工程地质勘察测绘的掘探装置

技术领域

本发明涉及工程地质技术领域，具体是工程地质勘察测绘的掘探装置。

背景技术

工程地质测绘是一种应用地质学和地图学的交叉学科，主要是为了解决土地利用、建筑工程、交通运输等方面的地质问题而进行的一种测绘工作。在工程地质测绘中，需要对地质构造、地质条件、地下水等进行详细的调查和分析，为工程建设提供科学的依据和支持。

在工程地质测绘中，需要对地质构造、地貌特征、岩土工程、地下水和地震等进行综合分析和评估，因此，通常采用对土质进行钻进掘探的方式对土质进行测绘。

钻探时，通常是控制钻头钻入地质内，并根据钻探所得数据对土质进行测绘，现有的钻探装置在钻探过程中，通常是提前调好参数，以固定钻探的转速和钻压，然而，由于所需钻探的土质硬度未知，若转速或钻压过大，则可能导致钻头磨损严重，若转速或钻压过小，则会导致钻探速率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供工程地质勘察测绘的掘探装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

工程地质勘察测绘的掘探装置，包括：

底座，以及固定安装在所述底座上且呈对称设置的固定杆和支腿，所述固定杆板端部固定有与所述支腿连接的固定板；

导向套筒，滑动安装在所述固定杆上，所述导向套筒上固定有支撑板，所述底座上设置有与所述支撑板连接的升降组件，用于控制所述支撑板沿着所述固定杆的长度方向做升降运动；

驱动组件，设置在所述支撑板上，所述支撑板上还设置有与所述驱动组件连接的转动机构，所述转动机构上连接有钻头，所述驱动组件能够通过所述转动机构带动所述钻头转动；

其特征在于，还包括：

弹性支撑机构，设置在所述支撑板上且与所述转动机构连接，能够通过所述转动机构控制所述钻头在竖直方向上运动；

钻进调控机构，设置在所述支撑板上且与所述弹性支撑机构和所述转动机构连接，所述钻进调控机构能够在所述钻头受到阻力时动作，并通过所述转动机构调节所述钻头转速，还能够调节所述弹性支撑机构对所述钻头的支撑状态。

作为本发明进一步的方案：所述升降组件包括转动安装在所述固定板上的导向轮，所述支撑板上转动安装有第一引导轮和第二引导轮；

还包括固定安装在所述底座上的第一电机，所述底座上转动安装有与所述第一电机输出轴连接的收卷辊，所述收卷辊上缠绕有与所述导向轮和所述第一引导轮以及所述第二引导轮连接的钢丝绳。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动组件包括固定安装在所述支撑板上的第二电机，所述支撑板上转动安装有与所述第二电机输出轴连接的传动杆，所述传动杆上套设有与所述转动机构连接的一号皮带。

作为本发明再进一步的方案：所述转动机构包括转动安装在所述支撑板上的转动套筒，所述转动套筒内活动安装有一号转动杆，所述一号转动杆与所述钻头固定连接，所述转动套筒上设置有与所述一号皮带连接的从动组件。

作为本发明再进一步的方案：所述从动组件包括固定安装在所述转动套筒上的固定锥盘，所述转动套筒上活动安装有活动套筒，所述活动套筒上固定有活动锥盘；

还包括分别开设在所述固定锥盘和所述活动锥盘上的凹槽，所述凹槽呈圆周等距分布有多个，所述凹槽内滑动安装有卡柱，所述卡柱上固定有弧形板，所述弧形板与所述一号皮带转动连接。

作为本发明再进一步的方案：所述弹性支撑机构包括转动安装在所述支撑板上且呈对称设置的二号转动杆，所述二号转动杆上活动安装有限位套筒，所述二号转动杆上套设有与所述限位套筒抵接的一号弹簧；

还包括开设在所述二号转动杆上的一号导向槽，所述限位套筒内壁固定有与所述一号导向槽滑动连接的一号凸起，所述限位套筒上设置有与所述转动套筒连接的滑动组件。

作为本发明再进一步的方案：所述滑动组件包括开设在所述转动套筒上的一号卡槽，所述一号转动杆上固定有与所述一号卡槽滑动连接的一号限位环；

还包括固定安装在所述限位套筒上且与所述转动套筒活动连接的挡板，所述转动套筒上套设有两端分别与所述挡板和所述一号限位环抵接的二号弹簧。

作为本发明再进一步的方案：所述钻进调控机构包括开设在所述活动套筒内壁的空腔，所述转动套筒上开设有二号卡槽，所述一号转动杆上固定有二号限位环，所述二号限位环与所述二号卡槽和所述空腔滑动连接，所述支撑板上设置有与所述活动套筒连接的导向组件。

