一种气动打井挖凿机

技术领域

本申请涉及矿山机械的领域，尤其是涉及一种气动打井挖凿机。

背景技术

随着我国城镇化建设的迅速推进，城市基础设施建设规模越来越大，房建工程、城市轨道交通工程等都大量的设计了深基坑；特别是在南方的高地下水位下施工深基坑，坑内或坑外的降水井是必不可少的。在普通钻机不断深入土壤过程中，需要不断添加钻杆以提高钻入深度，不断增加的钻杆会提高钻井装置整体重量，影响松软土壤下装置的稳定性。钻杆式打井装置在遇见坚硬岩石时容易卡死，同时难以拔除钻杆，钻杆钻出的岩石以及土壤颗粒在深度增加时会难以排出。

发明内容

为了提高钻杆对各类地下环境的适应能力，同时方便排出土壤颗粒，本申请提供一种气动打井挖凿机。

本申请提供的一种气动打井挖凿机采用如下的技术方案：

一种气动打井挖凿机，包括套管以及设置于若干所述套管上的掘进杆，所述掘进杆远离所述套管的端部上设置有气动镐头，所述套管内穿设有用于通过土壤颗粒的内管，所述套管与所述内管固定连接，所述掘进杆远离所述气动镐头的端部与所述内管铰接，所述内管内设置有用于排出土壤颗粒的第一螺旋杆，所述套管上设置有用于驱动所述掘进杆运行的第一驱动组件，所述套管上设置有用于改变所述掘进杆输出位置的控制组件，所述内管上设置有用于驱动所述第一螺旋杆转动的第二驱动组件。

通过采用上述技术方案，在进行打井作业时，操作人员首先确定打井位置，通过吊装设备将套管吊起，将掘进杆对准打井位置并缓慢释放套管向打井位置靠近，松软土壤下，第一驱动组件驱动掘进杆运行将土壤挖出，同时第二驱动组件驱动第一螺旋杆转动将挖出的土壤通过螺旋杆排出至内管外，在遇到坚硬岩石时，操作人员启动气动镐头，气动镐头首先将坚硬岩石打碎，然后第一驱动组件驱动掘进杆移动将打碎岩石收集，吊装装置将套管移出基坑处，从而将破碎坚硬岩石排出，为了提高岩石破碎效率，在气动镐头对岩石某处进行打碎后，操作人员可以通过第一驱动组件控制掘进杆角度从而控制气动镐头的输出角度，然后控制组件改变掘进杆输出位置从而改变气动镐头的输出位置，以方便操作人员对坚硬岩石的各个位置进行凿进，防止因岩石破碎不完全影响掘进杆的推进效率。

优选的，所述第一驱动组件包括驱动气缸以及推动杆，所述内管上滑动套设有滑座，所述推动杆一端与所述滑座铰接，所述推动杆另一端与所述掘进杆铰接，所述驱动气缸与所述套管内侧壁固定连接，所述驱动气缸输出端与所述滑座固定连接。

通过采用上述技术方案，在需要掘进杆掘进时，驱动气缸启动，驱动气缸驱动滑座移动，滑座移动使得推动杆移动，推动杆移动并推动掘进杆沿其与内管铰接处转动，掘进杆上的气动镐头方向从而改变，同时若干掘进杆可以将其中部的土壤或者岩石挖出，达到掘进效果。

优选的，所述掘进杆远离所述内管的端部上设置有与所述气动镐头方向不同的辅助镐头。

通过采用上述技术方案，辅助镐头可以扩展掘进杆的工作范围，帮助气动镐头对其输出盲区进行辅助工作，进一步提高装置对坚硬岩石的凿进能力。

优选的，所述控制组件包括第一连接管，所述第一连接管穿入所述套管内，所述第一连接管与所述套管转动连接，所述第一螺旋杆穿入所述第一连接管内，所述第一连接管与所述内管相连通，所述第一连接管上设置有用于驱动所述套管转动的第三驱动组件。

