CN117780265A - 一种可调角度的工程地质钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调角度的工程地质钻机，涉及工程地质钻孔的技术领域，采用动力头旋转和机架旋转两种角度调节机构组合，实现钻进角度的调整，包括移动底座、第一钻机机架、第二钻机机架、钻机组件、抓地组件，移动底座上开设有开口，移动底座顶部对称固定连接有两个安装座，第一钻机机架以及第二钻机机架有两个，第一钻机机架转动连接在对应侧边的安装座内，第二钻机机架底部与对应侧边的第一钻机机架顶部相连，两个第二钻机机架之间设置有顶板，顶板两侧对称固定连接有两个转轴，转轴与第二钻机机架转动连接，右侧第二钻机机架的侧壁固定连接有旋转电机，本发明角度调节的范围广。

Description

一种可调角度的工程地质钻机

技术领域

本发明涉及工程地质钻孔的技术领域，尤其是涉及一种可调角度的工程地质钻机，采用动力头旋转和机架旋转两种角度调节机构组合，实现钻进角度的调整。

背景技术

随着现代化建设的发展，基建工作在现代化建设中起到关键性作用，故在基建工作过程中需要对建设场地的工程地质条件进行地质测绘、勘探、室内实验、原位测试等工作，以保证现代化建设的有序进行；其中在勘探过程中需要对岩石进行钻孔取样，以便于对地质结构地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质进行测量与评估，为确定保证建筑物稳定与正常使用的防护措施提供依据。

公开号为CN113982481A的中国专利，公开了一种可调角度的工程地质钻机，包括移动机架、移动轮、推动杆、调节机构以及钻孔机构，本发明设计的调节机构中，电动推杆通过推动转动机架转动可以对钻孔机构进行角度调节处理，调节支链可以对钻孔机构转动角度进行微调，使得钻孔机构对岩石的钻孔取样更加精准；在钻孔支链中，多组转轴与钻头相互配合可以对不同位置的岩石同时进行取样处理，采集取样耗费时间较少，多处取样保证岩石样品的代表性更强。

但是目前专利中还存在以下问题：调节机构的角度调节有限，钻取工作受限，并且在角度调节之后，装置整体重心发生变化，稳定性难以保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调角度的工程地质钻机，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种可调角度的工程地质钻机，采用动力头旋转和机架旋转两种角度调节机构组合，实现钻进角度的调整，包括移动底座、第一钻机机架、第二钻机机架、钻机组件、抓地组件，所述移动底座上开设有开口，所述移动底座上表面对称固定连接有两个安装座，所述第一钻机机架以及第二钻机机架均有两个，且两个第一钻机机架以及第二钻机机架左右对称布置，所述第一钻机机架转动连接在对应侧边的安装座内，所述第二钻机机架底部与对应侧边的第一钻机机架顶部相连，两个所述第二钻机机架之间设置有顶板，所述顶板两侧对称固定连接有两个转轴，所述转轴与所述第二钻机机架转动连接，其中右侧第二钻机机架的侧壁固定连接有旋转电机，左侧第二钻机机架的侧壁固定连接有锁紧组件，所述旋转电机输出轴与对应侧边的转轴固定连接，所述锁紧组件用于锁定对应侧边的转轴；

所述移动底座上还对称设置有两组旋转组件，所述旋转组件用于控制对应侧边的第一钻机机架进行旋转动作；

所述抓地组件用于抓取地面并稳固钻机组件。

优选的，所述移动底座后端固定连接有L型板，所述L型板立边开设有安装槽，所述L型板顶部对称固定连接有两个支架板，所述抓地组件包括液压伸缩杆，所述液压伸缩杆顶部与两个支架板转动连接，所述液压伸缩杆底部固定连接机箱板，所述机箱板底部固定连接有驱动机箱，所述驱动机箱内设置有多个抓地钻头，所述驱动机箱用于控制多个抓地钻头进行旋转。

优选的，所述机箱板一侧固定连接有弧形齿板，所述安装槽内转动连接有传动杆，所述传动杆中部固定连接有传动齿轮，所述传动齿轮与所述弧形齿板啮合连接。

优选的，所述传动杆上还对称固定连接有两个传动套，所述第一钻机机架底部固定连接有联动轴，所述联动轴与所述安装座转动连接，所述联动轴以及传动套外周壁上均固定连接有链轮，两个所述链轮之间设置有传动链。

