一种用于建筑施工的井道挖掘钻进设备的制作方法

1.本发明涉及钻探设备领域，具体涉及一种用于建筑施工的井道挖掘钻进设备。


背景技术：

2.现有的钻进设备种类繁多，其主要有岩芯钻机、水文水井钻机、工程钻机、石油钻机，在钻机钻孔过程中，所对应的地质层情况各有不同。
3.在建筑施工过程中，对于传统的钻进设备在钻进时，由于设备钻刀的固定设置，使得其钻进速度往往取决于最慢的钻刀速度，当钻进设备工作过程中，遇到局部土壤硬度偏大，会导致整个钻进装置的钻孔效率极大地降低，进而影响工作效率。
4.因此，需要提供一种用于建筑施工的井道挖掘钻进设备以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种能够自适应调整硬度高的位置的切削刀组的数量，并调整切削刀组的变形量，来提高土壤层硬度较高一侧的钻进效果及钻进效率的钻进设备。
6.本发明的一种用于建筑施工的井道挖掘钻进设备采用如下技术方案：包括：驱动组件，其输出端连接有连接板，连接板上套装固定有空心杆；内环钻体和外环钻体，内环钻体套装固定在空心杆下部，外环钻体通过竖直设置的导向结构滑动连接在内环钻体上，且内环钻体和外环钻体的相邻面上开设有多个安装槽，内环钻体上的安装槽和外环钻体的安装槽一一对应；在外环钻体与连接板及内环钻体与连接板之间均分别连接有弹性连接件；两个伸缩杆，平行设置在每两个相对应的安装槽内的同一竖直平面内，伸缩杆的端部与对应的安装槽的内壁铰接；多个连接块，套设在两个伸缩杆上，其内部转动连接有与对应的伸缩杆滑动连接的球体，同一伸缩杆上相邻的两个连接块之间及连接块与伸缩杆的端部之间分别连接有压簧；连接管，穿设在不同伸缩杆的上相对的两个连接块上，且连接管上套装有与两个连接块连接的第一拉簧，连接管活动连接在对应连接块内部的球体上开设的活动槽内，其上端穿出活动槽后与连接块连接，其下端穿出活动槽依次穿过连接块、安装槽内底面开设的槽缝及槽缝下方设置的支撑板，且与支撑板活动连接；切削刀组，其包括端部铰接的四个钻刀形成的一个四边形刀组；传动组件，设置在连接管的下端部和四边形刀组的铰接端之间，用于在连接管产生倾斜时带动四边形刀组发生变形。
7.优选地，传动组件包括：支撑板底部设置的支架，支架底部设置有两个固定端固定连接的伸缩结构，两个伸缩结构的输出端铰接在四边形刀组其中一组相对的两个铰接端上，两个伸缩结构的固定端上设置有导轨，该导轨与伸缩结构垂直，导轨内滑动连接有滑动
块，滑动块与四边形刀组的另外一组相对的两个铰接端上设置的挡块接触，所述伸缩结构的侧面与滑动块对应的铰接端之设置有复位弹簧，滑动块的顶部与连接管球铰接。
8.优选地，伸缩结构包括：导向筒，导向筒内滑动连接有活动杆，活动杆伸出导向筒的一端与铰接轴铰接，其中，复位弹簧的一端与导向筒连接，复位弹簧的另一端与挡块连接。
9.优选地，连接管的下端部连接有第二拉簧，第二拉簧背离连接管的一端连接有一段空心的铰接管，铰接管与连接管滑动连接，铰接管的下端穿过支撑板且与支撑板活动连接，铰接管的下端部球铰接有活动块，活动块与滑动块的顶部连接。
10.优选地，伸缩杆包括支撑杆及滑动连接在支撑杆上的套管，支撑杆与套管相背离的一端均设置有铰接头，铰接头与对应的安装槽的内壁铰接，其中，端部的压簧连接在铰接头与靠近铰接头的连接块之间。
11.优选地，在外环钻体和内环钻体的底部均布设置有多个固定刀，多个固定刀绕空心杆的中心均布设置。
12.优选地，导向结构包括多个导向凸起，多个导向凸起沿内环钻体轴向设置在内环钻体的外圈，外环钻体的内圈开设有多个与导向凸起匹配的导向槽优选地，第一拉簧的内径远大于连接管的外径，压簧远大于伸缩杆的直径。
13.优选地，活动槽的槽宽大于连接管的直径。
