地质探矿用具有取样机构的钻头

286 编辑：中冶有色技术网来源：中国地质调查局呼和浩特自然资源综合调查中心

2024-11-13 16:23:38

权利要求

1.一种地质探矿用具有取样机构的钻头，其特征在于：包括取样收纳筒、连接转杆、测量定位机构、外装套框、驱动转辊、夹持定位机构、清理机构和连接固定机构;所述连接转杆设置于所述取样收纳筒的顶部，所述连接转杆的顶部用于连接驱动设备的输出端，所述取样收纳筒的下端固定连接有多个均匀分布的钻齿，所述测量定位机构设置于所述取样收纳筒内并与所述连接转杆的底部连接，所述外装套框设置于所述取样收纳筒的底部外周，所述外装套框的两侧分别安装有驱动转辊，所述夹持定位机构和所述清理机构安装于所述驱动转辊上，所述连接固定机构安装于所述外装套框的前后侧。

2.根据权利要求1所述的地质探矿用具有取样机构的钻头，其特征在于：所述测量定位机构包括活塞限位板、电磁铁、位移传感器、接触传感器和升降气缸，所述活塞限位板与取样收纳筒内壁滑动连接，所述活塞限位板的上端安装有两个电磁铁，两个所述电磁铁的外端均与取样收纳筒的内壁相接触，所述位移传感器嵌设安装于所述活塞限位板的上端，所述接触传感器设置于所述活塞限位板的下端，所述升降气缸嵌设于所述连接转杆的下端，且所述升降气缸的输出端与所述活塞限位板相插合，所述电磁铁分别与所述位移传感器和接触传感器电性连接。

3.根据权利要求2所述的地质探矿用具有取样机构的钻头，其特征在于：所述升降气缸的输出端固定连接有防滑插杆，所述活塞限位板的上端开凿有插槽，所述插槽的内壁固定连接有弹性卡环，所述弹性卡环的内壁与所述防滑插杆的外壁紧密接触。

4.根据权利要求3所述的地质探矿用具有取样机构的钻头，其特征在于：所述弹性卡环的上端为倒角设置，所述防滑插杆的外壁设有防滑纹。

5.根据权利要求2所述的地质探矿用具有取样机构的钻头，其特征在于：所述夹持定位机构包括第一套接环、第一连接板、第一伸缩气缸和弧形夹板，所述第一套接环设置有两对，两对所述第一套接环分别套接在两个所述驱动转辊的外部，两对所述第一套接环杆的外侧均固定连接有所述第一连接板，且两个所述第一连接板相远离的一端均安装所述第一伸缩气缸，两个所述第一伸缩气缸的输出端均安装所述弧形夹板，两个所述第一伸缩气缸均与接触传感器电性连接。

6.根据权利要求5所述的地质探矿用具有取样机构的钻头，其特征在于：所述弧形夹板的内壁上均设有高强度耐磨层。

7.根据权利要求1所述的地质探矿用具有取样机构的钻头，其特征在于：所述清理机构包括第二套接环、第二连接板、第二伸缩气缸和清理刷体，所述第二套接环分别套接在两个所述驱动转辊的外部，两个所述第二套接环相靠近的一端均固定连接有所述第二连接板，且两个第二连接板相靠近的一端均安装有所述第二伸缩气缸，所述第二伸缩气缸的输出端均固定连接有所述清理刷体，所述清理刷体能够与所述取样收纳筒的外壁相接触。

8.根据权利要求7所述的地质探矿用具有取样机构的钻头，其特征在于：两个所述清理刷体相互接触拼合后能够构成一个圆形，所述清理刷体的内径与取样收纳筒的外径相匹配。

9.根据权利要求1所述的地质探矿用具有取样机构的钻头，其特征在于：所述连接固定机构包括电动伸缩杆和安装板，所述电动伸缩杆分别设置于所述外装套框的前后侧，两个所述电动伸缩杆的外端均固定连接有所述安装板，每个所述安装板上开设有两对安装孔。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及地质探矿技术领域，特别是涉及一种地质探矿用具有取样机构的钻头。

背景技术

[0002]地质探矿是指为增加新的金矿储量，延长矿山服务年限，并为进一步查明地质构造、水文地质而在生产矿区内部及其外围所进行的地质探矿工程。地质探矿中，钻头是一种常用的工具，不仅用于对矿石进行钻孔，还可以对相应位置的矿石进行取样，以便后续的进一步分析。