优选的，所述旋转组件包括线型丝杠模组，所述线型丝杠模组通过第一钻机机架用于控制联动轴旋转，所述线型丝杠模组上滑动连接有竖板，所述竖板上固定连接有导向杆，所述第一钻机机架上开设有导向槽，所述导向杆滑动设置在导向槽内。

优选的，所述钻机组件包括钻机动力头、丝杆电机，所述顶板底部固定连接有背板，所述丝杆电机顶部与所述顶板底部面固定连接，所述丝杆电机输出轴固定连接有丝杆，所述丝杆上螺纹连接有丝杆套，所述丝杆套外壁与所述钻机动力头固定连接，所述钻机动力头的输出轴固定连接有钻杆。

优选的，所述钻机动力头上对称固定连接有限位板，所述背板上开设有限位槽，所述限位板滑动设置在所述限位槽中。

优选的，所述锁紧组件包括第一液压柱塞缸以及外壳，所述外壳固定在第二钻机机架上，所述第一液压柱塞缸固定在外壳上，所述第一液压柱塞缸端部固定连接有固定盘，所述固定盘上固定连接有多个插杆，所述转轴上开设有多个插槽。

优选的，所述第一钻机机架内固定连接有第二液压柱塞缸，所述第二液压柱塞缸端部与所述第二钻机机架固定连接。

优选的，所述驱动机箱内部固定连接有抓地电机以及多个带轮，所述抓地电机输出轴以及多个抓地钻头与多个带轮一一固定连接，多个所述带轮之间设置有皮带。

本发明通过改进在此提供一种可调角度的工程地质钻机，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一：本发明中通过采用动力头旋转和机架旋转两种角度调节机构组合，实现钻进角度的调整，使得钻机组件能够正面朝向凹口处的岩壁，从而实现采集工作。

其二：本发明中采用动力头旋转和机架旋转两种角度调节机构组合，从而改变钻机组件的钻取角度，当采集点位置较低的时候，再次带动第二钻机机架进行旋转，使得钻机组件的钻取角度以及高度发生变化，从而可以实现对采集点的钻取工作。

其三：本发明中采用动力头旋转和机架旋转两种角度调节机构组合，能够调整钻机组件的钻取高度以及钻取的朝向，从而可以适应不同情况的采集环境，提高适用范围，而开口为钻机组件的旋转提供较大的空间，提高钻机组件的旋转范围，且在第一钻机机架的作用下，钻机组件向外伸展之后，且钻机组件的旋转范围可进一步加大。

其四：本发明在常规钻取工作时，第一钻机机架是稳定不动的，液压伸缩杆控制机箱板以及驱动机箱向下移动，驱动机箱带动多个抓地钻头旋转，从而抓地钻头能够进入地面，实现地面的抓取工作，提高钻取工作的稳定性。

其五：本发明中第一钻机机架的旋转，会导致装置整体的重心向右侧偏移，从而降低装置整体的稳定性，通过抓地钻头的角度调节，可以提高抓地钻头从地里翘起的力度，从而有效的增加移动底座的稳定性，保障钻取工作的正常进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明中的整体结构立体示意图；

图2为本发明中的锁紧组件以及外壳剖视示意图；

图3为本发明中的旋转电机调整钻杆旋转的示意图；

图4为本发明中的第一钻机机架旋转示意图；

图5为本发明中的抓地钻头倾斜示意图；

图6为本发明中的钻杆以及钻机动力头立体结构示意图；

图7为本发明中抓地钻头以及驱动机箱剖视示意图；

图8为本发明中的第一钻机机架剖视示意图。

图中：1、底座；101、开口；102、安装座；2、第一钻机机架；201、第二钻机机架；202、顶板；203、转轴；204、旋转电机；3、L型板；301、安装槽；302、支架板；303、液压伸缩杆；304、驱动机箱；305、抓地钻头；306、机箱板；4、弧形齿板；401、传动杆；402、传动齿轮；403、传动套；404、联动轴；405、传动链；5、线型丝杠模组；501、竖板；502、导向杆；503、导向槽；6、钻机动力头；601、丝杆电机；602、背板；603、丝杆；604、丝杆套；605、钻杆；606、限位板；607、限位槽；7、第一液压柱塞缸；701、外壳；702、固定盘；703、插杆；704、插槽；8、第二液压柱塞缸；9、抓地电机；901、带轮；902、皮带。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图8所示，本发明实施例提供了一种可调角度的工程地质钻机，包括移动底座1、第一钻机机架2、第二钻机机架201、钻机组件、抓地组件，移动底座1上表面开设有开口101，移动底座1顶部对称固定连接有两个安装座102，第一钻机机架2以及第二钻机机架201均有两个，且两个第一钻机机架2以及第二钻机机架201左右对称布置，第一钻机机架2转动连接在对应侧边的安装座102内，第二钻机机架201底部与对应侧边的第一钻机机架2顶部相连，两个第二钻机机架201之间设置有顶板202，顶板202两侧对称固定连接有两个转轴203，转轴203与第二钻机机架201转动连接，其中右侧第二钻机机架201的侧壁固定连接有旋转电机204，左侧第二钻机机架201的侧壁固定连接有锁紧组件，旋转电机204输出轴与对应侧边的转轴203固定连接，锁紧组件用于锁定对应侧边的转轴203；

