一種太陽能動力源分體式聲波鑽機的製作方法

2023-09-20 09:21:10

本發明涉及用於地質勘探的鑽機技術領域，尤其涉及一種太陽能動力源分體式聲波鑽機。

背景技術：

本部分中的陳述僅僅提供了與本發明公開的內容有關的背景信息，且可能不構成現有技術。

隨著環境汙染的加劇，環境地質調查工作越發重要，為了準確圈定地下汙染物的擴散範圍，需要藉助環境地質調查鑽機獲取高精度的地質樣品。

目前環境地質調查鑽機的動力源基本採用柴油機或汽油機，其排放的尾氣汙染環境，急需新能源環保型動力源的鑽機。

目前環境地質調查鑽機多採用衝洗液循環的迴轉鑽探或靜壓鑽探的方式進行取樣，衝洗液對地層樣品造成較大程度的汙染和擾動，靜壓鑽探碰到硬地層時無法壓入。聲波鑽機採用超高頻振動鑽進的方式，不需衝洗液，不汙染地層，對地層樣品的擾動極小，能夠獲取高質量的地層樣品。

目前聲波鑽機種類少，多為履帶裝載方式，結構複雜、體積較大、成本高並搬遷困難，難以滿足河灘、林地、丘陵和水域等交通不便地區的環境地質調查工作。

此外，個別分體式聲波鑽機從動力機輸出端通過軟軸機械驅動聲波動力頭偏心裝置，軟軸在超高頻振動力作用下容易發生疲勞破壞，壽命短，需要頻繁更換、維護成本高。柴油或汽油動力機輸出端轉速一般在2000～4000轉/分鐘的範圍，聲波動力頭則需要設計機械增速機構使其達到9000轉/分鐘及以上來驅動偏心軸。

故現有技術有待改進和發展。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種性能可靠、高速電機直接驅動的太陽能動力源分體式聲波鑽機。

本發明的技術解決方案是：一種太陽能動力源分體式聲波鑽機，包括聲波動力頭總成；機架總成；為聲波動力頭總成提供動力的太陽能動力源總成，以及用以控制聲波動力頭總成的轉速及振動頻率的電機調速裝置；所述太陽能動力源總成、所述機架總成、所述電機調速裝置和所述聲波動力頭總成均為分體式結構，所述電機調速裝置和所述聲波動力頭總成均安裝在所述機架總成上。

所述太陽能動力源總成包括太陽能動力源框架、太陽能薄膜發電板、導電引線和蓄電池，所述太陽能動力源框架是所述太陽能薄膜發電板、所述導電引線和所述蓄電池的載體，所述太陽能薄膜發電板通過所述導電引線為所述蓄電池充電。

所述機架總成包括地釺、底座、桅杆、地輪，所述地釺和所述地輪安裝在所述底座四角，所述桅杆安裝在所述底座前部，所述桅杆上裝有帶動聲波動力頭總成上下滑動的機械提升裝置。

所述聲波動力頭總成包括高速電機、高速軸承、偏心軸、動力頭箱體、主軸和減振裝置，所述高速電機水平向安裝在所述動力頭箱體外表面，所述高速軸承和所述偏心軸水平向安裝在所述動力頭箱體內部，所述主軸豎向安裝在所述動力頭箱體內部，所述減振裝置豎向安裝在所述動力頭箱體上部。

減振裝置包括提柱、減振環和外壓套，提柱與動力頭箱體之間可採用螺栓聯接或焊接，提柱下端裝有多組減振環，減振環可以是橡膠減振材料或金屬絲減振材料，外壓套與提柱採用螺紋聯接，壓住減振環，外壓套與動力頭提升板聯接。

所述電機調速裝置包括電機調速器和導電線，所述電機調速器通過所述導電線的一端聯接所述蓄電池，其另一端聯接所述聲波動力頭總成。

本發明的有益效果：鑽機採用太陽能動力源，綠色環保；聲波動力頭總成採用單個高速電機直接驅動偏心軸的方式，結構簡單，較機械軟軸驅動性能可靠，節約成本，振動能力強，鑽進速度快並能連續獲取無擾動地層樣品；鑽機採用分體式結構，拆裝方便、易於搬遷；適合於河灘、林地、丘陵和水域等交通不便地區的環境地質調查取樣工作。

