專利名稱：小型電動地質(zhì)取芯鉆機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型具體涉及一種針對淺層地質(zhì)取樣的小型電動式取芯鉆機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的淺層取樣鉆機具有體積小、重量輕、效率高、操作簡單、搬遷方便等特點?？蓮V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，從動力源上講，主要使用汽油機驅(qū)動，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，取樣時若汽油泄漏也有可能引起火災危害人身安全。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，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，其設(shè)備尺寸最小為I. 6m，普通越野車無法裝載，給設(shè)備運輸和操作帶來不便，因此小尺寸帶穩(wěn)固基座的便攜鉆機成為淺層取芯的發(fā)展趨勢。所以如何解決上述關(guān)鍵問題并實現(xiàn)相應(yīng)的效果，便成為關(guān)鍵內(nèi)容。為加強地質(zhì)工作，實現(xiàn)地質(zhì)勘查工作的要求，必須研發(fā)及應(yīng)用當代最先進的鉆探技術(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)濟效益。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種小型電動地質(zhì)取芯鉆機，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穩(wěn)定動力源的問題。為了解決上述問題，本實用新型提供了一種小型電動地質(zhì)取芯鉆機，其特征在于，包括機械支架、動力單元和鉆進單元；其中，所述機械支架,與所述動力單元相連接,用于固定所述動力單元；所述動力單元，與所說機械支架相連接，用于為鉆進單元提供動力源和功能控制；所述鉆進單元，與所述動力單元相套接，用于淺層地質(zhì)巖心鉆進取樣。進一步地，其中，所述動力單元，包括轉(zhuǎn)換器、控制器、力矩電動機和鉆桿固定器；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)換為電動機所需電壓和電流后通過所述控制器給所述力矩電動機提供動力；所述控制器，與所述轉(zhuǎn)換器和力矩電動機相連接，用于接收所述轉(zhuǎn)換器發(fā)送的電壓和電流，并對所述力矩電動機提供動力；所述力矩電動機，與所述控制器、鉆桿固定器和機械支架中的電動機托架相連接，用于接收所述控制器的控制信息來調(diào)節(jié)對所述鉆進單元作用的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度；所述鉆桿固定器，與所述力矩電動機相連接，用于通過其上的螺栓夾緊所述鉆進單元中的鉆桿。進一步地，其中，所述鉆進單元，包括鉆頭、鉆桿和鉆桿延長器。進一步地，其中，所述機械支架，包括支撐框架、電動機托架、升降手柄和滑輪；其中所述支撐框架與電動機托架套接；所述升降手柄連接在電動機托架側(cè)邊上；所述滑輪設(shè)置在所述支撐框架的底部。進一步地，其中，所述機械支架的整體長度為I. 2米。進一步地，其中，所述力矩電動機為空心直流力矩電動機。進一步地，其中，所述轉(zhuǎn)換器、控制器、力矩電動機和鉆桿固定器之間的連接均進行防水處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述的小型電動式取芯鉆機，應(yīng)用于淺層地質(zhì)取樣，具有如下特點I、本實用新型實現(xiàn)了一種小型化的淺層地質(zhì)取樣鉆機，可方便實現(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、財力和時間。為野外淺層地質(zhì)取樣提供了一種方便而功能強大的取芯設(shè)備。2、本實用新型所述的動力源采用了空心直流力矩電動機，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，保證了鉆機工作時的安全、簡易和低能耗運行。3、引進了一種便于攜帶且無人體傷害的動力源(可使用汽車發(fā)電機或大容量蓄電池)，保證本設(shè)備在運輸過程中的安全，綠色環(huán)保。

圖I為本實用新型實施例一所述小型電動式取芯鉆機的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實用新型實施例一所述機械支架I的具體結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實用新型實施例一所述動力單元2的具體結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明，但不作為對本實用新型的限定。如圖I所示，為本實用新型實施例一所述的小型電動式取芯鉆機，應(yīng)用于淺層地質(zhì)取樣，該系統(tǒng)由三個單元組成，分別為機械支架1，動力單元2和鉆進單元3 ;其中，所述機械支架1，與動力單元2之間通過托架方式相連接，用于固定所述動力單元2，在鉆進過程中可通過升降手柄調(diào)節(jié)動力單元2高度。使得所述鉆進單元3得以安全平穩(wěn)鉆進。其中，機械支架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。所述動力單元2，與所說機械支架I相連接，用于為鉆進單元3提供動力源和功能控制。[0036]所述鉆進單元3，與所述動力單元2相套接，用于淺層地質(zhì)巖心鉆進取樣。該鉆進單元3使用工業(yè)標準的鉆桿，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出。如圖2所示，本實用新型實施例一所述機械支架I具體結(jié)構(gòu)，其中，該機械支架I主要包括支撐框架11、電動機托架12、升降手柄13和滑輪14 ;其中所述支撐框架11與電動機托架12套接；所述升降手柄13連接在電動機托架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，目的是便于搬運該設(shè)備。如圖3所示,為實施例一中所述動力單元2的具體結(jié)構(gòu)圖,其中，所述動力單元2包括轉(zhuǎn)換器21 (即電流轉(zhuǎn)換器)、控制器22 (電動機控制器)、力矩電動機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)電機或者大容量蓄電池)轉(zhuǎn)換為電動機所需電壓和電流后通過所述控制器22給所述力矩電動機23提供動力。