一种钻杆螺旋复合钻机论文和设计-张继合

全文摘要

一种钻杆螺旋复合钻机，包括车体，车体上设置有立柱，固定块上设置有限位套，限位套的中部套接有螺杆机构，杆体活动插接在限位套的中部，旋挖钻头、第一挡环、第二挡环、限位槽和凹槽从下往上依次设置在杆体的表面，吊环设置在凹槽的内部，螺纹孔设置在杆体顶端的表面，杆体的顶部通过螺纹孔和其中的连接螺杆与盖板固定连接，本实用新型通过该种结构的旋挖钻头和杆体在造孔时，底部的土体是松散的，在螺旋的作用下松散的土向上走，使孔壁光滑坚固，成孔效果非常好，不会塌孔，在地下水的作用下孔壁光滑，通过外接混凝土灌装设备灌注混凝土时，杆体向上带动泥土时摩擦阻力会很少，大大减少了驱动电机的动力负荷。

主设计要求

1.一种钻杆螺旋复合钻机，其特征在于，包括：车体(1)，车体(1)上设置有立柱(2)，立柱(2)上设置有安装块(3)，活动块(4)和固定块(5)上分别设置有驱动机构(6)和限位套(7)，限位套(7)的中部套接有螺杆机构(8)；所述驱动机构(6)包括壳体(601)，壳体(601)与活动块(4)的外侧固定连接，蜗杆(602)设置在壳体(601)内部的一侧，蜗轮(603)设置在壳体(601)内部的另一侧，蜗轮(603)上设置有第一通孔(604)、限位块(605)、第二通孔(606)和螺栓(607)，顶撑板(608)设置在壳体(601)的底部。

设计方案

1.一种钻杆螺旋复合钻机，其特征在于，包括：

车体(1)，车体(1)上设置有立柱(2)，立柱(2)上设置有安装块(3)，活动块(4)和固定块(5)上分别设置有驱动机构(6)和限位套(7)，限位套(7)的中部套接有螺杆机构(8)；

所述驱动机构(6)包括壳体(601)，壳体(601)与活动块(4)的外侧固定连接，蜗杆(602)设置在壳体(601)内部的一侧，蜗轮(603)设置在壳体(601)内部的另一侧，蜗轮(603)上设置有第一通孔(604)、限位块(605)、第二通孔(606)和螺栓(607)，顶撑板(608)设置在壳体(601)的底部。

2.根据权利要求1所述的一种钻杆螺旋复合钻机，其特征在于，所述螺杆机构(8)包括杆体(801)，杆体(801)活动插接在限位套(7)的中部，旋挖钻头(802)、第一挡环(803)、第二挡环(804)、限位槽(805)和凹槽(806)从下往上依次设置在杆体(801)的表面，吊环(807)设置在凹槽(806)的内部，螺纹孔(808)设置在杆体(801)顶端的表面，杆体(801)的顶部通过螺纹孔(808)和其中的连接螺杆与盖板(809)固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种钻杆螺旋复合钻机，其特征在于，所述车体(1)的端部转动设置有铲斗(12)，铲斗(12)的底部与车体(1)之间设置有伸缩缸(13)，铲斗(12)的中部设置有穿孔(14)，车体(1)的内部设置有通道(15)，穿孔(14)与通道(15)之间设置有伸缩护套(16)，通道(15)的内壁开设有进料口(17)，通道(15)的中部设置有搅拌杆(18)，通道(15)的自由端与外部相连通，车体(1)两侧的底部均设置有履带(19)，履带(19)的中部设置有传动辊(20)，传动辊(20)上设置有圆柱(21)，圆柱(21)上设置有用于连接沙地轮(22)的圆柱孔。

4.根据权利要求1所述的一种钻杆螺旋复合钻机，其特征在于，所述立柱(2)的两侧均设置有支撑杆(11)，支撑杆(11)的底端与车体(1)的顶部连接，壳体(601)的顶部设置有吊绳(9)，吊绳(9)的顶部设置有收纳辊(10)，收纳辊(10)的两端通过支撑架与安装块(3)的顶端转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种钻杆螺旋复合钻机，其特征在于，所述活动块(4)活动套接在立柱(2)的外壁上，固定块(5)固定设置在立柱(2)的外壁靠近底端处，活动块(4)位于固定块(5)的正上方，活动块(4)与固定块(5)大小相同。