14.本发明的有益效果是：本发明提供的一种用于建筑施工的井道挖掘钻进设备，通过设置内环钻体和外环钻体，在内环钻体和外环钻体相对的安装槽内铰接两伸缩杆，在伸缩杆设置多个连接管，连接管的下端部对应连接切削刀组，当内环钻体或者外环钻体下方的土壤层硬度较高时，伸缩杆都会向土壤层硬度较高一侧的钻体倾斜，同时伸缩杆上的连接管会随着伸缩杆向伸缩杆高的一端移动并向高的一端倾斜，使得连接在连接管上的四边形刀组发生变形，增大土壤层硬度较高一侧的钻体下方钻刀的数量，进而提高土壤层硬度较高一侧的钻进效果及钻进效率，实用性强，值得推广。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明的一种用于建筑施工的井道挖掘钻进设备的实施例的总体结构示意图；图2为本发明在空心杆上连接的结构的示意图；图3为本发明的主视图；图4为本发明图3中a-a的剖视图；图5为本发明的仰视图；图6为图3中两个安装槽内部结构示意图；图7为图6中部分结构的爆炸图；图8为图6传动组件及切削刀组的结构示意图；
图9为本发明处于外环土壤硬度大时的主视图；图10为图9中沿b-b的剖视图；图11为本发明处于外环土壤硬度大时的主视图；图12为图11中沿c-c的剖视图；图13为本发明总体结构的爆炸图。
17.图中：1、连接板；2、外环弹簧；3、内环弹簧；4、外环钻体；5、空心杆；6、内环钻体；101、固定刀；102、支撑杆；103、套管；104、连接块；105、压簧；106、连接管；107、第一拉簧；108、铰接管；109、球体；110、第二拉簧；201、钻刀；202、挡块；203、活动块；204、滑动块；205、导向筒；206、支撑板；207、活动杆；208、复位弹簧；401、外环铰接柱；402、内环铰接柱；403、导向凸起；404、导向槽；41、承载车；42、驱动组件。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
19.本发明的一种用于建筑施工的井道挖掘钻进设备的实施例，包括：如图1、2、3所示，设置在承载车41上的驱动组件42，驱动组件42选用传统钻进设备的结构，驱动组件42输出端连接钻杆，驱动组件42能驱动钻杆转动，且实现进给运动，钻杆端部连接一个连接板1，连接板1上套装固定有空心杆5，空心杆5套装在钻杆的内部，用来抽取泥浆，如图4所示，空心杆5的下部套装固定有内环钻体6，内环钻体6的外圈通过导向结构滑动连接有竖直设置的外环钻体4，如图13所示，在内环钻体6和外环钻体4的相邻面上开设有多个安装槽，内环钻体6上的安装槽和外环钻体4的安装槽一一对应形成一个安装腔，在外环钻体4与连接板1之间、内环钻体6与连接板1之间均设置有一个弹性连接件，弹性连接件选用弹簧，具体的，如图4所示，两个弹性连接件为外环弹簧2和内环弹簧3，其中，内环弹簧3套装在空心杆5上，内环弹簧3的一端与内环钻体6的顶部连接，内环弹簧3的另一端与连接板1的底部连接，而外环弹簧2套设在内环弹簧3上，内环弹簧3的上端与外环钻体4的顶部连接，外环弹簧2的另一端与连接板1的底部连接，在每两个相对应的安装槽形成的安装腔内在竖直平面内，平行设置有两个水平设置的两个伸缩杆，两个伸缩杆为上伸缩杆和下伸缩杆，上伸缩杆和下伸缩杆的端部均与对应的安装槽的内壁铰接；具体的，如图4所述，伸缩杆的一端与内环钻体6上的安装槽内壁铰接，伸缩杆的另一端与外环钻体4上的安装槽内壁铰接，在两个伸缩杆上套设有多个连接块104，连接块104内部转动连接有与对应的伸缩杆滑动连接的球体109，同一伸缩杆上相邻的两个连接块104之间、连接块104与伸缩杆的端部之间均连接有压簧105，即如图3所示，上伸缩杆上相邻的两个连接块104之间及连接块104与伸缩杆的端部之间分别连接有压簧105，下伸缩杆上相邻的两个连接块104之间及连接块104与伸缩杆的端部之间也分别连接有压簧105，如图6所示，在不同伸缩杆的上每两个相对的连接块104上穿设有连接管106，且连接管106上套装有与两个连接块104连接的第一拉簧107，穿设在对应的两个连接块104的连接管106活动连接在该连接块104内部的球体109上开设的活动槽内，具体的，如图7所示，活动槽为贯穿球体109的槽，连接管106能通过活动槽且能左右活动，连接管
