一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于巖石試驗取樣設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置，適用于全自動多功能取芯機不同尺寸鉆頭的自動更換。
技術(shù)背景:
[0002]在工程建設(shè)中，地下巖樣采樣分析是整個工程建設(shè)的關(guān)鍵性步奏。在巖樣研究分析過程中，先通過取樣機將地下深處的巖石巖樣采集，因地下巖樣取樣機所取巖樣粗糙且大小不符合室內(nèi)實驗要求，一般情況下，在此基礎(chǔ)上通過取芯機再次提取巖樣樣品來滿足實驗所需巖樣尺寸的大小。而現(xiàn)有的取芯機中大多自動化程度低，鉆頭的更換工作需人工完成，在鉆取多個不同尺寸巖心的工況下，對取芯機的操作就顯得更為復(fù)雜，無形中增加了科研人員的工作量，降低了工作效率。因此實現(xiàn)取芯機電磁鉆頭的自動安裝與更換，提高取芯機的自動化程度，在室內(nèi)巖石試驗研究過程中具有重要的現(xiàn)實意義?；诖四康陌l(fā)明了一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置，該鉆頭轉(zhuǎn)換裝置可通過環(huán)形電機驅(qū)動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動切換鉆頭，配合電磁力自動安裝卸下取芯鉆頭。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的是設(shè)一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置。針對鉆頭轉(zhuǎn)換裝置功能需求，本設(shè)計提出以下方案:通過設(shè)計電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上開設(shè)有電磁鉆頭卡槽，作為電磁鉆頭的置放位置，可將不同規(guī)格尺寸的電磁鉆頭分別卡于轉(zhuǎn)盤卡槽之上;轉(zhuǎn)盤由環(huán)形電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動，可使電磁鉆頭自動拆卸后能自動置放回原位;設(shè)計傳動盒，由電機、齒輪、軸承等主要部件組成，可驅(qū)動電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤多向定位;設(shè)計豎向螺桿，并由傳動盒中豎向驅(qū)動電機通過齒輪驅(qū)動，定位電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤豎向位置;設(shè)計傳動架，通過直線導(dǎo)軌導(dǎo)引傳動盒直線定向移動;設(shè)計局部具有高磁性材料的電磁鉆頭，配合機架鉆頭夾頭上電磁電圈，依靠電磁力裝夾更換電磁鉆頭。本設(shè)計發(fā)明能提高取芯機的自動化與智能化水平，并提高研究人員的工作效率，同時可提高巖樣取芯的精度。
[0004]—種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)計包括傳動盒、電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤與電磁鉆頭三大部分組成。傳動盒放置于導(dǎo)向槽中，電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤安裝于豎向螺桿之上，而豎向螺桿通過螺紋與傳動盒相連。
[0005]傳動盒設(shè)計安裝于導(dǎo)向槽中，導(dǎo)向槽一側(cè)設(shè)計安裝有橫向驅(qū)動電機可用于驅(qū)動橫向螺桿轉(zhuǎn)動，橫向螺桿與傳動盒中內(nèi)螺紋配合。在傳動盒底部導(dǎo)軌的導(dǎo)引下，橫向螺桿轉(zhuǎn)動帶動傳動盒于左右移動。傳動盒外部豎向驅(qū)動電機驅(qū)動內(nèi)部的豎向驅(qū)動齒輪，再由豎向驅(qū)動齒輪帶動內(nèi)螺紋齒輪旋轉(zhuǎn)。內(nèi)螺紋齒輪與豎向螺桿通過螺紋相配合，實現(xiàn)豎向螺桿的上下移動。內(nèi)螺紋齒輪的上下兩面均設(shè)計安裝有一個用于減少齒輪與傳動盒摩擦的軸向軸承。
[0006]電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤設(shè)計安裝于豎向螺桿底部，由底部軸向軸承支撐，并由兩者中間的超聲波電機驅(qū)動。軸向軸承用于減少電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤與豎向螺桿間摩擦力。轉(zhuǎn)盤外側(cè)設(shè)計有六個卡槽，卡槽可用作電磁鉆頭的固定架?？ú鄣膬蓚?cè)設(shè)計有彈性片，彈性片用于電磁鉆頭的固定。
[0007]電磁鉆頭頂端部分設(shè)計為一個六棱柱，可與機架鉆頭夾頭的六棱柱孔槽相配合。六棱柱下方處設(shè)計有高磁性環(huán)形環(huán)，當機架鉆頭夾頭的電磁鐵通電時，電磁鐵與電磁鉆頭上的磁性環(huán)之間產(chǎn)生的磁力將鉆頭吸住，并通過六棱柱固定于機架鉆頭夾頭上，鉆取巖樣過程中電磁鐵保持通電狀態(tài)。電磁鉆頭卸下過程中，電磁鐵斷電，電磁鉆頭依靠自身重力作用脫落，自動置放回電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤的卡槽中。
[0008]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0009]1、本發(fā)明為一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置，可以自動裝取電磁鉆頭，無需人工操作，提高工作人員工作效率。