[0003]目前，在钻头对矿石进行钻孔和取样过程中，往往需要根据取样需求来进行不同深度的钻孔和取样，以便于获取不同长度的样品，但是现有技术中的钻头在电机的带动下，进行钻孔和取样时，不便于根据取样需求深度进行精确定位和取样，使得样品长度在实际取样过程中有所偏差，不易精确满足相关人员的取样需求，使用效果差，因此迫切需要改进钻头结构的技术，来完善此设备。

发明内容

[0004]本发明的目的是提供一种地质探矿用具有取样机构的钻头，以解决上述现有技术存在的问题，使取样过程中的样品岩石的长度与所需要的样品长度相同，避免产生偏差，保持取样精确性，增强使用效果。

[0005]为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

[0006]本发明提供一种地质探矿用具有取样机构的钻头，包括取样收纳筒、连接转杆、测量定位机构、外装套框、驱动转辊、夹持定位机构、清理机构和连接固定机构;所述连接转杆设置于所述取样收纳筒的顶部，所述连接转杆的顶部用于连接驱动设备的输出端，所述取样收纳筒的下端固定连接有多个均匀分布的钻齿，所述测量定位机构设置于所述取样收纳筒内并与所述连接转杆的底部连接，所述外装套框设置于所述取样收纳筒的底部外周，所述外装套框的两侧分别安装有驱动转辊，所述夹持定位机构和所述清理机构安装于所述驱动转辊上，所述连接固定机构安装于所述外装套框的前后侧。

[0007]优选地，所述测量定位机构包括活塞限位板、电磁铁、位移传感器、接触传感器和升降气缸，所述活塞限位板与取样收纳筒内壁滑动连接，所述活塞限位板的上端安装有两个电磁铁，两个所述电磁铁的外端均与取样收纳筒的内壁相接触，所述位移传感器嵌设安装于所述活塞限位板的上端，所述接触传感器设置于所述活塞限位板的下端，所述升降气缸嵌设于所述连接转杆的下端，且所述升降气缸的输出端与所述活塞限位板相插合，所述电磁铁分别与所述位移传感器和接触传感器电性连接。

[0008]优选地，所述升降气缸的输出端固定连接有防滑插杆，所述活塞限位板的上端开凿有插槽，所述插槽的内壁固定连接有弹性卡环，所述弹性卡环的内壁与所述防滑插杆的外壁紧密接触。

[0009]优选地，所述弹性卡环的上端为倒角设置，所述防滑插杆的外壁设有防滑纹。

[0010]优选地，所述夹持定位机构包括第一套接环、第一连接板、第一伸缩气缸和弧形夹板，所述第一套接环设置有两对，两对所述第一套接环分别套接在两个所述驱动转辊的外部，两对所述第一套接环杆的外侧均固定连接有所述第一连接板，且两个所述第一连接板相远离的一端均安装所述第一伸缩气缸，两个所述第一伸缩气缸的输出端均安装所述弧形夹板，两个所述第一伸缩气缸均与接触传感器电性连接。

[0011]优选地，所述弧形夹板的内壁上均设有高强度耐磨层。

[0012]优选地，所述清理机构包括第二套接环、第二连接板、第二伸缩气缸和清理刷体，所述第二套接环分别套接在两个所述驱动转辊的外部，两个所述第二套接环相靠近的一端均固定连接有所述第二连接板，且两个第二连接板相靠近的一端均安装有所述第二伸缩气缸，所述第二伸缩气缸的输出端均固定连接有所述清理刷体，所述清理刷体能够与所述取样收纳筒的外壁相接触。

[0013]优选地，两个所述清理刷体相互接触拼合后能够构成一个圆形，所述清理刷体的内径与取样收纳筒的外径相匹配。

[0014]优选地，所述连接固定机构包括电动伸缩杆和安装板，所述电动伸缩杆分别设置于所述外装套框的前后侧，两个所述电动伸缩杆的外端均固定连接有所述安装板，每个所述安装板上开设有两对安装孔。

[0015]本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

[0016]1.本发明提供的地质探矿用具有取样机构的钻头，通过测量定位机构能够根据所需要的样品长度和取样收纳筒自身深度计算出活塞限位板位移距离，以便于在取样收纳筒留出所需要的深度，实现在后续的钻孔取样过程中，能够进行精确定位，使取样过程中的样品岩石的长度与所需要的样品长度相同，避免产生偏差，保持取样精确性，增强使用效果。

