一种用于矿石开采的具有防护功能的钻探机的制作方法

本发明涉及采矿设备领域，特别涉及一种用于矿石开采的具有防护功能的钻探机。

背景技术：

钻机，是一套复杂的机器，它是由机器、机组和机构组成。钻机是在勘探或矿产资源(含铅、锌、银等各类固体矿、液体矿、气体矿)开发中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备，又称钻探机。主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出孔内的钻具。可用于钻取岩心、矿心、岩屑、气态样、液态样等，以探明地下地质和矿产资源等情况。

现有的钻机在运行时，钻机动力头装置为钻杆提供扭矩，加压装置通过加压动力头的方式将加压动力传递给钻杆钻头，钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外斜土，这样循环往复，钻头不断进行取土和卸土的工作，直至钻至设计深度，在进行钻孔时，由于部分土壤粘附在钻具表面，导致钻头卸土不完全，使得取土效率降低，同时粘附的土壤含有一定的湿度，并且设备闲置时，钻头直接暴露在外，容易受到水汽的侵蚀破坏，使得钻具发生锈蚀，缩短钻具的使用寿命，进而造成现有的钻探机实用性降低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于矿石开采的具有防护功能的钻探机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于矿石开采的具有防护功能的钻探机，包括底盘、驾驶室、履带、调节机构、固定管、防护机构和钻探机构，所述驾驶室固定在底盘的上方，所述驾驶室内设有plc，所述履带设置在底盘的下方，所述固定管通过调节机构与底盘连接，所述防护机构设置在固定管的外周，所述钻探机构位于固定管的内侧；

所述防护机构包括移动环、驱动组件和两个防护组件，所述移动环套设在固定管上，两个防护组件分别位于移动环的下方的两端，所述驱动组件位于移动环的上方，所述防护组件包括支杆、支架和防护板，所述防护板抵靠在固定管的底端，两个防护板相互抵靠，所述支架的一端与防护板铰接，所述支架的另一端与固定管固定连接，所述支架的远离防护板的一端位于移动环的上方，所述支杆的两端分别与防护板和移动环铰接；

所述钻探机构包括升降板、电动机、钻杆和两个升降组件，所述升降板的两端分别通过两个升降组件与固定管的内壁连接，所述电动机固定在升降板的下方，所述电动机与plc电连接，所述电动机与钻杆的顶端传动连接；

所述升降组件包括升降单元、清洁块和两个伸缩单元，所述升降单元与升降板传动连接，两个伸缩单元分别位于升降单元的两侧，所述清洁块的两端分别通过两个伸缩单元与固定管的内壁连接，所述伸缩单元包括伸缩杆、铁板、弹簧、电磁铁和限位单元，所述铁板通过伸缩杆与清洁块固定连接，所述铁板通过弹簧与电磁铁连接，所述电磁铁固定在固定管的内壁上，所述电磁铁与plc电连接。

作为优选，为了便于调整固定管的角度位置，所述调节机构包括转动板、转动单元和移动单元，所述转动板通过转动单元与底盘连接，所述固定管通过移动单元与转动板连接，所述转动板的底端与底盘铰接。

作为优选，为了带动转动板进行转动，所述转动单元包括第一电机、驱动杆和转动杆，所述第一电机固定在底盘的上方，所述第一电机与plc电连接，所述第一电机与驱动杆传动连接，所述驱动杆通过转动杆与转动板铰接。

作为优选，为了控制固定管移动，所述移动单元包括移动单元包括第二电机、丝杆和移动块，所述第二电机固定在转动板上，所述第二电机与plc电连接，所述第二电机与丝杆的底端传动连接，所述丝杆的顶端设置在移动块内，所述移动块与固定管固定连接，所述移动块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的第一螺纹，所述移动块抵靠在转动板上。

作为优选，为了驱动移动环移动，所述驱动组件包括驱动环、驱动单元和若干连接杆，所述驱动环套设在固定管上，所述驱动环位于支架的上方，所述连接杆周向均匀分布在驱动环和移动环之间，所述驱动单元位于驱动环的上方，所述驱动单元与驱动环传动连接。

