一种混凝土钻芯取样工具的制作方法

1.本技术涉及混凝土取样技术领域，尤其是涉及一种混凝土钻芯取样工具。


背景技术：

2.钻芯取样是一种简便、直观、检测精度较高的局部破损的检测方法，广泛运用于现场混凝土质量检测中。钻芯取样一般反映的是混凝土内部的质量，混凝土内部质量是影响混凝土强度的主要因素，因此钻芯取样是检测行业内对混凝土质量评估的一种重要检测手段。
3.目前混凝土钻芯取样主要是通过人工操作混凝土钻芯取样机进行钻取，取样机在取样过程中通过人工推动高速旋转的钻机钻头伸进混凝土内部，并将钻取的混凝土块取出，完成钻芯取样工作。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为，现有的取样工具虽然在方法上比较原始、经济上比较节俭、操作也较为方便，也可解决现场大部分取样过程，但是耗费时间精力较多，取样效率低下，特别在一些特殊部位的取样就显得笨拙，比如在高空或者取特定的梁、板区域，往往会因为取样人员没有合适的受力点加上对于高空的恐惧性导致取样工作的不流畅，往往耗费很久时间都无法取出芯样。


技术实现要素：

5.为了提高混凝土钻芯取样的效率与便捷性，本技术提供一种混凝土钻芯取样工具。
6.本技术提供的一种混凝土钻芯取样工具采用如下的技术方案：
7.一种混凝土钻芯取样工具，包括用于将所述混凝土钻芯取样工具固定设置在待采样混凝土试件上的固定板，以及与所述固定板固定连接用于承接取样电机的导轨，所述导轨上滑移设置有取样电机，所述取样电机的输出轴同轴可拆卸设置有用于钻取混凝土块的钻头；
8.所述取样电机的输出轴与所述导轨之间设置有用于带动所述取样电机沿所述导轨滑动的传动机构；
9.所述混凝土钻芯取样工具还包括有用于控制所述取样电机运动状态的控制机构。
10.通过采用上述技术方案，在需要对混凝土进行钻芯取样时，先将合适尺寸的钻头固定在取样电机上，再通过固定板与导轨将整个工具固定设置在采样混凝土试件上。然后，通过控制机构控制取样电机进行转动，取样电机转动带动钻头进行高速转动。同时，取样电机通过传动机构驱动自身在导轨上朝向混凝土进行滑动，并使钻头钻进混凝土中。钻至合适深度后，控制取样电机反转，拔出钻头，最后由采样人员取出混凝土采样块，完成取样操作。整个混凝土钻芯采样过程紧需要采样人员对控制机构进行操作，无需人工推动取样电机进行采样，从而提高了混凝土钻芯取样的效率与便捷性。
11.可选的，所述取样电机配置为双输出轴电机，其两端输出轴分别配置为第一输出
轴和第二输出轴；
12.所述双输出轴电机经一滑块滑动连接于所述导轨上且沿所述导轨轴向滑移；
13.所述钻头可拆卸设置在所述第一输出轴上，所述传动机构传动设置于所述第二输出轴与所述导轨之间。
14.通过采用上述技术方案，驱动电机通过第一输出轴驱动钻头，通过第二输出轴驱动自身以及钻头移动，从而实现自动钻取混凝土采样块的操作。
15.可选的，所述导轨上沿其轴向设置有齿条；
16.所述第二输出轴设置为蜗杆结构，所述传动机构包括箱体以及转动设置在所述箱体内的主动轮、行星轮以及从动轮，所述主动轮传动连接于所述第二输出轴，所述从动轮通过所述行星轮传动连接于所述主动轮，所述从动轮与所述齿条相啮合。
17.通过采用上述技术方案，传动机构起到降低速度，提高扭矩的作用，从而能够使钻头产生足够大的驱动力，推动钻头进行钻取采样。
18.可选的，所述第一输出轴上设置有磨切机构，所述磨切机构包括伸缩件，牵引件与磨切件；所述伸缩件固定设置在所述第一输出轴上，且电连接于所述控制机构，所述牵引件两端铰接连接于所述伸缩件与所述磨切件，所述磨切件穿设在所述钻头周侧壁上并铰接连接于所述钻头。
19.通过采用上述技术方案，当钻头钻至合适深度时，控制电动伸缩杆伸出，牵引件驱动磨切件转动，将磨切件转至于钻头内侧壁的采样块相抵接，磨切件在高速钻头上快速对混凝土采样块进行磨切，磨切完成后，驱动电机反转，拔出钻芯。混凝土采样块被磨切处较易断裂，从而便于混凝土钻芯取样工具轻松将采样块取出。
20.可选的，所述磨切机构设置为多个，多个所述磨切机构环绕设置在所述钻头的周侧壁。
21.通过采用上述技术方案，多个磨切机构加快磨切效率，从而进一步提高了采样效率。
22.可选的，所述控制机构包括，
23.输入模块，设置为触控面板，基于采样人员操作，输出指令信号；
24.检测模块，配置为位移传感器，设置在所述取样电机上，用于检测所述取样电机的移动距离并输出位移信号；
