单向钻杆导向夹持器

技术领域

本发明涉及钻杆夹持器领域，尤其涉及单向钻杆导向夹持器。

背景技术

钻杆作为建设施工工程、勘探工程中与钻机设备配套且常用的工具件，通过钻机施加在自身上的旋转力和推压力，深入地层形成孔洞，在地下形成安装管道的空间或携带检测器、传感器，在地下进行各种检测工作，应用范围很广，尤其是单向钻杆，其可以通过增加自身长度，探入较深的底层进行工作，钻机控制钻杆顶进的过程中，需要使用到导向夹持器来与钻杆进行装配，因此，夹持器的作用不仅可以将钻机的动力传递给钻杆，夹持稳定的夹持器也可以保证钻杆朝向固定方向顶进，起到导向作用。

目前常用的夹持器主要由一体式的筒体和位于筒体内的活塞、卡爪、碟簧、端盖等主要部件构成，配合在筒体内设置的液压油道完成活塞的活动，但是现在这种夹持器在与钻杆安装时需要采用紧固件将钻杆与夹持器进一步拧紧，防止钻杆受到土壤摩擦阻力，与夹持器之间发生相对旋转，造成钻进方向的不稳定，这种安装方式较为麻烦，费时费力。

因此，针对上述单向钻杆所使用的导向夹持器与钻杆之间除了夹紧固定之外还需要使用紧固件拧紧锁定，安装方式麻烦的问题，可以设计一种新型钻杆导向夹持器，通过多向限位锁定结构配合弹簧卡销，快速将钻杆与夹持器进行稳定装配，安装效率高。

发明内容

为了克服单向钻杆所使用的导向夹持器与钻杆之间除了夹紧固定之外还需要使用紧固件拧紧锁定，安装方式麻烦的问题。

本发明的技术方案为：单向钻杆导向夹持器，包括有与钻机动力单元安装固定的固定座、夹臂、夹环组件、限位组件、定位组件、销锁组件、压锁机构；夹臂左右对称设置有两组，固定座内设置有齿轮传动结构驱动夹臂对向夹紧钻杆端头，钻杆端头开设有与定位组件适配的卡槽和与销锁组件适配的销孔，夹臂对向一侧螺纹装配有与钻杆适配的四分之一弧形夹环组件，夹臂下端安装有旋转活动的限位组件，限位组件磁力吸附在夹环组件下端，夹臂内插接有贯穿进入定位组件和钻杆的销锁组件，固定座下端安装有压锁机构。

优选的，夹环组件根据不同规格的钻杆更换相应的尺寸使用，与夹臂组合连接后通过限位组件锁定，定位组件插入钻杆顶部的卡槽后，结合销锁组件插接锁定，将钻杆与夹持器彻底固定，继而通过旋动压锁机构进一步将定位组件和钻杆的端部压紧固定。

作为优选，齿轮传动结构包括一号电机、主动齿轮、从动齿轮；一号电机具有两组且左右对称安装于固定座一侧的侧壁上，一号电机的动力输出元件上安装有处于固定座内的主动齿轮，夹臂上端安装有与主动齿轮相啮合的从动齿轮，两个一号电机分别驱动相对应的主动齿轮向不同方向旋转，带动从动齿轮和夹臂对向旋转，将钻杆夹紧。

作为优选，夹环组件包括扣环、螺头、磁吸片；扣环一侧紧贴夹臂并连接有与夹臂上的螺孔适配的螺头，扣环另一侧为包覆在钻杆外壁的四分之一圆弧结构，扣环下端前后对称设置有两组磁吸片，扣环通过螺头拧入螺孔，装配在夹臂上，扣环的弧形结构内径与钻杆的外径适配，且整体外形根据夹臂的旋转角度设计，确保对钻杆夹持固定的同时，令钻杆保持纵向垂直。

作为优选，限位组件包括限位架、轴套；扣环下端中间固定连接有轴杆，轴套具有两组且均套接在轴杆上，轴套外壁固定连接有与磁吸片磁力吸附固定的限位架，限位架以轴杆为轴心旋转，限位架旋转到夹臂背向一侧时，扣环可以自由旋转装拆，旋转到扣环下方时，限位架对扣环底部形成限位，防止其旋转脱落，并且自身与磁吸片吸附固定，避免受外力扰动旋转。

作为优选，定位组件包括二号电机、回转臂、插板；夹臂内安装有两组前后相对的二号电机，二号电机的动力输出元件上固定连接有回转臂，回转臂端部固定连接有弧形插板，插板插接于钻杆顶部相适配的卡槽内，二号电机驱动回转臂自上而下旋转，使得插板插入钻杆上相对应的卡槽内，对钻杆形成水平方向的锁定效果，并且支撑在钻杆顶部，限制其向上滑移。