6.根据权利要求1所述的一种钻杆螺旋复合钻机，其特征在于，所述蜗杆(602)与蜗轮(603)相啮合，蜗杆(602)的一端穿出壳体(601)并与一个驱动电机输出轴的端部传动连接。

7.根据权利要求1或2或6所述的一种钻杆螺旋复合钻机，其特征在于，所述限位块(605)活动设置在第一通孔(604)的内部，螺栓(607)设置在第二通孔(606)的内部，第一通孔(604)与第二通孔(606)相垂直设置。

8.根据权利要求2所述的一种钻杆螺旋复合钻机，其特征在于，所述第一挡环(803)位于限位套(7)的正下方，第二挡环(804)位于顶撑板(608)的正上方，杆体(801)靠近顶端的外部套接在蜗轮(603)的内部，限位块(605)与限位槽(805)相匹配设置，且限位块(605)的体积小于限位槽(805)的容积。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻杆，具体为一种钻杆螺旋复合钻机。

背景技术

钻机，是一套复杂的机器，它由机器、机组和机构组成，钻机是在勘探或矿产资源开发中，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，下入或提出在孔内的钻具。钻机还用于混凝土桩施工建设，现有的混凝土桩在施工建设过程中，由于钻杆时的扩孔率和倾斜度不稳定，这会导致施工不能够连续进行，需要间隔式打桩钻孔，且倾斜度偏大时，夹桩钢筋笼会卡住而下不到底，影响工作人员的工作效率和工作质量。

进一步的，鉴于我国边境土地的沙漠化日益严重，专家提出了退耕还林、人造沙漠绿洲建筑的建议，这些措施虽然有一定的效果，但是部分原因由于装备、设备研发不够，导致防治效果有限，以上装备、设备研发不够体现在在正常施工用地的建筑设备无法在沙漠地带使用；经过分析可以知道普通建筑设备在进入沙漠地带后体积、重量大不利于展开使用、不利于脱困，而且，沙漠中气候条件、环境恶劣，施工现场的清理工作相比于正常的施工现场的清理工作来讲更加费时、费力，效率不高，这也是在沙漠中很少看到人工工程的原因之一。

授权公告号为CN 208016291U的中国专利公开了一种改良戈壁造林的装置，它能完成简单的钻孔、土坑加工，它能便于种植不同的树木，但沙漠绿洲改造工程不是一个简单的改造工程，需要能更好的适合沙漠绿洲地区使用的其它的中、重型机械。

实用新型内容

为解决背景技术中指出的现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种适用于沙漠地带基建工程使用的钻杆螺旋复合钻机。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种钻杆螺旋复合钻机，包括：

车体，车体上设置有立柱，立柱上设置有安装块、活动块和固定块，活动块和固定块上分别设置有驱动机构和限位套，限位套的中部套接有螺杆机构；

所述驱动机构包括壳体、蜗杆、蜗轮、第一通孔、限位块、第二通孔、螺栓和顶撑板，壳体与活动块的外侧固定连接，蜗杆设置在壳体内部的一侧，蜗轮设置在壳体内部的另一侧，蜗轮上设置有第一通孔、限位块、第二通孔和螺栓，顶撑板设置在壳体的底部；

所述螺杆机构包括杆体、旋挖钻头、第一挡环、第二挡环、限位槽、凹槽、吊环、螺纹孔和盖板，杆体活动插接在限位套的中部，旋挖钻头、第一挡环、第二挡环、限位槽和凹槽从下往上依次设置在杆体的表面，吊环设置在凹槽的内部，螺纹孔设置在杆体顶端的表面，杆体的顶部通过螺纹孔和其中的连接螺杆与盖板固定连接；