106的上端穿出活动槽后与连接块104连接，连接管106的下端穿出活动槽依次穿过连接块104、安装槽内底面开设的槽缝及槽缝下方设有的支撑板206，连接管106与支撑板206活动连接，具体的，支撑板206上开设的安装孔大于连接管106的直径；如图8所示，还包括切削刀组和传动组件，具体的，切削刀组包括四个钻刀201，四个钻刀201的端部铰接形成一个四边形刀组，传动组件设置在连接管106的下端部和四边形刀组的铰接端之间，用于在连接管106产生倾斜时带动四边形刀组发生变形。
20.具体的，如图8所示，传动组件包括：支撑板206底部设置的支架，支架底部设置有两个固定端固定连接在一起的伸缩结构，两个伸缩结构的输出端铰接在四边形刀组其中一组相对的两个铰接端上，两个伸缩结构的固定端上设置有导轨，导轨和伸缩结构垂直，导轨内滑动连接有滑动块204，滑动块204与四边形刀组的另外一组相对的两个铰接端上设置的挡块202接触，伸缩结构的侧面与滑动块204对应的铰接端之间通过复位弹簧208连接，其中，如图7所示，伸缩结构具体包括：导向筒205，导向筒205内滑动连接有活动杆207，活动杆207伸出导向筒205的一端与铰接轴铰接；复位弹簧208的一端与导向筒205连接，复位弹簧208的另一端与挡块202连接，具体的，如图4和6所示，连接管106的下端部连接有第二拉簧110，第二拉簧110背离连接管106的一端连接有一段空心的铰接管108，铰接管108与连接管106滑动连接，铰接管108的下部与支撑板206活动连接，具体的，支撑板206上开设的安装孔大于铰接管108的直径，铰接管108的下端部球铰接有活动块203，活动块203与滑动块204的顶部固定连接。
21.具体的，伸缩杆包括支撑杆102及滑动连接在支撑杆102上的套管103，支撑杆102与套管103相背离的一端均设置有铰接头，铰接头与对应的安装槽的内壁铰接，具体的，如图4所示，铰接头与对应设置在外环钻体4的安装槽内壁的外环铰接柱401、内环钻体6的安装槽内壁的内环铰接柱402连接，其中，端部的压簧105连接在铰接头与靠近铰接头的连接块之间，如图6所示，伸缩杆的另一种形式，包括支撑杆102，支撑杆102的四个角上开设有导向槽，导向槽内滑动连接有与导向槽匹配的四个空心杆，其中，四个空心杆连接头连接有铰接头。
22.具体的，如图5所示，为了提高钻孔效率和效果，将夹在相邻四边形刀组之间的土壤块破碎，在外环钻体4和内环钻体6的底部均布设置有多个固定刀101，多个固定刀101绕空心杆5的中心均布设置。
23.具体的，如图13所示，为了使得内环钻体6和外环钻体4只能上下滑动，导向结构包括多个导向凸起403，多个导向凸起403沿内环钻体6轴向设置在内环钻体6的外圈，外环钻体4的内圈开设有多个与导向凸起403匹配的导向槽404。
24.具体的，为了使得多个连接管106产生倾斜时的角度不同，第一拉簧107的内径远大于连接管106的外径，压簧105远大于伸缩杆的直径。
25.具体的，为了使得连接管106能在球体109上的活动槽内倾斜，活动槽的槽宽大于连接管106的直径。
26.具体的工作原理使用时，通过钻探设备的钻杆带动空心杆5进行旋转并进行进给运动，空心杆5转动带动内环钻体6转动，内环钻体6转动带动外环钻体4转动，同时内环钻体6及外环钻体4底部穿出的铰接管108端部通过传动组件连接的四边形刀组的钻刀201随内环钻体6、外环钻
体4转动来对土壤层进行钻孔。