附圖說明

圖1為本發明的整機結構示意圖；

圖2為本發明聲波動力頭總成的俯視圖；

圖3為本發明聲波動力頭總成的主視圖；

圖4為偏心軸截面圖。

圖中：1-太陽能動力源總成，11-太陽能動力源框架，12-太陽能薄膜發電板，13-導電引線，14-蓄電池，2-機架總成，21-地釺，22-底座，23-桅杆，24-地輪，25-機械提升裝置，3-電機調速裝置，31-電機調速器，32-導電線，4-聲波動力頭總成，41-高速電機，42-高速軸承，43-偏心軸，44-動力頭箱體，45-主軸，46-減振裝置，461-提柱，462-減振環，463-外壓套。

具體實施方式

實施例：

參閱圖1所示，本發明公開一種太陽能動力源分體式聲波鑽機，包括太陽能動力源總成1、機架總成2、電機調速裝置3和聲波動力頭總成4；所述太陽能動力源總成1、機架總成2、電機調速裝置3和聲波動力頭總成4均為分體式結構，單個總成重量輕，一般不超過80kg，適合交通不便地區的人抬搬運，工作時可將各總成組裝成一體。電機調速裝置3用來控制聲波動力頭總成4的轉速及振動頻率，電機調速裝置3和聲波動力頭總成4均通過螺栓聯接安裝在所述機架總成2上，便於拆裝。

本發明的一種太陽能動力源分體式聲波鑽機，太陽能動力源總成1包括太陽能動力源框架11、太陽能薄膜發電板12、導電引線13和蓄電池14，太陽能動力源總成1為聲波動力頭總成4提供動力，太陽能動力源框架11是太陽能薄膜發電板12、導電引線13和蓄電池14的載體，太陽能薄膜發電板12安裝在太陽能動力源框架11的面板上，蓄電池14安裝在太陽能動力源框架11的底部，太陽能薄膜發電板12採用高能量鋼絲夾層布料，其上密集分布大量太陽能多晶矽，吸收太陽光後轉換成電能，通過導電引線13對蓄電池14進行充電，蓄電池14通過導電線32驅動聲波動力頭總成的高速電機41運轉，太陽能薄膜發電板11超過使用壽命後，可以更換。

本發明的一種太陽能動力源分體式聲波鑽機，機架總成2包括地釺21、底座22、桅杆23、機械提升裝置25。地釺21安裝在底座22的四角，地釺21被打入地層，用於錨固鑽機。底座22由槽鋼或方管拼焊而成，底座22下端安裝地輪24以便推行，桅杆23由方管或槽鋼焊接而成，其通過螺栓與底座22聯接，桅杆23上裝有機械提升裝置25，機械提升裝置25在本實施例中為手搖鏈條提升機構，鏈條牽引動力頭提升板，動力頭提升板聯接聲波動力頭總成4，帶動聲波動力頭總成4上下滑動。

本發明的一種太陽能動力源分體式聲波鑽機，電機調速裝置3包括電機調速器31和導電線32。電機調速器31通過導電線32的一端聯接蓄電池14，其另一端聯接聲波動力頭總成4的高速電機41，控制高速電機41的轉速及聲波動力頭的振動頻率。

如圖2～4所示，本發明的一種太陽能動力源分體式聲波鑽機，聲波動力頭總成4包括高速電機41、高速軸承42、偏心軸43、動力頭箱體44、主軸45和減振裝置46。高速電機41為1個，其額定工作轉速在9000轉/分鐘及以上，直接驅動偏心軸43高速旋轉，產生激振力，水平向激振力可由機架總成3或外力承擔，豎向激振力是有效振動力，高速電機41安裝在動力頭箱體44外表面，高速電機41通過平鍵驅動偏心軸43高速旋轉，偏心軸43的截面見圖4。高速軸承42安裝在偏心軸43的兩端，偏心軸43和高速軸承42水平向安裝在動力頭箱體44內部。主軸45豎向安裝在動力頭箱體44下部，豎向激振力通過主軸45向下傳遞到鑽杆、鑽具，鑽入地層進而獲取原狀樣品。

減振裝置46豎向安裝在動力頭箱體44的上部。減振裝置46用於隔離聲波動力頭總成4傳遞到機架總成3的振動，從而保護機架總成3。減振裝置46包括提柱461、減振環462和外壓套463，提柱461與動力頭箱體44之間可採用螺栓聯接或焊接，提柱461下端裝有多組減振環462，減振環462可以是橡膠減振材料或金屬絲減振材料，外壓套463與提柱461採用螺紋聯接，壓住減振環462，外壓套463與動力頭提升板聯接。

在本說明書的描述中，術語「一個實施例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或實例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。