移动底座1上还对称设置有两组旋转组件，旋转组件用于控制对应侧边的第一钻机机架2进行旋转动作；

抓地组件用于抓取地面并稳固钻机组件。

具体的：第一：移动底座1移动到指定区域后，通过抓地组件增加移动底座1的稳定性，然后钻机组件进行垂直钻取工作；

参阅图3以及图4，首先旋转电机204带动转轴203以及顶板202旋转，从而改变钻机组件的钻取角度，当采集点位置较低的时候，通过旋转组件再次带动第二钻机机架201进行旋转，使得钻机组件的钻取角度以及高度发生变化，从而可以实现对采集点的钻取工作，其中图3以及图4是本发明中的其中一种采集情况，面对不同的采集点，通过旋转电机204以及旋转组件的相互配合，使得钻取工作能够对不同位置的采集点进行采集，适应环境的能力强；

参阅图5，当采集点处于岩壁凹口处时，移动底座1无法直接进入到采集区域，导致采集工作无法进行的时候，通过旋转电机204以及旋转组件的相互配合，使得钻机组件能够正面朝向凹口处的岩壁，从而实现采集工作，图5中的情况同样为本发明中的一种采集情况；

可以理解的是：通过旋转电机204以及旋转组件的相互配合，能够调整钻机组件的钻取高度以及钻取的朝向，从而可以适应不同情况的采集环境，提高适用范围，而开口101为钻机组件的旋转提供较大的空间，提高钻机组件的旋转范围，且在第一钻机机架2的作用下，钻机组件向外伸展之后，且钻机组件的旋转范围可进一步加大。

移动底座1后端固定连接有L型板3，L型板3立边开设有安装槽301，L型板3顶部对称固定连接有两个支架板302，抓地组件包括液压伸缩杆303，液压伸缩杆303顶部与两个支架板302转动连接，液压伸缩杆303底部固定连接机箱板306，机箱板306底部固定连接有驱动机箱304，驱动机箱304内设置有多个抓地钻头305，驱动机箱304用于控制多个抓地钻头305进行旋转。

具体的：常规钻取工作时，第一钻机机架2是稳定不动的，液压伸缩杆303控制机箱板306以及驱动机箱304向下移动，驱动机箱304带动多个抓地钻头305旋转，从而抓地钻头305能够进入地面，实现地面的抓取工作，提高钻取工作的稳定性。

机箱板306一侧固定连接有弧形齿板4，安装槽301内转动连接有传动杆401，传动杆401中部固定连接有传动齿轮402，传动齿轮402与弧形齿板4啮合连接。

传动杆401上还对称固定连接有两个传动套403，第一钻机机架2底部固定连接有联动轴404，联动轴404与安装座102转动连接，联动轴404以及传动套403外周壁上均固定连接有链轮，两个链轮之间设置有传动链405。

具体的：根据现场钻取环境，施工人员可以直观的判断出是否需要调节第一钻机机架2的角度，当需要调节第一钻机机架2角度的时候，首先调节好第一钻机机架2的角度，然后再进行抓地工作；

第一钻机机架2旋转的时候，会带动联动轴404旋转，联动轴404通过链轮以及传动链405可以带动传动杆401旋转，从而带动传动齿轮402旋转，传动齿轮402带动弧形齿板4进行旋转，从而使得液压伸缩杆303绕与支架板302的连接处进行旋转，从而改变抓地钻头305的倾斜角度，如图5所示；

值得注意的是，第一钻机机架2的旋转，会导致装置整体的重心向右侧偏移，从而降低装置整体的稳定性，通过抓地钻头305的角度调节，可以提高抓地钻头305从地里翘起的力度，从而有效的增加移动底座1的稳定性，保障钻取工作的正常进行；

