一种可定位易回收的地质锚爪的制作方法

1.本实用新型涉及地质资源环境监测工具领域，尤其涉及一种可定位易回收的地质锚爪。


背景技术：

2.目前在地质资源环境安全监测过程中，会有需要将传感装置固定的地下对应深度（通常高度可达地下几十米）的土层中，并且可以长时间稳定在这个深度或者深度变化很小，以时刻检测对应土层的状况。故此时就需要在传感装置连接一个具有稳固功能的装置。目前业内一般情况下都会在传感装置下连接一个由两个铁丝和小端圆筒组成类似“v”型的简易4爪锚爪，在到达对应土层时上拉，利用锚爪锚紧土层后填沙固定，锚爪细软等使得在实际应用中的锚固作用微乎其微，只能靠回填土二次来对传感装置进行固定，但回填土一段时间内存在沉降的原因，所以这种方式会导致锚固的位置可能变化较大，难以实现传感装置的精准放置和长时间固定。除此之外，现有的传感装置在放下深孔和回收的过程中还存在以下问题：
3.1、在放下深孔时，通常利用普通卷尺测量放下的锚爪绳子的长度来确定下放传感装置的深度。但这种方法不仅费人费时，当锚爪绳子长度过长或下放过程中有障碍物时，容易使测量的误差较大导致装置下放深度不明确，导致难以使传感装置达到准确的位置。另外，由于锚爪的质量较轻，且锚爪的固定角度大于深孔直径，这就会导致锚爪下放时会受孔壁摩擦阻碍，而锚爪质量轻就会使锚爪在下放时方向不稳，并不能竖直稳定下放。
4.2、由于现有的锚爪在下放过程中难以保持竖直的姿态，当锚爪下放至预定位置后，锚爪的姿态是歪的，这时候进行往上拉锚定时，就会使得四个爪并不能均匀地插入土壁中， 甚至有爪没有插进土壁中，造成锚定不稳固。
5.3、由于现有的锚爪都是张开角度固定的，容易下放但不容易回收， 一旦放置错误很难进行向上调整或者回收重新下放。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提出一种可定位易回收的地质锚爪，以解决上述背景技术中存在的一个或多个技术问题。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种可定位易回收的地质锚爪，包括外壳、触发模块、动力模块、传动模块和多个钩爪，所述外壳的顶部设有吊绳，所述触发模块和所述动力模块设在所述外壳内，所述触发模块用于控制所述动力模块在所述外壳内上下滑动，多个所述钩爪均匀设置在所述外壳的外侧，所述传动模块包括升降齿条和多个齿轮组，所述升降齿条设在所述动力模块的外侧，多个所述齿轮组的输入齿轮均与所述升降齿条相啮合，所述钩爪连接于所述齿轮组的输出齿轮，当所述动力模块向下滑动时，多个所述钩爪均向外张开。
9.优选的，还包括配重块和gps定位器，所述gps定位器与所述配重块均设在所述动
力模块内。
10.优选的，所述触发模块包括拉绳、固定铰链和触发钩，所述触发钩通过固定铰链设在所述外壳内，所述拉绳的底端与所述触发钩连接，所述拉绳的顶端向上延伸至所述外壳外，所述传动模块包括吊钩和升降滑块，所述升降齿条设在所述升降滑块的外侧，所述吊钩设在所述升降滑块的顶部，所述升降滑块与所述外壳的内腔滑动配合；当所述拉绳位于初始位置时，所述触发钩与所述吊钩相抵，当所述拉绳向上运动时，所述触发钩以所述固定铰链作为轴心转动，所述吊钩脱离所述触发钩。
11.优选的，所述触发模块还包括复位弹簧和活动铰链，所述拉绳与所述触发钩通过所述活动铰链相连，所述复位弹簧的两端分别连接于所述活动铰链以及所述固定铰链的上方。
12.优选的，所述触发模块还包括第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮设在所述外壳的中部，所述第二滑轮设在所述触发钩的上方，所述拉绳依次与所述第一滑轮以及所述第二滑轮配合。
13.优选的，所述传动模块还包括强力弹簧，所述强力弹簧的顶端与所述吊钩相连，所述强力弹簧的底端与所述升降滑块相连。
14.优选的，所述升降滑块的外侧还设有无齿段，所述无齿段设在所述升降齿条的顶端。
15.优选的，还包括升降部件，所述升降部件设在所述外壳内，所述升降部件用于带动所述动力模块在所述外壳内升降活动。
16.优选的，所述钩爪为向外侧弯曲的弧形状，所述钩爪远离所述齿轮组的输出齿轮一端设有尖端部。
