一种试件盘任意定位立式钻孔取芯机及取芯方法与流程

本发明涉及一种立式钻孔取芯机，尤其涉及一种实验室立式钻孔取芯机。

背景技术：

现有的实验室用立式钻孔取芯机的试件盘与底座之间为固定连接，试件盘上设置有试件夹紧装置。操作过程中，试件靠夹紧装置固定在试件盘上，固定在机架上的取芯钻头向下移动钻孔取芯。一次取芯结束后，需要通过实验人员用扳手松开夹紧装置，将试件转换位置，再次通过夹紧装置固定试件，才能保证取芯工作的开展。

由此可见，现有的实验室立式钻孔取芯机在同一试件的不同位置取芯时，需要多次松开和拧紧夹具装置，每次的夹紧力度对试件是一种严重的损伤，力度稍大就会损坏试件，导致无法多次取芯；同时，多次的操作十分麻烦，费时费力，取芯效率低。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本申请提供一种试件盘任意定位，方便多次高效取芯的立式钻孔取芯机和取芯方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种试件盘任意定位的立式钻孔取芯机，包括机架、试件盘、底座，所述机架固定在机架支座上，试件盘上设置有夹具，其特征在于：所述机架与试件盘之间通过悬臂式伸缩组件连接，所述悬臂式伸缩组件能够通过伸缩调节机架与试件盘之间的距离，所述悬臂式伸缩组件与机架及试件盘转动连接，所述试件盘的正下方还设置有底座，所述试件盘在悬臂式伸缩组件的支撑下悬浮于底座上方，所述试件盘与所述底座之间还设置有定位装置。

作为优选的技术方案，本发明所述悬臂式伸缩组件包括四根长度相等的第一支臂、第二支臂、第三支臂和第四支臂，所述第一支臂与第二支臂、第三支臂与第四支臂的一端通过转轴铰接，第一支臂、第三支臂的另一端与机架转动连接，在转动连接处设置有卡环；所述第二支臂、第四支臂的另一端与试件盘的底部转动连接，在所述底部转动连接处设置有固定环。

作为优选的技术方案，本发明所述试件盘呈倒T型，包括上盘体和圆柱型下连接柱，所述第二支臂和第四支臂与下连接柱之间设置有轴承，所述轴承通过固定环固定在下连接柱上。

作为优选的技术方案，本发明所述第一支臂、第三支臂与机架之间设置有轴承，卡环设置在轴承的上下端。

作为优选的技术方案，所述定位装置为触底螺栓，所述触底螺栓包括半球形端部，所述试件盘的边缘间隔布设有多个通孔，底座上表面均匀密布有半球形凹槽，所述触底螺栓穿过通孔，触底螺栓的所述半球形端部卡设于底座的半球形凹槽内以定位试件盘。

作为优选的技术方案，所述触底螺栓沿试件盘边缘均匀设置有3根，所述试件盘的顶面还设置有气泡水准器。

本发明还提供一种取芯方法，具体技术方案是：包括：

步骤（1），将试件放置于试件盘上，用夹具将试件夹紧，使试件位置位于取芯钻头的下方，将3根触底螺栓穿过试件盘上的预留螺栓孔直至底端半球形端部与底座上的半球形凹槽接触；

步骤（2），注意观察试件盘顶面的气泡水准器，通过松紧3根触底螺栓将试件盘调至水平；

步骤（3），开启钻孔取芯机，取芯钻头向下移动进行一次取芯；

步骤（4），一次取芯结束后，松开触底螺栓，拉伸或转动悬臂式伸缩组件以调整试件盘至合适的位置，转动试件盘调整夹具的夹设方向；

步骤（5），试件盘位置调整好后，再次将3根触底螺栓穿过试件盘上的预留螺栓孔直至底端半球形端部与底座上的半球形凹槽接触；并重复步骤（2）~（5）实现多次取芯；

步骤（6），取芯完成后，松开夹具，清理试件盘。

本发明所能达到的技术效果有：

（1）本发明通过悬臂式伸缩组件将试件盘悬浮于底座上部，通过悬臂式伸缩组件的来回拉伸能够调整试件盘的径向位置，同时，悬臂式伸缩组件与机架转动连接，试件盘能够方便地调节周向位置，因此，通过悬臂式伸缩组件能够任意调整试件盘的位置，无需多次松紧夹具，提高了取芯效率。另外，悬臂式伸缩组件还与试件盘转动连接，便于调节夹具的夹设方向，进一步提高了试件位置调节的自由度，最大化了同一试件的取芯次数，提高了利用率。

（2）本发明悬臂式伸缩组件为通过转轴铰接对称设置的四根支臂，受力均匀，结构简单合理，一方面能够保证支撑试件盘的刚度，另一方面在仅需人力拉伸和推动下便可任意调节试件盘的位置，调节方便，容易操作。