通过采用上述技术方案，在掘进杆对坚硬岩石某部进行凿进后，第三驱动组件驱动套管转动，套管转动使得掘进杆位置发生改变，掘进杆上的气动镐头再次工作对坚硬岩石未被凿进的区域进行作业，从而提高气动镐头对坚硬岩石的凿进效率，防止因岩石破碎程度不足影响装置的正常掘进。

优选的，所述第三驱动组件包括第一齿圈以及第一电机，所述第一齿圈与所述套管靠近所述第一连接管的内端壁固定连接，所述第一连接管开设有用于与所述第一齿圈滑移配合的第一滑槽，所述第一电机设置于所述第一连接管内，所述第一电机输出端上固定套设有第一直齿轮，所述第一直齿轮与所述第一齿圈相互啮合。

通过采用上述技术方案，在需要改变掘进杆以及气动镐头工作方向时，第一电机启动，第一电机驱动第一直齿轮转动，第一直齿轮转动使得第一齿圈绕第一连接管转动，第一齿圈运动使得套管运动，掘进杆以及气动镐头方向从而改变。

优选的，所述第二驱动组件包括支撑座以及第二电机，所述支撑座与所述第一连接管内侧壁固定连接，所述第一螺旋杆穿过所述支撑座，所述第一螺旋杆与所述支撑座转动连接，所述第二电机设置于所述支撑座内，所述第二电机输出端上固定套设有第一锥齿轮，所述第一螺旋杆位于所述支撑座的端部上固定套设有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮相互啮合。

通过采用上述技术方案，在掘进杆以及气动镐头进行掘进时，第二电机启动，第二电机驱动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮转动使得第二锥齿轮转动，第二锥齿轮转动使得第一螺旋杆转动，第一螺旋杆转动将掘进杆凿除土壤或者小岩石碎片通过内管转移至掘进洞外，防止因碎石或者土壤颗粒积累导致装置卡死。

优选的，所述套管内穿设有防滑杆，所述防滑杆与所述套管滑动连接，所述防滑杆一端与所述滑座抵接，所诉防滑杆另一端能够穿出所述套管，所述防滑杆靠近所述滑座的端部设置有斜面，所述防滑杆上固定连接有第一回复弹簧，所述第一回复弹簧远离所述防滑杆的端部与所述套管固定连接。

通过采用上述技术方案，在第一气缸驱动滑座移动使得掘进杆运行时，滑座推动防滑杆移动，防滑杆移动并与掘进洞内壁接触，防止套管滑动，保证掘进杆对土壤的施加压力。

优选的，所述第一连接管上设置有用于提高所述第一螺旋杆工作深度的第二连接管，所述第二连接管内转动安装有第二螺旋杆，所述第二连接管与所述第一连接管相连通，所述第二螺旋杆靠近所述第一螺旋杆的端部上设置有连接座，所述第一螺旋杆上设置有用于与所述连接座插接配合的插杆，所述第二连接管上设置有用于与所述第一连接管连接的固定组件。

通过采用上述技术方案，在掘进深度增加时，第一螺旋杆的长度已经无法将掘进遗留土壤正常排出，此时操作人员将第二连接管安装至第一连接管上，并通过固定组件将第二连接管固定于第一连接管上，同时第一螺旋杆上的插杆插入到第二螺旋杆上的连接座内，在第一螺旋杆转动的同时，第二螺旋杆同时转动，帮助更深处的土壤通过第一连接管以及第二连接管正常排出。

优选的，所述固定组件包括连接丝杆，所述连接丝杆穿设于所述第二连接管靠近所述第一连接管的端部上，所述连接丝杆与所述第二连接管转动连接，所述连接丝杆远离所述第二连接管的端部穿入所述第一连接管内，所述第一连接管内开设有用于与所述连接丝杆螺纹配合的第一连接孔，所述连接丝杆上固定套设有第二直齿轮，所述第二连接管上转动安装有第二齿圈，所述第二齿圈与所述第二直齿轮相互啮合，所述第二齿圈上铰接有限制杆，所述第二齿圈与所述限制杆连接处设置有扭簧，所述第二连接管上开设有用于容纳所述限制杆的容纳槽，所述第二连接管上开设有用于与相邻所述第二连接管连接的第二连接孔。