所述车体的端部转动设置有铲斗，铲斗的底部与车体之间设置有伸缩缸，铲斗的中部设置有穿孔，车体的内部设置有通道，穿孔与通道之间设置有伸缩护套，通道的内壁开设有进料口，通道的中部设置有搅拌杆，通道的自由端与外部相连通，车体两侧的底部均设置有履带，履带的中部设置有传动辊，传动辊上设置有圆柱，圆柱上设置有用于连接沙地轮的圆柱孔。

作为本实用新型的一种优选技术方案，立柱的两侧均设置有支撑杆，支撑杆的底端与车体的顶部连接，壳体的顶部设置有吊绳，吊绳的顶部设置有收纳辊，收纳辊的两端通过支撑架与安装块的顶端转动连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，活动块活动套接在立柱的外壁上，固定块固定设置在立柱的外壁靠近底端处，活动块位于固定块的正上方，活动块与固定块大小相同。

作为本实用新型的一种优选技术方案，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗杆的一端穿出壳体并与一个驱动电机输出轴的端部传动连接，驱动电机通过车体中的控制开关与外接电源电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，限位块活动设置在第一通孔的内部，螺栓设置在第二通孔的内部，第一通孔与第二通孔相垂直设置。

作为本实用新型的一种优选技术方案，第一挡环位于限位套的正下方，第二挡环位于顶撑板的正上方，杆体靠近顶端的外部套接在蜗轮的内部。

作为本实用新型的一种优选技术方案，限位块与限位槽相匹配设置，且限位块的体积小于限位槽的容积。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述进行组装的步骤包括，将所述顶撑板与所述壳体拆分，此时所述杆体的端部就可以穿过所述壳体，并使得所述杆体套接在所述蜗轮的内部，通过所述杆体顶部的吊环，工作人员可以快速的将杆体向上提起，实现校准的目的，将第一通孔与限位槽正对，然后将限位块穿过第一通孔，并与限位槽卡合，使得杆体与蜗轮传动连接在一起，然后将顶撑板和盖板分别安装在对应的位置，就可以固定住杆体，实现安装杆体的目的，安装好之后，尝试运转，如运转正常，即可以进行工作。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述进行钻孔的步骤包括，将车体移动到工作区域，通过驱动电机可以带动蜗杆转动，蜗杆会带动蜗轮转动，蜗轮会带动限位块转动，限位块会带动杆体转动，杆体转动时，杆体的中部会在限位套的作用下稳定的旋转，通过吊绳和收纳辊，当收纳辊放卷时，杆体会向下移动，由于杆体在旋转，当杆体向下移动时，杆体上的旋挖钻头就会与泥土接触，该种结构的旋挖钻头在造孔时，底部的土体是松散的，在螺旋的作用下松散的土向上走，在土体自重作用下会对上部没有螺旋的孔壁造成的挤压，使孔壁光滑坚固，成孔效果非常好，不会塌孔，在地下水的作用下孔壁光滑，通过外接混凝土灌装设备灌注混凝土时，向上反转提杆体，杆体向上带动泥土时摩擦阻力会很少，大大减少了驱动电机的动力负荷，同时，该种结构的旋挖钻头钻出的孔，具有很小的扩孔率和倾斜度，在桩间距较小的情况下，施工可连续进行，无需间隔跳打，解决了传统灌注桩施工因桩体倾斜而造成夹桩钢筋笼下不到底的问题。

本实用新型的有益效果是：该种钻杆螺旋复合钻机，通过该种结构的旋挖钻头和杆体在造孔时，底部的土体是松散的，在螺旋的作用下松散的土向上走，在土体自重作用下会对上部没有螺旋的孔壁造成的挤压，使孔壁光滑坚固，成孔效果非常好，不会塌孔，在地下水的作用下孔壁光滑，通过外接混凝土灌装设备灌注混凝土时，杆体向上带动泥土时摩擦阻力会很少，大大减少了驱动电机的动力负荷。

