推动下下移，并将此前从气动管5内抽取的空气重新排放回气动管5，使第一活塞501通过推杆502带动第二齿条板302上移，第二齿条板302与第一齿条板301卡合，实现对电器安装座2尺寸的限位固定，进而对电器安装固定。

实施例3：

参照图9，一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，在实施例2的基础上，更进一步的是，推杆502包括与第一活塞501相连的套管5021以及滑动连接在套管5021内的连接杆5022，连接杆5022远离套管5021的一端与第二齿条板302相连，连接杆5022与套管5021之间设置有第四弹性元件5023。

具体的，在电器安装座2的尺寸调整为适合待安装电器的尺寸后，可能会存在第二齿条板302上移后会与第一齿条板301的齿牙端部相抵，第二齿条板302与第一齿条板301此时并未呈交错卡合状态，通过将推杆502弹性设置，此时继续上移的第一活塞501会持续对推杆502施加上推的力，推杆502在第二齿条板302固定无法移动的情况下自动收缩，避免结构间相互硬性碰撞抵压产生较大的压力，造成气动机构或齿条板的损坏。

实施例4：

参照图3、图4、图8和图9，一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，在实施例3的基础上，更进一步的是，第二齿条板302包括与推杆502固连的底板10以及滑动连接在底板10上的齿板11，齿板11的底部连接有滑块111，底板10上开设有与滑块111相配合的滑槽1001，滑槽1001与滑块111之间设置有第五弹性元件1002。

进一步的，辅助卡合组件包括与移动座体202螺纹连接的螺杆8，螺杆8的端部连接有移动板9，移动板9的两侧对称设置有弹性伸缩杆901，弹性伸缩杆901远离移动板9的一端连接有推板902，推板902与第二齿条板302活动相抵。

具体的，气动机构工作时会通过传动组件带动辅助卡合组件工作，辅助卡合组件工作时螺杆8在移动座体202内旋转，螺杆8与移动座体202螺纹设置，使得螺杆8会相对移动座体202移动，螺杆8移动时带动移动板9移动，移动板9同步带动弹性伸缩杆901移动，弹性伸缩杆901内的弹性元件劲度系数大于第五弹性元件1002的劲度系数，使弹性伸缩杆901通过推板902对此时与第一齿条板301齿牙端部相抵的齿板11作用力，齿板11受力滑动在底板10上，齿板11不再与第一齿条板301的齿牙端部相抵，且第二齿条板302又在下侧推杆502的推动下上移，使第二齿条板302与第一齿条板301齿牙交错卡合，实现固定座体201与移动座体202之间的固定卡合，保证电器安装座2对电器固定的稳定性。

实施例5：

参照图4、图8和图9，一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，在实施例4的基础上，更进一步的是，传动组件包括与第一活塞501固连的U形板12，U形板12滑动连接在气动管5上，U形板12上固定连接有第三齿条板121，第三齿条板121外侧啮合连接有动齿轮131，动齿轮131与第二凹槽4之间设置有转动杆13，转动杆13与螺杆8上分别设置有第一同步轮132和第二同步轮14，第一同步轮132和第二同步轮14之间设置有传动皮带。

进一步的，第二同步轮14通过轴承转动设置在移动座体202上，第二同步轮14与螺杆8滑动设置，第二同步轮14上设置有导向条141，螺杆8上开设有与导向条141相配合的导向槽801。

具体的，气动机构中的第一活塞501上移时，第一活塞501带动U形板12上移，U形板12外侧的第三齿条板121与转动杆13上的动齿轮131啮合，使转动杆13转动并带动第一同步轮132旋转，在传动皮带的作用下，由于螺杆8与移动座体202螺纹设置，第二同步轮14通过导向条141带动螺杆8在移动座体202内旋转位移，由于第二同步轮14与移动座体202通过轴承转动设置，使螺杆8相对于第二同步轮14发生位移，在此过程中，导向条141相对滑动在导向槽801内，螺杆8的位移进而使辅助卡合组件工作。

实施例6：

参照图4、图8和图9，一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，在实施例5的基础上，更进一步的是，防移位机构包括开设在第二齿条板302上的螺纹孔15，螺杆8活动设置在螺纹孔15内。

具体的，辅助卡合组件工作时螺杆8相对移动座体202位移，在辅助卡合组件通过推板902推动齿板11与第一齿条板301啮合后，由于此时第二齿条板302与第一齿条板301卡合，此时齿板11不会在推板902推动下继续位移，随着螺杆8的继续移动，螺杆8旋入此时相对固定的第二齿条板302内，在此过程中，弹性伸缩杆901被压缩，且螺杆8旋入第二齿条板302后，使第二齿条板302与移动座体202固定设置，进而避免移动座体202受到较大的横向拉力时，带动第二齿条板302与第一齿条板301的齿牙斜面受力相抵，使推杆502受力收缩，进而出现第二齿条板302下移与第一齿条板301不再卡合的情况，造成电器安装座2的松动，影响电器安装的稳定性。

实施例7：

参照图1和图11，一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，在实施例1的基础上，更进一步的是，柜体1上还设置有选择模块，用于根据不同地质选择对应钻进参数，钻进参数包括：进尺速度、转速及扭矩，选择模块与系统主控板101电性相连，系统主控板101还连接有监控单元，监控单元包括位移传感器、倾角传感器、震动传感器、噪声传感器、扭转传感器、速度传感器及显示仪表，系统主控板101通过无线连接有移动设备。

