CN117309476B - 一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置，属于钻孔取芯装置技术领域，包括钻筒，钻筒的外侧套设有升降板，升降板上布置有两个第一套筒以及两个第二套筒，第一套筒的轴线处布置有第一限位杆；当钻筒钻过混凝土层时，第一限位块会与第一限位槽脱离，从而避免升降板以及钻筒继续向下移动，与此同时，当第一限位块与第一限位槽脱离时，通过顶块可以带动弧形板向着第二限位块的方向移动，进而对第二限位块挤压并促使第二限位块与第二限位槽相配合，使得第二限位杆转动过程中能够带动钻筒向上移动，从而将样本取出，整体作业连续性强，并且操作便捷，不需要工作人员对钻入的深度进行实时的判断。

Description

一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置

技术领域

本发明涉及钻孔取芯装置技术领域，特别涉及一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置。

背景技术

混凝土钻孔取芯机主要有两个用途，一是水平面钻孔用，适用于道钉安装，路桩钻孔取芯机安装，桥梁钻孔操作规程等，已广泛应用于交通工程公司、中铁集团、集成房屋公司等单位，二是取芯用，适用于路面取芯做试验用，已广泛应用于各地检测中心。

中国发明专利CN112554823B公开了一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置，包括承重底板，所述承重底板的上表面固定连接有竖直支撑板，所述竖直支撑板的侧面开设有安装槽，所述安装槽的内壁转动连接有翻转安装板，所述翻转安装板的上表面固定安装有滑动支撑柱，所述滑动支撑柱的表面滑动连接有滑动连接套，所述滑动连接套的表面设置有升降横梁。该市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置，通过设置第一同步轮、伺服电机和第二同步轮，钻进时，伺服电机带动升降横梁匀速下降，进行钻孔，取芯时，伺服电机快速回转，将取芯钻头从地下快速提升，电动控制替代手动摇动，减轻了工人劳动负担，从而实现匀速钻进和快速提升的效果。

上述装置通过设置的取芯钻头进行取样，但是在实际使用时，工作人员需要实时关注取芯钻头的钻入深度，以便于能够及时地取出样本，并且在取出样本时，外部的动力部件需要反向运行，从而使得整个取样作业的连续性不佳，综上所述，上述装置仍有改进之处。

因此，有必要提供一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置，以解决上述背景技术中提出的现有装置通过设置的取芯钻头进行取样，但是在实际使用时，工作人员需要实时关注取芯钻头的钻入深度，以便于能够及时地取出样本，并且在取出样本时，外部的动力部件需要反向运行，从而使得整个取样作业的连续性不佳的问题。

基于上述思路，本发明提供如下技术方案：一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置，包括钻筒，钻筒的外侧套设有升降板，升降板上布置有两个第一套筒以及两个第二套筒，第一套筒的轴线处布置有第一限位杆，第二套筒的轴线处布置有第二限位杆，所述第一套筒的内壁处弹性设置有与第一限位杆相配合的第一限位块，第二套筒的内壁处弹性设置有与第二限位杆相配合的第二限位块，所述第一限位块通过挤压组件与第二限位块相配合；

所述升降板的下方弹性连接有套环，套环转动套设于钻筒外侧，套环上设置有与第一限位块相配合的牵引组件，当套环与升降板相互远离时，牵引组件带动第一限位块向着远离第一限位杆的方向移动，且第一限位块移动时通过挤压组件带动第二限位块向着靠近第二限位杆的方向移动，使得第二限位杆与第二限位块配合带动升降板以及钻筒向上移动。

作为本发明进一步的方案：所述第一限位杆的外侧周面上开设有螺旋状的第一限位槽，第二限位杆的外侧周面上开设有螺旋状的第二限位槽，且第一限位槽与第二限位槽的螺向相反。

作为本发明进一步的方案：所述牵引组件包括连接管，连接管一端插入至套环内并与套环固定连接，所述连接管内部弹性连接有滑块，滑块与第一限位块之间固定设置有拉绳，滑块的外侧面处弹性连接有定位块，所述定位块的顶部设置为第一斜面。

