钻机辅助定位装置

957 编辑：中冶有色技术网来源：山东恒吉勘察设计有限公司

2023-12-18 11:37:06

权利要求书： 1.一种钻机辅助定位装置，其安装在钻机上，所述钻机包括钻机本体（1）和钻头（2），所述钻头（2）固定安装于钻机本体（1）下端，其特征在于：所述钻机本体（1）上沿钻头（2）轴向设置有固定筒（3），所述固定筒（3）穿过钻头（2）与钻机本体（1）固定连接，所述固定筒（3）远离钻机本体（1）一端设置有定位筒（4），所述定位筒（4）沿固定筒（3）轴向与固定筒（3）内侧壁滑动连接，所述定位筒（4）上设置有用于驱动定位筒（4）沿固定筒（3）轴向滑移的驱动组件（5），所述固定筒（3）一侧设置有动力源，所述动力源与驱动组件（5）固定连接，所述定位筒（4）远离固定筒（3）一端设置有抓紧组件（6）。

2.根据权利要求1所述的一种钻机辅助定位装置，其特征在于：所述固定筒（3）朝向定位筒（4）一面沿固定筒（3）轴向开设有滑槽（31），所述定位筒（4）靠近固定筒（3）一面对应固定设置有滑块（41），所述滑块（41）在滑槽（31）内滑移。

3.根据权利要求2所述的一种钻机辅助定位装置，其特征在于：所述滑槽（31）有多个，多个滑槽（31）均匀排列在固定筒（3）内壁，所述滑块（41）的数量与滑槽（31）等同，且与滑槽（31）的位置一一对应。

4.根据权利要求1所述的一种钻机辅助定位装置，其特征在于：所述驱动组件（5）包括第一齿轮（51）和第二齿轮（52），所述第一齿轮（51）套接于定位筒（4）上且与定位筒（4）同轴转动连接，所述第二齿轮（52）位于定位筒（4）一侧，且与第一齿轮（51）啮合，所述第二齿轮（52）还与动力源固定连接；所述定位筒（4）外表面开设有外螺纹（42），所述第一齿轮（51）内圈对应开设有内螺纹（511），所述第一齿轮（51）与定位筒（4）螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种钻机辅助定位装置，其特征在于：所述动力源为步进电机（7），所述步进电机（7）与固定筒（3）固定连接，所述步进电机（7）输出轴与第二齿轮（52）中心固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种钻机辅助定位装置，其特征在于：所述固定筒（3）靠近定位筒（4）一端设置有固定块（8），所述固定块（8）一面与固定筒（3）外表面固定连接，另一面与步进电机（7）固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种钻机辅助定位装置，其特征在于：所述抓紧组件（6）为一端具有齿牙（62）的环形齿板（61），所述环形齿板（61）的齿牙（62）朝向远离钻机本体（1）一面。

8.根据权利要求1所述的一种钻机辅助定位装置，其特征在于：所述钻机本体（1）靠近固定筒（3）一端设置有加强块（9），所述加强块（9）与钻机本体（1）固定连接，所述固定筒（3）套接于加强块（9）上与加强块（9）固定连接。

说明书：一种钻机辅助定位装置技术领域[0001] 本申请涉及钻机的领域，尤其是涉及一种钻机辅助定位装置。背景技术[0002] 钻机是在勘探或矿产资源（含固体矿、液体矿、气体矿等）开发中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备。主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出在孔

内的钻具。可用于钻取岩心、矿心、岩屑、气态样、液态样等，以探明地下地质和矿产资源等

情况。

[0003] 现有公告号为CN212105767U的中国实用新型专利公开了本实用新型公开了一种钻机用辅助定位机构，包括钻机安装头、钻头，钻机安装头的下端插入连接有钻头，且钻机

安装头的外壁套接有连接结构，且连接结构的下端插入连接有支撑定位结构。其中，连接结

构包括第一连接套、第一通孔、连接片、第一连接孔、第二连接套、第二通孔、凸块、连接槽、

第二连接孔，且第二连接套的上端开设有第二通孔，第二连接套的外壁设置有凸块，且凸块

的外侧壁开设有连接槽，凸块的上端开设有第二连接孔，第二连接套的外壁套接有第一连

接套，且第一连接套的上端开设有第一通孔，第一通孔的上端孔口处设置有连接片，且连接

片的上端开设有第一连接孔；连接结构通过第二连接套与钻机安装头相连接，连接结构通

过连接套实现支撑定位结构的连接。支撑定位结构包括支撑安装杆、定位杆、缓冲防滑脚

垫、第三连接孔，且支撑安装杆的下端设置有定位杆，定位杆的下端粘合连接有缓冲防滑脚

垫，支撑安装杆的上端开设有第三连接孔；支撑定位结构利用三角架方式对钻头进行辅助

定位。

[0004] 针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：上述中三角架式的支撑定位结构虽然能够在一定程度上对钻头进行辅助定位，但在野外进行地质勘查时，钻头在钻