作为本发明再进一步的方案：所述导向组件包括转动安装在所述活动套筒上的转动环，所述支撑板上固定有与所述转动环活动连接的固定套筒，所述转动环内壁开设有限位槽，所述固定套筒外壁固定有与所述限位槽滑动连接的限位杆，所述支撑板上设置有与所述转动环连接的引导结构。

作为本发明再进一步的方案：所述引导结构包括转动安装在所述支撑板上的支撑套筒，所述支撑套筒内壁开设有二号导向槽，所述转动环上固定有与所述二号导向槽滑动连接的二号凸起，所述支撑套筒上套设有与所述二号转动杆转动连接的二号皮带。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请可在钻头与较硬的土质接触时，增加钻进力或转速，在钻进时，升降组件工作，并带动导向套筒沿着固定杆的长度方向运动，导向套筒还会带动支撑板运动，在支撑板的作用下，控制转动机构和钻头朝向地面方向运动，同时，在驱动组件的作用下，通过转动机构带动钻头转动，当钻头与地面抵接时，在弹性支撑机构的作用下，可对钻头提供钻进力，确保钻头顺利进入土壤内，在钻进过程中，若钻头遇到较硬土质时，钻头受到的阻力增加，使得转动机构和弹性支撑机构运动，以使钻头得到的钻进力增加，若钻进效果仍不佳，转动机构将会继续运动，并带动钻进调控机构运动，使得转动机构运动，以增加钻头的转速，同时，钻进调控机构还会带动弹性支撑机构运动，以使钻头得到的钻进力保持在一定范围内，防止因钻进力施加过大而导致钻头损坏。

附图说明

图1为工程地质勘察测绘的掘探装置实施例的结构示意图。

图2为工程地质勘察测绘的掘探装置实施例中又一角度的结构示意图。

图3为工程地质勘察测绘的掘探装置实施例中的半剖结构示意图。

图4为图3中A处的结构放大示意图。

图5为工程地质勘察测绘的掘探装置实施例中驱动组件、转动机构、弹性支撑机构的连接关系示意图。

图6为工程地质勘察测绘的掘探装置实施例中部分转动机构、弹性支撑机构、部分钻进调控机构的连接关系示意图。

图7为工程地质勘察测绘的掘探装置实施例中部分弹性支撑机构的爆炸结构示意图。

图8为工程地质勘察测绘的掘探装置实施例中部分转动机构的爆炸结构示意图。

图9为工程地质勘察测绘的掘探装置实施例中部分钻进调控机构的爆炸结构示意图。

图10为工程地质勘察测绘的掘探装置实施例中的部分半剖结构示意图。

图中：1、底座；2、固定杆；3、固定板；4、支腿；5、导向套筒；6、支撑板；7、导向轮；8、第一引导轮；9、第二引导轮；10、第一电机；11、收卷辊；12、钢丝绳；13、第二电机；14、传动杆；15、一号皮带；16、转动套筒；17、一号转动杆；18、钻头；19、固定锥盘；20、凹槽；21、活动套筒；22、活动锥盘；23、卡柱；24、弧形板；25、二号转动杆；26、限位套筒；27、挡板；28、一号导向槽；29、一号凸起；30、一号弹簧；31、一号卡槽；32、一号限位环；33、二号弹簧；34、二号卡槽；35、二号限位环；36、空腔；37、转动环；38、固定套筒；39、二号凸起；40、支撑套筒；41、二号导向槽；42、二号皮带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1～图10，本发明实施例中，工程地质勘察测绘的掘探装置，包括：底座1、固定杆2、固定板3、支腿4、导向套筒5、支撑板6、驱动组件、升降组件、钻头18、弹性支撑机构和钻进调控机构，在对地质进行掘探时，一般通过钻头18进行钻进，若钻头18与较硬的土质接触时，则需要增加钻进力或转速，因此，在钻进时，升降组件工作，并带动导向套筒5沿着固定杆3的长度方向运动，导向套筒5还会带动支撑板6运动，在支撑板6的作用下，控制转动机构和钻头18朝向地面方向运动，同时，在驱动组件的作用下，通过转动机构带动钻头18转动，当钻头18与地面抵接时，在弹性支撑机构的作用下，可对钻头18提供钻进力，确保钻头18顺利进入土壤内，在钻进过程中，若钻头18遇到较硬土质时，钻头18受到的阻力增加，使得转动机构和弹性支撑机构运动，以使钻头18得到的钻进力增加，若钻进效果仍不佳，转动机构将会继续运动，并带动钻进调控机构运动，使得转动机构运动，以增加钻头18的转速，同时，钻进调控机构还会带动弹性支撑机构运动，以使钻头18得到的钻进力保持在一定范围内，防止因钻进力施加过大而导致钻头18损坏。