通过采用上述技术方案，操作人员将第二连接管上的连接丝杆与第一连接管上的第一连接孔对齐后，操作人员转动限制杆，限制杆转动使得第二齿圈移动，第二齿圈移动使得第二直齿轮转动，第二直齿轮转动使得连接丝杆转动，连接丝杆转动使得连接丝杆进入到第一连接孔内，连接完成后，操作人员可以将限制杆放入到容纳槽内，防止在第二连接管进入掘进孔道内造成误触影响第一连接管以及第二连接管之间的连接。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置掘进杆以及气动镐头，改变原有掘进方式，可以有效地对岩石进行破碎并将破碎岩石抓取至孔道外，在气动镐头对岩石某处进行打碎后，操作人员可以通过第一驱动组件控制掘进杆角度从而控制气动镐头的输出角度，然后控制组件改变掘进杆输出位置从而改变气动镐头的输出位置，以方便操作人员对坚硬岩石的各个位置进行凿进，防止因岩石破碎不完全影响掘进杆的推进效率；

2.通过设置防滑杆，在第一气缸驱动滑座移动使得掘进杆运行时，滑座推动防滑杆移动，防滑杆移动并与掘进洞内壁接触，防止套管滑动，保证掘进杆对土壤的施加压力；

3.通过设置固定组件以及第二连接管，在掘进深度增加时，第一螺旋杆的长度已经无法将掘进遗留土壤正常排出，此时操作人员将第二连接管安装至第一连接管上，并通过固定组件将第二连接管固定于第一连接管上，同时第一螺旋杆上的插杆插入到第二螺旋杆上的连接座内，在第一螺旋杆转动的同时，第二螺旋杆同时转动，帮助更深处的土壤通过第一连接管以及第二连接管正常排出。

附图说明

图1是本申请实施例的一种气动打井挖凿机的结构示意图。

图2是图1中A处的结构示意图。

图3是本申请实施例的第二驱动组件的结构示意图。

图4是本申请实施例的第一驱动组件的结构示意图。

附图标记说明：

1、套管；11、掘进杆；12、气动镐头；121、辅助镐头；13、内管；14、第一螺旋杆；15、第一连接管；16、第二连接管；17、第二螺旋杆；2、第一驱动组件；21、驱动气缸；22、推动杆；23、滑座；24、第一齿圈；25、第一电机；26、第一直齿轮；3、第二驱动组件；31、支撑座；32、第二电机；33、第一锥齿轮；34、第二锥齿轮；35、防滑杆；351、第一回复弹簧；4、固定组件；41、连接丝杆；42、第二直齿轮；43、第二齿圈；44、限制杆。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种气动打井挖凿机。参照图1，一种气动打井挖凿机包括套管1、第一连接管15以及第二连接管16。

参照图1，第二连接管16竖直设置，第一连接管15与第二连接管16一端抵接，第一连接管15与第二连接管16相连通。套管1套设于第一连接管15远离第二连接管16的端部上，套管1与第一连接管15转动连接。

参照图1以及图2，第二连接管16上设置有固定组件4，固定组件4包括连接丝杆41。连接丝杆41穿设于第二连接管16靠近第一连接管15的端部上，连接丝杆41与第二连接管16转动连接。连接丝杆41设置有四个，四个连接丝杆41绕第二连接管16圆周方向间隔设置。

参照图2以及图3，连接丝杆41远离第二连接管16的端部穿入第一连接管15内，第一连接管15沿其长度方向开设有第一连接孔，连接丝杆41穿入第一连接孔内。连接丝杆41与第一连接孔螺纹配合，连接丝杆41与第一连接孔一一对应。第二连接管16远离第一连接管15的端部上开设有若干第二连接孔，若干第二连接孔绕第二连接管16圆周方向间隔设置。