作为优选，定位组件还包括通口；前后相对的两个插板之间设置有通口，钻杆顶端外壁上水平开设有与通口连通的销孔，销锁组件的销子插接于销孔和相对应的通口内，插板插入钻杆卡槽后，销孔与通口形成一道水平贯通的孔道，用以销锁组件插入，将钻杆、夹臂和插板串联锁定。

作为优选，销锁组件由一号销子、弹簧和墩头组成，夹臂背向一侧的侧壁上具有孔眼，一号销子插接于该孔眼内，一号销子露出孔眼外部的一端固定连接墩头，墩头和夹臂外侧壁之间安装有弹簧，一号销子的墩头部分受到弹簧的弹性收缩牵拉作用，自动插入夹臂上的孔眼，继而接连进入相对应的销孔与通口，将钻杆、夹臂和插板串联锁定。

作为优选，销锁组件由二号销子、端板组成；夹臂背向一侧的侧壁上具有孔眼且孔眼外部移一周设置磁吸环，二号销子插接于该孔眼内，二号销子露出孔眼外部的一端固定连接端板，端板与磁吸环磁力吸附固定，握住二号销子的端板部分，手动插入夹臂上的孔眼，继而接连进入相对应的销孔与通口，将钻杆、夹臂和插板串联锁定，并在磁吸环的吸附作用下，防止其滑脱。

作为优选，夹臂背向一侧的侧壁上固定安装有壁板，壁板上端固定连接有与二号销子适配的卡环，壁板下端固定连接有处于卡环下方且表面具有磁吸材料的垫板，卡环作为二号销子的固定结构，其为高韧性金属环，二号销子不用时，被扣紧在卡环内，并且通过垫板进行支托。

作为优选，压锁机构包括基架、螺杆、拧手、压合台、胶垫、LED灯环；基架为U型结构且固定安装在固定座下端，基架的水平部具有螺孔且螺孔内螺纹连接螺杆，螺杆上端安装有拧手，螺杆下端固定连接有处于夹臂之间的压合台，压合台下端固定连接有胶垫，压合台外壁一周固定安装有外接供电设备的LED灯环，钻杆被固定夹持后，用手拧动拧手控制压合台向下移动，直到胶垫紧紧抵靠在钻杆顶部和插板边缘，将其二者压紧，防止在钻进过程中，插板和钻杆之间的锁定失效，在钻杆安装固定和钻进过程中，LED灯环持续对固定座和夹臂周围进行辅助照明，方便夜间安装作业。

本发明的有益效果：

1、通过在原有的夹持器上设置可拆卸的夹环组件，可以根据不同规格的单向钻杆进行更换使用，相较于原有的单一结构的夹臂，提升夹持效果，在定位组件插入钻杆顶部的卡槽后，结合销锁组件插接锁定，将钻杆与夹持器彻底固定，不需要使用紧固件手动拧紧，安装更加快速方便；

2、限位组件采用八字形结构支撑在夹环组件下部，并通过磁力吸附固定，防止在夹持器与钻杆安装固定过程中，夹环组件发生旋转脱落，安装稳定性好；

3、销锁组件将夹臂、定位组件和钻杆之间串联锁定在一起，大大提升钻杆固定安装的整体牢固性；

4、通过螺纹旋紧的压锁机构可以进一步对定位组件和钻杆的端头部位起到固定作用，保证钻进工作时设备的稳定性。

附图说明

图1展现的为本发明的单向钻杆导向夹持器第一立体构造示意图；

图2展现的为本发明的单向钻杆导向夹持器第二立体构造示意图；

图3展现的为本发明的单向钻杆导向夹持器第三立体构造示意图；

图4展现的为本发明的单向钻杆导向夹持器夹环组件立体构造示意图；

图5展现的为本发明的单向钻杆导向夹持器定位组件立体构造示意图；

图6展现的为本发明的单向钻杆导向夹持器销锁组件第一立体构造示意图

图7展现的为本发明的单向钻杆导向夹持器压锁机构立体构造示意图；

图8展现的为本发明的单向钻杆导向夹持器第三立体构造示意图；

图9展现的为本发明的单向钻杆导向夹持器第四立体构造示意图；

图10展现的为本发明的单向钻杆导向夹持器销锁组件第二立体构造示意图。

附图标记说明：1、固定座；2、夹臂；3、夹环组件；4、限位组件；5、定位组件；6、销锁组件；7、一号电机；8、主动齿轮；9、从动齿轮；10、压锁机构；11、壁板；12、卡环；13、垫板；301、扣环；302、螺头；303、磁吸片；401、限位架；402、轴套；501、二号电机；502、回转臂；503、插板；504、通口；601、一号销子；602、弹簧；603、墩头；604、二号销子；605、端板；1001、基架；1002、螺杆；1003、拧手；1004、压合台；1005、胶垫；1006、LED灯环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步地进行说明。