作为本发明进一步的方案：所述挤压组件包括设置于升降板内的弧形板，升降板内部开设有安装槽，所述弧形板转动设置于安装槽内且与升降板弹性连接，所述弧形板的外侧面上固定连接有顶块，顶块设置于弧形板的两端附近，所述顶块靠近弧形板端面的一侧设置为第二斜面，所述第一限位块的一端延伸至顶块处并置于第二斜面的顶端位置，第二限位块的一端延伸至顶块处并置于第二斜面的底端位置处。

作为本发明进一步的方案：所述钻筒的外侧周面固定套设有两第二卡环，两第二卡环分别设置于升降板的上下两侧，所述钻筒的外侧周面固定套设有两第一卡环，两第一卡环分布于套环的顶部以及底部并且与套环相接触。

作为本发明进一步的方案：所述套环顶部固定连接有导向杆，导向杆贯穿升降板并与其滑动连接，所述升降板与套环之间设置有第一弹簧。

作为本发明进一步的方案：所述第一套筒、第二套筒的内壁处均开设有盲孔，所述第一限位块、第二限位块均滑动设置于盲孔内，所述盲孔与安装槽相连通，所述第一限位块以及第二限位块的外侧面上均固定连接有凸块，所述盲孔的内壁上开设有与凸块滑动配合的条形槽，所述条形槽内设置有第二弹簧，第二弹簧与凸块以及条形槽相对的一面固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述连接管内设置有限位弹簧，限位弹簧的两端分别与滑块以及连接管内部端面相连接。

作为本发明进一步的方案：所述滑块的外侧周面上开设有定位槽，所述定位块滑动设置于定位槽内，且定位槽内部设置有第三弹簧，第三弹簧的两端分别与定位块与定位槽相对的一面相连接。

作为本发明进一步的方案：所述连接管位于套环外侧的一端螺纹连接有限位筒，限位筒的内壁固定设置有压环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：此装置通过设置的牵引组件与挤压组件相配合，当钻筒钻过混凝土层时，第一限位块会与第一限位槽脱离，从而避免升降板以及钻筒继续向下移动，与此同时，当第一限位块与第一限位槽脱离时，通过顶块可以带动弧形板向着第二限位块的方向移动，进而对第二限位块挤压并促使第二限位块与第二限位槽相配合，使得第二限位杆转动过程中能够带动钻筒向上移动，从而将样本取出，整体作业连续性强，并且操作便捷，不需要工作人员对钻入的深度进行实时的判断。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的第二齿圈与从动齿轮结构示意图；

图3是本发明的导向杆与第一弹簧结构示意图；

图4是本发明的升降板与钻筒剖视图；

图5是本发明图4的A处放大结构示意图；

图6是本发明图4的B处放大结构示意图；

图7是本发明的弧形板与顶块结构示意图；

图8是本发明图7的C处放大结构示意图；

图9是本发明的绳槽结构示意图；

图10是本发明的第二限位块处第二弹簧的位置示意图；

图11是本发明的第一卡环与第二卡环结构示意图；

图12是本发明的环形板结构示意图。

图中：1、底板；2、第二套筒；3、升降板；4、第一套筒；5、支架；6、第一限位杆；7、第二限位杆；8、驱动齿轮；9、第一限位槽；10、第一齿圈；11、基座；12、钻筒；13、第二限位槽；14、从动齿轮；15、主动齿轮；16、第二齿圈；17、环形板；18、导向杆；19、套环；20、限位筒；21、连接管；22、第一弹簧；23、拉绳；24、凸块；25、第一限位块；26、第二弹簧；27、盲孔；28、第一斜面；29、定位块；30、第三弹簧；31、压环；32、滑块；33、限位弹簧；34、顶块；35、弧形板；36、第二限位块；37、第二斜面；38、绳槽；39、安装槽；40、弧形杆；41、复位弹簧；42、第一卡环；43、第二卡环。

