适用于探矿工程的移动式钻探装置

169 编辑：中冶有色技术网来源：苏州市新地探矿工具有限公司

2025-01-16 15:37:06

权利要求

1.一种适用于探矿工程的移动式钻探装置，包括钻探车本体(1)，其特征在于，所述钻探车本体(1)上安装有固定座(11)，且固定座(11)上活动安装有升降座(2)，所述升降座(2)上滑动连接有活动座(21)，所述活动座(21)上转动连接有转动筒(22)，所述转动筒(22)的底部转动安装有钻头(23)，且钻头(23)上固定连接有与转动筒(22)转动连接的转动杆(24);

所述升降座(2)上设置有驱动组件(3)，所述驱动组件(3)包括固定连接在升降座(2)上的安装架(31)，所述安装架(31)上转动连接有用于驱动转动筒(22)往复升降运动的转动轴(32)，所述转动轴(32)上固定连接有齿轮一(33)，所述转动杆(24)上固定连接有与齿轮一(33)啮合的齿轮二(34);

所述钻头(23)的内部设置有辅助组件(4)，所述辅助组件(4)包括转动连接在钻头(23)底部并呈环形阵列分布的多组辅助破碎盘(41)，所述辅助破碎盘(41)与钻头(23)的底部均固定连接有多个破碎头。

2.根据权利要求1所述的一种适用于探矿工程的移动式钻探装置，其特征在于，所述固定座(11)的两侧通过支杆固定连接有与升降座(2)滑动连接的导向杆(12)，所述导向杆(12)上铰接有与钻探车本体(1)焊接的支板(13)，所述固定座(11)与钻探车本体(1)之间铰接有液压缸(14)，所述钻探车本体(1)的顶部焊接有辅助放置架(15)。

3.根据权利要求1所述的一种适用于探矿工程的移动式钻探装置，其特征在于，所述固定座(11)上转动连接有与升降座(2)螺纹连接的升降丝杆(16)，所述固定座(11)上螺栓连接有用于驱动升降丝杆(16)转动的减速电机(17)。

4.根据权利要求1所述的一种适用于探矿工程的移动式钻探装置，其特征在于，所述转动筒(22)的外侧壁上并位于活动座(21)的下方固定连接有外齿环(25)，所述升降座(2)上转动连接有传动杆(35)，且传动杆(35)上固定连接有与外齿环(25)和齿轮一(33)啮合的齿轮三(36)，所述安装架(31)上螺栓安装有用于驱动转动轴(32)转动的驱动电机(37)。

5.根据权利要求4所述的一种适用于探矿工程的移动式钻探装置，其特征在于，所述转动筒(22)的外侧壁上并位于活动座(21)的上方固定连接有引导凸块一(26)，所述转动轴(32)上固定连接有限位盘(38)，且限位盘(38)的顶部一侧固定连接有与引导凸块一(26)相配合的引导凸块二(39)。

6.根据权利要求5所述的一种适用于探矿工程的移动式钻探装置，其特征在于，所述转动筒(22)的外侧壁上固定连接有与限位盘(38)相配合的开口限位环(27)，所述引导凸块一(26)位于开口限位环(27)的开口正上方，所述开口限位环(27)的两端顶部开设有引导斜面(28)。

7.根据权利要求1所述的一种适用于探矿工程的移动式钻探装置，其特征在于，所述辅助破碎盘(41)上固接有旋转杆(42)，且旋转杆(42)通过万向节联轴器(43)固定连接有旋转轴(44)，所述旋转轴(44)与钻头(23)转动连接，且旋转轴(44)上固定连接有齿轮四(45)，所述转动筒(22)的外侧壁上开设有与齿轮四(45)啮合的外齿槽(29)。

8.根据权利要求7所述的一种适用于探矿工程的移动式钻探装置，其特征在于，所述钻头(23)的底部并位于相邻两组辅助破碎盘(41)之间均开设有倾斜的进料槽(210)，且进料槽(210)内的一侧铰接有与另一侧相接触的挡板(211)。