27.当在钻刀201向下钻进过程中，外环钻体4下方的土壤硬度相对内环钻体6下方的土壤硬度较大时，外环钻体4的钻刀201的钻进程度低于内环钻体6的钻刀201的钻进程度，即外环钻体4钻进滞后于内环钻体6的钻进，进而使得外环钻体4相对于内环钻体6产生高低差，具体的，如图9、10所示，此时，外环钻体4相对于内环钻体6比较高，从而使得伸缩杆倾斜，即伸缩杆的外端部高、内端部低，这时伸缩杆上的所有的连接管106会发生向伸缩杆高的一端偏移，即连接管106向外环钻体4的安装槽内壁靠近，连接管106偏移将使得内环钻体6的连接管106下端部连接的切削刀组外环钻体4的方向移动，并且切削刀组在内环钻体6与外环钻体4交界的位置分布较为集中，在切削刀组向外环钻体4移动的过程中，增加了外环钻体4下方的切削刀组的数量，从而提高对外环钻体4下方硬度较大的土壤的钻进效果及钻进效率。
28.反之，当在钻刀201向下钻进过程中，内环钻体6下方土壤硬度相对外环钻体4下方土壤硬度较大时，内环钻体6的钻刀201的钻进程度低于外环钻体4的钻刀201的钻进程度，即内环钻体6钻进滞后于外环钻体4的钻进，进而使得内环钻体6相对于外环钻体4产生高低差，具体的，如图11、12所示，此时，内环钻体6相对于外环钻体4比较高，从而使得伸缩杆倾斜，即伸缩杆的外端部低、内端部高，这时伸缩杆上的所有的连接管106会发生向伸缩杆高的一端偏移，即连接管106向内环钻体6的安装槽内壁靠近，连接管106偏移将使得外环钻体4的连接管106下端部连接的切削刀组向内环钻体6的方向移动，并且切削刀组在内环钻体6与外环钻体4交界的位置分布较为集中，在切削刀组向外环钻体4移动的过程中，增加外环钻体4下方的切削刀组的数量，使得外环钻体4的切削刀组的数量多于内环钻体6下方的切削刀组的数量，从而提高对外环钻体4下方硬度较大的土壤的钻进效果及钻进效率。
29.需要说明的是，在当内环钻体6相对外环钻体4上移时，内环钻体6与外环钻体4上表面形成台阶，这时外环铰接柱401和内环铰接柱402上对应的支撑杆102、套管103会发生转动及滑动，使得支撑杆102、套管103倾斜，在倾斜过程中，如图12所示，第一拉簧107与压簧105不再垂直，由于连接块104受到第一拉簧107的力时远大于受到压簧105的力，因此，在第一拉簧107的作用下，处于倾斜状态的支撑杆102、套管103上的通过连接块104、球体109连接的连接管106会克服压簧105的力从而发生倾斜，从而使切削刀组会向内环钻体6的方向移动，进而使得内环钻体6下方切削刀组的数量更多，其次，连接块104受到第一拉簧107的力大于受到压簧105的力，是为了保证连接管106连接的连接块104的移动，其次，在切削刀组向内环钻体6的方向移动时，切削刀组是从硬度小的土壤到硬度较大的土壤的一侧移动，进而也不会过多的阻力影响切削刀组的移动。
30.同时，当内环钻体6相对外环钻体4较高时，如图12所示，支撑杆102和套管103发生图12所示变化，在第一拉簧107的作用下，连接管106发生向右倾斜；当外环钻体4相对内环钻体6较高时，如图9所示，支撑杆102和套管103发生图9所示变化，在第一拉簧107的作用下，连接管106发生向左倾斜。
31.需要说明的是，所有压簧105的规格一样，且所有压簧105的初始状态相同，所有第一拉簧107的规格一样，且所有第一拉簧107的初始状态相同。
32.如图10或者图12所示，不管连接管106发生向右倾斜还是向左倾斜，具体的，本实施例采用的五个连接管106都会朝一个方向倾斜，将五个连接管106从左到右依次记为第一
