專利名稱：大功率超聲波鉆孔設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉆孔設(shè)備，尤其涉及一種適用于建筑物上鉆孔的便攜式的大
功率超聲波鉆孔設(shè)備。
背景技術(shù)：
超聲波技術(shù)作為一種物理手段和工具，具有許多特殊的作用。相對(duì)于電動(dòng)機(jī)低頻 率高振幅的特性，超聲波則恰恰相反，振動(dòng)頻率很高，振動(dòng)幅度很小。換一句通俗的話，超聲 波適合干一些精密細(xì)致的活。具體到在建筑物構(gòu)件上打孔的領(lǐng)域，目前用得最多的是電動(dòng) 式?jīng)_擊鉆。但是沖擊鉆存在著沖擊振動(dòng)大、噪音大的缺陷，對(duì)周圍環(huán)境有很大的干擾，影響 人們正常的生活和工作。而且用沖擊鉆在建筑物上鉆孔時(shí)，產(chǎn)生的建筑物粉末會(huì)向周圍發(fā) 散開來(lái)，嚴(yán)重污染周圍的空氣和環(huán)境。 為了提高鉆孔時(shí)的效率，也出現(xiàn)了超聲波鉆孔設(shè)備，如中國(guó)專利文獻(xiàn)01203690.0 公開了一種"超聲波扭轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆孔裝置"，它主要由超聲波換能器、壓緊螺母、微調(diào)螺絲、變 幅桿、工具頭、鉆頭組成，工具頭是一中心有孔的帶縱向切槽的彈性?shī)A頭，其錐面和螺扣與 變幅桿連接，鉆頭插在工具頭的中心孔中，通過(guò)工具頭錐面產(chǎn)生的夾緊力，將鉆頭夾住，變 幅桿上設(shè)有可使鉆頭產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的凹槽。這種超聲波鉆孔裝置，僅僅是車床的一個(gè)附加 工具。超聲波在這里起到一個(gè)輔助振動(dòng)的作用，用于提高普通車床鉆頭的鉆孔效率。它需 要用車床帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)而打孔，不是一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，根本不可能在建筑物上鉆孔。它的鉆 頭是夾在超聲波工具頭上的，鉆頭比較細(xì)，只能打小孔。 另外也還有一種成熟的超聲波打孔機(jī)，廣泛地用于珠寶首飾打孔領(lǐng)域。它的基本 組成部件是機(jī)架、工件臺(tái)、磨料懸浮液循環(huán)系統(tǒng)、超聲波換能器、變幅桿、工具頭、平衡式自 動(dòng)加力壓機(jī)構(gòu)、打孔針、驅(qū)動(dòng)電源等組成。它的打孔機(jī)理不是靠鉆頭的鉆削，而是通過(guò)超聲 波鉆頭激發(fā)磨料的高速運(yùn)動(dòng)，將珠寶欲打孔部位的物質(zhì)一點(diǎn)一點(diǎn)的磨削而達(dá)到打孔的目 的。磨料懸浮液循環(huán)系統(tǒng)把儲(chǔ)存的磨料顆粒與工作的磨料顆粒循環(huán)交換，順便把磨削下來(lái) 的廢料帶走。它的打孔針同樣很細(xì)，通過(guò)焊接的方法焊在工具頭上。打孔針只是起到激發(fā) 磨料粒子高速運(yùn)動(dòng)的作用，沒有直接的鉆孔功能，與工件之間也沒有相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?；?臺(tái)式的，具有磨料循環(huán)的系統(tǒng)，打孔針很細(xì)，所以，也根本不能用來(lái)進(jìn)行建筑物打孔。 以上這兩種現(xiàn)有的打孔設(shè)備，其超聲波鉆頭都是按照小工具頭理論設(shè)計(jì)的，不要 求它與整個(gè)超聲波系統(tǒng)有相同的共振頻率。這種工具頭的制作就比較隨意，可前提是單個(gè) 鉆頭的體積和質(zhì)量都必須很小，一般是要求小于與其連接的部件(即超聲波共振部件，一 般是工具頭)的1/10。