用于便携式钻探的旋转驱动装置的制作方法

本实用新型涉及一种便携式施工设备领域，特别是一种用于便携式钻探的旋转驱动装置。

背景技术：

在野外钻探施工中，例如水利设施施工、矿物钻探施工、水源钻探施工中，需要在交通不便的位置采样，现有的钻机等设备运输不便，造成钻探施工的成本较高，效率较低。目前尚未见能够便携的钻探施工设备。而钻探施工中，首先需要解决钻杆的旋转驱动问题，由于野外电力获取不便，如果在重量限制的条件下，实现钻杆的旋转驱动，且便于快速安装、拆卸和维护，能够实现易损件的自补偿，无故障使用寿命长，结构简单耐用，存在的技术困难较大。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于便携式钻探的旋转驱动装置，能够在交通不便，没有电源的位置完成钻探施工，驱动钻杆旋转，大幅降低钻探施工成本，提高钻探效率，且结构简单，无故障使用时间长。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于便携式钻探的旋转驱动装置，输入齿轮和锁定齿轮可转动的安装在壳体内，输入齿轮与锁定齿轮啮合连接；

在锁定齿轮的内壁，设有多个圆柱滑槽，圆柱滑槽内活动安装有锁定齿，所述的锁定齿中，圆柱体活动安装在圆柱滑槽内，在圆柱体的侧壁设有正锁定齿和反锁定齿，用于在正转或反转时将钻杆锁定；

在输入齿轮的端头设有扭矩部。

优选的方案中，在正锁定齿和反锁定齿之间的位置，朝向钻杆的方向设有摩擦块。

优选的方案中，所述的摩擦块成条状，嵌入在正锁定齿与反锁定齿之间的位置，

当装入钻杆时，摩擦块的端头与钻杆的外壁接触。

优选的方案中，正锁定齿和反锁定齿齿尖至圆柱体旋转圆心的距离，大于正锁定齿和反锁定齿的中间位置至圆柱体旋转圆心的距离。

优选的方案中，正锁定齿和反锁定齿齿尖至圆柱滑槽底部的距离大于钻杆的外壁至圆柱滑槽底部的距离。

优选的方案中，所述的圆柱滑槽倾斜布置，各个圆柱滑槽的上端相距较远，下端相距较近；

正锁定齿和反锁定齿齿尖为与轴线平行的直线。

优选的方案中，还设有第一端盖，第一端盖与锁定齿轮通过螺纹连接，第一端盖与圆柱滑槽相距较远端的锁定齿的一端接触，用于限定锁定齿的轴向位置；

在锁定齿的另一端设有弹簧。

优选的方案中，还设有第二端盖，第二端盖与锁定齿轮通过螺纹连接，弹簧设置在锁定齿与第二端盖之间；

在锁定齿的底部设有延伸柱，延伸柱伸入到弹簧内。

优选的方案中，在锁定齿轮的两端设有阶台部，阶台部与轴瓦套接。

优选的方案中，在壳体的顶部或底部设有用于安装激振装置的阶台；

在卡瓦装置的底部位置设有与钻杆固定连接，用于轴向限位的卡箍；

激振装置和卡瓦装置分别通过软轴与动力装置连接，与激振装置连接的软轴为无级调速的结构。

本实用新型提供的一种用于便携式钻探的旋转驱动装置，通过采用以上的结构，能够方便的安装在钻杆的表面，驱动钻杆旋转，且便于快速安装、拆卸和维护，能够实现易损件的自补偿，无故障使用寿命长，结构简单耐用。能够大幅减低钻探设备的复杂程度，只要小型农机，例如类似旋耕机或手扶拖拉机等小型农业机械能够到达的位置，即可完成钻探施工。大幅提高钻探效率，降低钻探成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型中卡瓦装置的结构示意图。