25.处理模块，设置为单片机，电连接于所述输入模块与所述检测模块的信号输出端，接收并响应于所述指令信号并输出控制信号，同时接收并响应于所述位移信号并输出触发信号；
26.执行模块，电连接于所述处理模块，接收并响应所述控制信号以及所述触发信号。
27.通过采用上述技术方案，输入模块便于采样人员对采样深度进行选择并驱动取样电机进行转动，检测机构对取样电机位于距离进行检测，当位移距离达到采样深度时，驱动电动伸缩杆伸出，并是磨切件对混凝土采样块进行磨切。磨切完成后，回缩电动伸缩杆并控制驱动电机反转，拔出钻头，取出混凝土采样块。
28.可选的，所述执行模块包括，
29.电机驱动器，电连接于所述处理模块的信号输出端，接收并响应于所述控制信号，用于控制所述取样电机的运动状态；
30.伸缩杆驱动器，电连接于所述处理模块的信号输出端，接收并响应于所述触发信号，用于控制所述电动伸缩杆的伸缩状态。
31.可选的，所述检测模块包括第一位移传感器以及第二位移传感器，所述第一位移传感器设置在所述取样电机上，所述第二位移传感器设置在所述电动伸缩杆上。
32.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
33.1. 在需要对混凝土进行钻芯取样时，先将合适尺寸的钻头固定在取样电机上，再通过固定板将整个工具固定设置在采样混凝土上。然后，通过控制机构控制取样电机进行转动，取样电机转动带动钻头进行高速转动。同时，取样电机通过传动机构驱动自身在导轨上朝向混凝土进行滑动，并使钻头钻进混凝土中。钻至合适深度后，控制取样电机反转，拔出钻头，最后由采样人员取出混凝土采样块，完成取样操作。整个混凝土钻芯采样过程紧需要采样人员对控制机构进行操作，无需人工推动取样电机进行采样，从而提高了混凝土钻芯取样的效率与便捷性；
34.2. 传动机构对驱动电机的起到降低速度，提高扭矩的作用，从而能够使钻头产生足够大的驱动力，推动钻头进行钻取采样；
35.3. 当钻头钻至合适深度时，驱动行星轮使传动机构脱离传动，再控制电动伸缩杆伸出，牵引件驱动磨切件转动，将磨切件转至于钻头内侧壁的采样块相抵接，磨切件在高速钻头上快速对混凝土采样块进行磨切，磨切完成后，收回伸缩杆，控制行星轮回到啮合位置，使驱动电机反转，拔出钻芯。混凝土采样块被磨切处较易断裂，从而便于采样人员轻松将采样块取出。
附图说明
36.图1是本技术实施例一种混凝土钻芯取样工具为突显磨切机构以及传动机构的局部剖视图。
37.图2是图1中a处的放大图。
38.图3是本技术实施例控制机构的结构框图。
39.附图标记说明：1、固定板；2、导轨；3、钻头；4、取样电机；5、传动机构；51、箱体；52、主动轮；53、行星轮；54、从动轮；6、磨切机构；61、电动伸缩杆；62、牵引件；63、磨切件；7、控制机构；71、输入模块；72、检测模块；721、第一位移传感器；722、第二位移传感器；73、处理模块；74、执行模块；741、电机驱动器；742、伸缩杆驱动器；8、齿条；9、钻刀；10、滑块；11、第一输出轴；12、第二输出轴；13、内嵌槽；14、固定件；15、转动孔。
具体实施方式
40.以下结合附图1-2对本技术作进一步详细说明。
41.本技术实施例公开一种混凝土钻芯取样工具。参照图1和图2，一种混凝土钻芯取样工具，包括固定板1、导轨2、钻头3、取样电机4、传动机构5、磨切机构6以及控制机构7。
42.固定板1设置为方形铸铁板，固定板1四边角处均匀开设有四个螺栓孔，在实际使用过程中，固定板1通过膨胀螺栓固定设置在需要采样的混凝土上，固定板1上还竖直设置有一插孔。导轨2插设在固定板1上的插孔内并通过固定螺栓固定，导轨2在本实施例中设置为钢制工型轨，导轨2靠近取样电机4、传动机构5的一侧壁上设置有齿条8。钻头3呈圆筒状
开口设置且位于开口处均匀设置有多个钻刀9，钻头3远离开口处的侧壁上设置有用于连接取样电机4输出轴的内螺纹。
43.取样电机4通过一滑块10滑动设置在导轨2上，取样电机4配置为双输出电机，其两端输出轴分为配置为第一输出轴11以及第二输出轴12，第一输出轴11上开设有用于连接不同型号钻头3的外螺纹，第一输出轴11通过钻头3上的内螺纹与钻头3同轴设置。第二输出轴12设置为蜗杆结构。