[0017]2.本发明提供的地质探矿用具有取样机构的钻头，在样品岩石的长度达到预留的需求深度后，钻头驱动设备带动取样收纳筒和钻齿停止向下转动的同时，通过夹持定位机构带动一对弧形夹板对取样收纳筒进行夹持固定，使其保持稳定，避免因驱动设备的惯性作用而使得取样收纳筒和钻齿继续向下转动一小段距离，实现对取样长度进行精确定位，从而避免样品长度在实际取样过程中产生偏差，进一步保证其精确性，同时也避免样品岩石的增长而对活塞限位板和接触传感器造成过度挤压和损坏，增强防护作用。

[0018]3.本发明提供的地质探矿用具有取样机构的钻头，在取样收纳筒和钻齿向上运动过程中，通过清理机构带动一对清理刷体对沿途的两者表面沾附的碎土和石屑进行刷动清理，减少沾附和残留，保证其表面的洁净性。

[0019]4.本发明提供的地质探矿用具有取样机构的钻头，通过一对连接固定机构能够带动带动外装套框、夹持定位机构和清理机构安装在钻头驱动设备的机架上，以便于后续的使用。

附图说明

[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0021]图1为本发明中地质探矿用具有取样机构的钻头的结构示意图;

[0022]图2为本发明中取样收纳筒的结构示意图;

[0023]图3为本发明中取样收纳筒的内部结构示意图;

[0024]图4为本发明中测量定位机构的结构示意图;

[0025]图5为本发明中防滑插杆和插槽的剖面结构示意图;

[0026]图6为本发明中夹持定位机构和清理机构的结构示意图;

[0027]图7为本发明中连接固定机构的结构示意图;

[0028]图中：1、取样收纳筒;2、连接转杆;3、钻齿;4、测量定位机构;401、活塞限位板;402、电磁铁;403、位移传感器;404、升降气缸;4041、防滑插杆;4042、插槽;4043、弹性卡环;405、接触传感器;5、外装套框;6、驱动转辊;7、夹持定位机构;701、第一套接环;702、第一连接板;703、第一伸缩气缸;704、弧形夹板;8、清理机构;801、第二套接环;802、第二连接板;803、第二伸缩气缸;804、清理刷体;9、连接固定机构;901、电动伸缩杆;902、安装板;903、安装孔。

具体实施方式

[0029]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。

[0030]本发明的目的是提供一种地质探矿用具有取样机构的钻头，以解决现有技术存在的问题。

[0031]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0032]本实施例中的地质探矿用具有取样机构的钻头，如图1-图7所示，包括取样收纳筒1、连接转杆2、测量定位机构4、外装套框5、驱动转辊6、夹持定位机构7、清理机构8和连接固定机构9;连接转杆2设置于取样收纳筒1的顶部，连接转杆2的顶部用于连接驱动设备的输出端，取样收纳筒1的下端固定连接有多个均匀分布的钻齿3，测量定位机构4设置于取样收纳筒1内并与连接转杆2的底部连接，外装套框5设置于取样收纳筒1的底部外周，外装套框5的两侧分别安装有驱动转辊6，夹持定位机构7和清理机构8安装于驱动转辊6上，连接固定机构9安装于外装套框5的前后侧。

[0033]于本具体实施例中，测量定位机构4包括活塞限位板401、电磁铁402、位移传感器403、接触传感器405和升降气缸404，活塞限位板401与取样收纳筒1内壁滑动连接，活塞限位板401的上端安装有两个电磁铁402，两个电磁铁402的外端均与取样收纳筒1的内壁相接触，位移传感器403嵌设安装于活塞限位板401的上端，接触传感器405设置于活塞限位板401的下端，升降气缸404嵌设于连接转杆2的下端，且升降气缸404的输出端与活塞限位板401相插合，电磁铁402分别与位移传感器403和接触传感器405电性连接。

[0034]于本具体实施例中，升降气缸404的输出端固定连接有防滑插杆4041，活塞限位板401的上端开凿有插槽4042，插槽4042的内壁固定连接有弹性卡环4043，弹性卡环4043的内壁与防滑插杆4041的外壁紧密接触。