参照图2以及图3，连接丝杆41远离第一连接管15的端部上固定套设有第二直齿轮42，第二连接管16靠近第一连接管15的端部上套设有第二齿圈43，第二齿圈43与第二连接管16转动连接，若干第二直齿轮42均与第二齿圈43相互啮合。第二齿圈43远离第二直齿轮42的侧壁上铰接有限制杆44，限制杆44与第二齿圈43铰接处设置有扭簧，第二连接管16上靠近第一连接管15的端部上开设有容纳槽，限制杆44与容纳槽内侧壁滑移配合。

参照图2以及图3，操作人员将第二连接管16上的连接丝杆41与第一连接管15上的第一连接孔对齐后，操作人员转动限制杆44，限制杆44转动使得第二齿圈43移动，第二齿圈43移动使得第二直齿轮42转动，第二直齿轮42转动使得连接丝杆41转动，连接丝杆41转动使得连接丝杆41进入到第一连接孔内，连接完成后，操作人员可以将限制杆44放入到容纳槽内，防止在第二连接管16进入掘进孔道内造成误触影响第一连接管15以及第二连接管16之间的连接。

参照图3，第一连接管15内穿设有第一螺旋杆14，第二连接管16内穿设有第二螺旋杆17。第二螺旋杆17与第二连接管16内侧壁转动连接，第二螺旋杆17靠近第一螺旋杆14的端部上固定连接有连接座，第一螺旋杆14靠近第二螺旋杆17的端部上固定连接有插杆，插杆截面为矩形，插杆远离第一螺旋杆14的端部穿入连接座内，插杆与连接座插接配合。

参照图3，在掘进深度增加时，第一螺旋杆14的长度已经无法将掘进遗留土壤正常排出，此时操作人员将第二连接管16安装至第一连接管15上，同时第一螺旋杆14上的插杆插入到第二螺旋杆17上的连接座内，在第一螺旋杆14转动的同时，第二螺旋杆17同时转动，帮助更深处的土壤通过第一连接管15以及第二连接管16正常排出。

参照图3，第一连接管15上设置有第二驱动组件3，第二驱动组件3包括支撑座31以及第二电机32。支撑座31设置于第一连接管15内，支撑座31与第一连接管15内侧壁固定连接，第一螺旋杆14穿过支撑座31，第一螺旋杆14与支撑座31转动连接。第二电机32设置于支撑座31内，第二电机32输出端上固定套设有第一锥齿轮33，第一螺旋杆14位于支撑座31内的端部上固定套设有第二锥齿轮34，第一锥齿轮33与第二锥齿轮34相互啮合。

参照图3，在装置进行掘进时，第二电机32启动，第二电机32驱动第一锥齿轮33转动，第一锥齿轮33转动使得第二锥齿轮34转动，第二锥齿轮34转动使得第一螺旋杆14转动，第一螺旋杆14转动将掘进杆11凿除土壤或者小岩石碎片通过内管13转移至掘进洞外，防止因碎石或者土壤颗粒积累导致装置卡死。

参照图4，第一连接管15上设置有第三驱动组件，第三驱动组件包括第一齿圈24以及第一电机25。第一齿圈24与套管1靠近第一连接管15的内端壁固定连接，第一齿圈24穿入第一连接管15内。第一连接管15绕其圆周方向开设有第一滑槽，第一齿圈24与第一滑槽内侧壁滑动连接。第一电机25设置于第一连接管15靠近套管1的端部内，第一电机25输出端上固定套设有第一直齿轮26，第一直齿轮26穿入第一滑槽内，第一直齿轮26与第一齿圈24相互啮合。

参照图4，套管1内设置有内管13，内管13与套管1内侧壁固定连接，第一螺旋杆14远离第二连接管16的端部穿入内管13内，内管13与第一连接管15相连通。

参照图4，内管13远离第一连接管15的端部上铰接有若干掘进杆11，掘进杆11截面为弧形，若干掘进杆11绕内管13圆周方向间隔设置。掘进杆11远离内管13的端部上设置有若干气动镐头12，气动镐头12上设置有锥型端。单个掘进杆11上设置有一个辅助镐头121，辅助镐头121与气动镐头12方向不同。辅助镐头121可以扩展掘进杆11的工作范围，帮助气动镐头12对其输出盲区进行辅助工作，进一步提高装置对坚硬岩石的凿进能力。

