專利名稱：小型電動(dòng)地質(zhì)取芯鉆機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明具體涉及一種針對淺層地質(zhì)取樣的小型電動(dòng)式取芯鉆機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的淺層取樣鉆機(jī)具有體積小、重量輕、效率高、操作簡單、搬遷方便等特點(diǎn)。可廣泛應(yīng)用于地質(zhì)調(diào)查填圖、物探爆破孔、化探巖石取樣、環(huán)境和農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查取樣、道路基礎(chǔ)勘查及路面質(zhì)量檢測取樣等各種取樣施工作業(yè)。但現(xiàn)有的淺層取樣鉆探技術(shù)中，從動(dòng)力源上講，主要使用汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)，施工環(huán)境噪音大，易擾民引起糾紛。從工作環(huán)境上講，汽油動(dòng)力源將在施工現(xiàn)場產(chǎn)生噪音以及汽油燃燒后的尾氣污染，長期工作在此環(huán)境下將危害操作員人體健康。

從人身安全上講，野外隨車攜帶大量汽油燃料存在安全隱患，取樣時(shí)若汽油泄漏也有可能引起火災(zāi)危害人身安全。從設(shè)備便攜方面，目前市面上主要有兩種類型，手持式小鉆機(jī)，尺寸小，重量輕，可以拆卸隨車攜帶，但是需要手部力量，僅靠手部支撐不牢固，且鉆桿口徑小，取芯少；另一種為帶底座的小鉆機(jī)，其設(shè)備尺寸最小為I. 6m，普通越野車無法裝載，給設(shè)備運(yùn)輸和操作帶來不便，因此小尺寸帶穩(wěn)固基座的便攜鉆機(jī)成為淺層取芯的發(fā)展趨勢。所以如何解決上述關(guān)鍵問題并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的效果，便成為關(guān)鍵內(nèi)容。為加強(qiáng)地質(zhì)工作，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘查工作的要求，必須研發(fā)及應(yīng)用當(dāng)代最先進(jìn)的鉆探技術(shù)與裝備，采用最新的鉆探技術(shù)及工藝方法，提升礦產(chǎn)勘查的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種小型電動(dòng)地質(zhì)取芯鉆機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的野外淺層地址取樣中無法撇開嘈雜工作環(huán)境、汽油尾氣污染以及鉆機(jī)穩(wěn)定動(dòng)力源的問題。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種小型電動(dòng)地質(zhì)取芯鉆機(jī)，其特征在于，包括機(jī)械支架、動(dòng)力單元和鉆進(jìn)單元；其中，所述機(jī)械支架,與所述動(dòng)力單元相連接,用于固定所述動(dòng)力單元；所述動(dòng)力單元，與所說機(jī)械支架相連接，用于為鉆進(jìn)單元提供動(dòng)力源和功能控制；所述鉆進(jìn)單元，與所述動(dòng)力單元相套接，用于淺層地質(zhì)巖心鉆進(jìn)取樣。進(jìn)一步地，其中，所述動(dòng)力單元，包括轉(zhuǎn)換器、控制器、力矩電動(dòng)機(jī)和鉆桿固定器；其中，所述轉(zhuǎn)換器，與所述控制器相連接，用于可將外部電源轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)所需電壓和電流后通過所述控制器給所述力矩電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力；所述控制器，與所述轉(zhuǎn)換器和力矩電動(dòng)機(jī)相連接，用于接收所述轉(zhuǎn)換器發(fā)送的電壓和電流，并對所述力矩電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力；所述力矩電動(dòng)機(jī)，與所述控制器、鉆桿固定器和機(jī)械支架中的電動(dòng)機(jī)托架相連接，用于接收所述控制器的控制信息來調(diào)節(jié)對所述鉆進(jìn)單元作用的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)速度；所述鉆桿固定器，與所述力矩電動(dòng)機(jī)相連接，用于通過其上的螺栓夾緊所述鉆進(jìn)單元中的鉆桿。進(jìn)一步地，其中，所述鉆進(jìn)單元，包括鉆頭、鉆桿和鉆桿延長器。