一种脱落钻头定位及打捞系统的制作方法

本发明涉及特种工程装备领域，具体涉及一种脱落钻头定位及打捞系统。

背景技术：

混凝土灌注桩在土木工程与水利水电工程中应用广泛，在实际施工当中通常使用回转钻机进行钻孔作业，由于设备异常，操作失当或是地质原因，常常使得钻头发生脱落，遗留在桩孔的泥浆环境中，如果处理不当，会造成工程延期甚至桩孔告废，带来巨大的经济损失。

目前对于脱落钻头的定位与打捞，尚没有行业公认的标准方法，目前工程中常采用套绳法、人工打捞法，两者都只适用于桩深较小的情况，后者对打捞人员要求较高且易出现安全事故。因此，设计一种安全高效的钻头定位及打捞系统，显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种准确高效的脱落钻头定位及打捞系统，实现脱落钻头的准确定位及打捞。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种脱落钻头定位及打捞系统，包括：

牵引装置，与打捞装置连接；

姿态调整装置，用于控制打捞装置的空间位置；所述姿态调整装置包括柱状外壳和推进装置，所述柱状外壳环绕打捞装置设置，并通过第一连接杆和第二连接杆连接牵引装置，使柱状外壳以牵引装置为旋转轴旋转，所述第一连接杆和第二连接杆相交于柱状外壳的中心点；第一连接杆两端连接水平向推进装置，第二连接杆两端连接垂直向推进装置；

打捞装置，包括第三连接杆和固定件，所述第三连接杆上端连接牵引装置，下端连接固定件，所述固定件用于固定钻头；所述固定件上设有成像装置和定位装置；用于获取水下影像，及固定件定位；

控制装置，控制装置连接成像装置、定位装置和姿态调整装置，获取成像装置、定位装置发送的影像和定位数据，并通过姿态调整装置调整打捞装置位置，进行打捞作业。

作为本发明的进一步改进，所述固定件为门型结构；门型结构横梁处连接第三连接杆，横梁下方设有定位装置；门型结构底端横向开设贯通孔，两侧的贯通孔同轴；其中，一侧贯通孔内设有固定杆，固定杆通过驱动装置控制沿贯通孔中轴方向移动；内设有固定杆的贯通孔侧还设有底部定位装置。

作为本发明的进一步改进，所述驱动装置设置于固定杆侧面。驱动装置设置在侧面使得打捞钻头时装置受力较小，保证驱动装置的稳定。进一步的，固定杆侧面设有齿条，与驱动装置齿合连接。设置咬合结构，保证固定钻头时的稳定。进一步的，所述驱动装置为微电机。

作为本发明的一种可选择的实施方式，所述固定件为抓取式结构。在钻头上部孔洞破坏或堵塞时，可采用抓取式结构进行打捞。

作为本发明的进一步改进，所述推进装置外侧装配小孔径铁网，防止泥浆中的碎石破坏螺旋桨。

作为本发明的进一步改进，所述推进装置为螺旋桨。进一步的，所述螺旋桨为直流电机驱动低转速螺旋桨，螺旋桨允许双向转动，能更好的调节装置整体的位置。螺旋桨低转速一方面方便装置姿态微调，另一方面可以避免小石子卷入并对螺旋桨造成伤害。

作为本发明的进一步改进，所述定位装置为超声定位装置，结合成像装置实现脱落钻头的精确成像，以便控制装置进行打捞。

作为本发明的进一步改进，所述固定件与第三连接杆之间为活动连接。便于固定件采用模块化配置，即依据不同工况选择相应的固定件，保证在不同工况下都能起到固定作用。

本发明的系统可在桩孔泥浆环境中迅速定位并固定钻头，完成钻头的精确打捞作业，实现工程打桩中脱落钻头的准确高效寻回。

附图说明

图1为本发明实施例1系统设备的俯视图；

图2为本发明实施例1系统设备的主视图；

图3为本发明实施例1系统设备的侧视图；

图4为本发明实施例1系统设备的使用状态图；

其中：1.牵引装置，2.第一、第二连接杆，3.姿态调整装置，4.垂直向推进装置，5.水平向推进装置；6.钢缆，7.打捞装置，8.定位装置，9.贯通孔，10.底部定位装置，11.固定杆，12驱动装置。

具体实施方式

实施例1

如图1~3所示的系统设备，包括牵引装置1、姿态调整装置3、打捞装置7和控制装置。牵引装置1连接打捞装置7；姿态调整装置3包括柱状外壳和推进装置4、5，柱状外壳环绕打捞装置7设置，并通过第一连接杆和第二连接杆2连接牵引装置7，使柱状外壳以牵引装置1为旋转轴旋转，所述第一连接杆和第二连接杆2相交于柱状外壳的中心点；第一连接杆两端连接水平向推进装置5，第二连接杆两端连接垂直向推进装置6；所述柱状外壳优选为圆柱外壳，减小水中旋转阻力。本实施例中，推进装置为直流电低转速螺旋桨，螺旋桨外侧装配小孔径铁网。

打捞装置7包括第三连接杆和固定件，所述第三连接杆上端连接牵引装置1，下端连接固定件，所述固定件用于固定钻头；固定件上设有成像装置和定位装置8、10；用于获取水下影像，及固定件定位。本实施例中，所述固定件为门型结构；门型结构横梁处连接第三连接杆，横梁下方设有定位装置8；门型结构底端横向开设贯通孔9，两侧的贯通孔9同轴；其中，一侧贯通孔9内设有固定杆11，固定杆11通过驱动装置12控制沿贯通孔9中轴方向移动；内设有固定杆11的贯通孔侧还设有底部定位装置10。优选的，驱动装置12设置于固定杆11侧面；固定杆11侧面设有齿条，与驱动装置12齿合连接，所述驱动装置12为微电机。所述定位装置8为超声定位装置。

控制装置连接成像装置、定位装置和姿态调整装置3，获取成像装置、定位装置发送的影像和定位数据，并通过姿态调整装置调整打捞装置位置，进行打捞作业。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，使用的固定件为抓取式装置，在钻头上部孔洞破坏或堵塞时，采用抓取式装置能够更好地固定钻头。所述的抓取式装置可以为机械手臂结构。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，使用的固定件为模块式装置，包括门型结构的固定件及实施例2所述抓取式装置，根据成像装置观察的钻头状态，利用控制装置控制更换固定件，依据不同工况选择相应的固定件，保证在不同工况下都能起到固定作用。

实施例4

本实施例用于说明实施例1系统设备的使用方式。

将卷扬机利用地面支架固定在桩孔正上方，通过卷扬机释放钢缆6，设备在自重与垂直向推进装置4的作用下沿桩孔整体向下移动；所述定位装置8、10实时检测周围环境与钻头位置并传输于成像装置成像；设备到达钻头位置上方时，卷扬机停止释放，根据钻头的具体位置和姿态，姿态调整装置3控制设备整体移动到与钻头相匹配的工作平面；根据成像装置中的钻头图像，控制打捞装置7靠近并对准钻头上部的固定孔；确认空间位置准确后，固定件端的驱动装置12驱动固定杆11移动并穿过固定孔。确认固定完成后，卷扬机缓慢拉起钢索，将设备与钻头一起移动至孔口，完成打捞。

以上所述为本发明的优选实施实例，并不用于限制不发明，对于本领域技术人员，可以参照本发明详细说明，对前述各功能部件的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。