作为优选，为了带动驱动环移动，所述驱动单元包括若干气缸，所述气缸与plc电连接，所述气缸的缸体周向均匀分布在固定管的外周，所述气缸的气杆的底端与驱动环传动连接。

作为优选，为了驱动升降板升降移动，所述升降单元包括第三电机、轴承和螺杆，所述第三电机和轴承均固定在固定管的内壁上，所述第三电机与plc电连接，所述第三电机与螺杆的顶端传动连接，所述螺杆的底端设置在轴承内，所述升降板的与螺杆的连接处设有与螺杆匹配的第二螺纹。

作为优选，为了实现伸缩杆的稳定移动，所述限位单元包括限位环和两个连接架，所述限位环套设在伸缩杆上，所述限位环的两端分别通过两个连接架与固定管的内壁固定连接。

作为优选，为了精确控制升降板的移动距离，所述固定管内的顶部设有距离传感器，所述距离传感器与plc电连接。

作为优选，为了保证电动机的驱动力，所述电动机为直流伺服电机。

本发明的有益效果是，该用于矿石开采的具有防护功能的钻探机通过防护机构可在设备使用完毕后对钻杆进行密封保护，防止钻杆受潮，延长钻杆使用寿命，不仅如此，利用钻杆机构进行钻孔时，通过清洁单元刮除转杆表面的土壤，实现对钻杆的清洁，防止土壤粘附在钻杆上，影响钻杆的取土量，并避免钻杆受到腐蚀破坏，从而提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于矿石开采的具有防护功能的钻探机的结构示意图；

图2是本发明的用于矿石开采的具有防护功能的钻探机的防护机构的结构示意图；

图3是本发明的用于矿石开采的具有防护功能的钻探机的钻探机构的结构示意图；

图4是图3的a部放大图；

图中：1.底盘，2.驾驶室，3.履带，4.固定管，5.移动环，6.支杆，7.支架，8.防护板，9.升降板，10.电动机，11.钻杆，12.清洁块，13.伸缩杆，14.铁板，15.弹簧，16.电磁铁，17.转动板，18.第一电机，19.驱动杆，20.转动杆，21.第二电机，22.丝杆，23.移动块，24.驱动环，25.连接杆，26.气缸，27.第三电机，28.轴承，29.螺杆，30.限位环，31.连接架，32.距离传感器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种用于矿石开采的具有防护功能的钻探机，包括底盘1、驾驶室2、履带3、调节机构、固定管4、防护机构和钻探机构，所述驾驶室2固定在底盘1的上方，所述驾驶室2内设有plc，所述履带3设置在底盘1的下方，所述固定管4通过调节机构与底盘1连接，所述防护机构设置在固定管4的外周，所述钻探机构位于固定管4的内侧；

plc，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。

使用该钻探机时，操作人员进入驾驶室2内，控制装置运行，由底盘1下方的履带3转动，带动设备在地面上移动，当装置移动至目标位置后，通过调节机构调节固定管4的角度位置，使得固定管4朝下后，由防护机构将固定管4的底端打开后，通过钻探机构进行打孔，利用钻探机构重复进行取土和卸土的工作，直至钻孔至设计深度。

如图2所示，所述防护机构包括移动环5、驱动组件和两个防护组件，所述移动环5套设在固定管4上，两个防护组件分别位于移动环5的下方的两端，所述驱动组件位于移动环5的上方，所述防护组件包括支杆6、支架7和防护板8，所述防护板8抵靠在固定管4的底端，两个防护板8相互抵靠，所述支架7的一端与防护板8铰接，所述支架7的另一端与固定管4固定连接，所述支架7的远离防护板8的一端位于移动环5的上方，所述支杆6的两端分别与防护板8和移动环5铰接；