请参阅图1-3，本发明提供实施例：单向钻杆导向夹持器，包括有与钻机动力单元安装固定的固定座1、夹臂2、夹环组件3、限位组件4、定位组件5、销锁组件6、压锁机构10；夹臂2左右对称设置有两组，固定座1内设置有齿轮传动结构驱动夹臂2对向夹紧钻杆端头，钻杆端头开设有与定位组件5适配的卡槽和与销锁组件6适配的销孔，夹臂2对向一侧螺纹装配有与钻杆适配的四分之一弧形夹环组件3，夹臂2下端安装有旋转活动的限位组件4，限位组件4磁力吸附在夹环组件3下端，夹臂2内插接有贯穿进入定位组件5和钻杆的销锁组件6，固定座1下端安装有压锁机构10，夹环组件3根据不同规格的钻杆更换相应的尺寸使用，与夹臂2组合连接后通过限位组件4锁定，定位组件5插入钻杆顶部的卡槽后，结合销锁组件6插接锁定，将钻杆与夹持器彻底固定，齿轮传动结构包括一号电机7、主动齿轮8、从动齿轮9；一号电机7具有两组且左右对称安装于固定座1一侧的侧壁上，一号电机7的动力输出元件上安装有处于固定座1内的主动齿轮8，夹臂2上端安装有与主动齿轮8相啮合的从动齿轮9，两个一号电机7分别驱动相对应的主动齿轮8向不同方向旋转，带动从动齿轮9和夹臂2对向旋转，将钻杆夹紧，夹臂2背向一侧的侧壁上具有孔眼。

请参阅图4，在本实施例中，夹环组件3包括扣环301、螺头302、磁吸片303；扣环301一侧紧贴夹臂2并连接有与夹臂2上的螺孔适配的螺头302，扣环301另一侧为包覆在钻杆外壁的四分之一圆弧结构，扣环301下端前后对称设置有两组磁吸片303，限位组件4包括限位架401、轴套402；扣环301下端中间固定连接有轴杆，轴套402具有两组且均套接在轴杆上，轴套402外壁固定连接有与磁吸片303磁力吸附固定的限位架401，扣环301通过螺头302拧入螺孔，装配在夹臂2上，扣环301的弧形结构内径与钻杆的外径适配，且整体外形根据夹臂2的旋转角度设计，确保对钻杆夹持固定的同时，令钻杆保持纵向垂直，限位架401以轴杆为轴心旋转，限位架401旋转到夹臂2背向一侧时，扣环301可以自由旋转装拆，旋转到扣环301下方时，限位架401对扣环301底部形成限位，防止其旋转脱落，并且自身与磁吸片303吸附固定，避免受外力扰动旋转。

请参阅图5，在本实施例中，定位组件5包括二号电机501、回转臂502、插板503；夹臂2内安装有两组前后相对的二号电机501，二号电机501的动力输出元件上固定连接有回转臂502，回转臂502端部固定连接有弧形插板503，插板503插接于钻杆顶部相适配的卡槽内，定位组件5还包括通口504；前后相对的两个插板503之间设置有通口504，钻杆顶端外壁上水平开设有与通口504连通的销孔，销锁组件6的销子插接于销孔和相对应的通口504内，二号电机501驱动回转臂502自上而下旋转，使得插板503插入钻杆上相对应的卡槽内，对钻杆形成水平方向的锁定效果，并且支撑在钻杆顶部，限制其向上滑移，插板503插入钻杆卡槽后，销孔与通口504形成一道水平贯通的孔道，用以销锁组件6插入，将钻杆、夹臂2和插板503串联锁定。

请参阅图6，在本实施例中，销锁组件6由一号销子601、弹簧602和墩头603组成，夹臂2背向一侧的侧壁上具有孔眼，一号销子601插接于该孔眼内，一号销子601露出孔眼外部的一端固定连接墩头603，墩头603和夹臂2外侧壁之间安装有弹簧602，一号销子601的墩头603部分受到弹簧602的弹性收缩牵拉作用，自动插入夹臂2上的孔眼，继而接连进入相对应的销孔与通口504，将钻杆、夹臂2和插板503串联锁定。

