地质勘查用岩样取芯装置的制作方法

本实用新型属于地质勘查技术领域，具体涉及一种地质勘查用岩样取芯装置。

背景技术：

野外的地质勘查经常要采集一些岩石在实验室内进行检测和相关实验，在进行抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、岩石硬度及渗透性等实验时，需要将野外采集的岩石块制作成为圆柱形的岩样试件，目前在实验室内一般采用摇臂钻，摇臂钻的钻杆上安装钻筒，将岩石块放置到设置在摇臂钻台板上的老虎钳的钳口中夹持，然后启动摇臂钻，操作者转动手轮或按压摇臂驱动钻筒向下移动对岩石块进行钻进取芯。这种操作方式由于人工驱动钻筒作业，劳动强度较大，而且产生较大的粉尘，影响到操作者的身心健康，在取芯完成后，圆柱形的岩样试件进入到钻筒内，还要从钻筒的下端口取出来，但现场操作的取出过程需要耗费很长时间才能完成。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种劳动强度小、可除尘、钻筒钻取后可方便快捷取出岩样的地质勘查用岩样取芯装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：地质勘查用岩样取芯装置，包括支腿，支腿上水平设有工作台，工作台的左侧和右侧分别垂直固定设有左立柱和右立柱，左立柱和右立柱的上端之间水平设有横梁，工作台上表面通过螺栓固定连接有位于左立柱和右立柱之间的气动三爪卡盘，工作台上开设有与气动三爪卡盘同中心线的落料孔，左立柱右侧和右立柱左侧均沿垂直方向设置有一条滑轨，横梁上设置有滑动连接在两条滑轨上的自动钻进推出机构，工作台的后侧设置有前大后小且呈与圆锥筒状的吸尘罩，吸尘罩的后端中心通过吸尘管连接有收尘袋，吸尘管上设置有风机。

自动钻进推出机构包括钻芯气缸、横杆、电机和钻筒，横杆平行于横梁并位于横梁下方，横杆两端分别设有滑动连接在左侧和右侧的滑轨上的滑块，横杆中部开设有上下通透的圆孔，钻筒垂直穿过圆孔并通过两个上下间隔布置的轴承与横杆转动连接，钻筒下端沿圆周方向设置有一圈间隔布置的金刚石刀头，电机设置在横杆上，电机的主轴垂直朝向并安装有主动带轮，钻筒上部同轴向安装有从动带轮，主动带轮与从动带轮之间通过皮带传动连接，钻筒上端口的内壁为内螺纹结构，钻筒上端口内部螺栓连接有一节外螺纹套管，外螺纹套管上端水平固定连接有一块下圆盘，下圆盘下表面与钻筒上端压接配合，钻芯气缸沿垂直方向固定设置在横梁上，钻芯气缸的活塞杆下端水平固定连接有一块连接板，连接板下表面通过连接架固定连接有水平设置的上圆盘，钻芯气缸、上圆盘、下圆盘、钻筒和气动三爪卡盘的中心线重合，上圆盘下表面同心开设有上环形滑槽，下圆盘上表面同心开设有下环形滑槽，上环形滑槽和下环形滑槽上下对应，上环形滑槽和下环形滑槽内设置有若干个滚珠，下圆盘上表面与上圆盘下表面具有间隙，上圆盘的圆周部均匀间隔设置有四个连板，连板呈l型结构，连板的竖向段通过径向设置的螺钉与上圆盘圆周部固定连接，连板的水平段位于下圆盘的下方，连板的水平段上表面与下圆盘下表面之间具有1mm的间隙，连板的竖向段与下圆盘的外圆之间具有1mm的间隙。

上圆盘和下圆盘的中心处对应开设有上下通透的通孔，连接板下表面连接有一个推芯气缸，推芯气缸的缸体上端固定连接在连接板下表面，推芯气缸的缸体外径小于通孔的内径，推芯气缸穿过通孔伸入到钻筒内，推芯气缸的活塞杆下端水平设有推板。

落料孔直径大于钻筒的外径，落料孔下方设置于海绵垫。

采用上述技术方案，本实用新型的工作过程如下：

将野外采集的岩石块放到气动三爪卡盘当中，启动气动三爪卡盘将岩石块夹持牢靠，然后启动电机，电机的主轴带动主动带轮转动，主动带轮通过皮带带动从动带轮和钻筒高速旋转，由于滚珠的设置，钻筒和下圆盘一起转动，上圆盘不转动，再启动钻芯气缸和风机，钻芯气缸的活塞杆向下伸长，通过连接板、连接架、上圆盘和下圆盘驱动钻筒向下缓慢移动，钻筒下端的金刚石钻头接触到岩石块后，对岩石块进行钻进取芯作业，此时上圆盘通过滚珠下压下圆盘，下圆盘对钻筒施加钻进作业的压力，随着钻筒的下移，岩样进入到钻筒内，钻进过程中产生的粉尘在风机的抽吸下，由吸尘罩、吸尘管进入到收尘袋内，直到钻筒将岩石块钻透后关闭电机、钻芯气缸和风机，然后启动推芯气缸，推芯气缸的活塞杆伸长，将钻筒内的岩样向下推出钻筒，岩样被推出后，由落料孔落到海绵垫上，避免岩样受到损坏。然后启动气动三爪卡盘，将岩石块取出，钻芯气缸和推芯气缸缩短恢复原状，可继续按照上述过程对下一个岩石块进行取芯作业。