其中，第一钻机机架2的旋转动作是与液压伸缩杆303以及抓地钻头305同步进行的，且相互影响，液压伸缩杆303以及抓地钻头305在旋转之后以及旋转之前的稳定由第一钻机机架2维持，且第一钻机机架2的稳固效果由旋转组件维持，旋转组件具有带动第一钻机机架2旋转以及稳固第一钻机机架2位置的功能。

旋转组件包括线型丝杠模组5，线型丝杠模组5通过第一钻机机架2用于控制联动轴404旋转，线型丝杠模组5上滑动连接有竖板501，竖板501上固定连接有导向杆502，第一钻机机架2上开设有导向槽503，导向杆502滑动设置在导向槽503内。

具体的：线型丝杠模组5用于带动竖板501进行直线的往复移动，从而带动导向杆502进行直线往复移动，导向杆502在导向槽503中进行移动，能够驱使第一钻机机架2进行旋转且同时能够稳定第一钻机机架2的位置。

钻机组件包括钻机动力头6、丝杆电机601，顶板202底部固定连接有背板602，丝杆电机601顶部与顶板202底部面固定连接，丝杆电机601输出轴固定连接有丝杆603，丝杆603上螺纹连接有丝杆套604，丝杆套604外壁与钻机动力头6固定连接，钻机动力头6输出轴固定连接有钻杆605。

钻机动力头6上对称固定连接有限位板606，背板602上开设有限位槽607，限位板606滑动设置在限位槽607中。

具体的：丝杆电机601带动丝杆603旋转，从而使得丝杆套604以及钻机动力头6进行直线的往复移动，钻机动力头6带动钻杆605旋转，从而可以实现钻取工作，且通过限位板606在限位槽607中的滑动效果，能够避免钻机动力头6以及丝杆套604旋转，保障钻机动力头6以及丝杆套604的直线移动能够正常进行。

锁紧组件包括第一液压柱塞缸7以及外壳701，外壳701固定在第二钻机机架201上，第一液压柱塞缸7固定在外壳701上，第一液压柱塞缸7端部固定连接有固定盘702，固定盘702上固定连接有多个插杆703，转轴203上开设有多个插槽704。

具体的：当钻机组件沿第二钻机机架201完成旋转之后，第一液压柱塞缸7带动固定盘702直线移动，从而控制插杆703插入在插槽704中，实现转轴203以及钻机组件的锁定。

第一钻机机架2内固定连接有第二液压柱塞缸8，第二液压柱塞缸8端部与第二钻机机架201固定连接，本设置中，通过第二液压柱塞缸8能够进一步改变第一钻机机架2以及钻机组件的伸展长度，进一步提高钻取工作的适用范围。

驱动机箱304内部固定连接有抓地电机9以及多个带轮901，抓地电机9输出轴以及多个抓地钻头305与多个带轮901一一固定连接，多个带轮901之间设置有皮带902，抓地电机9带动与之连接的带轮901旋转，通过皮带902带动多个带轮901旋转，从而实现多个抓地钻头305的同步旋转，实现抓地工作。

工作原理：移动底座1移动到指定区域后，通过抓地组件增加移动底座1的稳定性，然后钻机组件进行垂直钻取工作；

当需要改变角度的时候，首先旋转电机204带动转轴203以及顶板202旋转，从而改变钻机组件的钻取角度，当采集点位置较低的时候，通过旋转组件再次带动第二钻机机架201进行旋转，使得钻机组件的钻取角度以及高度发生变化，从而可以实现对采集点的钻取工作；

当采集点处于岩壁凹口处时，移动底座1无法直接进入到采集区域，导致采集工作无法进行的时候，通过旋转电机204以及旋转组件的相互配合，使得钻机组件能够正面朝向凹口处的岩壁，从而实现采集工作，图5中的情况同样为本发明中的一种采集情况；通过旋转电机204以及旋转组件的相互配合，能够调整钻机组件的钻取高度以及钻取的朝向，从而可以适应不同情况的采集环境，提高适用范围。

上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种可调角度的工程地质钻机，包括移动底座（1）、第一钻机机架（2）、第二钻机机架（201）、钻机组件、抓地组件，其特征在于：所述移动底座（1）上开设有开口（101），所述移动底座（1）上表面对称固定连接有两个安装座（102），所述第一钻机机架（2）以及第二钻机机架（201）均有两个，且两个第一钻机机架（2）以及第二钻机机架（201）左右对称布置，所述第一钻机机架（2）转动连接在对应侧边的安装座（102）内，所述第二钻机机架（201）底部与对应侧边的第一钻机机架（2）顶部相连，两个所述第二钻机机架（201）之间设置有顶板（202），所述顶板（202）两侧对称固定连接有两个转轴（203），所述转轴（203）与所述第二钻机机架（201）转动连接，其中右侧第二钻机机架（201）的侧壁固定连接有旋转电机（204），左侧第二钻机机架（201）的侧壁固定连接有锁紧组件，所述旋转电机（204）输出轴与对应侧边的转轴（203）固定连接，所述锁紧组件用于锁定对应侧边的转轴（203）；