图2为本实用新型中卡瓦装置顺时针旋转驱动时的横截面示意图。

图3为本实用新型中卡瓦装置逆时针旋转驱动时的横截面示意图。

图4为图3中A处的局部放大示意图。

图5为本实用新型中卡瓦装置主视剖视示意图。

图6为本实用新型中动力装置的结构示意图。

图7为采用本实用新型的装置的整体结构示意图。

图中：钻杆1，锚杆2，反力拉杆3，手柄31，反力缓冲套筒32，上端盖321，筒体322，活塞腔323，弹簧324，活塞325，螺纹孔326，导套327，螺纹段328，卡瓦装置4，壳体41，输入齿轮42，扭矩部43，锁定齿轮44，传动齿441，圆柱滑槽442，阶台部443，轴瓦444，第一端盖445，弹簧446，第二端盖447，锁定齿45，圆柱体451，正锁定齿452，反锁定齿453，摩擦块454，激振装置5，端头挡板6，动力装置7，第一输出轴71，第二输出轴72，传动机构73，第一定锥轮74，第一动锥轮75，第二定锥轮76，第二动锥轮77，第一拨杆78，第二拨杆79，中间轴700，传动带70，第一软轴8，第二软轴9，变速箱10，发动机11。

具体实施方式

如图1~5中，一种用于便携式钻探的旋转驱动装置，输入齿轮42和锁定齿轮44可转动的安装在壳体41内，输入齿轮42与锁定齿轮44啮合连接；

在锁定齿轮44的内壁，设有多个圆柱滑槽442，圆柱滑槽442内活动安装有锁定齿45，所述的锁定齿45中，圆柱体451活动安装在圆柱滑槽442内，在圆柱体451的侧壁设有正锁定齿452和反锁定齿453，用于在正转或反转时将钻杆1锁定；

在输入齿轮42的端头设有扭矩部43所述的扭矩部43为四方柱、六方柱或六方孔这类用于传递扭矩的结构。由上述的结构，通过从输入齿轮42输入动力，以非常简洁的结构实现锁定齿轮44到钻杆1的传动，且安装、拆卸、正转驱动、反转驱动和松开钻杆的操作都非常方便，调节轴向位置也很容易，且体积小巧，便于携带。

优选的方案如图4中，在正锁定齿452和反锁定齿453之间的位置，朝向钻杆1的方向设有摩擦块454。由此结构，使摩擦块454能够更容易的带动锁定齿45旋转，使锁定齿45快速进入或离开工作位置。

优选的方案中，所述的摩擦块454成条状，嵌入在正锁定齿452与反锁定齿453之间的位置，

当装入钻杆1时，摩擦块454的端头与钻杆1的外壁接触。

优选的方案如图3中，正锁定齿452和反锁定齿453齿尖至圆柱体451旋转圆心的距离，大于正锁定齿452和反锁定齿453的中间位置至圆柱体451旋转圆心的距离。由此方案，便于正锁定齿452和反锁定齿453锁紧钻杆1。

优选的方案如图3中，正锁定齿452和反锁定齿453齿尖至圆柱滑槽442底部的距离大于钻杆1的外壁至圆柱滑槽442底部的距离。由此方案，便于正锁定齿452和反锁定齿453锁紧钻杆1且不易脱开。

优选的方案如图5中，所述的圆柱滑槽442倾斜布置，各个圆柱滑槽442的上端相距较远，下端相距较近；

正锁定齿452和反锁定齿453齿尖为与轴线平行的直线。由此结构，能够通过调节锁定齿45在圆柱滑槽442的位置来补偿正锁定齿452和反锁定齿453齿尖的磨损，延长无故障工作时间。

优选的方案如图5中，还设有第一端盖445，第一端盖445与锁定齿轮44通过螺纹连接，第一端盖445与圆柱滑槽442相距较远端的锁定齿45的一端接触，用于限定锁定齿45的轴向位置；

在锁定齿45的另一端设有弹簧324。由此结构，通过调节第一端盖445的位置，即可方便的调节锁定齿45在圆柱滑槽442的位置。

优选的方案如图5中，还设有第二端盖447，第二端盖447与锁定齿轮44通过螺纹连接，弹簧324设置在锁定齿45与第二端盖447之间；

在锁定齿45的底部设有延伸柱，延伸柱伸入到弹簧324内。由此结构，便于更换和维护弹簧324。

优选的方案如图5中，在锁定齿轮44的两端设有阶台部443，阶台部443与轴瓦444套接。由此结构，能够减少轴承的占用空间，且由于本实用新型的转速较低，采用轴瓦444轴承足以满足使用需求。