综上所述，本实用新型原理科学、结构简单、便于操作，不仅具有吸尘功能，大大改善实验室的工作环境，而且自动化钻进取芯作业，减轻了劳动强度，在取芯后可很快将岩样从钻筒中取出，大大提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中a处的放大图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型的地质勘查用岩样取芯装置，包括支腿1，支腿1上水平设有工作台2，工作台2的左侧和右侧分别垂直固定设有左立柱3和右立柱4，左立柱3和右立柱4的上端之间水平设有横梁5，工作台2上表面通过螺栓固定连接有位于左立柱3和右立柱4之间的气动三爪卡盘6，工作台2上开设有与气动三爪卡盘6同中心线的落料孔7，左立柱3右侧和右立柱4左侧均沿垂直方向设置有一条滑轨8，横梁5上设置有滑动连接在两条滑轨8上的自动钻进推出机构，工作台2的后侧设置有前大后小且呈与圆锥筒状的吸尘罩9，吸尘罩9的后端中心通过吸尘管10连接有收尘袋，吸尘管10上设置有风机。

自动钻进推出机构包括钻芯气缸11、横杆12、电机13和钻筒14，横杆12平行于横梁5并位于横梁5下方，横杆12两端分别设有滑动连接在左侧和右侧的滑轨8上的滑块15，横杆12中部开设有上下通透的圆孔，钻筒14垂直穿过圆孔并通过两个上下间隔布置的轴承16与横杆12转动连接，钻筒14下端沿圆周方向设置有一圈间隔布置的金刚石刀头17，电机13设置在横杆12上，电机13的主轴垂直朝向并安装有主动带轮18，钻筒14上部同轴向安装有从动带轮19，主动带轮18与从动带轮19之间通过皮带传动连接，钻筒14上端口的内壁为内螺纹结构，钻筒14上端口内部螺栓连接有一节外螺纹套管20（便于拆装），外螺纹套管20上端水平固定连接有一块下圆盘21，下圆盘21下表面与钻筒14上端压接配合，钻芯气缸11沿垂直方向固定设置在横梁5上，钻芯气缸11的活塞杆下端水平固定连接有一块连接板22，连接板22下表面通过连接架23固定连接有水平设置的上圆盘24，钻芯气缸11、上圆盘24、下圆盘21、钻筒14和气动三爪卡盘6的中心线重合，上圆盘24下表面同心开设有上环形滑槽，下圆盘21上表面同心开设有下环形滑槽，上环形滑槽和下环形滑槽上下对应，上环形滑槽和下环形滑槽内设置有若干个滚珠25，下圆盘21上表面与上圆盘24下表面具有间隙，上圆盘24的圆周部均匀间隔设置有四个连板26，连板26呈l型结构，连板26的竖向段通过径向设置的螺钉与上圆盘24圆周部固定连接，连板26的水平段位于下圆盘21的下方，连板26的水平段上表面与下圆盘21下表面之间具有1mm的间隙，连板26的竖向段与下圆盘21的外圆之间具有1mm的间隙。

上圆盘24和下圆盘21的中心处对应开设有上下通透的通孔27，连接板22下表面连接有一个推芯气缸28，推芯气缸28的缸体上端固定连接在连接板22下表面，推芯气缸28的缸体外径小于通孔27的内径，推芯气缸28穿过通孔27伸入到钻筒14内，推芯气缸28的活塞杆下端水平设有推板29。

落料孔7直径大于钻筒14的外径，落料孔7下方设置于海绵垫30。

本实用新型的工作过程如下：将野外采集的岩石块放到气动三爪卡盘6当中，启动气动三爪卡盘6将岩石块夹持牢靠，然后启动电机13，电机13的主轴带动主动带轮18转动，主动带轮18通过皮带带动从动带轮19和钻筒14高速旋转，由于滚珠25的设置，钻筒14和下圆盘21一起转动，上圆盘24不转动，再启动钻芯气缸11和风机，钻芯气缸11的活塞杆向下伸长，通过连接板22、连接架23、上圆盘24和下圆盘21驱动钻筒14向下缓慢移动，钻筒14下端的金刚石钻头接触到岩石块后，对岩石块进行钻进取芯作业，此时上圆盘24通过滚珠25下压下圆盘21，下圆盘21对钻筒14施加钻进作业的压力，随着钻筒14的下移，岩样进入到钻筒14内，钻进过程中产生的粉尘在风机的抽吸下，由吸尘罩9、吸尘管10进入到收尘袋内，直到钻筒14将岩石块钻透后关闭电机13、钻芯气缸11和风机，然后启动推芯气缸28，推芯气缸28的活塞杆伸长，将钻筒14内的岩样向下推出钻筒14，岩样被推出后，由落料孔7落到海绵垫30上，避免岩样受到损坏。然后启动气动三爪卡盘6，将岩石块取出，钻芯气缸11和推芯气缸28缩短恢复原状，可继续按照上述过程对下一个岩石块进行取芯作业。

本实用新型中的气动三爪卡盘6、钻芯气缸11和推芯气缸28，已经为气动三爪卡盘6、钻芯气缸11和推芯气缸28提供气压的气压系统均为现有常规技术，市场上均可购置。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。