参照图4，套管1上设置有第一驱动组件2，第一驱动组件2包括驱动气缸21以及推动杆22。驱动气缸21设置有两个，两个驱动气缸21沿套管1轴线方向对称设置，驱动气缸21与套管1内侧壁固定连接。内管13上套设有滑座23，滑座23与内管13滑动连接，两个驱动气缸21输出端均与滑座23固定连接。推动杆22一端与滑座23转动连接，推动杆22另一端与掘进杆11转动连接，推动杆22与掘进杆11一一对应。

参照图3以及图4，在进行打井作业时，操作人员首先确定打井位置，通过吊装设备将套管1吊起，将掘进杆11对准打井位置并缓慢释放套管1向打井位置靠近，驱动气缸21启动，驱动气缸21驱动滑座23移动，滑座23移动使得推动杆22移动，推动杆22移动并推动掘进杆11沿其与内管13铰接处转动，掘进杆11上的气动镐头12方向从而改变，同时若干掘进杆11可以将其中部的土壤或者岩石挖出，达到掘进效果，在需要改变掘进杆11以及气动镐头12工作方向时，第一电机25启动，第一电机25驱动第一直齿轮26转动，第一直齿轮26转动使得第一齿圈24绕第一连接管15转动，第一齿圈24运动使得套管1运动，掘进杆11以及气动镐头12方向从而改变；

在掘进杆11以及气动镐头12进行掘进时，第二电机32启动，第二电机32驱动第一锥齿轮33转动，第一锥齿轮33转动使得第二锥齿轮34转动，第二锥齿轮34转动使得第一螺旋杆14转动，第一螺旋杆14转动将掘进杆11凿除土壤或者小岩石碎片通过内管13转移至掘进洞外，防止因碎石或者土壤颗粒积累导致装置卡死。

参照图3以及图4，套管1靠近掘进杆11的端部上穿设有若干防滑杆35，若干防滑杆35绕套管1圆周方向间隔设置，防滑杆35与套管1滑动连接。防滑杆35一端穿入套管1内，防滑杆35位于套管1内的端部与滑座23抵接，防滑杆35靠近滑座23的端部设置有斜面。防滑杆35上设置有第一回复弹簧351，第一回复弹簧351一端与防滑杆35固定连接，第一回复弹簧351另一端与套管1内侧壁固定连接。在第一气缸驱动滑座23移动使得掘进杆11运行时，滑座23推动防滑杆35移动，防滑杆35移动并与掘进洞内壁接触，防止套管1滑动，保证掘进杆11对土壤的施加压力。

本申请实施例一种气动打井挖凿机的实施原理为：在进行打井作业时，操作人员首先确定打井位置，通过吊装设备将套管1吊起，将掘进杆11对准打井位置并缓慢释放套管1向打井位置靠近，松软土壤下，第一驱动组件2驱动掘进杆11运行将土壤挖出，同时第二驱动组件3驱动第一螺旋杆14转动将挖出的土壤通过螺旋杆排出至内管13外，在遇到坚硬岩石时，操作人员启动气动镐头12，气动镐头12首先将坚硬岩石打碎，然后第一驱动组件2驱动掘进杆11移动将打碎岩石收集，吊装装置将套管1移出基坑处，从而将破碎坚硬岩石排出，为了提高岩石破碎效率，在气动镐头12对岩石某处进行打碎后，操作人员可以通过第一驱动组件2控制掘进杆11角度从而控制气动镐头12的输出角度，然后控制组件改变掘进杆11输出位置从而改变气动镐头12的输出位置，以方便操作人员对坚硬岩石的各个位置进行凿进，防止因岩石破碎不完全影响掘进杆11的推进效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。