请参阅图8-10，在本实施例中，销锁组件6由二号销子604、端板605组成；夹臂2背向一侧的侧壁上具有孔眼且孔眼外部移一周设置磁吸环，二号销子604插接于该孔眼内，二号销子604露出孔眼外部的一端固定连接端板605，端板605与磁吸环磁力吸附固定，夹臂2背向一侧的侧壁上固定安装有壁板11，壁板11上端固定连接有与二号销子604适配的卡环12，壁板11下端固定连接有处于卡环12下方且表面具有磁吸材料的垫板13，握住二号销子604的端板605部分，手动插入夹臂2上的孔眼，继而接连进入相对应的销孔与通口504，将钻杆、夹臂2和插板503串联锁定，并在磁吸环的吸附作用下，防止其滑脱，卡环12作为二号销子604的固定结构，其为高韧性金属环，二号销子604不用时，被扣紧在卡环12内，并且通过垫板13进行支托。

请参阅图6-7，在本实施例中，压锁机构10包括基架1001、螺杆1002、拧手1003、压合台1004、胶垫1005、LED灯环1006；基架1001为U型结构且固定安装在固定座1下端，基架1001的水平部具有螺孔且螺孔内螺纹连接螺杆1002，螺杆1002上端安装有拧手1003，螺杆1002下端固定连接有处于夹臂2之间的压合台1004，压合台1004下端固定连接有胶垫1005，压合台1004外壁一周固定安装有外接供电设备的LED灯环1006，钻杆被固定夹持后，用手拧动拧手1003控制压合台1004向下移动，直到胶垫1005紧紧抵靠在钻杆顶部和插板503边缘，将其二者压紧，防止在钻进过程中，插板503和钻杆之间的锁定失效，在钻杆安装固定和钻进过程中，LED灯环1006持续对固定座1和夹臂2周围进行辅助照明，方便夜间安装作业。

在进行工作时，使用人先启动LED灯环1006，对安装作业区域提供照明，然后将与钻杆适配的夹环组件3通过螺头302拧接安装在夹臂2上，然后以轴杆为轴心旋转限位架401，限位架401旋转到扣环301下方，对扣环301底部形成限位，并且自身与磁吸片303吸附固定；

然后将钻杆的端部放在夹臂2之间，启动两个一号电机7分别驱动相对应的主动齿轮8向不同方向旋转，带动从动齿轮9和夹臂2对向旋转，将钻杆夹紧；

接着启动二号电机501驱动回转臂502自上而下旋转，使得插板503插入钻杆上相对应的卡槽内，令销孔与通口504形成一道水平贯通的孔道，并且对钻杆形成水平方向的锁定效果，然后一号销子601在弹簧602的弹性牵拉作用下自动插入销孔与通口504，将钻杆、夹臂2和插板503串联锁定；

拧动拧手1003控制压合台1004向下移动，直到胶垫1005紧紧抵靠在钻杆顶部和插板503边缘，将其二者压紧固定。

在进行工作时，使用人先启动LED灯环1006，对安装作业区域提供照明，然后将与钻杆适配的夹环组件3通过螺头302拧接安装在夹臂2上，然后以轴杆为轴心旋转限位架401，限位架401旋转到扣环301下方，对扣环301底部形成限位，并且自身与磁吸片303吸附固定；

然后将钻杆的端部放在夹臂2之间，启动两个一号电机7分别驱动相对应的主动齿轮8向不同方向旋转，带动从动齿轮9和夹臂2对向旋转，将钻杆夹紧；

接着启动二号电机501驱动回转臂502自上而下旋转，使得插板503插入钻杆上相对应的卡槽内，令销孔与通口504形成一道水平贯通的孔道，并且对钻杆形成水平方向的锁定效果，然后将二号销子604从卡环12中取出，手动插入销孔与通口504，令端板605磁力吸附固定在夹臂2上，将钻杆、夹臂2和插板503串联锁定；

拧动拧手1003控制压合台1004向下移动，直到胶垫1005紧紧抵靠在钻杆顶部和插板503边缘，将其二者压紧固定。

通过上述步骤，在原有的夹持器上设置可拆卸的夹环组件3，可以根据不同规格的单向钻杆进行更换使用，相较于原有的单一结构的夹臂2，提升夹持效果，在定位组件5插入钻杆顶部的卡槽后，结合销锁组件6插接锁定，将钻杆与夹持器彻底固定，不需要使用紧固件手动拧紧，安装更加快速方便，以解决单向钻杆所使用的导向夹持器与钻杆之间除了夹紧固定之外还需要使用紧固件拧紧锁定，安装方式麻烦的问题。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。