進(jìn)一步地，其中，所述機(jī)械支架，包括支撐框架、電動(dòng)機(jī)托架、升降手柄和滑輪；其中所述支撐框架與電動(dòng)機(jī)托架套接 ；所述升降手柄連接在電動(dòng)機(jī)托架側(cè)邊上；所述滑輪設(shè)置在所述支撐框架的底部。進(jìn)一步地，其中，所述機(jī)械支架的整體長度為I. 2米。進(jìn)一步地，其中，所述力矩電動(dòng)機(jī)為空心直流力矩電動(dòng)機(jī)。進(jìn)一步地，其中，所述轉(zhuǎn)換器、控制器、力矩電動(dòng)機(jī)和鉆桿固定器之間的連接均進(jìn)行防水處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的小型電動(dòng)式取芯鉆機(jī)，應(yīng)用于淺層地質(zhì)取樣，具有如下特點(diǎn)I、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種小型化的淺層地質(zhì)取樣鉆機(jī)，可方便實(shí)現(xiàn)大規(guī)模區(qū)域淺層地質(zhì)取樣，效率高，操作簡單，設(shè)備便攜，普通越野汽車可裝載，因此可以節(jié)省人力、物力、財(cái)力和時(shí)間。為野外淺層地質(zhì)取樣提供了一種方便而功能強(qiáng)大的取芯設(shè)備。2、本發(fā)明所述的動(dòng)力源采用了空心直流力矩電動(dòng)機(jī)，供電電壓僅為36V，屬于人體安全電壓，且工作噪音小，在降低噪音的同時(shí)，保證了鉆機(jī)工作時(shí)的安全、簡易和低能耗運(yùn)行。3、引進(jìn)了一種便于攜帶且無人體傷害的動(dòng)力源(可使用汽車發(fā)電機(jī)或大容量蓄電池)，保證本設(shè)備在運(yùn)輸過程中的安全，綠色環(huán)保。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例一所述小型電動(dòng)式取芯鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例一所述機(jī)械支架I的具體結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例一所述動(dòng)力單元2的具體結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不作為對本發(fā)明的限定。如圖I所示，為本發(fā)明實(shí)施例一所述的小型電動(dòng)式取芯鉆機(jī)，應(yīng)用于淺層地質(zhì)取樣，該系統(tǒng)由三個(gè)單元組成，分別為機(jī)械支架1，動(dòng)力單元2和鉆進(jìn)單元3 ;其中，所述機(jī)械支架1，與動(dòng)力單元2之間通過托架方式相連接，用于固定所述動(dòng)力單元2，在鉆進(jìn)過程中可通過升降手柄調(diào)節(jié)動(dòng)力單元2高度。使得所述鉆進(jìn)單元3得以安全平穩(wěn)鉆進(jìn)。其中，機(jī)械支架I的總高I. 2米(如圖2所示)，可裝在普通越野車后備箱便于攜帶。所述動(dòng)力單元2，與所說機(jī)械支架I相連接，用于為鉆進(jìn)單元3提供動(dòng)力源和功能控制。
所述鉆進(jìn)單元3，與所述動(dòng)力單元2相套接，用于淺層地質(zhì)巖心鉆進(jìn)取樣。該鉆進(jìn)單元3使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿，其中包括鉆頭、鉆桿和鉆桿延長器。由于本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚鉆進(jìn)單元3的基本結(jié)構(gòu)，包括鉆頭、鉆桿和鉆桿延長器，因此附圖I中并沒有分段明確標(biāo)出。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例一所述機(jī)械支架I具體結(jié)構(gòu)，其中，該機(jī)械支架I主要包括支撐框架11、電動(dòng)機(jī)托架12、升降手柄13和滑輪14 ;其中所述支撐框架11與電動(dòng)機(jī)托架12套接；所述升降手柄13連接在電動(dòng)機(jī)托架12側(cè)邊上，所述滑輪14設(shè)置在所述支撐框架11的底部。
