CN117108215A - 一种高效便携式地质钻探装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效便携式地质钻探装置1、通过采用轻质高强度的材料制造底座，并设计为可折叠的支撑脚，使得设备在保证稳定性的同时，拆卸、携带与存放变得更为便利。这一设计改善了传统钻探设备体积大、重量重、携带不便的问题；驱动机构采用减速电机，能快速通过控制面板调整转速和扭矩，实现自我调节的钻探方式。这种设计提高了钻探效率，使得设备能更有效地适应不同的地质条件；清土机构能够高效地将钻孔过程中产生的碎土清理并转移至远离钻孔的地方。这种设计降低了人工清理钻孔的工作强度，同时避免了钻孔堵塞的情况发生；伸缩式支撑架的设置能够快速适应不同的钻探深度需求，减少了多次调整设备的繁琐步骤，提高了工作效率。

Description

一种高效便携式地质钻探装置

技术领域

本发明涉及地质勘探设备领域，具体涉及一种高效便携式地质钻探装置。

背景技术

地质钻探作为地质勘探、建筑工程、矿山开采等领域的重要工作环节，其设备性能直接影响到工作效率与准确性。目前，地质钻探设备大多重量较大，携带不便，钻探过程中的土壤清理工作繁重，钻头的调节往往需要人工干预，且对地质条件的适应性有限。

例如，中国专利号为CN216741346U的专利公开了一种地质钻探装置。该装置通过采用一种新型的齿轮传动方式，提高了钻探装置的工作效率。然而，该装置存在几个主要问题。首先，装置体积大，重量重，携带和移动不便。钻孔过程中产生的碎土需要人工清理，工作量大，且易导致钻孔堵塞。又如，中国专利号为CN110295846B的专利公开了一种地质钻探装置，其特点在于可以通过润土的方法避免扬尘且处理碎土。然而，该装置碎土处理效率并不理想，且对于大量或者湿重的碎土处理起来更加困难。

以上所述，现有的地质钻探设备在钻探效率、设备携带、钻头调节以及碎土清理等方面，均存在一定的不足。因此，开发一种高效、便携、能调节钻头切削角度并具有自动清理碎土的功能的地质钻探装置，以解决现有技术的上述问题，具有重要的现实意义。

为了解决上述问题，本发明提供了一种高效便携式地质钻探装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高效便携式地质钻探装置，该装置的主要部件均为可拆卸且拆卸后便于携带，底座设有多个可折叠收纳的支撑脚，能在保证设备稳定性的同时，方便携带与存放；支撑架设计为伸缩式，通过液压或者气压方式进行伸缩。这种设计能快速适应不同的钻探深度需求，避免了多次调整设备的繁琐；电动驱动单元能根据地质条件和钻探深度，调整转速和扭矩，这种设计优化了设备的工作效率，适应了不同地质条件下的钻探需求。

为了达到上述技术目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高效便携式地质钻探装置，包括：底座、支撑架、驱动机构、清土机构、钻探机构、钻头；

所述底座由若干个“n”字形的杆件组成，且在相邻两个所述杆件的连接部下方可拆卸地固定安装有折叠支脚；所述连接部上方安装有竖直方向升降的支撑架，所述支撑架由阵列布置的若干个伸缩杆和设置于所述伸缩杆顶部的水平方向的平台组成；

所述平台的中部开设镂空，所述镂空的上方可拆卸的安装有驱动机构；所述驱动机构下方延伸安装有主轴，所述主轴穿过所述镂空并通过设置万向联轴器与钻探机构连接，所述钻探机构包括顶部与所述万向连轴器连接的钻杆；所述钻杆的底部安装有竖直方向伸缩的伸缩缸件；所述伸缩缸件的底部可拆卸地固定安装有钻头；

所述底座的所述杆件下方安装有清土机构；所述清土机构由筒状结构的清土筒和安装于所述清土筒内部的风扇组成；所述清土筒的轴向水平放置，且一端开口另一端闭合；所述风扇的安装位置在所述清土筒内部的闭合的一端，所述风扇转动产生的气流沿着所述清土筒的轴向向所述清土筒的开口一端流动；所述清土筒设置有竖直方向贯通的钻孔，且上钻孔小于下钻孔，所述钻头依次穿过上钻孔、所述清土筒与下钻孔；

进一步的，所述杆件的数量与所述折叠支脚的数量相同，且大于二；

进一步的，所述折叠支脚由圆盘、中柱、支脚、连杆组成，所述圆盘位于顶部且为水平方向；所述中柱穿过所述圆盘，且在竖直方向上滑动；所述支脚在其顶部与所述圆盘转动连接，且在所述圆盘的圆周方向设置；所述中柱与单个所述支脚上分别套接有套环一与套环二，所述套环一与套环二分别在所述中柱和单个所述支脚的轴向滑动；所述套环一与所述套环二之间设置有连杆，且所述连杆的两端分别于所述套环一与所述套环二转动连接；所述中柱在圆盘中上下运动，驱动若干所述支脚开合；