[0035]于本具体实施例中，弹性卡环4043的上端为倒角设置，防滑插杆4041的外壁设有防滑纹。

[0036]于本具体实施例中，夹持定位机构7包括第一套接环701、第一连接板702、第一伸缩气缸703和弧形夹板704，第一套接环701设置有两对，两对第一套接环701分别套接在两个驱动转辊6的外部，两对第一套接环701杆的外侧均固定连接有第一连接板702，且两个第一连接板702相远离的一端均安装第一伸缩气缸703，两个第一伸缩气缸703的输出端均安装弧形夹板704，两个第一伸缩气缸703均与接触传感器405电性连接。

[0037]于本具体实施例中，弧形夹板704的内壁上均设有高强度耐磨层。

[0038]于本具体实施例中，清理机构8包括第二套接环801、第二连接板802、第二伸缩气缸803和清理刷体804，第二套接环801分别套接在两个驱动转辊6的外部，两个第二套接环801相靠近的一端均固定连接有第二连接板802，且两个第二连接板802相靠近的一端均安装有第二伸缩气缸803，第二伸缩气缸803的输出端均固定连接有清理刷体804，清理刷体804能够与取样收纳筒1的外壁相接触。

[0039]于本具体实施例中，两个清理刷体804相互接触拼合后能够构成一个圆形，清理刷体804的内径与取样收纳筒1的外径相匹配。

[0040]于本具体实施例中，连接固定机构9包括电动伸缩杆901和安装板902，电动伸缩杆901分别设置于外装套框5的前后侧，两个电动伸缩杆901的外端均固定连接有安装板902，每个安装板902上开设有两对安装孔903。

[0041]本发明中的地质探矿用具有取样机构的钻头的工作过程如下：

[0042]首先通过连接固定机构9中的两对电动伸缩杆901带动一对安装板902相离延伸，与钻头驱动设备的机架相接触，使安装孔903与机架上预留的孔位相对应，并借助螺纹紧固部件进行连接固定，待连接固定后，连接转杆2带动取样钻头与驱动设备的输出端相连接，接着根据所需要的样品长度和取样收纳筒1自身深度计算出测量定位机构4中活塞限位板401所需要的位移距离，并反馈到位移传感器403上，紧接着升降气缸404带动活塞限位板401向下运动，位移传感器403实时监测位移数据，并在监测到活塞限位板401位移距离达到标准后，立即使升降气缸404停止运动，带动活塞限位板401停止运动，而且一对电磁铁402同步通电，产生磁性，而钻头一般为金属材料制成，一对电磁铁402产生磁性后，能够与取样收纳筒1内壁吸引固定，使活塞限位板401保持固定，然后在驱动设备的带动下，取样收纳筒1和钻齿3向下转动，并带动样品岩石收纳在取样收纳筒1内进行取样，待样品岩石上端与活塞限位板401和接触传感器405相接触时，则表示样品岩石的长度以满足所需要的长度要求，此时，驱动设备停止工作，使取样收纳筒1和钻齿3停止向下转动，与此同时，夹持定位机构7中的一对第一伸缩气缸703推动一对弧形夹板704相向运动，对取样收纳筒1进行夹持固定，使其保持稳定，避免因驱动设备的惯性作用而使得取样收纳筒1和钻齿3继续向下转动一小段距离，实现对取样长度进行精确定位，从而避免样品长度在实际取样过程中产生偏差，保证其精确性，同时也避免样品岩石的增长而对活塞限位板401和接触传感器405造成过度挤压和损坏，增强防护作用，取样结束后，一对第一伸缩气缸703带动一对弧形夹板704相离运动，取消对取样收纳筒1的夹持固定，并在一对驱动转辊6的旋转下与清理机构8中的一对第二伸缩气缸803和清理刷体804进行位置切换，使一对第二伸缩气缸803和清理刷体804位于内侧，朝向取样收纳筒1，接着一对第二伸缩气缸803推动一对清理刷体804相向运动，直至与取样收纳筒1相接触，紧接着，驱动设备带动取样收纳筒1和其内部的样品向上运动，使取样收纳筒1与钻孔相分离，同时借助一对清理刷体804在取样收纳筒1和钻齿3向上运动过程中对其表面沾附的碎土和石屑进行刷动清理，减少沾附和残留，保证其表面的洁净性，然后断电一对电磁铁402，松开活塞限位板401和取样收纳筒1内壁之间固定，并驱动升降气缸404向下运动，带动防滑插杆4041与弹性卡环4043相分离，挤压样品向下取出，以便于后续的研究。

[0043]本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

说明书附图(7)