（3）本发明巧妙地采用了触底螺栓固定悬浮的试件盘，并将触底螺栓端部设置为半球形，配合底座上部均匀密布的半球形凹槽，能够很好地防止触底螺栓滑移，可以在固定座的任意位置牢固固定试件盘。试件盘上设置的安装触底螺栓的通孔还可作为取芯前试件排水的通道，改善了试验环境。同时，配合水准器，3根触底螺栓便于将试件盘调节至水平状态，一举两用。

附图说明

图1是本发明的立式钻孔取芯机正视图

图2是本发明的试件盘连接杆俯视图

图3是本发明的试件盘连接杆俯视图

图4是本发明的试件盘俯视图

图5是本发明试件盘位置调节的原理图

图中的附图标记为：1、机架支座 2、固定螺栓 3、机架 41、第一支臂 42、第二支臂 43、第三支臂 44、第四支臂 5、连接轴 6、夹具 7、试件盘 71、上盘体 72、下连接柱 8、触底螺栓 9、凹槽 10、底座 11、卡环 12、固定环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明：

实施例1：

如图1所示，一种试件盘任意定位的立式钻孔取芯机，包括机架3、试件盘7、底座10，所述机架3固定在机架支座1上，试件盘7上设置有夹具6。

所述机架3与试件盘7之间通过悬臂式伸缩组件连接；所述悬臂式伸缩组件能够通过伸缩调节机架3与试件盘7之间的距离，所述悬臂式伸缩组件与机架3及试件盘7转动连接，所述试件盘7的正下方还设置有底座10，所述试件盘7在悬臂式伸缩组件的支撑下悬浮于底座10上方，所述试件盘7与所述底座之间还设置有定位装置。

实施例2：

实施例2的结构同实施例1，不同在于：

如图2-3所示：所述悬臂式伸缩组件包括四根长度相等的第一支臂41、第二支臂42、第三支臂43和第四支臂44，所述第一支臂41与第二支臂42、第三支臂43与第四支臂44的一端通过转轴5铰接，第一支臂41、第三支臂43的另一端与机架转动连接，在转动连接处设置有卡环11。

所述第二支臂42、第四支臂44的另一端与试件盘7的底部转动连接，在所述底部转动连接处设置有固定环12。

所述试件盘呈倒T型，包括上盘体71和圆柱型下连接柱72，所述第二支臂42和第四支臂44与下连接柱之间设置有轴承，所述轴承通过固定环固定在下连接柱72上。

所述第一支臂41、第三支臂43与机架3之间设置有轴承，卡环设置在轴承的上下端。

实施例3：

实施例3的结构同实施例2，其不同在于：

如图4所示，所述定位装置为触底螺栓8，所述触底螺栓8包括半球形端部，所述试件盘的边缘间隔布设有多个通孔，底座上表面均匀密布有半球形凹槽9，所述触底螺栓8穿过通孔，触底螺栓8的所述半球形端部卡设于底座的半球形凹槽9内以定位试件盘。

所述触底螺栓8沿试件盘边缘均匀设置有3根，所述试件盘7的顶面还设置有气泡水准器。

实施例4：

实施例3的取芯方法为：

步骤（1），将试件放置于试件盘7上，用夹具6将试件夹紧在取芯钻头的下方，将3根触底螺栓穿过试件盘上的预留螺栓孔直至底端半球形端部与底座上的半球形凹槽接触；

步骤（2），注意观察试件盘7顶面的气泡水准器，通过松紧3根触底螺栓8将试件盘（7）调至水平；

步骤（3），开启钻孔取芯机，取芯钻头向下移动进行一次取芯；

步骤（4），一次取芯结束后，松开触底螺栓8，手动拉伸或转动悬臂式伸缩组件以调整试件盘7至合适的位置，转动试件盘调整夹具6的夹设方向；

步骤（5），试件盘7位置调整好后，再次将3根触底螺栓8穿过试件盘7上的预留螺栓孔直至底端半球形端部与底座上的半球形凹槽接触；并重复步骤（2）~（5）实现多次取芯；

步骤（6），取芯完成后，松开夹具，清理试件盘。

如图5所示，本发明中试件盘的位置调节原理为：

试件盘7的位置位于A处，一次取芯结束后，若需要调至B处，可先手动推动悬臂式伸缩组件绕机架3转动，将试件盘由A点周向转动至A’点；

再沿径向拉伸悬臂式伸缩组件，将试件盘由A’点径向移动至B点，此时，若试件的夹具方向不宜取芯，可转动试件盘将夹具的位置调整至最佳位置。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。