防护机构中，通过两个相互抵靠在一起的防护板8覆盖在固定管4的底端，对固定管4的内壁进行密封处理，便于隔离固定管4内的钻杆11，防止钻杆11暴露在湿气中受到腐蚀破坏，通过密封保护，延长了钻杆11的使用寿命，当需要钻杆11进行钻孔时，利用驱动组件带动移动环5向下移动，移动环5通过支杆6作用在防护板8上，使得防护板8以支架7的远离固定管4的一端为圆心向下转动，如此，使得两个防护板8转动后张开，再通过调节机构带动固定管4向下移动，使得防护板8的底端与地面接触，可对固定管4进行支撑，便于固定管4内的钻探机构精确打孔。

如图3所示，所述钻探机构包括升降板9、电动机10、钻杆11和两个升降组件，所述升降板9的两端分别通过两个升降组件与固定管4的内壁连接，所述电动机10固定在升降板9的下方，所述电动机10与plc电连接，所述电动机10与钻杆11的顶端传动连接；

钻探机构运行时，由升降板9两端的升降组件中的升降单元同时运行，带动升降板9上下移动，升降板9升降移动的过程中，plc控制电动机10启动，带动钻杆11进行旋转，利用向下移动并旋转的钻杆11进行打孔，当钻杆11旋转向下时，钻杆11插入地下取土，当钻杆11旋转向上时，利用清洁单元去除钻杆11外周上的粘附的土壤，使卸土更为干净彻底，增加取土量的同时，避免粘附在钻杆11上的土壤腐蚀损坏钻杆11，缩短钻杆11的使用寿命。

如图4所示，所述升降组件包括升降单元、清洁块12和两个伸缩单元，所述升降单元与升降板9传动连接，两个伸缩单元分别位于升降单元的两侧，所述清洁块12的两端分别通过两个伸缩单元与固定管4的内壁连接，所述伸缩单元包括伸缩杆13、铁板14、弹簧15、电磁铁16和限位单元，所述铁板14通过伸缩杆13与清洁块12固定连接，所述铁板14通过弹簧15与电磁铁16连接，所述电磁铁16固定在固定管4的内壁上，所述电磁铁16与plc电连接。

当钻杆11向下移动时，plc控制电磁铁16通电，产生磁性，吸引铁板14靠近电磁铁16移动，压缩弹簧15，从而铁板14带动伸缩杆13在限位单元的作用下进行平移，使得两个清洁块12远离钻杆11，方便钻杆11向下移动，而当钻杆11取土完毕，向上移动需要卸土时，plc控制电磁铁16断电，使得电磁铁16失去磁性后，受压缩的弹簧15为恢复形变，推动铁板14远离电磁铁16，此时伸缩杆13带动清洁块12向远离电磁铁16的方向，在限位单元的作用下平移，使得清洁块12抵靠在钻杆11的表面，在钻杆11旋转并向上移动的过程中，通过清洁块12与钻杆11发生相对移动，便于将钻杆11上粘附的土壤刮下，实现对钻杆11的清洁，方便增大下次钻杆11向下移动的取土量，并避免了钻杆11锈蚀，延长了钻杆11的使用寿命，从而提高了设备的实用性。

如图1所示，所述调节机构包括转动板17、转动单元和移动单元，所述转动板17通过转动单元与底盘1连接，所述固定管4通过移动单元与转动板17连接，所述转动板17的底端与底盘1铰接。

plc控制转动单元运行，带动转动板17进行转动，实现固定管4的角度调节，利用移动单元带动固定管4进行平移，改变固定管4的位置，如此，方便对固定管4的角度位置进行调节。