17.优选的，所述外壳、所述齿轮组以及所述钩爪均为锻钢材料制成。
18.本实用新型的有益效果为：与现有的地质锚爪相比，本实用新型的地质锚爪应用在地下孔洞的狭小环境中，通过升降齿条与齿轮组的啮合传动，实现多个钩爪的充分定向同步展开，达到锚定前的最理想的状态，达到自适应孔壁环境的作用，解决了现有固定角度的锚爪因落位不准确导致锚定偏置的问题，增大了锚爪下放的容错率。
附图说明
19.附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。
20.图1是本实用新型其中一个实施例的内部结构示意图。
21.图2是本实用新型其中一个实施例的触发模块的内部结构示意图。
22.其中：外壳1、钩爪2、吊绳3、升降齿条4、输出齿轮5、输入齿轮6、拉绳7、固定铰链8、触发钩9、吊钩10、升降滑块11、复位弹簧12、活动铰链13、第一滑轮14、第二滑轮15、强力弹簧16、无齿段17。
具体实施方式
23.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
24.本实施例的一种可定位易回收的地质锚爪，参考附图1和2，包括外壳1、触发模块、
动力模块、传动模块和多个钩爪2，外壳1的顶部设有吊绳3，触发模块和动力模块设在外壳1内，触发模块用于控制动力模块在外壳1内上下滑动，多个钩爪2均匀设置在外壳1的外侧，传动模块包括升降齿条4和多个齿轮组，升降齿条4设在动力模块的外侧，多个齿轮组的输入齿轮6均与升降齿条4相啮合，钩爪2连接于齿轮组的输出齿轮5，当动力模块向下滑动时，多个钩爪2均向外张开。
25.本实施例的地质锚爪通过升降齿条4与齿轮组的啮合传动，实现多个钩爪2的充分定向同步展开，达到锚定前的最理想的状态，达到自适应孔壁环境的作用，解决了现有固定角度的锚爪因落位不准确导致锚定偏置的问题，增大了锚爪下放的容错率。
26.优选的，还包括配重块和gps定位器，gps定位器与配重块均设在动力模块内。通过在动力模块内设置gps模块可用于远程实时监控锚爪的下放深度，数据更加可靠和精准，解决了现有技术中通过人工测量下放深度导致误差较大等问题，以达到精准下放传感装置的效果。同时还可实时反馈下放传感装置后受到的回填土沉降情况。设置配重块，使得当动力模块向下滑动时，配重块提供的重量加速升降齿条4下移，进而使钩爪2充分迅速张开。
27.优选的，触发模块包括拉绳7、固定铰链8和触发钩9，触发钩9通过固定铰链8设在外壳1内，拉绳7的底端与触发钩9连接，拉绳7的顶端向上延伸至外壳1外，传动模块包括吊钩10和升降滑块11，升降齿条4设在升降滑块11的外侧，吊钩10设在升降滑块11的顶部，升降滑块11与外壳1的内腔滑动配合；当拉绳7位于初始位置时，触发钩9与吊钩10相抵，当拉绳7向上运动时，触发钩9以固定铰链8作为轴心转动，吊钩10脱离触发钩9。由此，通过拉绳7拉动触发钩9，可使吊钩10与触发钩9脱离，使得升降滑块11相对外壳1向下运动，进而使升降齿条4与齿轮组啮合传动，实现钩爪2的向外张开，此时通过拉动吊绳3将外壳1提升一段距离，钩爪2会顺着爪结构的方向扎入洞壁固定，多个钩爪2分别对洞壁有相对作用力，使得地质锚爪可保持与洞壁接触状态，解决了脱锚、锚不牢固等问题。
28.进一步的，触发模块还包括复位弹簧12和活动铰链13，拉绳7与触发钩9通过活动铰链13相连，复位弹簧12的两端分别连接于活动铰链13以及固定铰链8的上方。由此，通过设置复位弹簧12和活动铰链13，使得当拉绳7受到的拉力消失后，在复位弹簧12的作用下使触发钩9复位到初始位置中。使得本实施例的地质锚爪在使用结束后，可通过吊绳3提拉即可完成回收，回收后只需使触发钩9和吊钩10复位至相抵状态即可重复使用。
29.优选的，触发模块还包括第一滑轮14和第二滑轮15，第一滑轮14设在外壳1的中部，第二滑轮15设在触发钩9的上方，拉绳7依次与第一滑轮14以及第二滑轮15配合。
30.优选的，传动模块还包括强力弹簧16，强力弹簧16的顶端与吊钩10相连，强力弹簧16的底端与升降滑块11相连。设置强力弹簧16，使得吊钩10在运动至最低位置时，升降滑块11仍可继续向下运动直到重力与强力弹簧16的弹力平衡，由此强力弹簧16起到了缓冲的作用，避免升降滑块11向下运动的速度过快导致齿条与齿轮的损坏。在另外一些实施方式中，吊钩10与升降滑块11之间还可通过刚性件相连接。