具体实施方式

如图1-2所示，一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置，包括底板1以及设置于底板1上方的钻筒12，所述底板1的中心处开设有贯穿的通孔，以便于钻筒12穿过通孔进行钻孔作业，所述钻筒12的底端为钻头，所述钻筒12的外侧套设有升降板3，具体地，钻筒12穿过升降板3并与其转动配合，升降板3上呈环形阵列布置有两个第一套筒4以及两个第二套筒2，所述第一套筒4与第二套筒2交叉分布，实际使用上，第一套筒4以及第二套筒2均与升降板3一体成型；

所述第一套筒4的轴线处布置有第一限位杆6，而第二套筒2的轴线处则布置有第二限位杆7，所述第一套筒4的内壁处弹性设置有与第一限位杆6相配合的第一限位块25，而第二套筒2内壁处弹性设置有与第二限位杆7相配合的第二限位块36，所述第一限位块25通过挤压组件与第二限位块36相配合，所述升降板3的下方设置有套环19，所述钻筒12穿过套环19并与其转动配合，所述套环19与升降板3之间弹性连接，且套环19上设置有与第一限位块25相配合的牵引组件；实际使用过程中，当套环19与升降板3之间向着相反的方向移动时，所述牵引组件对第一限位块25形成拉力，使得第一限位块25向着远离第一限位杆6的方向移动而与其脱离配合，第一限位块25移动的过程中通过挤压组件能够带动第二限位块36向着靠近第二限位杆7的方向移动，进而使得第二限位块36与第二限位杆7相配合，此时，当第二限位杆7转动时，通过第二限位杆7以及第二限位块36的配合能够带动升降板3以及钻筒12向上移动，从而完成取芯作业。

如图2-8、11所示，所述第一限位杆6的外侧周面上开设有螺旋状的第一限位槽9，而第二限位杆7的外侧周面上开设有螺旋状的第二限位槽13，且第一限位槽9与第二限位槽13的螺向相反，具体地，当第一限位块25一端插入至第一限位槽9内时，第一限位杆6在转动的过程中能够带动升降板3向下移动，而当第二限位块36一端插入至第二限位槽13内时，第二限位杆7在转动的过程中能够带动升降板3向上移动。

所述牵引组件包括连接管21，连接管21一端插入至套环19内并与套环19固定连接，所述连接管21内部弹性连接有滑块32，滑块32与第一限位块25之间固定设置有拉绳23；

进一步地，滑块32的外侧面处弹性连接有定位块29，所述定位块29的顶部设置为第一斜面28，所述连接管21位于套环19外侧的一端螺纹连接有限位筒20，限位筒20的内壁固定设置有压环31。

所述挤压组件包括设置于升降板3内的弧形板35，具体地，升降板3内部开设有安装槽39，所述弧形板35转动设置于安装槽39内，此外，弧形板35靠近第一套筒4的一端固定连接有弧形杆40，而安装槽39的端面处开设有弧形槽，所述弧形杆40一端插入至弧形槽内且与弧形槽滑动配合，所述弧形槽内设置有复位弹簧41，复位弹簧41的两端分别与弧形杆40以及弧形槽相对的一面固定连接；

所述弧形板35的外侧面上固定连接有顶块34，顶块34设置于弧形板35的两端附近，所述顶块34靠近弧形板35端面的一侧设置为第二斜面37，所述第一限位块25的一端延伸至顶块34处并置于第二斜面37的顶端位置，而第二限位块36的一端则延伸至顶块34处并置于第二斜面37的底端位置处。

所述钻筒12的外侧周面固定套设有两第二卡环43，两第二卡环43分别设置于升降板3的上下两侧，此外，钻筒12的外侧周面还固定套设有两第一卡环42，两第一卡环42分布于套环19的顶部以及底部并且与套环19相接触。