附图说明

图1是本实用新型一种钻杆螺旋复合钻机的结构示意图；

图2是本实用新型一种钻杆螺旋复合钻机的螺杆机构结构示意图；

图3是本实用新型一种钻杆螺旋复合钻机的螺杆机构局部结构示意图；

图4是本实用新型一种钻杆螺旋复合钻机的驱动机构结构示意图；

图5是本实用新型一种钻杆螺旋复合钻机的蜗轮结构示意图；

图6是本实用新型一种钻杆螺旋复合钻机的蜗轮局部剖视结构示意图；

图7是本实用新型一种钻杆螺旋复合钻机的铲斗结构示意图；

图8是本实用新型一种钻杆螺旋复合钻机的履带结构示意图；

图9是本实用新型一种钻杆螺旋复合钻机的沙地轮结构示意图；

图中：1、车体；2、立柱；3、安装块；4、活动块；5、固定块；6、驱动机构；601、壳体；602、蜗杆；603、蜗轮；604、第一通孔；605、限位块；606、第二通孔；607、螺栓；608、顶撑板；7、限位套；8、螺杆机构；801、杆体；802、旋挖钻头；803、第一挡环；804、第二挡环；805、限位槽；806、凹槽；807、吊环；808、螺纹孔；809、盖板；9、吊绳；10、收纳辊；11、支撑杆；12、铲斗；13、伸缩缸；14、穿孔；15、通道；16、伸缩护套；17、进料口；18、搅拌杆；19、履带；20、传动辊；21、圆柱；22、沙地轮。

具体实施方式

如图1至图9，本实用新型一种钻杆螺旋复合钻机，包括：

车体1，车体1上设置有立柱2，立柱2上设置有安装块3、活动块4和固定块5，活动块4和固定块5上分别设置有驱动机构6和限位套7，限位套7的中部套接有螺杆机构8；

驱动机构6包括壳体601、蜗杆602、蜗轮603、第一通孔604、限位块605、第二通孔606、螺栓607和顶撑板608，壳体601与活动块4的外侧固定连接，蜗杆602设置在壳体601内部的一侧并且蜗杆602可以自转，蜗轮603设置在壳体601内部的另一侧，并且蜗轮603与蜗杆602啮合连接，蜗轮603上设置有第一通孔604、限位块605、第二通孔606和螺栓607，顶撑板608设置在壳体601的底部，当蜗杆602转动时可以带动蜗轮603进行转动，蜗轮603的转动进而可以带动杆体801转动，通过杆体801的转动可以带动旋挖钻头802转动，进而实现蜗杆602传动给旋挖钻头802，实现了本实用新型的核心驱动部分；

螺杆机构8包括杆体801、旋挖钻头802、第一挡环803、第二挡环804、限位槽805、凹槽806、吊环807、螺纹孔808和盖板809，杆体801活动插接在限位套7的中部，旋挖钻头802、第一挡环803、第二挡环804、限位槽805和凹槽806从下往上依次设置在杆体801的表面，吊环807设置在凹槽806的内部，螺纹孔808设置在杆体801顶端的表面，杆体801的顶部通过螺纹孔808和其中的连接螺杆与盖板809固定连接，通过螺杆机构8中的旋挖钻头802可以进行钻孔，实现钻孔的目的，该种结构的旋挖钻头802和杆体801在造孔时，底部的土体是松散的，在旋挖钻头802的螺旋的作用下松散的土向上走，在向上走的土体走到杆体801光滑处时，会对孔壁造成挤压，进而使孔壁光滑坚固，成孔效果非常好，通过外接混凝土灌装设备灌注混凝土时，由于钻孔时会带出地下水，进而杆体801向上带动泥土时摩擦阻力会很少，大大减少了驱动电机的动力负荷；