[0010]2、本發(fā)明為一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置，可安裝擴展多個電磁鉆頭，增加了取芯機的實用性。
[0011]3、本發(fā)明為一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小。
[0012]4、本發(fā)明為一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置，操作簡單，使用方便。
【附圖說明】
[0013]圖1:取芯機整體三維視圖
[0014]圖2:傳動盒電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤裝配剖視圖
[0015]圖3:豎向驅(qū)動結(jié)構(gòu)三維視圖
[0016]圖4:傳動盒豎向驅(qū)動外部結(jié)構(gòu)三維視圖
[0017]圖5:電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤三維視圖
[0018]圖6:電磁鉆頭三維視圖
[0019]圖7:傳動盒外部結(jié)構(gòu)三維視圖
[0020]圖8:傳動盒內(nèi)部結(jié)構(gòu)三維視圖
[0021 ] 1-機架;2-橫向驅(qū)動電機;3-滑動槽架;4-橫向螺桿;5-電磁鉆頭夾頭；
[0022]6-豎向驅(qū)動電機;7-豎向驅(qū)動電機安裝螺母;8-傳動盒蓋安裝螺母;9-傳動盒蓋；
[0023]10-豎向驅(qū)動齒輪；11-傳動盒；12-豎向螺桿；13，15，16-軸向軸承；14-內(nèi)螺紋齒輪;17-環(huán)形電機;18-電磁鉆頭;19-電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤;20-彈性片
【具體實施方式】
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[0024]如圖1-8所示，本發(fā)明是一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置。一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置，試驗前將六個不同規(guī)格電磁鉆頭(18)放置于電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)的六個卡槽(1903)中。將要鉆取的巖樣放置于鉆機的底座上，并用固定裝置固定。啟動取芯機。
[0025]使用過程中:
[0026]1、通過設(shè)定好的程序，取芯機自動通過橫向驅(qū)動電機(2)和豎向驅(qū)動電機(6)驅(qū)動電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)移動到鉆機鉆管處合適的位置。
[0027]2、程序自動啟動環(huán)形電機(17)驅(qū)動電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)旋轉(zhuǎn)一定角度，將鉆取巖心所需的電磁鉆頭(18)移動到電磁鉆頭夾頭(5)正下方。
[0028]3、電磁鉆頭夾頭(5)上的電磁鐵自動啟動，通過電磁鉆頭(I8)上的磁性材料與電磁鐵產(chǎn)生的磁力作用，配合六棱臺結(jié)構(gòu)(1801)自動安裝電磁鉆頭。
[0029]4、鉆頭安裝完成后，程序自動控制橫向驅(qū)動電機(2)和豎向驅(qū)動電機(6)，使電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)離開電磁鉆頭夾頭(5)附近以免產(chǎn)生干涉。
[0030]5、自動啟動電機使電磁鉆頭(18)開始高速旋轉(zhuǎn)，機身緩慢向下移動，直至完成巖心鉆取。巖心鉆取后，機身重新自動上升到適當高度。
[0031 ] 6、取芯機自動通過橫向驅(qū)動電機(2)和豎向驅(qū)動電機(6)驅(qū)動電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)移動到鉆機電磁鉆頭夾頭(5)合適的位置處。
[0032]7、自動啟動環(huán)形電機(I7)驅(qū)動電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)，使轉(zhuǎn)盤上的空槽位于電磁鉆頭夾頭(5)的正下方。
[0033]8、電磁鉆頭夾頭(5)上電磁鐵自動斷電，電磁鉆頭(18)依靠自身重力作用脫落至空槽中，整個電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)由電機驅(qū)動，離開原位。
[0034]9、再次通過設(shè)定好的程序，由環(huán)形電機(17)驅(qū)動電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)轉(zhuǎn)動，將第二個取芯電磁鉆頭(18)移動到電磁鉆頭夾頭(5)正下方。
[0035]10、如此重復(fù)電磁鉆頭(18)裝夾與卸下工作，通過程序自動完成取芯機電磁鉆頭
(18)的安裝及更換。
【主權(quán)項】