9.根据权利要求1所述的一种适用于探矿工程的移动式钻探装置，其特征在于，所述转动杆(24)上并位于转动筒(22)的内部固定连接有螺旋叶片(212)，所述转动筒(22)的一侧顶部固定连通有排料口(213)。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及钻探设备技术领域，尤其涉及一种适用于探矿工程的移动式钻探装置。

背景技术

[0002]钻探装置，作为地球表面下钻孔作业的关键机械设备，其应用领域广泛涵盖了地质勘探、矿产资源开发、水文地质调查、建筑基础施工以及油气开采等多个方面，这类装置的设计和功能会根据具体的应用目的和钻进条件的不同而有所调整。但不论何种类型，钻探装置通常都包含以下几个核心组成部分：稳固的架体结构、提供动力的驱动装置、传递扭矩的钻杆以及直接进行钻孔作业的钻头。

[0003]如现有技术中公开号为CN116677313A的一种矿产地质勘探钻探装置，虽然其内部的取样筒与钻头组合，已经能够实现探矿工程中的基本钻探施工需求，但在面对硬质矿石时，该装置仅依赖钻头的旋转进行钻进，往往难以迅速且高效地完成任务，特别是面对复杂多变的地质条件和硬度不一的矿石，该种传统的钻探方式可能会遇到钻进速度缓慢、能耗增加等问题;

[0004]针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

[0005]本发明的目的在于提供一种适用于探矿工程的移动式钻探装置，去解决上述提出的技术缺陷，本发明通过驱动组件带动钻头与转动筒反向差速旋转，先促使转动筒同步间歇式抬升运动，能够对钻孔底部进行撞击破碎处理，以提高对矿石的钻孔效率;后结合转动筒的旋转，带动辅助组件内的多个辅助破碎盘公转的同时快速自转，通过辅助破碎盘对钻头底部周边区域的充分破碎，以辅助钻头下降后的全面破碎效果，进一步提高钻探效率。

[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

[0007]一种适用于探矿工程的移动式钻探装置，包括钻探车本体，所述钻探车本体上安装有固定座，且固定座上活动安装有升降座，所述升降座上滑动连接有活动座，所述活动座上转动连接有转动筒，所述转动筒的底部转动安装有钻头，且钻头上固定连接有与转动筒转动连接的转动杆;

[0008]所述升降座上设置有驱动组件，所述驱动组件包括固定连接在升降座上的安装架，所述安装架上转动连接有用于驱动转动筒往复升降运动的转动轴，所述转动轴上固定连接有齿轮一，所述转动杆上固定连接有与齿轮一啮合的齿轮二;

[0009]所述钻头的内部设置有辅助组件，所述辅助组件包括转动连接在钻头底部并呈环形阵列分布的多组辅助破碎盘，所述辅助破碎盘与钻头的底部均固定连接有多个破碎头。

[0010]优选的，所述固定座的两侧通过支杆固定连接有与升降座滑动连接的导向杆，所述导向杆上铰接有与钻探车本体焊接的支板，所述固定座与钻探车本体之间铰接有液压缸，所述钻探车本体的顶部焊接有辅助放置架。

[0011]优选的，所述固定座上转动连接有与升降座螺纹连接的升降丝杆，所述固定座上螺栓连接有用于驱动升降丝杆转动的减速电机。

[0012]优选的，所述转动筒的外侧壁上并位于活动座的下方固定连接有外齿环，所述升降座上转动连接有传动杆，且传动杆上固定连接有与外齿环和齿轮一啮合的齿轮三，所述安装架上螺栓安装有用于驱动转动轴转动的驱动电机。

[0013]优选的，所述转动筒的外侧壁上并位于活动座的上方固定连接有引导凸块一，所述转动轴上固定连接有限位盘，且限位盘的顶部一侧固定连接有与引导凸块一相配合的引导凸块二。