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要解決現(xiàn)有的沖擊鉆在建筑物上鉆孔時(shí)，振動(dòng)大、噪音大，嚴(yán)重影響 周圍環(huán)境，而且已有的超聲波鉆孔設(shè)備一般要與機(jī)床、工件臺(tái)配合使用，只適合在小工件上 打孔，不適合在建筑物上鉆孔的技術(shù)問(wèn)題；提供一種無(wú)沖擊、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音，對(duì)周圍環(huán)境無(wú)影響，功率大、強(qiáng)度大，可手持工作，可便攜式移動(dòng)，適合在建筑物上鉆孔的大功率超聲波鉆孔設(shè)備。 本實(shí)用新型同時(shí)解決現(xiàn)有的沖擊鉆在建筑物上鉆孔時(shí)，產(chǎn)生的建筑物粉末會(huì)向周圍發(fā)散開來(lái)，嚴(yán)重污染周圍空氣、影響周圍環(huán)境，而已有的超聲波鉆孔設(shè)備也沒有解決鉆孔產(chǎn)生的粉末四散的缺陷的技術(shù)問(wèn)題；提供一種一邊鉆孔一邊就能將鉆孔產(chǎn)生的粉末收集排放，對(duì)周圍空氣和環(huán)境無(wú)影響的大功率超聲波鉆孔設(shè)備，滿足人們安全、環(huán)保和綠色的要求。 本實(shí)用新型的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的本實(shí)用新型包括殼體、設(shè)于殼體內(nèi)的超聲波換能器和穿設(shè)于殼體上并與超聲波換能器相連的超聲波變幅桿，所述的超聲波變幅桿的露出于殼體外的端頭上連接有超聲波鉆頭，超聲波鉆頭的直徑和長(zhǎng)度是超聲波縱向振動(dòng)的半波長(zhǎng)或半波長(zhǎng)的整數(shù)倍，所述的殼體呈圓柱體，殼體側(cè)面外周套有一個(gè)固定滑套，殼體和固定滑套上都設(shè)有把持用的手柄。本實(shí)用新型的超聲波鉆頭不是安裝在超聲波工具頭上的，而是直接連接在超聲波變幅桿上的。在這里，超聲波鉆頭不是作為工具頭的一個(gè)附加部件，換句話說(shuō)，超聲波工具頭就是超聲波鉆頭。兩者是同一個(gè)物體，只是所處的角度不同，叫法不同而已。所以，其體積和質(zhì)量也就可以和工具頭相當(dāng)，其體積、大小、強(qiáng)度的設(shè)計(jì)就很容易達(dá)到鉆孔設(shè)備的要求。超聲波鉆頭、超聲波變幅桿及超聲波換能器都按照超聲波振動(dòng)頻率的半波長(zhǎng)或全波長(zhǎng)的長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，它們之間一般通過(guò)中心螺絲連接。由于超聲波鉆頭是按照超聲波標(biāo)準(zhǔn)的半波長(zhǎng)原理設(shè)計(jì)的，與超聲波變幅桿、超聲波換能器處于共振的諧振匹配狀態(tài)，這樣就允許超聲波鉆頭具備足夠的直徑、長(zhǎng)度和強(qiáng)度，而且還易于更換。整個(gè)超聲波振動(dòng)系統(tǒng)固定在殼體上，是以殼體為支撐的一個(gè)能獨(dú)立工作的、可便攜式移動(dòng)的設(shè)備。殼體上的手柄便于攜帶和把持，這樣就形成一個(gè)便攜式的超聲波鉆孔設(shè)備。使用時(shí)，超聲波換能器與超聲波驅(qū)動(dòng)電源通過(guò)高頻電纜連接，超聲波驅(qū)動(dòng)電源為超聲波鉆孔設(shè)備提供高頻率、高功率的交流電流，用于驅(qū)動(dòng)超聲波鉆頭產(chǎn)生超聲波振動(dòng)。[0009] 我們知道，要達(dá)到鉆孔的目的，有個(gè)基本的條件，即鉆頭要有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，還需要有前后的縱向運(yùn)動(dòng)。在這里，我們利用大功率超聲波產(chǎn)生的縱向振動(dòng)驅(qū)動(dòng)超聲波鉆頭作前后縱向運(yùn)動(dòng)，這是鉆孔的主要運(yùn)動(dòng)。通過(guò)固定滑套可固定整個(gè)設(shè)備，從而使超聲波鉆孔機(jī)成為一個(gè)獨(dú)立的、可以任意移動(dòng)的設(shè)備，可以手持，在任意的建筑物墻上鉆孔。固定滑套上可以安裝把手，用于操作時(shí)由操作人員把持，或?qū)⒐潭ɑ坠潭ㄔ谕七M(jìn)機(jī)構(gòu)上。扳動(dòng)手柄，帶動(dòng)殼體在固定滑套內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，從而使得鉆頭來(lái)回旋轉(zhuǎn)，可以提高鉆孔效率。