孔时地面或壁面钻孔时，地面或壁面会给钻头一反向冲击力，将钻头推向一侧，且缓冲防滑

脚垫不能很好地抓紧地面或壁面，导致工作人员不能精确地控制钻头的钻孔方位。

实用新型内容

[0005] 为了使工作人员精确地控制钻头的钻孔方位，本申请提供一种钻机辅助定位装置。

[0006] 本申请提供的一种钻机辅助定位装置采用如下的技术方案：[0007] 一种钻机辅助定位装置，包括钻机本体和钻头，所述钻头固定安装于钻机本体下端，所述钻机本体上沿钻头轴向设置有固定筒，所述固定筒穿过钻头与钻机本体固定连接，

所述固定筒远离钻机本体一端设置有定位筒，所述定位筒沿固定筒轴向与固定筒内侧壁滑

动连接，所述定位筒上设置有用于驱动定位筒沿固定筒轴向滑移的驱动组件，所述固定筒

一侧设置有动力源，所述动力源与驱动组件固定连接，所述定位筒与钻头平齐，所述定位筒

远离固定筒一端设置有抓紧组件。

[0008] 通过采用上述技术方案，在钻机本体上固定连接一固定筒，固定筒穿过钻头与钻机本体固定连接，固定筒远离钻机本体一端设置一定位筒，定位筒与固定筒内壁滑动连接，

定位筒远离固定筒一端还设置抓紧组件；当钻机开始钻孔时，抓紧组件嵌在待钻孔的地面

或壁面，使钻头不易偏移且不易晃动，随着钻头在孔内的伸入，驱动组件在动力源的驱动

下，带动定位筒向固定筒内滑移收缩，以适应钻头露在孔外的长度，且使抓紧组件始终与钻

孔的地面或侧壁紧紧贴合。从而实现工作人员精确控制钻头的钻孔方位。

[0009] 可选的，所述固定筒朝向定位筒一面沿固定筒轴向开设有滑槽，所述定位筒靠近固定筒一面对应固定设置有滑块，所述滑块在滑槽内滑移。

[0010] 通过采用上述技术方案，在固定筒上沿自身轴向开设滑槽，定位筒上对应设置滑块，滑块置于滑槽中，当驱动组件驱动定位筒向固定筒内收缩时，滑块沿着滑槽的长度方向

移动。这样的设置，使得定位筒的移动更加顺畅且稳定，定位筒的移动方向不易偏移，且移

动时也不会产生较大的晃动。

[0011] 可选的，所述滑槽有多个，多个滑槽均匀排列在固定筒内壁，所述滑块的数量与滑槽等同，且与滑槽的位置一一对应。

[0012] 通过采用上述技术方案，固定筒内壁均匀开设有多个滑槽，多个滑块与多个滑槽一一对应，这样使得定位筒每一处的移动速度一致，进而使定位筒整体收缩的速度均匀，定

位筒的移动更加稳定。

[0013] 可选的，所述驱动组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮套接于定位筒上且与定位筒同轴转动连接，所述第二齿轮位于第一齿轮一侧，且与第一齿轮啮合，所述第二

齿轮还与动力源固定连接；所述定位筒外表面开设有外螺纹，所述第一齿轮内圈对应开设

有内螺纹，所述第一齿轮与定位筒螺纹连接。

[0014] 通过采用上述技术方案，动力源驱动第二齿轮转动，第二齿轮带动第一齿轮转动，第一齿轮带动定位筒在固定筒内壁滑移，定位筒外表面和第一齿轮内壁均设置相互对应的

螺纹，第一齿轮与定位筒螺纹连接，当第二齿轮带动第一齿轮转动时，第一齿轮在固定水平

高度围绕定位筒转动，从而实现定位筒在固定筒内的滑移收缩。

[0015] 可选的，所述动力源为步进电机，所述步进电机与于固定筒固定连接，所述步进电机输出轴与第二齿轮中心固定连接。

[0016] 通过采用上述技术方案，动力源采用步进电机，步进电机稳定缓慢运行的特质，使得第二齿轮匀速缓慢转动，第二齿轮又带动第一齿轮匀速缓慢转动，最终使定位筒匀速缓