用戶使用所述升降手柄13可調(diào)節(jié)動(dòng)力單元2高度；支撐框架11底部(最下面)安裝有滑輪14，目的是便于搬運(yùn)該設(shè)備。如圖3所示,為實(shí)施例一中所述動(dòng)力單元2的具體結(jié)構(gòu)圖,其中，所述動(dòng)力單元2包括轉(zhuǎn)換器21 (即電流轉(zhuǎn)換器)、控制器22 (電動(dòng)機(jī)控制器)、力矩電動(dòng)機(jī)23和鉆桿固定器24 ;其中，所述轉(zhuǎn)換器21，與所述控制器22相連接，用于可將外部電源(如汽車發(fā)電機(jī)或者大容量蓄電池)轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)所需電壓和電流后通過所述控制器22給所述力矩電動(dòng)機(jī)23提供動(dòng)力。所述控制器22，與所述轉(zhuǎn)換器21和力矩電動(dòng)機(jī)23相連接，用于接收所述轉(zhuǎn)換器21發(fā)送的電壓和電流，并對所述力矩電動(dòng)機(jī)23提供動(dòng)力。其中，所述控制器22可以調(diào)節(jié)力矩電動(dòng)機(jī)23運(yùn)轉(zhuǎn)速度和方向，力矩電動(dòng)機(jī)23的運(yùn)行速度范圍為0 120轉(zhuǎn)/分鐘。所述力矩電動(dòng)機(jī)23，與所述控制器22、鉆桿固定器24和機(jī)械支架I中的電動(dòng)機(jī)托架12相連接，用于接收所述控制器22的控制信息來調(diào)節(jié)對所述鉆進(jìn)單元3作用的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)速度。所述力矩電動(dòng)機(jī)23在本實(shí)施例中可以的使用參數(shù)為36V電壓，16A電流，低能耗，節(jié)約資源，且屬于人體安全電壓范圍，不會(huì)對操作員造成人身傷害。其中，所述力矩電動(dòng)機(jī)23為空心直流力矩電動(dòng)機(jī)，具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩、反應(yīng)速度快、特性線性度好、力矩波動(dòng)小特點(diǎn)。所述鉆桿固定器24，與所述力矩電動(dòng)機(jī)23相連接(如圖3所示連接在力矩電動(dòng)機(jī)23之上)，用于通過其上的3個(gè)螺栓夾緊所述鉆進(jìn)單元3中的鉆桿。在本發(fā)明實(shí)施例中，鉆進(jìn)單元3中可以采用包含有5個(gè)I米的巖石鉆桿、5個(gè)I米的取土麻花鉆、2個(gè)金剛石鉆頭，10個(gè)鉆桿延長器和I個(gè)鉆孔進(jìn)水嘴。當(dāng)然這里只是做下說明，并不局限于上述具體裝置結(jié)構(gòu)。另外，上述實(shí)施例中提到的動(dòng)力單元2均進(jìn)行防水處理，如使用密封膠和橡膠圈對控制器22各個(gè)部件進(jìn)行密封處理，所述力矩電動(dòng)機(jī)23與所述電22控制器和所述轉(zhuǎn)換器21直接的連線均使用防水航空插頭連接。本發(fā)明根據(jù)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)制作完成后，對淺層地質(zhì)取樣進(jìn)行操作的具體步驟如下第一，到達(dá)取樣地點(diǎn)后，對本設(shè)備進(jìn)行組裝(根據(jù)圖I和圖2所示，并參照上述連接關(guān)系進(jìn)行連接組裝)，將鉆進(jìn)單元3中的鉆桿和鉆頭裝入力矩電動(dòng)機(jī)23和鉆桿固定器24中并夾緊，調(diào)節(jié)升降手柄13到達(dá)用戶需求的位置；
第二，把動(dòng)力單元2中的控制器22連接到轉(zhuǎn)換器21和力矩電動(dòng)機(jī)23上，并將轉(zhuǎn)換器21連接到外部供電系統(tǒng)上(汽車動(dòng)力源或者大容量蓄電池)；第三，打開控制器22的開關(guān)，接通電源，握穩(wěn)機(jī)械支架，開始鉆進(jìn)取芯，同時(shí)在鉆進(jìn)過程中，對鉆進(jìn)單元3的鉆孔進(jìn)水嘴注水，達(dá)到冷卻鉆頭的目的，防止鉆頭過熱損壞；第四，根據(jù)用戶需求的鉆進(jìn)深度，延長鉆桿，安裝延長轉(zhuǎn)接器和延長鉆桿，進(jìn)一步鉆進(jìn)，取芯；第五，鉆進(jìn)取心完畢，關(guān)閉電源，斷開動(dòng)力源，拆卸鉆桿，裝車收工。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的小型電動(dòng)式取芯鉆機(jī)，應(yīng)用于淺層地質(zhì)取樣，具有如下特點(diǎn)I、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種小型化的淺層地質(zhì)取樣鉆機(jī)，可方便實(shí)現(xiàn)大規(guī)模區(qū)域淺層地質(zhì)取樣，效率高，操作簡單，設(shè)備便攜，普通越野汽車可裝載，因此可以節(jié)省人力、物力、財(cái)力 和時(shí)間。為野外淺層地質(zhì)取樣提供了一種方便而功能強(qiáng)大的取芯設(shè)備。