操作工人通過(guò)握持手柄往復(fù)旋轉(zhuǎn)殼體，帶動(dòng)超聲波鉆頭也作往復(fù)旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。超聲波鉆孔設(shè)備可手持工作，也可以固定在專用的支撐架上，以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。由此達(dá)到便攜式和靜音的目的。 使用時(shí)，啟動(dòng)超聲波驅(qū)動(dòng)電源，使超聲波換能器作超聲波振動(dòng)，表現(xiàn)形式為超聲波換能器作縱向來(lái)回伸縮運(yùn)動(dòng)，典型的振動(dòng)頻率是20kHz。換能器的振幅一般在幾個(gè)微米，這樣的振幅功率密度不夠，是不能直接使用的。超聲波變幅桿和超聲波換能器連接，按設(shè)計(jì)需要放大振幅，同時(shí)也放大了輸出能量。變幅桿的露出殼體外的一頭與超聲波鉆頭連接，帶動(dòng)鉆頭作縱向超聲波振動(dòng)，振幅一般為5 50iim。經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，振幅也可以達(dá)到更高的50 ii m 90 ii m。整個(gè)便攜式超聲波鉆孔系統(tǒng)由人工推頂或由機(jī)械裝置推頂，使超聲波鉆頭緊緊頂住建筑物構(gòu)件鉆孔部位，超聲波換能器通過(guò)超聲波變幅桿帶動(dòng)超聲波鉆頭作超聲波振動(dòng)。超聲波鉆頭的運(yùn)動(dòng)以換能器驅(qū)動(dòng)的縱向伸縮運(yùn)動(dòng)為主，輔以手動(dòng)的較慢速度的往復(fù) 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。縱向伸縮運(yùn)動(dòng)的頻率一般為14kHz 30kHz，振動(dòng)幅度在5 ii m 100 ii m之間。 超聲波鉆頭的旋轉(zhuǎn)可以是來(lái)回往復(fù)旋轉(zhuǎn)，也可以是向一個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速一般在30轉(zhuǎn)/ 分鐘 300轉(zhuǎn)/分鐘之間。非金屬建筑材料的特性是硬而脆，韌性不高。在超聲波鉆頭高 頻、小振幅、大功率的超聲波作用下，非金屬建筑材料被擠壓擊碎，實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊、無(wú)振動(dòng)、無(wú) 噪音地鉆孔，對(duì)周圍環(huán)境無(wú)影響。 作為優(yōu)選，所述的超聲波鉆頭、超聲波變幅桿及超聲波換能器的軸線位置均設(shè)有 通孔，所述的超聲波換能器的通孔的尾端連接有管路，所述的管路的管口設(shè)于所述的殼體 上。使用時(shí)，將設(shè)在殼體上的管口與真空泵的進(jìn)口相連。鉆孔產(chǎn)生的粉末在真空泵的吸力 作用下被吸入超聲波鉆頭的通孔中，并經(jīng)過(guò)超聲波變幅桿的通孔、超聲波換能器的通孔，通 過(guò)管路吸入水過(guò)濾器，很簡(jiǎn)單地就解決了粉塵收集問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)一邊鉆孔一邊就能將產(chǎn)生的 粉末收集起來(lái)集中排放，避免粉末向四周散開而污染環(huán)境。鉆孔完成后，還可以將水灌入通 孔中，把遺留在通孔中的粉末沖走。確保鉆孔對(duì)周圍空氣和環(huán)境無(wú)影響，滿足人們安全、環(huán) 保和綠色的要求。超聲波驅(qū)動(dòng)電源、水過(guò)濾器、真空泵放置在超聲波鉆孔設(shè)備附近，工作時(shí) 分別通過(guò)高頻電纜、皮管與超聲波鉆孔設(shè)備相連，工作完成后可以快速脫開接頭，分別裝入 專用的手提箱帶走，非常方便。 作為優(yōu)選，所述的設(shè)于殼體上的手柄位于所述的殼體的側(cè)面。確保握手更方便，更 易于用力，旋轉(zhuǎn)殼體也更加省力和方便。 作為優(yōu)選，所述的殼體內(nèi)的空腔中為壓縮空氣，殼體的側(cè)面設(shè)有出氣孔，殼體的尾 端設(shè)有壓縮空氣進(jìn)口。