所述套环19顶部固定连接有导向杆18，导向杆18贯穿升降板3并与其滑动连接，且导向杆18的外侧套设有第一弹簧22，第一弹簧22固定设置于升降板3与套环19之间。

初始状态下，第一限位块25的一端位于第一限位槽9内，而第二限位块36则与第二限位槽13处于脱离的状态，当钻筒12转动时，通过外部的动力组件带动第一限位杆6以及第二限位杆7转动，此时，第一限位杆6上的第一限位槽9与第一限位块25相配合，使得第一限位杆6转动的过程中能够带动第一套筒4以及第一升降板3向下移动，此时钻筒12的底部与地面接触，随着升降板3不断相对于钻筒12向下移动，升降板3会逐渐压缩第一弹簧22，当升降板3与其下方的第二卡环43接触时，升降板3能够带动第二卡环43同步向下移动，从而带动钻筒12向下移动，有利于钻筒12进行钻孔；而在升降板3逐渐靠近套环19的过程中，第一限位块25与滑块32之间的拉绳23被松开，此时连接管21内的滑块32将逐渐向外弹出，当滑块32滑出连接管21时，连接管21外侧面上的定位块29将弹出，通过设置的定位块29能够避免滑块32回到连接管21内，此时松开的拉绳23随着滑块32的移动将逐渐被拉直；

当钻筒12穿过混凝土层到达石子和泥土层时，由于泥土层质地较软，其对于钻筒12的阻力较小，此时通过第一限位槽9与第一限位块25的配合可以带动钻筒12向下移动，与此同时，通过第一弹簧22的压力也能够带动环形板17以及钻筒12向下移动，在此状态下，钻筒12向下移动的速度加快，使得套环19相对于升降板3向下移动，当套环19相对于升降板3向下移动时，第一限位块25与滑块32之间的拉绳23将被拉紧，而滑块32通过定位块29被限位在连接管21的外侧，因此，当套环19相对于升降板3向下移动时，通过拉绳23会对第一限位块25形成一定的拉力，从而促使第一限位块25的一端从第一限位槽9内移出，当第一限位块25移出第一限位槽9时，通过第一弹簧22进一步促使升降板3与套环19相互分离，如图7-8所示，当第一限位块25向着远离第一限位杆6的方向移动时，第一限位块25会与顶块34上的第二斜面37接触并对其进行挤压，使得弧形板35向着第二限位杆7的方向移动，在此过程中，弧形板35上的顶块34会与第二限位杆7接触并挤压，进而促使第二限位块36向着第二限位杆7的方向移动，使得第二限位块36能够插入至第二限位槽13内，由于第二限位槽13的旋向与第一限位槽9相反，因此，当第二限位杆7转动时可以带动升降板3向上移动，当升降板3与其上方的第二卡环43接触时可以带动钻筒12向上移动，从而有利于将样本取出；

之后，可以转动限位筒20使其向着连接管21的方向移动，当压环31与定位块29上的第一斜面28接触时会对定位块29进行挤压，从而使得定位块29收纳至滑块32内，此时滑块32可以重新收纳至连接管21内，而滑块32与第一限位块25之间的拉绳23将会松开，有利于第一限位块25复位，在其复位过程中，第一限位块25逐渐远离顶块34，从而在复位弹簧41的作用力下带动弧形板35以及弧形杆40复位，当定位块29逐渐远离第二限位块36处时，所述第二限位块36也将复位并与第二限位槽13脱离，有利于下一次使用。

综上所述，此装置通过设置的牵引组件与挤压组件相配合，当钻筒12钻过混凝土层时，第一限位块25会与第一限位槽9脱离，从而避免升降板3以及钻筒12继续向下移动，与此同时，当第一限位块25与第一限位槽9脱离时，通过顶块34可以带动弧形板35向着第二限位块36的方向移动，进而对第二限位块36挤压并促使第二限位块36与第二限位槽13相配合，使得第二限位杆7转动过程中能够带动钻筒12向上移动，从而将样本取出，整体作业连续性强，并且操作便捷，不需要工作人员对钻入的深度进行实时的判断。