[0014]优选的，所述转动筒的外侧壁上固定连接有与限位盘相配合的开口限位环，所述引导凸块一位于开口限位环的开口正上方，所述开口限位环的两端顶部开设有引导斜面。

[0015]优选的，所述辅助破碎盘上固接有旋转杆，且旋转杆通过万向节联轴器固定连接有旋转轴，所述旋转轴与钻头转动连接，且旋转轴上固定连接有齿轮四，所述转动筒的外侧壁上开设有与齿轮四啮合的外齿槽。

[0016]优选的，所述钻头的底部并位于相邻两组辅助破碎盘之间均开设有倾斜的进料槽，且进料槽内的一侧铰接有与另一侧相接触的挡板。

[0017]优选的，所述转动杆上并位于转动筒的内部固定连接有螺旋叶片，所述转动筒的一侧顶部固定连通有排料口。

[0018]本发明的有益效果如下：

[0019](1)本发明钻探车本体移动至探矿工程的指定钻探位置，先通过升降座携带转动筒与钻头缓慢下降运动，后通过转动轴结合齿轮一与齿轮二促使钻头转动，并借助钻头带动辅助破碎盘公转，结合外齿槽与齿轮四，促使辅助破碎盘同步自转，进而加快对探矿工程的钻探速度;钻探产生的矿石颗粒经钻头上的进料槽进入转动筒，借助转动杆携带螺旋叶片在转动筒内转动，同步完成矿石颗粒的排出;此外，通过转动轴上的引导凸块二与转动筒上引导凸块一的间歇接触，对转动筒进行抬升后，转动筒及钻头在自重下快速下降运动，促使钻头对钻孔底部进行撞击，对钻孔底部除辅助破碎盘公转以外范围进行额外的撞击破碎处理，进一步提高对矿石的钻孔效率;

[0020](2)本发明借助转动筒的旋转，加快辅助破碎盘的旋转速度，使得转动筒进行往复升降撞击时，辅助破碎盘对钻头底部周边区域进行充分破碎处理，以辅助钻头下降后对其余区域的破碎效果;以及通过转动轴结合齿轮一、齿轮三与外齿环，同步带动转动筒与转动轴同旋转的缓慢转动，利用二者同向不同速的旋转，促使限位盘携带引导凸块二旋转若干圈，方能与引导凸块一接触，以增加转动筒相邻两次升降的间歇时间，进一步确保辅助破碎盘对周边的破碎效果。

附图说明

[0021]下面结合附图对本发明做进一步的说明;

[0022]图1是本发明的结构示意图;

[0023]图2是本发明升降座与转动筒的配合示意图;

[0024]图3是本发明固定座与升降座的配合示意图;

[0025]图4是本发明升降座的结构示意图;

[0026]图5是本发明转动筒的结构示意图;

[0027]图6是本发明转动杆的结构示意图;

[0028]图7是本发明驱动组件与转动筒和转动杆的配合示意图;

[0029]图8是本发明钻头的结构示意图;

[0030]图9是本发明辅助组件的结构示意图。

[0031]图例说明：

[0032]1、钻探车本体;11、固定座;12、导向杆;13、支板;14、液压缸;15、辅助放置架;16、升降丝杆;17、减速电机;

[0033]2、升降座;21、活动座;22、转动筒;23、钻头;24、转动杆;25、外齿环;26、引导凸块一;27、开口限位环;28、引导斜面;29、外齿槽;210、进料槽;211、挡板;212、螺旋叶片;213、排料口;

[0034]3、驱动组件;31、安装架;32、转动轴;33、齿轮一;34、齿轮二;35、传动杆;36、齿轮三;37、驱动电机;38、限位盘;39、引导凸块二;

[0035]4、辅助组件;41、辅助破碎盘;42、旋转杆;43、万向节联轴器;44、旋转轴;45、齿轮四。

具体实施方式

[0036]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、完整的描述，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。

[0037]实施例一：请参阅图1-图9所示，针对现有技术中，面对复杂多变的地质条件和硬度不一的矿石，现有钻探方式易存在钻进速度缓慢的问题，可通过以下方案进行解决：