工作時(shí)，壓縮空氣(也是冷風(fēng))從壓縮空氣進(jìn)口流入殼體內(nèi)，又從出 氣孔流出，能有效帶走換能器機(jī)電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的熱量，用于對(duì)超聲波換能器進(jìn)行冷卻，確保超 聲波換能器工作的穩(wěn)定性。 作為優(yōu)選，所述的超聲波鉆頭為圓棒或方棒，或橫截面呈多邊形的棒體，超聲波鉆 頭的橫截面的最寬處的寬度為5mm 80mm，超聲波鉆頭的長(zhǎng)度為100 300mm。 作為優(yōu)選，所述的超聲波鉆頭的振幅為10 llOym，超聲波鉆頭的縱向伸縮運(yùn)動(dòng) 的頻率為14KHz 30KHz。 作為優(yōu)選，所述的超聲波鉆頭的頭部有個(gè)外擴(kuò)的凸頭，所述的凸頭的端面設(shè)有錐 形凸起。錐形凸起構(gòu)成尖頭，起導(dǎo)向作用，有利于超聲波鉆頭鉆入建筑物構(gòu)件中。外擴(kuò)的凸 頭確保超聲波鉆頭的頭部適當(dāng)擴(kuò)大，以利超聲波鉆頭從建筑物構(gòu)件中旋轉(zhuǎn)出來(lái)時(shí)還能進(jìn)一 步粉碎建筑塊，提高鉆孔效率。 作為優(yōu)選，所述的殼體上設(shè)有電源接口 ，所述的超聲波換能器通過(guò)高頻電纜與所 述的電源接口相連，所述的電源接口又通過(guò)高頻電纜與獨(dú)立于殼體外的超聲波驅(qū)動(dòng)電源相 連。超聲波驅(qū)動(dòng)電源與超聲波鉆孔系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，確保大功率超聲波鉆孔設(shè)備的手持部分 重量輕，便于操作，可靠性也高。 作為優(yōu)選，所述的超聲波驅(qū)動(dòng)電源包括依次相連的電源整流濾波模塊、直流電壓 調(diào)節(jié)模塊、功率開關(guān)放大模塊、高壓隔離輸出模塊、電感電容匹配模塊，還包括依次相連的 電容分壓反饋模塊、脈沖移相調(diào)節(jié)模塊、脈沖耦合推動(dòng)模塊，脈沖耦合推動(dòng)模塊的輸出接所 述的功率開關(guān)放大模塊，所述的脈沖移相調(diào)節(jié)模塊上連接有頻率顯示模塊，所述的功率開 關(guān)放大模塊還與相位/電流反饋報(bào)警模塊相連，相位/電流反饋報(bào)警模塊再與所述的脈沖耦合推動(dòng)模塊相連；所述的電感電容匹配模塊的輸出與所述的超聲波換能器電連接，超聲波換能器又與所述的電容分壓反饋模塊電連接。該驅(qū)動(dòng)電源用來(lái)產(chǎn)生高頻高功率電流，驅(qū)動(dòng)超聲波振動(dòng)部件工作。直流電壓調(diào)節(jié)模塊用來(lái)調(diào)節(jié)超聲波發(fā)振器的功率，使之適應(yīng)鉆頭不同的工作狀態(tài)。 作為優(yōu)選，所述的超聲波驅(qū)動(dòng)電源還包括時(shí)序開關(guān)控制模塊，所述的時(shí)序開關(guān)控制模塊與所述的脈沖耦合推動(dòng)模塊相連。通過(guò)時(shí)序開關(guān)控制模塊可以設(shè)定超聲波換能器的發(fā)振時(shí)間和間歇時(shí)間，從而設(shè)定鉆孔時(shí)間，使大功率超聲波鉆孔設(shè)備的使用更趨方便，也更加智能化。 本實(shí)用新型的有益效果是受超聲波驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)，超聲波換能器產(chǎn)生振動(dòng)，超聲波變幅桿放大聚焦能量，超聲波鉆頭輸出能量，電源驅(qū)動(dòng)的縱向伸縮運(yùn)動(dòng)和手動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同時(shí)對(duì)建筑物構(gòu)件施加作用力。超聲波振動(dòng)頻率高、振幅大，建筑物構(gòu)件被迅速粉碎。這種超聲波聲音人耳聽不到。超聲波在鉆孔部位的高頻振動(dòng)，會(huì)很快地被周圍的建筑物體吸收，附近的人體根本也感覺不到。達(dá)到了無(wú)沖擊、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、對(duì)周圍環(huán)境無(wú)影響目的。而且鉆孔過(guò)程中產(chǎn)生的粉末通過(guò)真空吸塵的方法經(jīng)通孔由真空泵排出，實(shí)現(xiàn)一邊鉆孔一邊就能將鉆孔產(chǎn)生的粉末收集排放，對(duì)周圍空氣和環(huán)境不產(chǎn)生污染，滿足安全、環(huán)保和綠色的要求。