具体的，监控单元的设置可对钻测设备运行中出现的位移情况、倾斜角度、振动情况、噪音情况等进行实时监测并通过显示仪表进行显示，方便工作人员实时观测设备动态；不同的地质土层对应的钻进参数不一致，如黏土层、砂土层、混合土层、低风化层、中风化层、岩石层、超硬层等地质，当检测到钻机所处地质发生变化时，选择模块可选择对应的钻进参数，使钻机更高校的工作，无需人工介入，实用性强；且系统主控板101连接有移动设备，包括但不限于平板、手机等，实现对控制系统的远程操作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，包括柜体（1），所述柜体（1）内设置有用于控制电气单元与液压单元的系统主控板（101），其特征在于，所述柜体（1）内还设置有用于安装电器元件的电器安装座（2），所气电器安装座（2）包括固定座体（201）以及移动座体（202），所述固定座体（201）上开设有用于移动座体（202）移动的活动槽（2011），所述活动槽（2011）与移动座体（202）之间设置有第一弹性元件（2012），所述活动槽（2011）内壁开设有第一凹槽（3），所述第一凹槽（3）内固设有第一齿条板（301），所述移动座体（202）上开设有第二凹槽（4），所述第二凹槽（4）内设置有气动机构，所述气动机构上连接有与第一齿条板（301）啮合设置的第二齿条板（302），所述移动座体（202）上还设置有辅助卡合组件，所述辅助卡合组件与气动机构之间设置有传动组件，且所述辅助卡合组件上设置有防移位机构。

2.根据权利要求1所述的一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，其特征在于，所述气动机构包括固设在第二凹槽（4）内壁的气动管（5），所述气动管（5）内滑动连接有第一活塞（501），所述第一活塞（501）上连接有推杆（502），所述推杆（502）与第二齿条板（302）相连，所述推杆（502）外侧套设有第二弹性元件（503），所述第二弹性元件（503）的两端分别与第一活塞（501）和气动管（5）的内壁相连。

3.根据权利要求2所述的一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，其特征在于，所述气动机构还包括开设在移动座体（202）上的气动腔（6），所述移动座体（202）上开设有用于连通气动腔（6）与气动管（5）的导气槽（7），所述气动腔（6）内滑动连接有第二活塞（601），所述第二活塞（601）上设置有拉杆（602），所述拉杆（602）上套设有第三弹性元件（603），所述第三弹性元件（603）的两端分别与第二活塞（601）和气动腔（6）的内壁相连，所述拉杆（602）远离第二活塞（601）的一端穿过移动座体（202）并连接有拉把（604）。

4.根据权利要求2所述的一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，其特征在于，所述推杆（502）包括与第一活塞（501）相连的套管（5021）以及滑动连接在套管（5021）内的连接杆（5022），所述连接杆（5022）远离套管（5021）的一端与第二齿条板（302）相连，所述连接杆（5022）与套管（5021）之间设置有第四弹性元件（5023）。

5.根据权利要求4所述的一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，其特征在于，所述第二齿条板（302）包括与推杆（502）固连的底板（10）以及滑动连接在底板（10）上的齿板（11），所述齿板（11）的底部连接有滑块（111），所述底板（10）上开设有与滑块（111）相配合的滑槽（1001），所述滑槽（1001）与滑块（111）之间设置有第五弹性元件（1002）。

6.根据权利要求5所述的一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，其特征在于，所述辅助卡合组件包括与移动座体（202）螺纹连接的螺杆（8），所述螺杆（8）的端部连接有移动板（9），所述移动板（9）的两侧对称设置有弹性伸缩杆（901），所述弹性伸缩杆（901）远离移动板（9）的一端连接有推板（902），所述推板（902）与第二齿条板（302）活动相抵。

7.根据权利要求6所述的一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，其特征在于，所述传动组件包括与第一活塞（501）固连的U形板（12），所述U形板（12）滑动连接在气动管（5）上，所述U形板（12）上固定连接有第三齿条板（121），所述第三齿条板（121）外侧啮合连接有动齿轮（131），所述动齿轮（131）与第二凹槽（4）之间设置有转动杆（13），所述转动杆（13）与螺杆（8）上分别设置有第一同步轮（132）和第二同步轮（14），所述第一同步轮（132）和第二同步轮（14）之间设置有传动皮带。

8.根据权利要求7所述的一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，其特征在于，所述第二同步轮（14）通过轴承转动设置在移动座体（202）上，所述第二同步轮（14）与螺杆（8）滑动设置，所述第二同步轮（14）上设置有导向条（141），所述螺杆（8）上开设有与导向条（141）相配合的导向槽（801）。

9.根据权利要求8所述的一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，其特征在于，所述防移位机构包括开设在第二齿条板（302）上的螺纹孔（15），所述螺杆（8）活动设置在螺纹孔（15）内。

10.根据权利要求1所述的一种污染场地土层剖面钻进探测一体化控制系统，其特征在于，所述柜体（1）上还设置有选择模块，用于根据不同地质选择对应钻进参数，所述钻进参数包括：进尺速度、转速及扭矩，所述选择模块与系统主控板（101）电性相连，所述系统主控板（101）还连接有监控单元，所述监控单元包括位移传感器、倾角传感器、震动传感器、噪声传感器、扭转传感器、速度传感器及显示仪表，所述系统主控板（101）通过无线连接有移动设备。

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