如图1-2、12所示，在底板1的底部固定连接有支架5，第一限位杆6以及第二限位杆7的顶端则与支架5转动连接，而第一限位杆6以及第二限位杆7的底端则穿过底板1并与其转动连接，所述第一限位杆6以及第二限位杆7的外侧底端均固定套设有从动齿轮14，所述底板1的底部中心处设置有与从动齿轮14相啮合的第二齿圈16，第二齿圈16与底板1转动连接，所述第二齿圈16的外侧啮合有主动齿轮15，所述底板1的顶部安装有第一电机，第一电机的输出轴连接有转轴，转轴穿过底板1并与主动齿轮15固定连接，且转轴与底板1转动连接，通过此结构有利于带动第一限位杆6以及第二限位杆7旋转。

在底板1的底部中心处固定连接有环形板17，环形板17如图12所示的形状，所示第二齿圈16转动套设于环形板17的外侧，且第二齿圈16位于环形板17与底板1之间，钻筒12钻孔时会穿过环形板17。

为了带动钻筒12转动，在钻筒12的外侧靠近顶端位置处设置有基座11，钻筒12穿过基座11并通过轴承与其转动连接，所述钻筒12的外侧顶端固定套设有第一齿圈10，所述基座11的底部固定安装有第二电机，第二电机的输出轴传动连接有驱动轴，驱动抽穿过基座11并固定连接有驱动齿轮8，所述驱动齿轮8设置于第一齿圈10的外侧并与其相啮合，所述驱动轴与基座11转动连接；

所述基座11的外侧周面向外延伸形成凸起部，凸起部处开设有贯穿的圆孔，第一限位杆6以及第二限位杆7则从圆孔处穿过并与基座11滑动配合，实际使用时，通过第二电机带动驱动齿轮8转动，利用驱动齿轮8与第一齿圈10的啮合即可带动钻筒12转动。

所述底板1的底部固定连接有支撑腿，实际使用上，还可以在支撑腿的底端固定安装万向轮，打孔时，可以通过销钉等部件将底板1固定于地面上，从而提高钻孔的稳定性。

如图5-6、9-11所示，所述第一卡环42靠近套环19的一侧、第二卡环43靠近升降板3的一侧均可以安装滚珠，以此来减小第一卡环42与套环19之间的摩擦力、第二卡环43与升降板3之间的摩擦力。

所述第一套筒4、第二套筒2的内壁处均开设有盲孔27，所述第一限位块25、第二限位块36均滑动设置于盲孔27内，所述盲孔27与安装槽39相连通，使得第一限位块25以及第二限位块36的一端能够延伸至安装槽39内，所述第一限位块25以及第二限位块36的外侧面上均固定连接有凸块24，而盲孔27的内壁上则开设有与凸块24滑动配合的条形槽，所述条形槽内设置有第二弹簧26，第二弹簧26与凸块24以及条形槽相对的一面固定连接；如图5、10所示，第一限位块25处的第二弹簧26位于凸块24远离第一限位杆6的一侧，而第二限位块36处的第二弹簧26则位于凸块24靠近第二限位杆7的一侧，使得初始状态下，在第二弹簧26的压力下，第一限位杆6一端插入至第一限位槽9内，而第二限位块36则与第二限位槽13脱离。

所述连接管21内设置有限位弹簧33，限位弹簧33的两端分别与滑块32以及连接管21内部端面固定连接，所述拉绳23的两端分别置于盲孔27以及连接管21内，且拉绳23穿过升降板3、套环19以及连接管21并与其滑动连接。

所述滑块32的外侧周面上开设有定位槽，所述定位块29滑动设置于定位槽内，且定位槽内部设置有第三弹簧30，第三弹簧30的两端分别与定位块29与凹槽相对的一面固定连接。