圖1是本實(shí)用新型的一種軸向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型中超聲波驅(qū)動(dòng)電源的一種電路原理連接框圖。 圖中1-1.鋁外殼，1-2.固定環(huán)，2.超聲波換能器，3.超聲波變幅桿，4.超聲波鉆
頭，5.通孔，6.管路，7.固定滑套，8.手柄，9.出氣孔，IO.壓縮空氣進(jìn)口，ll.凸頭，12.錐
形凸起，13.電源接口，14.超聲波驅(qū)動(dòng)電源，141.電源整流濾波模塊，142.直流電壓調(diào)節(jié)模
塊，143.功率開關(guān)放大模塊，144.高壓隔離輸出模塊，145.電感電容匹配模塊，146.電容分
壓反饋模塊，147.脈沖移相調(diào)節(jié)模塊，148.脈沖耦合推動(dòng)模塊，149.頻率顯示模塊，150.相
位/電流反饋報(bào)警模塊，151.時(shí)序開關(guān)控制模塊。
具體實(shí)施方式下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。[0025] 實(shí)施例1 :本實(shí)施例的大功率超聲波鉆孔設(shè)備，如圖1所示，包括鉆孔機(jī)槍體和超聲波驅(qū)動(dòng)電源14，兩者由高頻電纜13電連接。鉆孔機(jī)槍體的殼體由圓桶狀鋁外殼1-1和安裝于桶口的鋼質(zhì)固定環(huán)1-2構(gòu)成。固定環(huán)1-2上連接有一個(gè)與鋁外殼1-1的側(cè)面垂直的手柄8。鋁外殼側(cè)面外周套有一個(gè)鋁質(zhì)固定滑套7，鋁外殼的側(cè)面有一個(gè)出氣孔9，鋁外殼的桶底有一個(gè)壓縮空氣進(jìn)口 10。 超聲波換能器2位于鋁外殼1-1內(nèi)，與超聲波換能器2通過(guò)螺栓相連的階梯形超聲波變幅桿3穿過(guò)固定環(huán)1-2并安裝于固定環(huán)上，超聲波變幅桿3的露出于殼體外的端頭上通過(guò)螺栓連接有超聲波鉆頭4。超聲波鉆頭4呈圓棒，其直徑和長(zhǎng)度是超聲波縱向振動(dòng)的半波長(zhǎng)的整數(shù)倍，本實(shí)施例中，超聲波鉆頭總長(zhǎng)260mm，直徑25mm，其頭部有個(gè)徑向外擴(kuò)的呈六方形的凸頭11，凸頭11的外切圓直徑為30mm，凸頭11的高為20mm，凸頭11的端面有個(gè)錐形凸起12，高度為5mm，形成導(dǎo)向面。當(dāng)然超聲波鉆頭4也可以是方棒或橫截面呈多邊形的棒體。超聲波鉆頭4、超聲波變幅桿3及超聲波換能器2的軸線在一條直線上，而且軸線位置上均開有直徑為5mm的通孔5，超聲波換能器2的通孔的尾端連接有皮質(zhì)材料制成的管路6，管路6的管口嵌裝于鋁外殼1-1的桶底上。鉆孔時(shí)，該管口與真空泵的進(jìn)管相連，鉆孔產(chǎn)生的粉末，通過(guò)真空抽吸的辦法，經(jīng)過(guò)真空泵的排出管集中排放。鋁外殼l-l的桶底上還裝有電源接口 13，超聲波換能器2通過(guò)高頻電纜與電源接口 13相連，電源接口 13又通過(guò)高頻電纜與獨(dú)立于鉆孔機(jī)槍體外的超聲波驅(qū)動(dòng)電源14相連。殼體內(nèi)的空腔中為壓縮空氣。本實(shí)施例中超聲波變幅桿3、超聲波鉆頭4均采用20k鋼材制成。[0027] 如圖2所示，超聲波驅(qū)動(dòng)電源14包括依次相連的電源整流濾波模塊141 、直流電壓調(diào)節(jié)模塊142、功率開關(guān)放大模塊143、高壓隔離輸出模塊144、電感電容匹配模塊145，還包括依次相連的電容分壓反饋模塊146、脈沖移相調(diào)節(jié)模塊147、脈沖耦合推動(dòng)模塊148，脈沖耦合推動(dòng)模塊148的輸出接功率開關(guān)放大模塊143，脈沖移相調(diào)節(jié)模塊147上連接有頻率顯示模塊149，功率開關(guān)放大模塊143還與相位/電流反饋報(bào)警模塊150相連，相位/電流反饋報(bào)警模塊150再與脈沖耦合推動(dòng)模塊148相連。