具体如下，包括：

底座1，以及固定安装在所述底座1上且呈对称设置的固定杆2和支腿4，所述固定杆2端部固定有与所述支腿4连接的固定板3；

请参阅图1-图3，导向套筒5，滑动安装在所述固定杆2上，所述导向套筒5上固定有支撑板6，所述底座1上设置有与所述支撑板6连接的升降组件，用于控制所述支撑板6沿着所述固定杆2的长度方向做升降运动，所述升降组件包括转动安装在所述固定板3上的导向轮7，所述支撑板6上转动安装有第一引导轮8和第二引导轮9；还包括固定安装在所述底座1上的第一电机10，所述底座1上转动安装有与所述第一电机10输出轴连接的收卷辊11，所述收卷辊11上缠绕有与所述导向轮7和所述第一引导轮8以及所述第二引导轮9连接的钢丝绳12。

详细来说，在对土质进行钻进时，需要控制支撑板6沿着固定杆2的长度方向运动，钢丝绳12的一端固定在第一引导轮8上，另一端固定在第二引导轮9上，初始状态下，支撑板6与固定板3之间的间距最小，此时，支撑板6的高度最高，当需要钻进时，第一电机10工作，并带动收卷辊11转动，在收卷辊11的作用下，对连接在第二引导轮9上的钢丝绳12进行收卷，并对连接在第一引导轮8上的钢丝绳12进行释放，从而对支撑板6提供向下的拉力，从而带动导向套筒5沿着固定杆2的长度方向运动，且由于第一引导轮8未受拉力，因此，可顺利控制支撑板6朝向底座1方向运动，若需要抬升支撑板6的高度时，此时，第一电机10控制收卷辊11反转，从而通过钢丝绳12对第一引导轮8进行牵引，使得支撑板6朝向固定板3方向运动，重复上述步骤，以实现控制支撑板6的高度。

优选的，第二引导轮9上设置有拉力传感器，可实时监测钢丝绳12受到的拉力，在钢丝绳12通过第二引导轮9控制支撑板6朝向地面方向运动时，若钻进所受阻力过大，则钢丝绳12受到的拉力增加，当拉力超过设定值时，则说明无法继续钻进，拉力传感器将会控制第一电机10停止工作或反转，以便于后续对土质进行观测或更换其他钻进设备。

请参阅图1-图3、图5，驱动组件，设置在所述支撑板6上，所述驱动组件包括固定安装在所述支撑板6上的第二电机13，所述支撑板6上转动安装有与所述第二电机13输出轴连接的传动杆14，所述传动杆14上套设有与所述转动机构连接的一号皮带15。

需要说明的是，当需要对土质进行掘探时，需要控制钻头18转动，此时，第二电机13工作，带动传动杆14转动，从而通过一号皮带15带动转动机构运动，在转动机构的作用下，控制钻头18转动，以对土壤进行掘探处理。

请参阅图1-图6、图8，所述支撑板6上还设置有与所述驱动组件连接的转动机构，所述转动机构上连接有钻头18，所述驱动组件能够通过所述转动机构带动所述钻头18转动，所述转动机构包括转动安装在所述支撑板6上的转动套筒16，所述转动套筒16内活动安装有一号转动杆17，所述一号转动杆17与所述钻头18固定连接，所述转动套筒16上设置有与所述一号皮带15连接的从动组件，其中，所述从动组件包括固定安装在所述转动套筒16上的固定锥盘19，所述转动套筒16上活动安装有活动套筒21，所述活动套筒21上固定有活动锥盘22；还包括分别开设在所述固定锥盘19和所述活动锥盘22上的凹槽20，所述凹槽20呈圆周等距分布有多个，所述凹槽20内滑动安装有卡柱23，所述卡柱23上固定有弧形板24，所述弧形板24与所述一号皮带15转动连接。