所述移动底座（1）上还对称设置有两组旋转组件，所述旋转组件用于控制对应侧边的第一钻机机架（2）进行旋转动作；

所述抓地组件用于抓取地面并稳固钻机组件。

2.根据权利要求1所述的一种可调角度的工程地质钻机，其特征在于：所述移动底座（1）后端固定连接有L型板（3），所述L型板（3）立边开设有安装槽（301），所述L型板（3）顶部对称固定连接有两个支架板（302），所述抓地组件包括液压伸缩杆（303），所述液压伸缩杆（303）顶部与两个支架板（302）转动连接，所述液压伸缩杆（303）底部固定连接机箱板（306），所述机箱板（306）底部固定连接有驱动机箱（304），所述驱动机箱（304）内设置有多个抓地钻头（305），所述驱动机箱（304）用于控制多个抓地钻头（305）进行旋转。

3.根据权利要求2所述的一种可调角度的工程地质钻机，其特征在于：所述机箱板（306）一侧固定连接有弧形齿板（4），所述安装槽（301）内转动连接有传动杆（401），所述传动杆（401）中部固定连接有传动齿轮（402），所述传动齿轮（402）与所述弧形齿板（4）啮合连接。

4.根据权利要求3所述的一种可调角度的工程地质钻机，其特征在于：所述传动杆（401）上还对称固定连接有两个传动套（403），所述第一钻机机架（2）底部固定连接有联动轴（404），所述联动轴（404）与所述安装座（102）转动连接，所述联动轴（404）以及传动套（403）外周壁上均固定连接有链轮，两个所述链轮之间设置有传动链（405）。

5.根据权利要求4所述的一种可调角度的工程地质钻机，其特征在于：所述旋转组件包括线型丝杠模组（5），所述线型丝杠模组（5）通过第一钻机机架（2）用于控制联动轴（404）旋转，所述线型丝杠模组（5）上滑动连接有竖板（501），所述竖板（501）上固定连接有导向杆（502），所述第一钻机机架（2）上开设有导向槽（503），所述导向杆（502）滑动设置在导向槽（503）内。

6.根据权利要求1所述的一种可调角度的工程地质钻机，其特征在于：所述钻机组件包括钻机动力头（6）、丝杆电机（601），所述顶板（202）底部固定连接有背板（602），所述丝杆电机（601）顶部与所述顶板（202）底部面固定连接，所述丝杆电机（601）输出轴固定连接有丝杆（603），所述丝杆（603）上螺纹连接有丝杆套（604），所述丝杆套（604）外壁与所述钻机动力头（6）固定连接，所述钻机动力头（6）输出轴固定连接有钻杆（605）。

7.根据权利要求6所述的一种可调角度的工程地质钻机，其特征在于：所述钻机动力头（6）上对称固定连接有限位板（606），所述背板（602）上开设有限位槽（607），所述限位板（606）滑动设置在所述限位槽（607）中。

8.根据权利要求1所述的一种可调角度的工程地质钻机，其特征在于：所述锁紧组件包括第一液压柱塞缸（7）以及外壳（701），所述外壳（701）固定在第二钻机机架（201）上，所述第一液压柱塞缸（7）固定在外壳（701）上，所述第一液压柱塞缸（7）端部固定连接有固定盘（702），所述固定盘（702）上固定连接有多个插杆（703），所述转轴（203）上开设有多个插槽（704）。

9.根据权利要求1所述的一种可调角度的工程地质钻机，其特征在于：所述第一钻机机架（2）内固定连接有第二液压柱塞缸（8），所述第二液压柱塞缸（8）端部与所述第二钻机机架（201）固定连接。

10.根据权利要求2所述的一种可调角度的工程地质钻机，其特征在于：所述驱动机箱（304）内部固定连接有抓地电机（9）以及多个带轮（901），所述抓地电机（9）输出轴以及多个抓地钻头（305）与多个带轮（901）一一固定连接，多个所述带轮（901）之间设置有皮带（902）。