慢进入固定筒内，从而与钻头进入钻孔内的速度适配。

[0017] 可选的，所述固定筒靠近定位筒一端设置有固定块，所述固定块一面与固定筒外表面固定连接，另一面与步进电机固定连接。

[0018] 通过采用上述技术方案，在固定筒一侧固定设置固定块，实现步进电机通过固定块固定在固定筒一侧，进一步通过步进电机固定第二齿轮，从而方便步进电机控制驱动组

件。

[0019] 可选的，所述抓紧组件为一端具有齿牙的环形齿板，所述环形齿板的齿牙朝向远离钻机本体一面。

[0020] 通过采用上述技术方案，在定位筒远离固定筒一面固定设置环形齿板，环形齿板的齿牙与钻头端部平齐，当开始钻孔时，齿牙紧紧嵌入待钻孔的物体表面，钻头进入物体表

面时，物体表面会有一反弹力，使钻头偏移，而环形齿板的设置，正好克服了这个反弹力，使

钻头精准进入确定的物体表面进行钻孔。

[0021] 可选的，所述钻机本体靠近固定筒一端设置有加强块，所述加强块与钻机本体固定连接，所述固定筒套接于加强块上与加强块固定连接。

[0022] 通过采用上述技术方案，加强块的设置，使得固定筒靠近钻机本体一端的圆截面与钻机本体连接的同时，其内壁还与加强块固定连接，这样的连接方式使得固定筒在定位

筒上的固定连接更加稳定，且减小了钻头钻孔时产生的振动对固定筒的影响。

[0023] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：[0024] 1.通过在钻机本体上固定连接固定筒，固定筒远离钻机本体一端设置定位筒，定位筒与固定筒内壁滑动连接，钻头位于定位筒和固定筒的轴心，定位筒远离固定筒一端还

设置抓紧组件；实现了抓紧组件嵌在待钻孔的地面或壁面，使钻头不易偏移，从而达到了工

作人员精确控制钻头的钻孔方位的目的，且实现了随着钻头在孔内的伸入，定位筒向固定

筒内滑移收缩；

[0025] 2.通过在固定筒上沿自身轴向开设滑槽，定位筒上对应设置滑块，滑块置于滑槽中，实现了定位筒向固定筒内收缩时，滑块沿着滑槽的长度方向移动；

[0026] 3.通过在定位筒上套设第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮动力源固定连接，第一齿轮与定位筒螺纹连接，实现动力源驱动第二齿轮转动，第二齿轮带动第一齿

轮转动，第一齿轮带动定位筒在固定筒内壁滑移，达到定位筒在固定筒内的收缩伸缩的目

的。

附图说明[0027] 图1是一种钻机辅助定位装置的结构示意图。[0028] 图2是辅助定位装置的截面示意图。[0029] 图3是一种钻机辅助定位装置的部分示意图。[0030] 附图标记说明：1、钻机本体；11、把手；2、钻头；3、固定筒；31、滑槽；4、定位筒；41、滑块；42、外螺纹；5、驱动组件；51、第一齿轮；511、内螺纹；52、第二齿轮；6、抓紧组件；61、环

形齿板；62、齿牙；7、步进电机；8、固定块；9、加强块。

具体实施方式[0031] 以下结合附图1?3对本申请作进一步详细说明。[0032] 本申请实施例公开一种钻机辅助定位装置。参照图1，一种钻机辅助定位装置安装在钻机上，其中，钻机包括钻机本体1和钻头2。钻机本体1相对的两侧各设置有把手11，把手

11均与钻机本体1一体成型，钻头2安装于钻机本体1下端，且与钻机本体1相对转动连接。钻

机本体1上沿钻头2轴向设置有固定筒3，钻头2位于固定筒3中心，固定筒3靠近钻机本体1一

端与钻机本体1焊接，固定筒3远离钻机本体1一端设置有定位筒4，定位筒4位于固定筒3内

且与固定筒3内侧壁滑动连接，即定位筒4可沿着固定筒3的轴向滑移收缩进固定筒3内或伸

出固定筒3外。初始状态下，定位筒4远离固定筒3一端与钻头2端部平齐，定位筒4远离固定

筒3一端设置有抓紧组件6，抓紧组件6与地面或壁面贴合。

[0033] 抓紧组件6为一端具有齿牙62的环形齿板61，环形齿板61未设置有齿牙62的一面与定位筒4一体成型，环形齿板61设置有齿牙62的一面朝向待钻孔的地面或壁面。钻孔时，

齿牙62可嵌入地面或壁面，使钻头2不易偏移，实现钻头2精确钻孔。

[0034] 定位筒4上设置有驱动组件5，驱动组件5可驱动定位筒4在固定筒3内沿固定筒3轴向滑移，固定筒3一侧设置有动力源，动力源与固定筒3焊接，且与驱动组件5焊接，当钻头2