所述车体1的端部转动设置有铲斗12，铲斗12可以将钻孔过程中产生的泥土推平，铲斗12的底部与车体1之间设置有伸缩缸13，铲斗12的中部设置有穿孔14，车体1的内部设置有通道15，穿孔14与通道15之间设置有伸缩护套16，通道15的内壁开设有进料口17，通道15的中部设置有搅拌杆18，通道15的自由端与外部相连通，车体1两侧的底部均设置有履带19，履带19的中部设置有传动辊20，传动辊20上设置有圆柱21，圆柱21上设置有用于连接沙地轮22的圆柱孔，通过铲斗12可以将钻孔产生的泥土推平，推平过程中泥土会不断进入穿孔14中，并经过伸缩护套16进入通道15中，相较于传统的输送模式，通道15中的搅拌杆18会在外接驱动模块的作用下转动，进而辅助泥土从通道15中泄出，在这个过程中相较于传统的模式，设置的进料口17可以将肥料导入通道15中，肥料会与通道15中的泥土混合，使得泥土的质量和肥沃程度得到提升，有益于生态平衡，通道15的自由端指向地面，被搅拌混合后的泥土会从通道15中排出，实现了自动卸料的目的；传统的钻机在移动方面不适用于多种地面环境，而本实用新型通过履带19首先可以提高车体1移动的稳定性，也能够适应大多数的地面环境；通过圆柱21和圆柱孔可以将沙地轮22与传动辊20螺纹连接在一起，连接方式简单，且能够使得车体1能够适应沙地环境，提高了该装置的适用范围，帮助沙地中的绿洲进行美化和土壤修复工作；通过使用沙地轮22能使本装置满足在大部分沙漠戈壁、沙漠绿洲中行驶，即使本装置在沙漠中陷入沙体中时，通过履带19能避免车体进一步下陷，使车体稳定，并通过履带19的驱动力，使本装置平稳的脱困，在行驶到好的路面时，仅采用履带19作为驱动力，能行驶平稳、省油。

除此之外，可将搅拌杆18可拆卸式安装在通道15中，在通道15的自由端设置开关门，在正常使用时，将开关门关闭，在螺杆机构8钻孔完毕后，挖掘上来的砂、石、土通过车体1的反方向运动，使砂、石、土通过铲斗12铲入通道15中，并从进料口17加入肥料，在搅拌杆18的作用下进行搅拌，然后将车体移动至需要肥沃土壤的区域，此时将开关门打开，随着车体的移动，砂、石、土、肥料混合物从通道15的自由端排出，使目标区域形成可以种植植物的区域，起到一定的植树造林、绿化效果，安装搅拌杆18后可加速砂、石、土、肥料混合物从通道15的自由端排出。

进一步的，在遇到较大的建筑垃圾时，将搅拌杆18拆卸，将开关门关闭，可以使车体内部形成一个容纳仓，随着车体1的反方向运动，使建筑垃圾通过铲斗12进入通道15中，再将车体开至垃圾排放处，将建筑垃圾从车体底部排出，这样不需要人工或采用其它专门清理设备进行清理，有效节省了人力、物力，在这种情况下，遇到较大的建筑垃圾可以先将建筑垃圾破碎成中小型建筑垃圾，再通过铲斗12铲入车体内的容纳仓中，或者通过扩大通道15的容量以及增加车体底部距离地面的高度来以适应较大的建筑垃圾。

可选的，开关门可采用电控开关门，电控按键设备在车体操控室中。

其中，立柱2的两侧均设置有支撑杆11，支撑杆11的底端与车体1的顶部连接，壳体601的顶部设置有吊绳9，吊绳9的顶部设置有收纳辊10，收纳辊10的两端通过支撑架与安装块3的顶端转动连接，收纳辊10优选为电动辊，通过支撑杆11可以提高立柱2支撑的强度，收纳辊10的正反转可以收缩或放下吊绳9，由于活动块4是活动在立柱2上的，进而吊绳9可以带动壳体601的升降。

其中，活动块4活动套接在立柱2的外壁上，固定块5固定设置在立柱2的外壁靠近底端处，活动块4位于固定块5的正上方，活动块4与固定块5大小相同，由于活动块4只能在立柱2上进行上下运动，进而限制杆体801只能上下运动，减小了杆体801转动时发生的抖动，提高了杆体801的稳定性，通过固定块5可以提高杆体801的安全性。