所述控制器22，與所述轉(zhuǎn)換器21和力矩電動機23相連接，用于接收所述轉(zhuǎn)換器21發(fā)送的電壓和電流，并對所述力矩電動機23提供動力。其中，所述控制器22可以調(diào)節(jié)力矩電動機23運轉(zhuǎn)速度和方向，力矩電動機23的運行速度范圍為O 120轉(zhuǎn)/分鐘。所述力矩電動機23，與所述控制器22、鉆桿固定器24和機械支架I中的電動機托架12相連接，用于接收所述控制器22的控制信息來調(diào)節(jié)對所述鉆進單元3作用的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度。所述力矩電動機23在本實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，不會對操作員造成人身傷害。其中，所述力矩電動機23為空心直流力矩電動機，具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩、反應(yīng)速度快、特性線性度好、力矩波動小特點。所述鉆桿固定器24，與所述力矩電動機23相連接(如圖3所示連接在力矩電動機23之上)，用于通過其上的3個螺栓夾緊所述鉆進單元3中的鉆桿。在本實用新型實施例中，鉆進單元3中可以采用包含有5個I米的巖石鉆桿、5個I米的取土麻花鉆、2個金剛石鉆頭，10個鉆桿延長器和I個鉆孔進水嘴。當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，上述實施例中提到的動力單元2均進行防水處理，如使用密封膠和橡膠圈對控制器22各個部件進行密封處理，所述力矩電動機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。本實用新型根據(jù)實施例一的結(jié)構(gòu)制作完成后，對淺層地質(zhì)取樣進行操作的具體步驟如下第一，到達取樣地點后，對本設(shè)備進行組裝(根據(jù)圖I和圖2所示，并參照上述連接關(guān)系進行連接組裝)，將鉆進單元3中的鉆桿和鉆頭裝入力矩電動機23和鉆桿固定器24中并夾緊，調(diào)節(jié)升降手柄13到達用戶需求的位置；[0051]第二，把動力單元2中的控制器22連接到轉(zhuǎn)換器21和力矩電動機23上，并將轉(zhuǎn)換器21連接到外部供電系統(tǒng)上(汽車動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)機械支架，開始鉆進取芯，同時在鉆進過程中，對鉆進單元3的鉆孔進水嘴注水，達到冷卻鉆頭的目的，防止鉆頭過熱損壞；第四，根據(jù)用戶需求的鉆進深度，延長鉆桿，安裝延長轉(zhuǎn)接器和延長鉆桿，進一步鉆進，取芯；第五，鉆進取心完畢，關(guān)閉電源，斷開動力源，拆卸鉆桿，裝車收工。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述的小型電動式取芯鉆機，應(yīng)用于淺層地質(zhì)取樣，具有如下特點I、本實用新型實現(xiàn)了一種小型化的淺層地質(zhì)取樣鉆機，可方便實現(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、財力和時間。為野外淺層地質(zhì)取樣提供了一種方便而功能強大的取芯設(shè)備。2、本實用新型所述的動力源采用了空心直流力矩電動機，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，保證了鉆機工作時的安全、簡易和低能耗運行。3、引進了一種便于攜帶且無人體傷害的動力源(可使用汽車發(fā)電機或大容量蓄電池)，保證本設(shè)備在運輸過程中的安全，綠色環(huán)保。當然，本實用新型還可有其他多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本實用新型做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種小型電動地質(zhì)取芯鉆機，其特征在于，包括機械支架、動力單元和鉆進單元；其中， 所述機械支架，與所述動力單元相連接，用于固定所述動力單元； 所述動力單元，與所說機械支架相連接，用于為鉆進單元提供動力源和功能控制； 所述鉆進單元，與所述動力單元相套接，用于淺層地質(zhì)巖心鉆進取樣； 所述動力單元，進一步包括轉(zhuǎn)換器、控制器、力矩電動機和鉆桿固定器；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)換為電動機所需電壓和電流后通過所述控制器給所述力矩電動機提供動力； 所述控制器，與所述轉(zhuǎn)換器和力矩電動機相連接，用于接收所述轉(zhuǎn)換器發(fā)送的電壓和電流，并對所述力矩電動機提供動力； 所述力矩電動機，與所述控制器、鉆桿固定器和機械支架中的電動機托架相連接，用于接收所述控制器的控制信息來調(diào)節(jié)對所述鉆進單元作用的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度； 所述鉆桿固定器，與所述力矩電動機相連接，用于通過其上的螺栓夾緊所述鉆進單元中的鉆桿。
2.如權(quán)利要求I所述的小型電動地質(zhì)取芯鉆機，其特征在于，所述鉆進單元，包括鉆頭、鉆桿和鉆桿延長器。
3.如權(quán)利要求I所述的小型電動地質(zhì)取芯鉆機，其特征在于，所述機械支架，包括支撐框架、電動機托架、升降手柄和滑輪；其中 所述支撐框架與電動機托架套接； 所述升降手柄連接在電動機托架側(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所述的小型電動地質(zhì)取芯鉆機，其特征在于，所述機械支架的整體長度為I. 2米。
5.如權(quán)利要求I所述的小型電動地質(zhì)取芯鉆機，其特征在于，所述力矩電動機為空心直流力矩電動機。
6.如權(quán)利要求I所述的小型電動地質(zhì)取芯鉆機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器、控制器、力矩電動機和鉆桿固定器之間的連接均進行防水處理。
專利摘要本實用新型公開了一種小型電動地質(zhì)取芯鉆機，包括機械支架、動力單元和鉆進單元；其中，所述機械支架，與所述動力單元相連接，用于固定所述動力單元；所述動力單元，與所說機械支架相連接，用于為鉆進單元提供動力源和功能控制；所述鉆進單元，與所述動力單元相套接，用于淺層地質(zhì)巖心鉆進取樣。本實用新型解決了現(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穩(wěn)定動力源的問題。
文檔編號E21B3/00GK202745777SQ20122043893
公開日2013年2月20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)明者郭玲莉, 劉力強, 陳順云, 王汝杰 申請人:劉力強, 中國地震局地質(zhì)研究所