31.优选的，升降滑块11的外侧还设有无齿段17，无齿段17设在升降齿条4的顶端。本实施例通过在升降齿条4的顶端设置无齿段17，使得地质锚爪在回收过程中，使升降滑块11继续向下运动，此时钩爪2不断张开，当左右两个钩爪2张开的夹角大于120
°
后，齿轮组的输入齿轮6处于无齿段17，即齿轮组的输入齿轮6脱离与升降齿条4的啮合，此时通过吊绳3往上拉动外壳1，齿轮组的输出齿轮5可发生向下旋转，使得钩爪2拔出土壁，继续往上拉外壳
1，即可完成回收。地质锚爪在深土孔中回收上来后，只需将钩爪2合拢，再使齿轮组的输入齿轮6与升降齿条4啮合在一起，即可恢复回初始状态，实现了本实施例地质锚爪的重复使用。
32.优选的，还包括升降部件，升降部件设在外壳1内，升降部件用于带动动力模块在外壳1内升降活动。由此，通过升降部件提供的外力，带动动力模块发生升降活动，从而完成地质锚爪的回收以及恢复初始状态。具体的，回收本实施例的地质锚爪时，通过升降部件使升降滑块11继续向下运动，此时钩爪2不断张开，直至齿轮组的输入齿轮6处于无齿段17，即齿轮组的输入齿轮6脱离与升降齿条4的啮合，此时通过吊绳3往上拉动外壳1，齿轮组的输出齿轮5可发生向下旋转，使得钩爪2拔出土壁，继续往上拉外壳1，即可完成回收；而在恢复初始状态时，通过升降部件使升降滑块11向上运动，从而带动吊钩10往上运动，直到吊钩10与触发钩9再次接触并相抵，即可使触发模块回到初始静止稳定的状态。
33.优选的，钩爪2为向外侧弯曲的弧形状，钩爪2远离齿轮组的输出齿轮5一端设有尖端部。钩爪2与齿轮组的输出齿轮5一体成型，设置钩爪2为弧形状，并设有尖端部使得钩爪2张开后能够以更好的角度扎入土壁中。
34.优选的，外壳1、齿轮组以及钩爪2均为锻钢材料制成。为了防止长时间处于地下湿润环境导致的腐蚀，采用锻钢材料制成的外壳1、齿轮组以及钩爪2，在硬度上和耐久性均有很大的提升，使得钩爪2锚入土壁更加顺畅和持久。
35.本实施例的工作原理为：初始状态时，复位弹簧12提供的弹力使触发钩9处于受力平衡状态，此时触发钩9和对应的吊钩10紧扣相抵，钩爪2处于静止稳定的状态，齿轮组的输入齿轮6与升降齿条4的底部相啮合，升降滑块11处于静止稳定状态。当地质钩爪2下放到指定位置后，通过往上拉动拉绳7，在经过第一滑轮14和第二滑轮15的传导后，复位弹簧12受力压缩，触发钩9绕固定铰链8发生转动，使得触发钩9与吊钩10脱离，吊钩10与升降滑块11迅速向下运动，同时升降滑块11外侧的升降齿条4与齿轮组的输入齿轮6啮合传动，当升降滑块11运动至静止时，升降齿条4与齿轮组仍有接触，它们之间仍存在相互作用力，在升降滑块11向下运动的过程中，齿轮组分别带动多个钩爪2同时向外张开，接触洞壁，并对洞壁有一定作用力，此时拉动吊绳3将外壳1上提一段距离，钩爪2会顺着爪结构的方向扎入洞壁固定，使得钩爪2分别对洞壁有相对作用力，进而使得地质锚爪可保持时刻与洞壁接触状态。
36.回收地质锚爪时，在升降部件的作用下，使得升降滑块11向下运，此时钩爪2不断张开，当左右两个钩爪2张开的夹角大于120
°
后，齿轮组的输入齿轮6处于无齿段17，即齿轮组的输入齿轮6脱离与升降齿条4的啮合，此时通过吊绳3往上拉动外壳1，齿轮组的输出齿轮5可发生向下旋转，使得钩爪2拔出土壁，继续往上拉外壳1，直至地质锚爪被拉出洞口外，即可完成回收。回收后，只需将钩爪2合拢，再使齿轮组的输入齿轮6与升降齿条4啮合在一起，即可恢复回初始状态，实现了本实施例地质锚爪的重复使用。
37.完成对地质锚爪回收后，使触发模块、动力模块恢复至初始状态：通过升降部件使升降滑块11向上运动，直至吊钩10与触发钩9紧扣相抵。由于吊钩10成三角形状，触发钩9外轮廓成部分椭圆状，两者接触后抵接在一起，即可回到初始静止稳定的状态，实现地质锚爪的重复使用。
38.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实
用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。