其中，蜗杆602与蜗轮603相啮合，蜗杆602的一端穿出壳体601并与一个驱动电机输出轴的端部传动连接，驱动电机通过车体1中的控制开关与外接电源电性连接，驱动电机工作时会带动蜗杆602转动，进而蜗杆602可以带动蜗轮603转动，通过蜗轮603的转动可以带动杆体801转动。

其中，限位块605活动设置在第一通孔604的内部，螺栓607设置在第二通孔606的内部，第一通孔604与第二通孔606相垂直设置，通过第一通孔604可以使得限位块605可以在其中移动，通过螺栓607和第二通孔606可以固定住限位块605，在对螺栓607进出拆卸时，可以将限位块605取下，进而可以使得蜗轮603与杆体801的分离，便于对二者之间的拆卸，便于维护及更换。

其中，第一挡环803位于限位套7的正下方，第二挡环804位于顶撑板608的正上方，杆体801靠近顶端的外部套接在蜗轮603的内部，通过第一挡环803和第二挡环804可以对杆体801起到限位的作用，组装完毕后，顶撑板608将第二挡环804限位在壳体601内，防止杆体801从壳体601脱落，同时顶撑板608将第一挡环803限位在壳体601的下方，防止杆体801从壳体601顶出，有效的保护设备。

其中，限位块605与限位槽805相匹配设置，且限位块605的体积小于限位槽805的容积，通过限位块605和限位槽805可以将杆体801与蜗轮603传动连接在一起，在对螺栓607进出拆卸时，可以将限位块605取下，进而可以使得蜗轮603与杆体801的分离，便于对二者之间的拆卸，便于维护及更换。

以上大量采用了可拆卸组件，在诸如戈壁滩这样的荒漠地形中使用本设备时，能在粗砂、砾石卡入本装置中相应机构中时，通过拆卸的方式很方便本装置的清洁，然后很方面的将组件组装上去，通过组件的方便、快速的拆装，增强了本装置对于沙漠环境中的适应性。

其中，一种钻杆螺旋复合钻机，包括以下步骤：

其中，在组装时，采用以下步骤，将顶撑板608与壳体601拆分，此时杆体801的端部就可以穿过壳体601，并使得杆体601套接在蜗轮603的内部，通过杆体801顶部的吊环807，工作人员可以快速的将杆体801向上提起，实现校准的目的，将第一通孔604与限位槽805正对，然后将限位块605穿过第一通孔604，并与限位槽805卡合，使得杆体801与蜗轮603传动连接在一起，然后将顶撑板608和盖板809分别安装在对应的位置，就可以固定住杆体801，实现安装杆体801的目的，安装好之后，尝试运转，如运转正常，即可以进行工作。

其中，在钻孔时，采用以下步骤，将车体1移动到工作区域，通过驱动电机可以带动蜗杆602转动，蜗杆602会带动蜗轮603转动，蜗轮603会带动限位块605转动，限位块605会带动杆体801转动，杆体801转动时，杆体801的中部会在限位套7的作用下稳定的旋转，通过吊绳9和收纳辊10，当收纳辊10放卷时，杆体801会向下移动，由于杆体801在旋转，当杆体801向下移动时，杆体801上的旋挖钻头802就会与泥土接触，该种结构的旋挖钻头802在造孔时，底部的土体是松散的，在螺旋的作用下松散的土向上走，在土体自重作用下会对上部没有螺旋的孔壁造成的挤压，使孔壁光滑坚固，成孔效果非常好，不会塌孔，在地下水的作用下孔壁光滑，通过外接混凝土灌装设备灌注混凝土时，向上反转提杆体801，杆体801向上带动泥土时摩擦阻力会很少，大大减少了驱动电机的动力负荷，同时，该种结构的旋挖钻头802钻出的孔，具有很小的扩孔率和倾斜度，在桩间距较小的情况下，施工可连续进行，无需间隔跳打，解决了传统灌注桩施工因桩体倾斜而造成夹桩钢筋笼下不到底的问题。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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