进一步来说，一号皮带15可在一定程度上拉伸或收缩，初始状态下，在弹性支撑机构的作用下，使得一号转动杆17位于远离支撑板6方向的行程末端，此时，活动套筒21与固定锥盘19之间的间距最小，在凹槽20和卡柱23的作用下，使得弧形板24之间的间距最大，一号皮带15处于拉伸状态，使得转动套筒16的转速最小，当需要对土质进行掘探时，在钢丝绳12的作用下，牵引支撑板6朝向地面方向运动，同时，在一号皮带15的作用下，带动弧形板24运动，从而带动卡柱23运动，卡柱23还会通过凹槽20带动固定锥盘19和活动锥盘22转动，以带动转动套筒16转动，在弹性支撑机构的作用下，使得一号转动杆17同步转动，一号转动杆17还会带动钻头18转动，当钻头18与地面接触时，可对地面进行钻探。

优选的，当钻头18钻进的地质较软时，钻头18受到的阻力较小，在弹性支撑机构的作用下，一号转动杆17与转动套筒16之间的相对位置不会发生改变，若钻头18钻进的地质较硬时，钻头18受到的阻力增大，一号转动杆17将会朝向转动套筒16内运动，使得弹性支撑机构运动，钻头18得到的钻进力增加，随着一号转动杆17继续运动，在钻进调控机构的作用下，带动活动套筒21朝向远离固定锥盘19方向运动，使得卡柱23在凹槽20内滑动，以减小弧形板24之间的间距，此时，一号皮带15将会收缩，使得转动套筒16的转速增加，从而增加钻头18的转速，以增强钻进效果。

还包括：

请参阅图1-图3、图5-图7，弹性支撑机构，设置在所述支撑板6上且与所述转动机构连接，能够通过所述转动机构控制所述钻头18在竖直方向上运动，所述弹性支撑机构包括转动安装在所述支撑板6上且呈对称设置的二号转动杆25，所述二号转动杆25上活动安装有限位套筒26，所述二号转动杆25上套设有与所述限位套筒26抵接的一号弹簧30；还包括开设在所述二号转动杆25上的一号导向槽28，所述限位套筒26内壁固定有与所述一号导向槽28滑动连接的一号凸起29，所述限位套筒26上设置有与所述转动套筒16连接的滑动组件，其中，所述滑动组件包括开设在所述转动套筒16上的一号卡槽31，所述一号转动杆17上固定有与所述一号卡槽31滑动连接的一号限位环32；还包括固定安装在所述限位套筒26上且与所述转动套筒16活动连接的挡板27，所述转动套筒16上套设有两端分别与所述挡板27和所述一号限位环32抵接的二号弹簧33。

再进一步来说，初始状态下，一号弹簧30处于压缩状态，使得限位套筒26位于远离支撑板6方向的行程末端，以使挡板27与支撑板6的距离最远，二号弹簧33同样处于压缩状态，使得一号限位环32位于一号卡槽31远离支撑板6方向的行程末端，此时，一号转动杆17位于远离转动套筒16方向的行程末端，钻头18将会受到一定的钻进力，转动套筒16转动，并在一号卡槽31和一号限位环32的作用下，使得一号转动杆17跟随转动套筒16转动，当钻头18与较硬的土质接触时，钻头18受到的阻力增加，使得钻头18钻进速率减低，然而，在钢丝绳12的作用下，支撑板6运动速率不变，因此，一号转动杆17将会朝向转动套筒16内运动，并带动一号限位环32沿着一号卡槽31的长度方向运动，使得二号弹簧33被压缩，由于一号弹簧30的弹簧势能大于二号弹簧33的弹性势能，确保挡板27的位置不会发生改变，在二号弹簧33的作用下，使得钻头18受到的钻进力增加，从而增强对土质的钻进效果。