脈沖耦合推動(dòng)模塊148上還連接有時(shí)序開關(guān)控制模塊151。電感電容匹配模塊145的輸出與超聲波換能器2電連接，超聲波換能器2又與電容分壓反饋模塊146電連接。本實(shí)施例中的超聲波驅(qū)動(dòng)電源14采用ZJS-1000型立式電源，頻率20kHz，功率1000W。超聲波驅(qū)動(dòng)電源的機(jī)殼上部帶有提手，便于攜帶移動(dòng)使用。 本實(shí)用新型通過(guò)直流電壓調(diào)節(jié)模塊可以方便地調(diào)節(jié)超聲波驅(qū)動(dòng)電源的功率，超聲波鉆頭的超聲波振幅在10ym llOym范圍內(nèi)可調(diào)。固定滑套可根據(jù)需要安裝把手或支架，由操作人員手持，同時(shí)對(duì)槍體施以一定的壓力。壓力越大，超聲波鉆頭鉆孔的速度越快，同時(shí)消耗的功率也越大。針對(duì)不同的材料，鉆孔速度在每秒2mm 20mm之間。扳動(dòng)殼體上的手柄，通過(guò)殼體旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)超聲波鉆頭來(lái)回旋轉(zhuǎn)，可以進(jìn)一步提高鉆孔效率。通過(guò)時(shí)序開關(guān)控制模塊可以設(shè)定超聲波換能器的發(fā)振時(shí)間和間歇時(shí)間，從而設(shè)定鉆孔時(shí)間，使大功率超聲波鉆孔設(shè)備的使用更趨方便，也更加智能化。鉆孔時(shí)槍體產(chǎn)生的噪音小于50dB，人體也感覺不到建筑物構(gòu)件和槍體產(chǎn)生的震動(dòng)，達(dá)到了無(wú)沖擊、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、對(duì)周圍環(huán)境無(wú)影響目的。而且鉆孔過(guò)程中產(chǎn)生的粉末通過(guò)真空吸塵的方法經(jīng)通孔由真空泵排出，實(shí)現(xiàn)一邊鉆孔一邊就能將鉆孔產(chǎn)生的粉末收集排放，對(duì)周圍空氣和環(huán)境不產(chǎn)生污染，滿足安全、環(huán)保和綠色的要求。
權(quán)利要求一種大功率超聲波鉆孔設(shè)備，包括驅(qū)動(dòng)電源，殼體、設(shè)于殼體內(nèi)的超聲波換能器(2)和穿設(shè)于殼體上并與超聲波換能器(2)相連的超聲波變幅桿(3)，其特征在于所述的超聲波變幅桿(3)的露出于殼體外的端頭上連接有超聲波鉆頭(4)，超聲波鉆頭(4)的直徑和長(zhǎng)度是超聲波縱向振動(dòng)的半波長(zhǎng)的整數(shù)倍，所述的殼體呈圓柱體，殼體側(cè)面外周套有一個(gè)固定滑套(7)，固定滑套(7)和殼體上都設(shè)有一個(gè)手柄。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大功率超聲波鉆孔設(shè)備，其特征在于所述的超聲波鉆頭(4)、 超聲波變幅桿(3)及超聲波換能器(2)的軸線位置均設(shè)有通孔(5)，所述的超聲波換能器 (2)的通孔的尾端連接有管路(6)，所述的管路(6)的管口設(shè)于所述的殼體上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率超聲波鉆孔設(shè)備，其特征在于所述的設(shè)于殼體上的手 柄(8)位于所述的殼體的側(cè)面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的大功率超聲波鉆孔設(shè)備，其特征在于所述的殼體內(nèi) 的空腔中通有壓縮空氣，殼體的側(cè)面設(shè)有出氣孔(9)，殼體的尾端設(shè)有壓縮空氣進(jìn)口 (10)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大功率超聲波鉆孔設(shè)備，其特征在于所述的超聲波鉆頭 (4)為圓棒或方棒，或橫截面呈多邊形的棒體，超聲波鉆頭(4)的橫截面的最寬處的寬度為 5mm 80mm，超聲波鉆頭(4)的長(zhǎng)度為100 300mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大功率超聲波鉆孔設(shè)備，其特征在于所述的超聲波鉆頭 (4)的振幅為10 110iim，超聲波鉆頭(8)的縱向伸縮運(yùn)動(dòng)的頻率為14KHz 30KHz。