进一步的，所述折叠支脚与所述底座的可拆卸地固定连接地方式为，在所述连接部与所述中柱的顶端设置相适配的螺栓孔，并通过螺栓可拆卸的固定连接；

进一步的，所述伸缩杆包括但不限于电动推杆、气动推杆、液压推杆；所述伸缩缸件包括但不限于气缸、液压缸；

进一步的，所述驱动机构的主体为可调节转速与转矩的减速电机，并通过调整所述万向联轴器的的两轴线夹角调整所述钻杆与钻头相对地表的角度；

进一步的，所述钻头与所述伸缩缸件的可拆卸的固定连接的方式为，所述伸缩缸体的底部设置有上端闭合下端开口的套筒，所述钻头的顶部设置有套柱，所述套柱套入所述套筒内，并在所述套筒与所述套柱的外周通过竖直方向的螺栓固定连接；

进一步的，所述清土筒通过在其下方安装的矩形框架稳定放置于地表平面；

本发明的有益效果：

本发明提供的一种高效便携式地质钻探装置，1、通过采用轻质高强度的材料制造底座，并设计为可折叠的支撑脚，使得设备在保证稳定性的同时，拆卸、携带与存放变得更为便利。这一设计改善了传统钻探设备体积大、重量重、携带不便的问题；

2、驱动机构采用减速电机，能快速调整转速和扭矩，实现自我调节的钻探方式。这种设计便于取材，提高了钻探效率，使得设备能更有效地适应不同的地质条件；

3、清土机构能够高效地将钻孔过程中产生的碎土清理并转移至远离钻孔的地方。这种设计降低了人工清理钻孔的工作强度，同时避免了钻孔堵塞的情况发生；伸缩式支撑架的设置能够快速适应不同的钻探深度需求，减少了多次调整设备的繁琐步骤，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的撤去清土机构的整体结构示意图；

图2是本发明的撤去清土机构的另一视角的整体结构示意图；

图3是本发明的折叠支脚的结构示意图；

图4是本发明的底座和支撑架的结构示意图；

图5是本发明的清土机构的结构示意图；

图6是本发明的钻头与伸缩缸件的爆炸结构示意图；

附图中，各标号所代表的的结构名称为：

1-底座、101-杆件、102-连接部、103-折叠支脚、1031-圆盘、1032-中柱、1033-支脚、1034-套环一、1035-套环二、1036-连杆、2-支撑架、201-伸缩杆、202-平台、2021-镂空、3-驱动机构、301-减速电机、302-主轴、303-万向联轴器、4-钻探机构、401-钻杆、402-伸缩缸件、4021-套筒、403-钻头、4031-套柱、5-清土机构、501-清土筒、502-风扇、5011-上钻孔、5012-下钻孔、5013-开口、5014-矩形框架。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图6，本实施例中，一种高效便携式地质钻探装置，包括：底座1、支撑架2、驱动机构3、钻探机构4、清土机构5；

本实施例中，所述底座1由若干个“n”字形的杆件101组成，且在相邻两个所述杆件101的连接部102下方可拆卸地固定连接有若干个折叠支脚103；所述连接部102上方设置有沿竖直方向升降的支撑架2，所述支撑架2由阵列布置的若干伸缩杆201和设置于所述伸缩杆201顶部的水平方向的平台202组成；“n”字形结构的杆件101，下方放置所述清土机构5；可折叠拆卸收纳的折叠支脚103，使得设备在保证稳定性的同时，携带与存放变得更为便利。

本实施例中，所述平台202的中部设置镂空2021，所述镂空2021的上方设置有驱动机构3；所述驱动机构3下方延伸设置有主轴302，所述主轴302穿过所述镂空2021并通过设置万向联轴器303连接有钻探机构4，所述钻探机构4包括顶部与所述万向连轴器303连接的钻杆401；所述钻杆401的底部设置有竖直方向伸缩的伸缩缸件402；所述伸缩缸件402的底部可拆卸地固定连接有钻头403；所述驱动机构3提供驱动所述钻探机构4转动的力量，所述伸缩缸件402提供驱动所述钻探机构4向地质深处钻探的动力；