个连接管106、第二个连接管106、第三个连接管106、第四个连接管106及第五个连接管106，具体的，第一个连接管106与第五个连接管106倾斜角度一致，第二个连接管106与第四个连接管106倾斜角度一致，且第一个连接管106与第五个连接管106的倾斜角度大于第二个连接管106与第四个连接管106的倾斜角度，这时，如图8所示，由于连接管106倾斜，则连接管106的下端部会带动活动块203移动，活动块203移动会带动滑动块204沿导轨移动，从而推动挡块202使得四边形刀组相对的两个对角距离增大，进而增加四边形刀组上的钻刀201的破碎面积，从而进一步提高对硬度大的位置的钻进效果，由于第一个连接管106和第五个连接管106的倾斜角度最大，则其对其连接的四边形刀组的变形量也是最大的，故位于两侧的两个四边形刀组从内环钻体6与外环钻体4钻出来的孔产生的断面来对土壤进行破碎，进而提高钻孔效率当内环钻体相对外环钻体上升时，钻体之间滑块、套管、以及连接管等发生如图11、12所示的变化，连接管106和钻刀组都向内部倾斜，以此来增加对内部较硬土壤的破碎效果。
33.需要说明的是，对于所有的第一拉簧107来说，其对连接块104的力是向上的，且压簧105规格相同，故，在连接管106顶部连接的支撑杆102发生倾斜时，第一拉簧107对于第一个连接管106上端左侧的压簧105进一步压缩，第一个连接管106下端左侧的压簧105释放一定长度，而第五个连接管106上下两端右侧的105变化与第一个连接管106相反但变化量相同；故第一个连接管106与第五个连接管106的倾斜角度相同，同理第二个连接管106与第四个连接管106倾斜角度也是一致的；当单独对第一个连接管106分析时，如图12所示，从左数起第一个连接管106由竖直变为倾斜过程中，第一个连接管106会在其上的第一拉簧107分力作用下使得上端左侧的压簧105会被压缩一定长度，而第一个连接管106下端左侧的压簧105会被释放一定长度，同时，第一个连接管106上端右侧的压簧105会被释放一定长度，第一个连接管106下端右侧的压簧105压缩一定长度，此时，对于第一个连接管106来说，第一个连接管106才能达到受力平衡，基于此，在第一个连接管106右侧的连接管106记为第二个连接管106，第二个连接管106会在其上的第一拉簧107分力作用下会改变与第二个连接管106连接的四个压簧105的状态，故，同时在第一个连接管106和第二个连接管106之间的压簧105会在第二个连接管106上的第一拉簧107分力作用使得第二个连接管106上端左侧的压簧105压缩，第二个连接管106下端左侧的压簧105释放，即第一个连接管106上端会受到向左的一定弹力，第一个连接管106下端受到向右的拉力，故，第一个连接管106会比第二个连接管106更为倾斜，即第一个连接管106与竖直方向的倾斜角大于第二个连接管106与竖直方向的倾斜角，同理，得到第二个连接管106与竖直方向的倾斜角大于第三个连接管106与竖直方向的倾斜角，对于本实施例来说，如图12，有5个连接管106，则中间的第三个连接管106为连接管106在竖直方向时的堆成中心，故第一个连接管106与第五个连接管106倾斜角度一致，第二个连接管106与第四个连接管106倾斜角度一致，且第一个连接管106与第五个连接管106的倾斜角度大于第二个连接管106与第四个连接管106的倾斜角度，第一个连接管106、第二个连接管106、第三个连接管106的倾斜角度依次减小。
34.本发明实施例提供的一种用于建筑施工的井道挖掘钻进设备，通过设置内环钻体和外环钻体，在内环钻体和外环钻体相对的安装槽内铰接两伸缩杆，在伸缩杆设置多个连接管，连接管的下端部对应连接切削刀组，当内环钻体或者外环钻体下方的土壤层硬度较高时，伸缩杆都会向土壤层硬度较高一侧的钻体倾斜，同时伸缩杆上的连接管会随着伸缩
杆向伸缩杆高的一端移动并向高的一端倾斜，使得连接在连接管上的四边形刀组发生变形，增大土壤层硬度较高一侧的钻体下方钻刀的数量，进而提高土壤层硬度较高一侧的钻进效果及钻进效率，实用性强，值得推广。
35.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。