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大功率超聲波鉆孔設(shè)備，其特征在于所述的超聲波鉆頭 (4)的頭部有個(gè)徑向外擴(kuò)的凸頭(ll)，所述的凸頭(11)的端面設(shè)有錐形凸起(12)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的大功率超聲波鉆孔設(shè)備，其特征在于所述的殼體上 設(shè)有電源接口 (13)，所述的超聲波換能器(2)通過(guò)高頻電纜與所述的電源接口 (13)相連， 所述的電源接口 (13)又通過(guò)高頻電纜與獨(dú)立于殼體外的超聲波驅(qū)動(dòng)電源(14)相連。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的大功率超聲波鉆孔設(shè)備，其特征在于所述的超聲波驅(qū)動(dòng)電源 (14)包括依次相連的電源整流濾波模塊(141)、直流電壓調(diào)節(jié)模塊(142)、功率開關(guān)放大模 塊(143)、高壓隔離輸出模塊(144)、電感電容匹配模塊(145)，還包括依次相連的電容分壓 反饋模塊(146)、脈沖移相調(diào)節(jié)模塊(147)、脈沖耦合推動(dòng)模塊(148)，脈沖耦合推動(dòng)模塊 (148)的輸出接所述的功率開關(guān)放大模塊(143)，所述的脈沖移相調(diào)節(jié)模塊(147)上連接有 頻率顯示模塊(149)，所述的功率開關(guān)放大模塊(143)還與相位/電流反饋報(bào)警模塊(150) 相連，相位/電流反饋報(bào)警模塊(150)再與所述的脈沖耦合推動(dòng)模塊(148)相連；所述的電 感電容匹配模塊(145)的輸出與所述的超聲波換能器(2)電連接，超聲波換能器(2)又與 所述的電容分壓反饋模塊(146)電連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的大功率超聲波鉆孔設(shè)備，其特征在于所述的超聲波驅(qū)動(dòng)電 源(14)還包括時(shí)序開關(guān)控制模塊(151)，所述的時(shí)序開關(guān)控制模塊(151)與所述的脈沖耦 合推動(dòng)模塊(148)相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種大功率超聲波鉆孔設(shè)備，包括殼體、設(shè)于殼體內(nèi)的超聲波換能器和穿設(shè)于殼體上并與超聲波換能器相連的超聲波變幅桿，超聲波變幅桿露出于殼體外的端頭上連接有超聲波鉆頭，超聲波鉆頭的直徑和長(zhǎng)度是超聲波縱向振動(dòng)的半波長(zhǎng)的整數(shù)倍，呈圓柱體的殼體側(cè)面外周套有一個(gè)固定滑套，殼體和固定滑套上設(shè)有手柄。超聲波鉆頭、超聲波變幅桿及超聲波換能器的軸線位置均設(shè)有通孔，通孔尾端經(jīng)管路與殼體上的管口相連。本實(shí)用新型電源驅(qū)動(dòng)的超聲波縱向伸縮運(yùn)動(dòng)和手動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同時(shí)對(duì)建筑物構(gòu)件施加作用力，超聲波振動(dòng)頻率高、振幅大，鉆孔產(chǎn)生的粉末經(jīng)通孔由真空泵排出，達(dá)到了無(wú)沖擊、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、無(wú)污染、對(duì)周圍環(huán)境無(wú)影響目的。
文檔編號(hào)B23B35/00GK201543855SQ20092031315
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者陳元平 申請(qǐng)人:陳元平