作为优选，为了带动转动板17进行转动，所述转动单元包括第一电机18、驱动杆19和转动杆20，所述第一电机18固定在底盘1的上方，所述第一电机18与plc电连接，所述第一电机18与驱动杆19传动连接，所述驱动杆19通过转动杆20与转动板17铰接。

plc控制第一电机18启动，带动驱动杆19转动，驱动杆19通过从动杆作用在转动杆20上，使得转动杆20带动转动板17进行转动，调节固定管4的角度。

作为优选，为了控制固定管4移动，所述移动单元包括移动单元包括第二电机21、丝杆22和移动块23，所述第二电机21固定在转动板17上，所述第二电机21与plc电连接，所述第二电机21与丝杆22的底端传动连接，所述丝杆22的顶端设置在移动块23内，所述移动块23与固定管4固定连接，所述移动块23的与丝杆22的连接处设有与丝杆22匹配的第一螺纹，所述移动块23抵靠在转动板17上。

plc控制第二电机21启动，带动丝杆22旋转，丝杆22通过第一螺纹作用在移动块23上，由于移动块23抵靠在转动板17上，使得移动块23无法转动，进而使得移动块23沿着丝杆22的轴线进行移动，带动固定管4进行移动。

如图2所示，所述驱动组件包括驱动环24、驱动单元和若干连接杆25，所述驱动环24套设在固定管4上，所述驱动环24位于支架7的上方，所述连接杆25周向均匀分布在驱动环24和移动环5之间，所述驱动单元位于驱动环24的上方，所述驱动单元与驱动环24传动连接。

驱动单元运行，带动驱动环24沿着固定管4上下移动，驱动环24通过连接杆25与移动环5保持固定连接，从而使得移动环5与驱动环24保持同步的升降移动。

作为优选，为了带动驱动环24移动，所述驱动单元包括若干气缸26，所述气缸26与plc电连接，所述气缸26的缸体周向均匀分布在固定管4的外周，所述气缸26的气杆的底端与驱动环24传动连接。

plc控制气缸26启动，调节气缸26的缸体内的空气量，使得气缸26的气杆发生移动，进而带动驱动环24移动。

如图3所示，所述升降单元包括第三电机27、轴承28和螺杆29，所述第三电机27和轴承28均固定在固定管4的内壁上，所述第三电机27与plc电连接，所述第三电机27与螺杆29的顶端传动连接，所述螺杆29的底端设置在轴承28内，所述升降板9的与螺杆29的连接处设有与螺杆29匹配的第二螺纹。

plc控制第三电机27启动，带动螺杆29在轴承28的支撑作用下进行转动，螺杆29通过第二螺纹作用在升降板9上，使得升降板9沿着螺杆29的轴线进行升降移动。

作为优选，为了实现伸缩杆13的稳定移动，所述限位单元包括限位环30和两个连接架31，所述限位环30套设在伸缩杆13上，所述限位环30的两端分别通过两个连接架31与固定管4的内壁固定连接。利用连接架31固定了限位环30的位置，限位环30套设在伸缩杆13上，从而固定了伸缩杆13的移动方向。

作为优选，为了精确控制升降板9的移动距离，所述固定管4内的顶部设有距离传感器32，所述距离传感器32与plc电连接。利用距离传感器32检测其与升降板9的距离，并将距离数据传递给plc，plc根据距离数据的变化，精确控制升降单元运行，从而控制升降板9的移动。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证电动机10的驱动力，所述电动机10为直流伺服电机。

该钻探机在打孔时，通过升降单元带动升降板9上下移动，利用电动机10驱动钻杆11旋转，在钻杆11向下移动时，电磁铁16通电，带动铁板14和清洁块12靠近电磁铁16压缩弹簧15，方便钻杆11钻入地下取土，在钻杆11向上移动时，电磁铁16断电，使得压缩的弹簧15推动铁板14，进而使清洁块12抵靠在钻杆11上，钻杆11旋转并向上移动，方便清洁块12刮除钻杆11表面的土壤，实现钻杆11的清洁，防止钻杆11受腐蚀和提高钻杆11下次的取土量，在打孔完毕后，利用驱动组件带动移动环5向上移动，使得移动环5通过支杆6拉动密封板抵靠在固定管4上，对固定管4内进行密封，实现对钻杆11的防潮保护，延长了钻杆11的使用寿命，从而提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。