本实施例中，所述底座1的所述杆件101下方设置有清土机构5；所述清土机构5由筒状结构的清土筒501和设置于所述清土筒501内部的风扇502组成；所述清土筒501轴向水平放置，且一端开口另一端闭合；所述风扇502设置于所述清土筒501内部的闭合的一端，且所述风扇502转动产生的气流沿着所述清土筒501的轴向向所述清土筒501的开口5013一端流动；所述清土筒501设置有竖直方向贯通的钻孔，且上钻孔5011小于下钻孔5012，所述钻头403依次穿过上钻孔5011、所述清土筒501与下钻孔5012；本实施例中，所述钻探机构4在钻探过程中，会产生浮尘、碎土等到地表，经空气吹动后易导致扬尘污染；设置的清土机构5通过风扇502产生气流，吹动浮尘、碎土向所述清土筒501的开口5013方向飘动，在所述清土筒501的开口5013位置设置用于收集浮尘碎土的袋子，即可实现对浮尘碎土的有效清理与收集；

本实施例中，所述杆件101的数量与所述折叠支脚103的数量相同，且大于等于二；可根据地质条件与钻探强度选取合适的杆件101数量与折叠支脚103的数量，目的在于保证本装置的整体结构的放置稳定，减少发生倾倒的风险；

本实施例中，所述折叠支脚103由顶部的水平方向的圆盘1031、竖直方向穿过所述圆盘1031并相对所述圆盘1031上下滑动的的中柱1032、圆周阵列布置的斜向下且顶端与所述圆盘1031转动连接的支脚1033组成；所述中柱1032与单个所述支脚1033上分别套接有套环一1034与套环二1035，所述套环一1034与套环二1035分别在所述中柱1032和单个所述支脚1033的轴向滑动；所述套环一1034与所述套环二1035之间设置有连杆1036，且所述连杆1036的两端分别于所述套环一1034与所述套环二1035转动连接；所述中柱1032在圆盘1031中的上下运动，驱动阵列布置的若干个所述支脚1033的开合；本发明中，折叠支脚103的设置，由所述支撑架2对所述折叠支脚103的顶部产生压迫，使得若干个所述支脚1033充分张开，保证了装置的放置稳定的同时，便携拆卸与携带；

本实施例中，所述折叠支脚103与所述底座1的可拆卸地固定连接地方式为，在所述连接部102与所述中柱1032的顶端设置相适配的螺栓孔，并通过螺栓可拆卸的固定连接；

本实施例中，所述伸缩杆201的包括但不限于电动推杆、气动推杆、液压推杆；所述伸缩缸件402包括但不限于可伸缩的气缸、液压缸；伸缩缸件402的这种设计能快速适应不同的钻探深度需求，避免了多次调整设备的麻烦，在调整至合适高度时，可快速锁定位置；

本实施例中，所述驱动机构3的主体为可调节转速与转矩的减速电机301，并通过调整所述万向联轴器303的的两轴线夹角调整所述钻杆401与钻头403的钻探角度；所述减速电机301与所述万向连轴器303件均为机械领域的常见标准件，可根据实际需要，通过翻看机械设计手册相关章节进行选型；

本实施例中，所述钻头403与所述伸缩缸件402的可拆卸的固定连接的方式为，所述伸缩缸件402的底部设置有上端闭合下端开口的套筒4021，所述钻头403的顶部设置有套柱4031，所述套柱4131套入所述套筒4021内，并在所述套筒4021与所述套柱4031的外周通过竖直方向的螺栓固定连接；所述伸缩缸件402的伸缩为所述钻头403提供向地质深处钻探的驱动力，通过套筒4021、套柱4031与螺栓实现的稳定可拆卸连接，使得所述钻头403可跟随所述钻杆401和所述伸缩缸件402稳定转动；

本实施例中，所述钻头402、所述减速电机301与所述万向联轴器303均为现有成熟技术，所述钻头403可根据实际需要进行选择；所述减速电机301则根据转矩与转速的需求来选取，因钻探过程中温度快速升高，所述减速电机301应该配备散热装置；所述万向联轴器303则根据切削角度的调整范围进行选取；

本实施例中，一种高效便捷式地质钻探装置的具体使用过程为：

在预定钻探位置将本发明的各个部件按照图示与上述描述配合安装完成；根据需求的钻探深度，调整所述伸缩杆201与所述伸缩缸件402的伸缩，将所述钻头403与所述平台202与所述钻头403调整至预定高度，启动所述驱动机构3，所述减速电机301驱动所述主轴转动302，所述主轴302与所述钻杆401连接并驱动钻杆401转动，钻头403即对地质进行钻探；钻探过程中产生的碎土，浮尘到达地层表面，受到所述风扇502产生的气流的驱动，通过所述清土筒501进入与所述清土筒501相连的袋子内，实现对碎土浮尘的清理与收集，避免钻孔堵塞的情况发生；钻头403深入地层的驱动力量来自于所述伸缩杆201与所述伸缩缸件402。