所述弧形板35以及弧形杆40上均开设有贯穿的绳槽38，所述拉绳23从此绳槽38处穿过，从而避免第一限位块25与滑块32之间的拉绳23与弧形板35、弧形杆40干涉，所述第一限位块25、第二限位块36在水平面上与弧形板35相对齐。

Claims (5)

1.一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置，包括钻筒，钻筒的外侧套设有升降板，升降板上布置有两个第一套筒以及两个第二套筒，其特征在于：第一套筒的轴线处布置有第一限位杆，第二套筒的轴线处布置有第二限位杆，所述第一套筒的内壁处弹性设置有与第一限位杆相配合的第一限位块，第二套筒的内壁处弹性设置有与第二限位杆相配合的第二限位块，所述第一限位块通过挤压组件与第二限位块相配合；

所述升降板的下方弹性连接有套环，套环转动套设于钻筒外侧，套环上设置有与第一限位块相配合的牵引组件，当套环与升降板相互远离时，牵引组件带动第一限位块向着远离第一限位杆的方向移动，且第一限位块移动时通过挤压组件带动第二限位块向着靠近第二限位杆的方向移动，使得第二限位杆与第二限位块配合带动升降板以及钻筒向上移动；

所述第一限位杆的外侧周面上开设有螺旋状的第一限位槽，第二限位杆的外侧周面上开设有螺旋状的第二限位槽，且第一限位槽与第二限位槽的螺向相反；

所述牵引组件包括连接管，连接管一端插入至套环内并与套环固定连接，所述连接管内部弹性连接有滑块，滑块与第一限位块之间固定设置有拉绳，滑块的外侧面处弹性连接有定位块，所述定位块的顶部设置为第一斜面；

所述挤压组件包括设置于升降板内的弧形板，升降板内部开设有安装槽，所述弧形板转动设置于安装槽内且与升降板弹性连接，弧形板靠近第一套筒的一端固定连接有弧形杆，安装槽的端面处开设有弧形槽，所述弧形杆一端插入至弧形槽内且与弧形槽滑动配合，所述弧形槽内设置有复位弹簧，复位弹簧的两端分别与弧形杆以及弧形槽相对的一面固定连接，所述弧形板的外侧面上固定连接有顶块，顶块设置于弧形板的两端附近，所述顶块靠近弧形板端面的一侧设置为第二斜面，所述第一限位块的一端延伸至顶块处并置于第二斜面的顶端位置，第二限位块的一端延伸至顶块处并置于第二斜面的底端位置处；

所述钻筒的外侧周面固定套设有两第二卡环，两第二卡环分别设置于升降板的上下两侧，所述钻筒的外侧周面固定套设有两第一卡环，两第一卡环分布于套环的顶部以及底部并且与套环相接触；

所述套环顶部固定连接有导向杆，导向杆贯穿升降板并与其滑动连接，所述升降板与套环之间设置有第一弹簧。

2.根据权利要求1所述的一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置，其特征在于：所述第一套筒、第二套筒的内壁处均开设有盲孔，所述第一限位块、第二限位块均滑动设置于盲孔内，所述盲孔与安装槽相连通，所述第一限位块以及第二限位块的外侧面上均固定连接有凸块，所述盲孔的内壁上开设有与凸块滑动配合的条形槽，所述条形槽内设置有第二弹簧，第二弹簧与凸块以及条形槽相对的一面固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置，其特征在于：所述连接管内设置有限位弹簧，限位弹簧的两端分别与滑块以及连接管内部端面相连接。

4.根据权利要求1所述的一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置，其特征在于：所述滑块的外侧周面上开设有定位槽，所述定位块滑动设置于定位槽内，且定位槽内部设置有第三弹簧，第三弹簧的两端分别与定位块与定位槽相对的一面相连接。

5.根据权利要求1所述的一种市政工程检测用混凝土路面钻孔取芯装置，其特征在于：所述连接管位于套环外侧的一端螺纹连接有限位筒，限位筒的内壁固定设置有压环。