1.一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于由機架(I)、橫向驅(qū)動電機(2)、滑動槽架(3)、橫向螺桿(4)、機架電磁鉆頭夾頭(5)、豎向驅(qū)動電機(6)、豎向驅(qū)動電機安裝螺母(7)、傳動盒蓋安裝螺母(8)、傳動盒蓋(9)、豎向驅(qū)動齒輪(10)、傳動盒(II)、豎向螺桿(12)、軸向軸承(13，15，16)、內(nèi)螺紋齒輪(14)、環(huán)形電機(17)、電磁鉆頭(18)、電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)、彈性片(20)組成;所述電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)位于傳動盒(11)下方，并通過豎向螺桿(12)鏈接，合理配合各個驅(qū)動機構(gòu)組成整個鉆頭轉(zhuǎn)換裝置;一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置，可自動完成鉆機上電磁鉆頭的裝卸，提高鉆機工作效率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)與傳動盒(11)屬于兩個不同部件，兩者之間通過豎向螺桿(12)配合形成一個整體;所述豎向螺桿(12)的底部套有軸向軸承(16);所述軸向軸承用于減小豎向螺桿(12)與電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)之間的摩擦力;所述電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)由環(huán)形電機(17)驅(qū)動轉(zhuǎn)動;所述環(huán)形電機(17)位于電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)和豎向螺桿(12)中間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳動盒(11)，其特征在于傳動盒中有兩個貫穿整個傳動盒的螺紋孔(1101)、(1102)，所述螺紋孔分別用來放置橫向螺桿(4)和豎向螺桿(12);所述橫向螺桿(4)與螺紋孔(1101)配合，由橫向驅(qū)動電機(2)驅(qū)動轉(zhuǎn)動，在導(dǎo)向軌(1106)的導(dǎo)向作用下，帶動傳動盒(11)在滑動槽架(3)上左右移動;所述傳動盒內(nèi)部有豎向驅(qū)動齒輪(10)和內(nèi)螺紋齒輪(14)組成的齒輪組，分別安裝在豎向驅(qū)動齒輪槽(1104)和內(nèi)螺紋齒輪槽(1103)中，所述豎向驅(qū)動齒輪(10)由豎向驅(qū)動電機(6)驅(qū)動，來帶動豎向螺桿(12)的上下移動;所述豎向驅(qū)動電機(6)由豎向驅(qū)動電機安裝螺母(7)與螺紋安裝孔(902)配合固定在傳動盒蓋(9)上;所述傳動盒蓋(9)由傳動盒蓋安裝螺母(8)通過螺紋孔(1105)固定在傳動盒(11)上。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)的邊緣有6個用于放置電磁鉆頭(18)的槽位(1903);在槽位的兩邊內(nèi)側(cè)設(shè)計有彈性片槽(1904)可供安裝放置彈性彈片(20)，用以防止電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)轉(zhuǎn)動過程中電磁鉆頭(18)從槽位(1903)中滑出；所述的電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤(19)中間位置設(shè)計有可用于穿過豎向螺桿(12)的中孔(1902)，同時設(shè)計有可匹配環(huán)形電機圓孔槽(1901)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁鉆頭(18)，其特征在于:所述電磁鉆頭(18)的頂部為六棱柱接頭(1801);所述六棱柱接頭(1801)的頂面邊緣設(shè)計有倒角，使得電磁鉆頭能夠更順利的接入機架電磁鉆頭夾頭(5);所述六棱柱接頭(1801)下方設(shè)計有電磁材料圓環(huán)(1802)，通過電磁材料圓環(huán)(1802)與機架電磁鉆頭夾頭(5)中電磁鐵的磁力作用鎖死電磁鉆頭(18)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及的一種用于全自動多功能取芯機的鉆頭轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于由傳動盒及電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤等主要部件組成。通過傳動架上的橫向驅(qū)動電機驅(qū)動傳動盒沿著導(dǎo)軌左右移動，并且通過傳動盒上豎向驅(qū)動電機驅(qū)動豎向螺桿上下移動來確定電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤的空間位置。通過安裝于豎向螺桿上的環(huán)形電機，驅(qū)動電磁鉆頭轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，將電磁鉆頭定位至機架電磁鉆頭夾頭正下方處。最后通過電磁鉆頭上的磁性材料與鉆頭夾頭上電磁鐵產(chǎn)生的磁力，可實現(xiàn)鉆頭的自動裝卸。本發(fā)明擴展了取芯機的功能，增加了取芯機的實用性，提高了取芯機的自動化程度與科研人員的工作效率。
【IPC分類】G01N1/08
【公開號】CN105547741
【申請?zhí)枴緾N201510827468
【發(fā)明人】李子豪
【申請人】廣州外國語學(xué)校
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年11月16日