优选的方案如图7中，在壳体41的顶部或底部设有用于安装激振装置5的阶台；由此结构，便于安装激振装置5，以大幅提高钻进效率。

在卡瓦装置4的底部位置设有与钻杆1固定连接，用于轴向限位的卡箍；由此结构，便于传递激振力。

激振装置5和卡瓦装置4分别通过软轴与动力装置7连接，与激振装置5连接的软轴为无级调速的结构。具体的，所述的动力装置7中，第一输出轴71的一端设有输入端，用于与驱动装置的输出轴连接，第一输出轴71的另一端与第一软轴8连接；

第一输出轴71通过传动机构73与中间轴700连接；

中间轴700与第一定锥轮74固定连接，第一动锥轮75以可轴向移动并随中间轴700转动的方式与中间轴700连接，第一动锥轮75的外壁与第一拨杆78连接；

还设有第二输出轴72，第二输出轴72与第二软轴9连接，第二软轴9用于连接激振装置5；

第二输出轴72与第二定锥轮76固定连接，第二动锥轮77以可轴向移动并随第二输出轴72转动的方式与第二输出轴72连接，在第二动锥轮77的外壁与第二拨杆79连接；

还设有传动带70，传动带70绕过第一定锥轮74和第一动锥轮75相对布置的锥形面，传动带70绕过第二定锥轮76和第二动锥轮77相对布置的锥形面。由上述的结构，第一输出轴71用于通过第一软轴8与卡瓦装置4连接，以驱动钻杆1旋转。而第二输出轴72用于通过第二软轴9与激振装置5连接，以驱动偏心块51旋转。通过调节第一拨杆78和第二拨杆79，使传动带70位于各个锥轮锥面的不同位置，从而实现不同的传动比，从而便于调节偏心块51的转速与岩层的固有频率接近，例如50~60Hz/分钟。本例中完全采用燃油机作为输入的动力源，避免了野外施工，电力能源继航能力不足的缺陷。本例中的燃油机，可以采用小型农机自带的柴油机和变速箱。同时小型农机也可以作为在恶劣交通条件下运输设备的工具。

以下为采用本实用新型装置的具体步骤：

如图1中，动力装置7、卡瓦装置4和激振装置5等设备运输至施工现场，动力装置7的驱动可以采用柴油机，也可以采用小型农机的动力替代。而且小型农机，例如旋耕机通行力强，安装挂斗后也可以作为山区运输车辆运送设备。在现场施工位置先打入锚杆2，锚杆2轴线需与钻进方向一致，将反力缓冲套筒32与锚杆2尾部螺纹连接，反力缓冲套筒32与反力拉杆3连接，装入钻杆1。安装卡瓦装置4，在卡瓦装置4的下方安装轴向限位装置。本例中采用卡箍，卡箍为环形构件，在端头通过螺栓固定，通过过盈方式与钻杆1固定连接。在卡瓦装置4上安装激振装置5。安装端头挡板6，转动手柄31，反力拉杆3上的螺纹段328使端头挡板6将钻杆1压紧。立临时桩，用于为卡瓦装置4提供支撑，以传递扭矩。

将农机的输出轴与动力装置7的第一输出轴71连接，试车，确保输出良好。将第一软轴8和第二软轴9的一端分别与第一输出轴71和第二输出轴72连接，第一软轴8和第二软轴9的另一端分别与卡瓦装置4和激振装置5装置连接。在钻杆1内灌入用于降温和润滑的泥浆，启动第一软轴8，先使卡瓦装置4驱动钻杆1钻进10-20cm，然后启用第二软轴9，调节第一拨杆78和第二拨杆79，使激振装置5的频率达到预设值，驱动激振装置5以50~60Hz/分钟振动，隔一段时间更换一次膨润土泥浆，并转动手柄31使端头挡板6将钻杆1压紧。直至完成钻进施工。随着钻杆1的钻进，不断调整卡瓦装置4和轴向限位装置的位置。直至完成钻探作业，达到预定深度后，利用手动或柴油机驱动的液压拔管器将钻杆1起出，即完成钻探施工操作。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。