在壁面或地面钻孔时，在动力源的驱动作用下，驱动组件5带动定位筒4定向固定筒3内收

缩，从而实现随着钻头2在孔内的伸入，定位筒4以向相反方向移动的形式，使抓紧组件6始

终与地面或墙壁贴合，达到定位的目的。

[0035] 本实施例中，动力源优选为转速均匀的步进电机7，步进电机7设置于固定筒3靠近定位筒4一端，步进电机7一侧与固定筒3外表面焊接，步进电机7输出轴与驱动组件5焊接。

[0036] 步进电机7与固定筒3之间设置有固定块8，固定块8朝向固定筒3一面呈弧形状，与固定筒3弧面适配且与固定筒3焊接，固定块8远离固定筒3一面与步进电机7的侧壁焊接。

[0037] 参照图2，驱动组件5包括第一齿轮51和第二齿轮52。第一齿轮51的内径大于第二齿轮52的内径，且第一齿轮51与第二齿轮52并列水平设置，第一齿轮51套接于定位筒4上，

与定位筒4同轴转动连接，第二齿轮52位于第一齿轮51一侧，且与第一齿轮51啮合连接，步

进电机7输出轴与第二齿轮52中心焊接，实现第二齿轮52在定位筒4一侧固定。步进电机7驱

动第二齿轮52转动，第二齿轮52带动第一齿轮51转动，第一齿轮51带动定位筒4在固定筒3

内伸缩。

[0038] 为实现定位筒4在固定筒3内的伸缩，定位筒4外表面开设有外螺纹42，而第一齿轮51内圈对应开设有内螺纹511，定位筒4穿设于第一齿轮51内与第一齿轮51螺纹连接。

[0039] 固定筒3朝向定位筒4一面的内侧壁上开设有滑槽31，滑槽31沿固定筒3轴向开设，定位筒4朝向固定筒3一面对应设置有滑块41，滑块41位于定位筒4靠近固定筒3一侧，且滑

块41与定位筒4一体成型，滑块41嵌入滑槽31内且在滑槽31内滑移，同时带动定位筒4在固

定筒3内伸缩。

[0040] 为使定位筒4匀速滑移，固定筒3内壁开设有多个滑槽31，多个滑槽31均匀排列在固定筒3内壁，而定位筒4上也设置有多个滑块41，多个滑块41的数量与滑槽31等同，多个滑

块41一一对应置于多个滑槽31内，同步匀速带动定位筒4在固定筒3内滑移，且多个滑块41

与多个滑槽31的对应，限制了定位筒4的转动，使定位筒4不会因第一齿轮51的转动而自转。

[0041] 参照图3，为实现固定筒3的稳定设置，钻机本体1靠近固定筒3一端设置有加强块9，加强块9与钻机本体1注塑成型，钻头2穿设于加强块9中心与加强块9相对转动，固定筒3

套接于加强块9上与加强块9贴合且与加强块9焊接，加强块9靠近钻机本体1一端还与钻机

本体1焊接，这样的连接方式，使得固定块8的连接更加稳定，且固定块8不易晃动。

[0042] 本申请实施例一种钻机辅助定位装置的实施原理为：安装时，首先将第一齿轮51套接于设置有抓紧组件6的定位筒4上，通过旋动第一齿轮51使第一齿轮51位于定位筒4靠

近固定筒3一端，将定位筒4上的滑块41卡接于固定筒3内滑槽31内，实现定位筒4与固定筒3

滑动连接。将固定筒3与定位筒4穿过钻头2，固定筒3远离定位筒4一端内侧壁与加强块9焊

接，端口与钻机本体1焊接，实现固定筒3的固定。

[0043] 再将固定块8焊接在固定筒3靠近定位筒4一侧，步进电机7固定在固定块8上，第二齿轮52与第一齿轮51啮合，步进电机7输出轴与第二齿轮52中心焊接，完成安装。

[0044] 使用时，工作人员双手握住把手11，钻头2贴近待钻孔的地面或壁面，定位筒4上的齿牙62嵌入地面或壁面，使钻头2不易偏移或被反冲击力推向一侧，开始钻孔时，启动步进

电机7，步进电机7输出轴带动第二齿轮52转动，第二齿轮52带动第一齿轮51转动，第一齿轮

51围绕定位筒4转动，从而使定位筒4向固定筒3收缩，定位筒4上的滑块41在滑槽31内沿着

滑槽31滑移，使定位筒4匀速滑移，由此实现随着钻头2在地面或壁面内伸入，定位筒4向固

定筒3内收缩，这样，齿牙62便始终与地面或壁面接触以达到辅助定位。

[0045] 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。