优选的，若钻头18的钻进速率仍小支撑板6的运动速率时，一号转动杆17继续朝向转动套筒16内运动，从而通过钻进调控机构带动活动套筒21朝向远离固定锥盘19方向运动，以使转动套筒16的转速增加，从而增加钻头18的转速，钻头18对土质的钻进效果将会再次增加，为了防止钻头18受到的冲击力过大而导致钻头18磨损严重或损坏，需要控制钻头18的钻进力在一定范围内，因此，在钻进调控机构的作用下，使得二号转动杆25转动，从而带动一号导向槽28运动，一号导向槽28呈螺旋状设置，在一号导向槽28和一号凸起29的作用下，使得限位套筒26朝向支撑板6方向运动，并对一号弹簧30进行压缩，限位套筒26还会带动挡板27运动，使得二号弹簧33的弹性势能保持在一定范围内，以确保钻头18的使用寿命。

请参阅图1-图6、图9、图10，钻进调控机构，设置在所述支撑板6上且与所述弹性支撑机构和所述转动机构连接，所述钻进调控机构能够在所述钻头18受到阻力时动作，并通过所述转动机构调节所述钻头18转速，还能够调节所述弹性支撑机构对所述钻头18的支撑状态，所述钻进调控机构包括开设在所述活动套筒21内壁的空腔36，所述转动套筒16上开设有二号卡槽34，所述一号转动杆17上固定有二号限位环35，所述二号限位环35与所述二号卡槽34和所述空腔36滑动连接，所述支撑板6上设置有与所述活动套筒21连接的导向组件，其中，所述导向组件包括转动安装在所述活动套筒21上的转动环37，所述支撑板6上固定有与所述转动环37活动连接的固定套筒38，所述转动环37内壁开设有限位槽，所述固定套筒38外壁固定有与所述限位槽滑动连接的限位杆，所述支撑板6上设置有与所述转动环37连接的引导结构，上述提到的所述引导结构包括转动安装在所述支撑板6上的支撑套筒40，所述支撑套筒40内壁开设有二号导向槽41，所述转动环37上固定有与所述二号导向槽41滑动连接的二号凸起39，所述支撑套筒40上套设有与所述二号转动杆25转动连接的二号皮带42。

展开来说，二号导向槽41同样呈螺旋状设置，初始状态下，二号弹簧33处于压缩状态，使得一号转动杆17位于远离转动套筒16方向的行程末端，一号转动杆17将会控制二号限位环35位于与空腔36远离支撑板6一侧的腔壁抵接，使得活动套筒21与固定锥盘19之间的间距最小，卡柱23位于凹槽20一侧的行程末端，使得弧形板24之间的间距最大，此时，转动套筒16的转速最小，二号凸起39位于二号导向槽41一侧的行程末端，当钻头18受到的阻力增加时，钻头18的钻进速率将会小于支撑板6的运动速率，使得一号转动杆17朝向转动套筒16内运动，从而带动一号限位环32和二号限位环35运动，使得二号弹簧33被压缩，以增加钻头18的钻进力，二号限位环35将会在空腔36内滑动，确保活动套筒21不会发生运动，使得钻头18的转速不变，通过增加钻进力和保持转速，增强对土壤的钻进效果。

优选的，若钻头18的钻进速率仍小于支撑板6的运动速率，二号限位环35将会运动至空腔36另一侧的腔壁抵接位置，并带动活动套筒21运动，使得活动锥盘22和固定锥盘19之间的间距增加，从而减小弧形板24之间的间距，使得转动套筒16的转速增加，以增加钻头18的转速，同时，活动套筒21还会带动转动环37运动，由于限位槽与限位杆滑动连接，使得转动环37只能沿着固定套筒38的长度方向运动，且不会跟随活动套筒21转动，转动环37还会带动二号凸起39运动，并在二号导向槽41的作用下，使得支撑套筒40转动，从而通过二号皮带42带动二号转动杆25转动，在一号导向槽28和一号凸起29的作用下，使得挡板27朝向支撑板6方向运动，以控制二号弹簧33的弹性势能在一定范围内，确保钻头18的钻进力不会过大而导致钻头18损坏的问题，当钻头18的转速达到最大时，若钻进速率仍小于支撑板6的运动速率，则说明此钻头18无法继续钻进，随着钢丝绳12的拉动，钢丝绳12受到的拉力将会超过设定值，使得第一电机10不再工作或反转，从而进一步对钻头18进行保护。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。