[0038]本实施例中一种适用于探矿工程的移动式钻探装置，包括钻探车本体1，通过钻探车本体1移动至指定钻探位置，实现不同探矿区域的快速钻探施工，钻探车本体1上安装有固定座11，用于升降座2的活动安装，且固定座11上活动安装有升降座2，通过升降座2在固定座11上的移动，带动旋转的转动筒22与钻头23进行钻孔处理，升降座2上滑动连接有活动座21;

[0039]设置的活动座21用于转动筒22的升降运动，活动座21的两侧外侧壁上对称固定连接有限位块，升降座2的内侧壁上开设有与对应限位块滑动连接的限位槽，避免固定座11竖直状态时，发生活动座21与升降座2脱离的问题，活动座21上转动连接有转动筒22，转动筒22的底部转动安装有钻头23，且钻头23上固定连接有与转动筒22转动连接的转动杆24;

[0040]升降座2上设置有驱动组件3，驱动组件3包括固定连接在升降座2上的安装架31，安装架31上转动连接有用于驱动转动筒22往复升降运动的转动轴32，转动轴32上固定连接有齿轮一33，转动杆24上固定连接有与齿轮一33啮合的齿轮二34，转动轴32通过啮合的齿轮一33与齿轮二34带动转动杆24携带钻头23转动，转动杆24的端部贯穿安装架31与其滑动连接，进一步提高转动杆24的转动稳定性;

[0041]钻头23的内部设置有辅助组件4，辅助组件4包括转动连接在钻头23底部并呈环形阵列分布的多组辅助破碎盘41，钻头23转动进行钻探时，钻头23同步带动辅助破碎盘41公转，后通过辅助破碎盘41同步自转，进而加快对探矿工程的钻探速度，辅助破碎盘41与钻头23的底部均固定连接有多个破碎头，通过在辅助破碎盘41与钻头23上安装的破碎头，使得钻头23与辅助破碎盘41转动时，能够对矿石进行有效破碎处理。

[0042]固定座11的两侧通过支杆固定连接有与升降座2滑动连接的导向杆12，用于增加升降座2在移动过程中的稳定性，以及避钻孔过程中，转动筒22出现晃动的问题，导向杆12上铰接有与钻探车本体1焊接的支板13，固定座11与钻探车本体1之间铰接有液压缸14;

[0043]钻探车本体1移动至指定钻探位置，液压缸14的活塞杆伸出，推动固定座11携带转动筒22呈竖直状态，为钻探前做准备，钻探车本体1的顶部焊接有辅助放置架15，通过设置的辅助放置架15，用于对固定座11水平放置时提供稳定支撑，同时为钻探车本体1的移动提供便利性。

[0044]固定座11上转动连接有与升降座2螺纹连接的升降丝杆16，固定座11上螺栓连接有用于驱动升降丝杆16转动的减速电机17，减速电机17带动升降丝杆16缓慢转动，升降丝杆16推动转动筒22缓慢下降运动。

[0045]转动筒22的外侧壁上并位于活动座21的上方固定连接有引导凸块一26，转动轴32上固定连接有限位盘38，且限位盘38的顶部一侧固定连接有与引导凸块一26相配合的引导凸块二39，引导凸块一26与引导凸块二39的横截面均呈等腰或直角梯形结构，促使二者接触后，能够迫使两者相离运动，进而实现转动筒22的抬升运动;

[0046]通过转动轴32携带引导凸块二39转动，并与转动筒22上引导凸块一26的间歇接触，对转动筒22进行抬升，引导凸块二39与引导凸块一26分离后，转动筒22及钻头23在自重下快速下降运动，促使钻头23对钻孔底部进行撞击，对钻孔底部除辅助破碎盘41周转以外范围进行额外的撞击破碎处理，进一步提高对矿石的钻孔效率。

