一种太阳能动力源分体式声波钻机 |
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| 申请号 | CN201710129970.5 | 申请日 | 2017-03-07 | 公开(公告)号 | CN106939769A | 公开(公告)日 | 2017-07-11 |
| 申请人 | 中国地质大学(北京); | 发明人 | 吴浩; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 太阳能 动 力 源分体式 声波 钻机，包括声 波动 力头总成； 机架 总成；太阳能动力源总成，以及 电机 调速装置；所述太阳能动力源总成、所述机架总成、所述电机调速装置和所述声波动力头总成均为分体式结构，所述电机调速装置和所述声波动力头总成均安装在所述机架总成上。本发明的有益效果：钻机采用太阳能动力源，绿色环保；声波动力头总成采用单个高速电机 直接驱动 偏 心轴 的方式，结构简单，较机械软轴驱动性能可靠，节约成本，振 动能 力强，钻进速度快并能连续获取无扰动 地层 样品；钻机采用分体式结构，拆装方便、易于搬迁；适合于河滩、林地、丘陵和 水 域等交通不便地区的环境地质调查取样工作。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种太阳能动力源分体式声波钻机，包括声波动力头总成；机架总成；为声波动力头总成提供动力的太阳能动力源总成，以及用以控制声波动力头总成的转速及振动频率的电机调速装置；其特征在于，所述太阳能动力源总成、所述机架总成、所述电机调速装置和所述声波动力头总成均为分体式结构，所述电机调速装置和所述声波动力头总成均安装在所述机架总成上。 |
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| 说明书全文 | 一种太阳能动力源分体式声波钻机技术领域[0001] 本发明涉及用于地质勘探的钻机技术领域，尤其涉及一种太阳能动力源分体式声波钻机。 背景技术[0002] 本部分中的陈述仅仅提供了与本发明公开的内容有关的背景信息，且可能不构成现有技术。 [0003] 随着环境污染的加剧，环境地质调查工作越发重要，为了准确圈定地下污染物的扩散范围，需要借助环境地质调查钻机获取高精度的地质样品。 [0005] 目前环境地质调查钻机多采用冲洗液循环的回转钻探或静压钻探的方式进行取样，冲洗液对地层样品造成较大程度的污染和扰动，静压钻探碰到硬地层时无法压入。声波钻机采用超高频振动钻进的方式，不需冲洗液，不污染地层，对地层样品的扰动极小，能够获取高质量的地层样品。 [0007] 此外，个别分体式声波钻机从动力机输出端通过软轴机械驱动声波动力头偏心装置，软轴在超高频振动力作用下容易发生疲劳破坏，寿命短，需要频繁更换、维护成本高。柴油或汽油动力机输出端转速一般在2000～4000转/分钟的范围，声波动力头则需要设计机械增速机构使其达到9000转/分钟及以上来驱动偏心轴。 [0008] 故现有技术有待改进和发展。 发明内容[0010] 本发明的技术解决方案是：一种太阳能动力源分体式声波钻机，包括声波动力头总成；机架总成；为声波动力头总成提供动力的太阳能动力源总成，以及用以控制声波动力头总成的转速及振动频率的电机调速装置；所述太阳能动力源总成、所述机架总成、所述电机调速装置和所述声波动力头总成均为分体式结构，所述电机调速装置和所述声波动力头总成均安装在所述机架总成上。 [0011] 所述太阳能动力源总成包括太阳能动力源框架、太阳能薄膜发电板、导电引线和蓄电池，所述太阳能动力源框架是所述太阳能薄膜发电板、所述导电引线和所述蓄电池的载体，所述太阳能薄膜发电板通过所述导电引线为所述蓄电池充电。 [0012] 所述机架总成包括地钎、底座、桅杆、地轮，所述地钎和所述地轮安装在所述底座四角，所述桅杆安装在所述底座前部，所述桅杆上装有带动声波动力头总成上下滑动的机械提升装置。 [0013] 所述声波动力头总成包括高速电机、高速轴承、偏心轴、动力头箱体、主轴和减振装置，所述高速电机水平向安装在所述动力头箱体外表面，所述高速轴承和所述偏心轴水平向安装在所述动力头箱体内部，所述主轴竖向安装在所述动力头箱体内部，所述减振装置竖向安装在所述动力头箱体上部。 [0014] 减振装置包括提柱、减振环和外压套，提柱与动力头箱体之间可采用螺栓联接或焊接，提柱下端装有多组减振环，减振环可以是橡胶减振材料或金属丝减振材料，外压套与提柱采用螺纹联接，压住减振环，外压套与动力头提升板联接。 [0015] 所述电机调速装置包括电机调速器和导电线，所述电机调速器通过所述导电线的一端联接所述蓄电池，其另一端联接所述声波动力头总成。 [0016] 本发明的有益效果：钻机采用太阳能动力源，绿色环保；声波动力头总成采用单个高速电机直接驱动偏心轴的方式，结构简单，较机械软轴驱动性能可靠，节约成本，振动能力强，钻进速度快并能连续获取无扰动地层样品；钻机采用分体式结构，拆装方便、易于搬迁；适合于河滩、林地、丘陵和水域等交通不便地区的环境地质调查取样工作。附图说明 [0017] 图1为本发明的整机结构示意图； [0018] 图2为本发明声波动力头总成的俯视图； [0019] 图3为本发明声波动力头总成的主视图； [0020] 图4为偏心轴截面图。 [0021] 图中：1-太阳能动力源总成，11-太阳能动力源框架，12-太阳能薄膜发电板，13-导电引线，14-蓄电池，2-机架总成，21-地钎，22-底座，23-桅杆，24-地轮，25-机械提升装置，3-电机调速装置，31-电机调速器，32-导电线，4-声波动力头总成，41-高速电机，42-高速轴承，43-偏心轴，44-动力头箱体，45-主轴，46-减振装置，461-提柱，462-减振环，463-外压套。 具体实施方式[0022] 实施例： [0023] 参阅图1所示，本发明公开一种太阳能动力源分体式声波钻机，包括太阳能动力源总成1、机架总成2、电机调速装置3和声波动力头总成4；所述太阳能动力源总成1、机架总成2、电机调速装置3和声波动力头总成4均为分体式结构，单个总成重量轻，一般不超过80kg，适合交通不便地区的人抬搬运，工作时可将各总成组装成一体。电机调速装置3用来控制声波动力头总成4的转速及振动频率，电机调速装置3和声波动力头总成4均通过螺栓联接安装在所述机架总成2上，便于拆装。 [0024] 本发明的一种太阳能动力源分体式声波钻机，太阳能动力源总成1包括太阳能动力源框架11、太阳能薄膜发电板12、导电引线13和蓄电池14，太阳能动力源总成1为声波动力头总成4提供动力，太阳能动力源框架11是太阳能薄膜发电板12、导电引线13和蓄电池14的载体，太阳能薄膜发电板12安装在太阳能动力源框架11的面板上，蓄电池14安装在太阳能动力源框架11的底部，太阳能薄膜发电板12采用高能量钢丝夹层布料，其上密集分布大量太阳能多晶硅，吸收太阳光后转换成电能，通过导电引线13对蓄电池14进行充电，蓄电池14通过导电线32驱动声波动力头总成的高速电机41运转，太阳能薄膜发电板11超过使用寿命后，可以更换。 [0025] 本发明的一种太阳能动力源分体式声波钻机，机架总成2包括地钎21、底座22、桅杆23、机械提升装置25。地钎21安装在底座22的四角，地钎21被打入地层，用于锚固钻机。底座22由槽钢或方管拼焊而成，底座22下端安装地轮24以便推行，桅杆23由方管或槽钢焊接而成，其通过螺栓与底座22联接，桅杆23上装有机械提升装置25，机械提升装置25在本实施例中为手摇链条提升机构，链条牵引动力头提升板，动力头提升板联接声波动力头总成4，带动声波动力头总成4上下滑动。 [0026] 本发明的一种太阳能动力源分体式声波钻机，电机调速装置3包括电机调速器31和导电线32。电机调速器31通过导电线32的一端联接蓄电池14，其另一端联接声波动力头总成4的高速电机41，控制高速电机41的转速及声波动力头的振动频率。 [0027] 如图2～4所示，本发明的一种太阳能动力源分体式声波钻机，声波动力头总成4包括高速电机41、高速轴承42、偏心轴43、动力头箱体44、主轴45和减振装置46。高速电机41为1个，其额定工作转速在9000转/分钟及以上，直接驱动偏心轴43高速旋转，产生激振力，水平向激振力可由机架总成3或外力承担，竖向激振力是有效振动力，高速电机41安装在动力头箱体44外表面，高速电机41通过平键驱动偏心轴43高速旋转，偏心轴43的截面见图4。高速轴承42安装在偏心轴43的两端，偏心轴43和高速轴承42水平向安装在动力头箱体44内部。主轴45竖向安装在动力头箱体44下部，竖向激振力通过主轴45向下传递到钻杆、钻具，钻入地层进而获取原状样品。 [0028] 减振装置46竖向安装在动力头箱体44的上部。减振装置46用于隔离声波动力头总成4传递到机架总成3的振动，从而保护机架总成3。减振装置46包括提柱461、减振环462和外压套463，提柱461与动力头箱体44之间可采用螺栓联接或焊接，提柱461下端装有多组减振环462，减振环462可以是橡胶减振材料或金属丝减振材料，外压套463与提柱461采用螺纹联接，压住减振环462，外压套463与动力头提升板联接。 [0029] 在本说明书的描述中，术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 [0030] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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