2、本發(fā)明所述的動(dòng)力源采用了空心直流力矩電動(dòng)機(jī)，供電電壓僅為36V，屬于人體安全電壓，且工作噪音小，在降低噪音的同時(shí)，保證了鉆機(jī)工作時(shí)的安全、簡易和低能耗運(yùn)行。3、引進(jìn)了一種便于攜帶且無人體傷害的動(dòng)力源(可使用汽車發(fā)電機(jī)或大容量蓄電池)，保證本設(shè)備在運(yùn)輸過程中的安全，綠色環(huán)保。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種小型電動(dòng)地質(zhì)取芯鉆機(jī)，其特征在于，包括機(jī)械支架、動(dòng)力單元和鉆進(jìn)單元；其中， 所述機(jī)械支架，與所述動(dòng)力單元相連接，用于固定所述動(dòng)力單元； 所述動(dòng)力單元，與所說機(jī)械支架相連接，用于為鉆進(jìn)單元提供動(dòng)力源和功能控制； 所述鉆進(jìn)單元，與所述動(dòng)力單元相套接，用于淺層地質(zhì)巖心鉆進(jìn)取樣； 所述動(dòng)力單元，進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)換器、控制器、力矩電動(dòng)機(jī)和鉆桿固定器；其中， 所述轉(zhuǎn)換器，與所述控制器相連接，用于可將外部電源轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)所需電壓和電流后通過所述控制器給所述力矩電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力； 所述控制器，與所述轉(zhuǎn)換器和力矩電動(dòng)機(jī)相連接，用于接收所述轉(zhuǎn)換器發(fā)送的電壓和電流，并對所述力矩電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力； 所述力矩電動(dòng)機(jī)，與所述控制器、鉆桿固定器和機(jī)械支架中的電動(dòng)機(jī)托架相連接，用于接收所述控制器的控制信息來調(diào)節(jié)對所述鉆進(jìn)單元作用的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)速度； 所述鉆桿固定器，與所述力矩電動(dòng)機(jī)相連接，用于通過其上的螺栓夾緊所述鉆進(jìn)單元中的鉆桿。
2.如權(quán)利要求I所述的小型電動(dòng)地質(zhì)取芯鉆機(jī)，其特征在于，所述鉆進(jìn)單元，包括鉆頭、鉆桿和鉆桿延長器。
3.如權(quán)利要求I所述的小型電動(dòng)地質(zhì)取芯鉆機(jī)，其特征在于，所述機(jī)械支架，包括支撐框架、電動(dòng)機(jī)托架、升降手柄和滑輪；其中 所述支撐框架與電動(dòng)機(jī)托架套接； 所述升降手柄連接在電動(dòng)機(jī)托架側(cè)邊上； 所述滑輪設(shè)置在所述支撐框架的底部。
4.如權(quán)利要求I所述的小型電動(dòng)地質(zhì)取芯鉆機(jī)，其特征在于，所述機(jī)械支架的整體長度為I. 2米。
5.如權(quán)利要求I所述的小型電動(dòng)地質(zhì)取芯鉆機(jī)，其特征在于，所述力矩電動(dòng)機(jī)為空心直流力矩電動(dòng)機(jī)。
6.如權(quán)利要求I所述的小型電動(dòng)地質(zhì)取芯鉆機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器、控制器、力矩電動(dòng)機(jī)和鉆桿固定器之間的連接均進(jìn)行防水處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小型電動(dòng)地質(zhì)取芯鉆機(jī)，包括機(jī)械支架、動(dòng)力單元和鉆進(jìn)單元；其中，所述機(jī)械支架，與所述動(dòng)力單元相連接，用于固定所述動(dòng)力單元；所述動(dòng)力單元，與所說機(jī)械支架相連接，用于為鉆進(jìn)單元提供動(dòng)力源和功能控制；所述鉆進(jìn)單元，與所述動(dòng)力單元相套接，用于淺層地質(zhì)巖心鉆進(jìn)取樣。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中的野外淺層地址取樣中無法撇開嘈雜工作環(huán)境、汽油尾氣污染以及鉆機(jī)穩(wěn)定動(dòng)力源的問題。
文檔編號(hào)E21B25/00GK102787818SQ20121031672
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者劉力強(qiáng), 王汝杰, 郭玲莉, 陳順云 申請人:中國地震局地質(zhì)研究所, 劉力強(qiáng)