实施例2

请参阅图1-图6，本实施例中，一种高效便捷式地质钻探装置便携式的具体表现为各个部件可进行拆卸分离后便于携带，具体拆卸流程为：

控制所述伸缩杆201伸长，驱动所述平台202升高带动所述钻头403至合适高度，移开所述清土机构5，清理并收集碎土；卸下钻头403，清洁并保养钻头403；断开所述驱动机构3的电源，卸下驱动机构3；解锁并收起支撑架2；收起底座1下方的折叠支脚，完成拆卸；上述拆卸步骤可根据实际情况进行调整，但是应在保持底座1的所述杆件101与支撑架2稳定的前提下先拆下其他部件后再拆卸所述底座1与所述支撑架2；

为了进一步的提升本发明装置的耐用性与适用性，本发明的一个必要特征在于，所述底座1、所述折叠支脚103、所述平台202均采用公开号为CN110004341B所述的轻质高强度材料制造，确保设备制造材料环保轻便且耐用。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种高效便携式地质钻探装置，其特征在于，包括：底座、支撑架、驱动机构、清土机构、钻探机构、钻头；

所述底座由若干个“n”字形的杆件组成，且在相邻两个所述杆件的连接部下方可拆卸地固定安装有折叠支脚；所述连接部上方安装有竖直方向升降的支撑架，所述支撑架由阵列布置的若干个伸缩杆和设置于所述伸缩杆顶部的水平方向的平台组成；

所述平台的中部开设镂空，所述镂空的上方可拆卸的安装有驱动机构；所述驱动机构下方延伸安装有主轴，所述主轴穿过所述镂空并通过设置万向联轴器与钻探机构连接，所述钻探机构包括顶部与所述万向连轴器连接的钻杆；所述钻杆的底部安装有竖直方向伸缩的伸缩缸件；所述伸缩缸件的底部可拆卸地固定安装有钻头；

所述底座的所述杆件下方安装有清土机构；所述清土机构由筒状结构的清土筒和安装于所述清土筒内部的风扇组成；所述清土筒的轴向水平放置，且一端开口另一端闭合；所述风扇的安装位置在所述清土筒内部的闭合的一端，所述风扇转动产生的气流沿着所述清土筒的轴向向所述清土筒的开口一端流动；所述清土筒设置有竖直方向贯通的钻孔，且上钻孔小于下钻孔，所述钻头依次穿过上钻孔、所述清土筒与下钻孔。

2.根据权利要求1所述的一种高效便携式地质钻探装置，其特征在于，所述杆件的数量与所述折叠支脚的数量相同，且大于二。

3.根据权利要求1所述的一种高效便携式地质钻探装置，其特征在于，所述折叠支脚由圆盘、中柱、支脚、连杆组成，所述圆盘位于顶部且为水平方向；所述中柱穿过所述圆盘，且在竖直方向上滑动；所述支脚在其顶部与所述圆盘转动连接，且在所述圆盘的圆周方向设置；所述中柱与单个所述支脚上分别套接有套环一与套环二，所述套环一与套环二分别在所述中柱和单个所述支脚的轴向滑动；所述套环一与所述套环二之间设置有连杆，且所述连杆的两端分别于所述套环一与所述套环二转动连接；所述中柱在圆盘中上下运动，驱动若干所述支脚开合。

4.根据权利要求1所述的一种高效便携式地质钻探装置，其特征在于，所述折叠支脚与所述底座的可拆卸地固定连接地方式为，在所述连接部与所述中柱的顶端设置相适配的螺栓孔，并通过螺栓可拆卸的固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种高效便携式地质钻探装置，其特征在于，所述伸缩杆包括但不限于电动推杆、气动推杆、液压推杆；所述伸缩缸件包括但不限于气缸、液压缸。

6.根据权利要求1所述的一种高效便携式地质钻探装置，其特征在于，所述驱动机构的主体为可调节转速与转矩的减速电机，并通过调整所述万向联轴器的的两轴线夹角调整所述钻杆与钻头相对地表的角度。

7.根据权利要求1所述的一种高效便携式地质钻探装置，其特征在于，所述钻头与所述伸缩缸件的可拆卸的固定连接的方式为，所述伸缩缸体的底部设置有上端闭合下端开口的套筒，所述钻头的顶部设置有套柱，所述套柱套入所述套筒内，并在所述套筒与所述套柱的外周通过竖直方向的螺栓固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种高效便携式地质钻探装置，其特征在于，所述清土筒通过在其下方安装的矩形框架稳定放置于地表平面。