44.传动机构5传动设置在取样电机4输出轴以及导轨2之间，用于带动取样电机4沿导轨2的轴向进行滑动。传动机构5包括箱体51以及转动设置在箱体51内的主动轮52、行星轮53、从动轮54，其中主动轮52、行星轮53、从动轮54均通过设置在箱体51上的转动轴承以及穿设在转动轴承内的转动轴进行转动。主动轮52分为同心一体设置的外齿轮和内齿轮，外齿轮与第二输出轴12的涡轮相互啮合，内齿轮与行星轮53相互啮合。从动轮54的直径大于行星轮53且与行星轮53相互啮合，从动轮54又与导轨2上的齿条8相啮合。从而达到减速传动、增大传动扭矩的作用，并推动传动机构5以及取样电机4在导轨2上滑动。
45.磨切机构6包括电动伸缩杆61、牵引件62以及磨切件63。在本实施例中磨切机构6选用为两个，且对称设置在钻头3的两侧。第一输出轴11位于取样电机4以及钻头3之间设置有圆形平台，圆形平台垂直于第一输出轴11设置并与第一输出轴11同步转动，两电动伸缩杆61的固定端通过固定螺栓固定对称设置圆形平台靠近钻头3的一侧。电动伸缩杆61的伸缩端平行于钻头3轴向方向设置。钻头3周侧壁上对称设置有两内嵌槽13，两牵引件62分别移动设置在两内嵌槽13内，且一端与可拆卸固定设置在电动伸缩杆61伸缩端的固定件14相铰接，另一端与磨切件63相铰接。磨切件63在本实施例中选用为硬质金刚钻，钻头3位于两内嵌槽13内远离采样电机的一端开设有转动孔15，磨切件63通过转动轴转动设置在转动孔15内，且转动轴靠近内嵌槽13设置。在电动伸缩杆61处于收缩状态时，磨切件63倾斜收置在转动槽内。在钻头3钻至采样所需深度时，电动伸缩杆61推出，牵引件62带动磨切件63进行转动，磨切件63与钻头3内的混凝土试块相抵接，并在钻头3转动与电动伸缩杆61推动作用下对混凝土试块进行磨切。
46.参照图1和图3，控制机构7包括输入模块71、检测模块72、处理模块73与执行模块74。
47.输入模块71设置为触控面板，在本实施例中，触控面板设置在取样电机4壳体上。在使用过程中，采样人员可在触控面板上输入启停指令以及采样深度数据，触控面板将接收到的启停指令以及采样深度数据转换成对应的指令信号传递至处理模块73；
48.检测模块72包括第一位移传感器721以及第二位移传感器722。第一位于传感器安装在取样电机4上，用于检测取样电机4的移动距离并生成移动距离信号传输至处理模块73。第二位移传感器722设置在电动伸缩杆61上，用于检测电动伸缩杆61的伸出距离并生成对应的伸出距离信号。
49.处理模块73设置为单片机，电连接于触控面板、第一位移传感器721以及第二位移传感器722的信号输出端，接收并响应于指令信号、移动距离信号以及伸出距离信号。
50.执行模块74包括电机驱动器741以及伸缩杆驱动器742。电动驱动器设置在取样电机4外壳体内，电连接于处理模块73与取样电机4，用于控制取样电机4的运动状态。伸缩杆驱动器742设置在圆形平台内，电连接于电动伸缩杆61，并通过导电滑环电连接于处理模块
73，用于控制电动伸缩杆61的伸缩。
51.在实际使用过程中，采样工具在安装固定完成后，采样人员在触控面板输入采样所需要的深度，再按下启动选项，采样工具开始采样工作。处理模块73接收采样深度数据并与移动距离信号进行比较，当移动距离信号达到采样深度数据值时，处理模块73控制电动伸缩杆61伸出，在牵引件62的带动下磨切件63开始对混凝土采样块进行磨切。同时，第二位于传感器监测电动伸缩杆61的伸出距离，当伸出距离达到一预设值时，此时，磨切件63刚好处于垂直于钻头3周侧壁的状态。处理模块73控制取样电机4反转，取样电机4后羿并在垂直突出的磨切件63的带动下，将混凝土采样块抽出，完成取样工作。
52.本技术实施例一种混凝土钻芯取样工具的实施原理为：在需要对混凝土进行钻芯取样时，先将合适尺寸的钻头3固定在取样电机4上，将电动伸缩上伸缩端与固定件14相连接。再通过固定板1将整个工具固定设置在采样混凝土上。然后，通过控制机构7控制取样电机4进行转动，取样电机4转动带动钻头3进行高速转动。同时，取样电机4通过传动机构5驱动自身在导轨2上朝向混凝土进行滑动，并使钻头3钻进混凝土中。钻至合适深度后，控制取样电机4反转，拔出钻头3与混凝土采样块，最后由采样人员取出混凝土采样块，完成取样操作。整个混凝土钻芯采样过程紧需要采样人员对控制机构7进行操作，无需人工推动取样电机4进行采样，从而提高了混凝土钻芯取样的效率与便捷性。
53.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。