[0047]辅助破碎盘41上固接有旋转杆42，且旋转杆42通过万向节联轴器43固定连接有旋转轴44，旋转轴44与钻头23转动连接，且旋转轴44上固定连接有齿轮四45，转动筒22的外侧壁上开设有与齿轮四45啮合的外齿槽29，钻头23带动多组辅助破碎盘41公转的同时，结合转动筒22外侧开设的外齿槽29与齿轮四45的啮合，促使辅助破碎盘41自转的同时进行快速自转，进而加快对探矿工程的钻探速度。

[0048]钻头23的底部并位于相邻两组辅助破碎盘41之间均开设有倾斜的进料槽210，破碎后的细小矿石颗粒结合钻头23的转动，经钻头23上开设的多个倾斜设置的进料槽210，进入转动筒22内部，且进料槽210内的一侧铰接有与另一侧相接触的挡板211;

[0049]进料槽210内的矿石颗粒不断累积，进而推动对应挡板211向上翻转进入转动筒22，当转动筒22上升过程中，进料槽210内位于挡板211下方的小部分矿石颗粒会直接掉出，挡板211借助其上方矿石颗粒的重力向下复位翻转，促使其自由侧抵触进料槽210，进而限制转动筒22内矿石颗粒的排出。

[0050]转动杆24上并位于转动筒22的内部固定连接有螺旋叶片212，转动筒22的一侧顶部固定连通有排料口213，进入转动筒22的矿石颗粒，经旋转的螺旋叶片212带动转动筒22内的矿石颗粒上升运动，后经转动筒22上的排料口213自动排出。

[0051]实施例二：请参阅图5与图7所示，针对转动筒快速往复抬升运动，导致破碎后的矿石颗粒不易进入转动筒，进而降低钻孔与排料效率的问题，可通过以下方案进行解决：

[0052]本实施例中转动筒22的外侧壁上并位于活动座21的下方固定连接有外齿环25，升降座2上转动连接有传动杆35，且传动杆35上固定连接有与外齿环25和齿轮一33啮合的齿轮三36，齿轮三36的直径尺寸小于齿轮一33的直径尺寸，且外齿环25的直径尺寸远大于齿轮一33的直径尺寸，促使转动轴32快速转动时，转动筒22缓慢转动;

[0053]转动轴32转动时，通过啮合的齿轮一33与升降座2上方的齿轮三36，带动传动杆35转动，传动杆35通过啮合的外齿环25与升降座2下方的齿轮三36，带动转动筒22缓慢转动，安装架31上螺栓安装有用于驱动转动轴32转动的驱动电机37，驱动电机37带动转动轴32转动。

[0054]转动筒22的外侧壁上并位于活动座21的上方固定连接有引导凸块一26，转动轴32上固定连接有限位盘38，且限位盘38的顶部一侧固定连接有与引导凸块一26相配合的引导凸块二39;

[0055]转动筒22与转动轴32同旋向不同速的缓慢转动，利用二者同向不同速的旋转，促使限位盘38携带引导凸块二39旋转若干圈，方能与引导凸块一26接触，引导凸块二39与引导凸块一26接触，可参考时钟上六点时刻，时针与分针的位置，以增加转动筒22相邻两次升降的间歇时间，进一步确保辅助破碎盘41对周边的充分破碎效果。

[0056]转动筒22的外侧壁上固定连接有与限位盘38相配合的开口限位环27，引导凸块一26位于开口限位环27的开口正上方，开口限位环27的开口尺寸大于限位盘38能够通过的尺寸，引导凸块二39与引导凸块一26接触后，限位盘38通过开口限位环27的开口处相对下移运动，避免出现运动干涉，开口限位环27的两端顶部开设有引导斜面28;

[0057]引导凸块二39与引导凸块一26分离后，随转动筒22携带开口限位环27的转动，通过限位盘38的底部边缘处结合开口限位环27端部的引导斜面28的引导，迫使转动筒22具有向下复位运动的作用力，结合升降丝杆16促使升降座2的缓慢下降运动，对钻孔底部继续施加钻孔作用力，后通过限位盘38位于开口限位环27的顶部，以对升降丝杆16促使转动筒22下降运动时，带动钻头23对钻孔底部的施加作用力，同时为引导凸块二39与引导凸块一26接触时，促使转动筒22的上升运动，提供让位空间;

[0058]转动轴32带动限位盘38与转动筒22同旋向的快速转动，转动筒22上的开口限位环27开口处转动至限位盘38下方后，限位盘38携带引导凸块二39旋转若干圈，当引导凸块二39同步转至开口限位环27上的开口处上方后，引导凸块二39与引导凸块一26接触，促使转动筒22上升运动，引导凸块二39与引导凸块一26分离后，转动筒22及钻头23在自重下快速下降运动，钻头23对钻孔底部进行撞击，对钻孔底部除辅助破碎盘41周转以外范围进行撞击破碎处理。

[0059]辅助破碎盘41上固接有旋转杆42，且旋转杆42通过万向节联轴器43固定连接有旋转轴44，旋转轴44与钻头23转动连接，且旋转轴44上固定连接有齿轮四45，转动筒22的外侧壁上开设有与齿轮四45啮合的外齿槽29，利用钻头23带动多组辅助破碎盘41公转，并借助转动筒22的旋转，结合啮合的齿轮四45与外齿槽29，并促使多个辅助破碎盘41周向转动的同时快速自转，进一步加快辅助破碎盘41的旋转速度，使得转动筒22进行往复升降撞击时，辅助破碎盘41对钻头23底部周边区域进行充分破碎处理，以辅助钻头23下降后对其余区域的破碎效果。

[0060]实施例三：请参阅图1-图9所示，本发明还提出一种适用于探矿工程的移动式钻探装置的使用方法，包括以下步骤：

[0061]步骤一：钻探车本体1移动至指定钻探位置，液压缸14的活塞杆伸出，推动固定座11携带转动筒22呈竖直状态，减速电机17带动升降丝杆16缓慢转动，升降丝杆16推动转动筒22缓慢下降运动;

[0062]步骤二：驱动电机37带动转动轴32转动，转动轴32通过啮合的齿轮一33与齿轮二34带动转动杆24携带钻头23转动，通过啮合的齿轮一33与对应的上方齿轮三36，以及外齿环25与对应的下方齿轮三36，带动转动筒22反向缓慢转动，借助钻头23与反向转动的转动筒22，并结合啮合的齿轮四45与外齿槽29，促使多个辅助破碎盘41周向转动的同时快速自转，对矿石进行辅助破碎钻孔处理;

[0063]步骤三：转动轴32带动限位盘38与转动筒22同旋向的快速转动，转动筒22上的开口限位环27开口处转动至限位盘38下方后，限位盘38携带引导凸块二39旋转若干圈，当引导凸块二39同步转至开口限位环27上的开口处上方后，引导凸块二39与引导凸块一26接触，促使转动筒22上升运动，引导凸块二39与引导凸块一26分离后，转动筒22及钻头23在自重下快速下降运动，钻头23对钻孔底部进行撞击，对钻孔底部除辅助破碎盘41周转以外范围进行撞击破碎处理;

[0064]引导凸块二39与引导凸块一26完全分离后，随转动筒22携带开口限位环27的转动，结合限位盘38配合开口限位环27端部的引导斜面28，迫使转动筒22具有向下运动的作用力，结合升降丝杆16促使升降座2的缓慢下降运动，对钻孔底部持续施加钻孔作用力，加快钻孔速度;

[0065]步骤四：破碎后的细小矿石颗粒进入钻头23上的多个进料槽210，并推动对应挡板211向上翻转后进入转动筒22，再结合旋转的螺旋叶片212带动转动筒22内的矿石颗粒上升运动，后经转动筒22上的排料口213排出，转动筒22上升过程中，进料槽210内的小部分矿石颗粒会直接掉出，挡板211借助其上方矿石颗粒的重力向下复位翻转，促使其自由侧抵触进料槽210，限制转动筒22内矿石颗粒的排出，进而持续进行矿石颗粒的排出。

[0066]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

说明书附图(9)