CN114034506B - 一种带有芯样效验功能的混凝土取芯钻机 - Google Patents
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Abstract
一种带有芯样效验功能的混凝土取芯钻机，样芯进入内管前，会途经安装槽，控制芯片根据需要，间隔通断电源，电源接通时，由环形无线充电座、环形无线受电线圈，隔空传输电能，这样单动双管钻具在工作周转时，也能接收电能，为内部的电磁斥力机构送电。通过控制电源通断，进而控制了预储能电容向驱动线圈和动线圈放电，在放电时，驱动线圈和动线圈中流过的电流大小相等、方向相反，脉冲电流产生的脚边磁场通过相互作用产生电磁斥力，该电磁斥力作用在动线圈上，进而驱动了金刚石锥头朝样芯一侧运动，以部分越出安装槽，与样芯外周面接触，随着钻具运动带动金刚石锥头在样芯外周面移动，便产生了刻痕。
Description
技术领域
本发明涉及路检测设备技术领域，具体涉及一种带有芯样效验功能的混凝土取芯钻机。
背景技术
混凝土是我们生活中非常常见的一种建筑材料，广泛的应用在建筑施工、道路铺设的等技术领域，在混凝土在使用之前，需要对混凝土的样本进行检查，已确定混凝土是否能满足施工要求，主要运动的方式是用混凝土钻孔取芯机从一块大混凝土样本中用取出特定尺寸的样芯进行测量。取芯机通常采用单动双管钻具，在钻进过程中，外管转动而内管不转动的双管钻具称为单动双管钻具。由于单动双管钻具避免了钻具转动而产生的摩擦振动对岩矿心的机械破碎，因而取芯质量高。
现有技术存在的问题是：根据检测内容需要在现场不同地点取出多个样芯，取出的样芯到实验室之间，存在监管记录的空白，仅靠传统贴标贴的标识方式，难以形成可靠公开透明、可以追溯的采样过程记录。
发明内容
本发明为了解决上述技术的不足，提供了一种带有芯样效验功能的混凝土取芯钻机。本发明的技术方案：一种带有芯样效验功能的混凝土取芯钻机，所述取芯钻机包括升降台、三脚架及单动双管钻具，该单动双管钻具包括同轴套设的内管和外管，所述外管底部设有金刚石钻头，所述外管内壁设有与内管外径适配的内腔，该外管内孔直径与内管直径相同，所述内腔于内管口和外管口之间设有安装槽，所述取芯钻机还包括电磁斥力刻痕机构、电磁电源模块及控制模块，所述电磁斥力刻痕机构沿径向设置于安装槽内，包括金刚石锥头、动线圈、驱动线圈、及限位套筒，所述驱动线圈固定于限位套筒内，所述动线圈同轴设置于限位套筒内沿径向做滑动配合，并位于驱动线圈与样芯之间，所述金刚石锥头设置于动线圈与样芯之间，并与动线圈固定连接，所述限位套筒于金刚石锥头一侧的筒口设有限位凸缘；
所述电磁电源模块包括环形无线充电座、环形无线受电线圈、整流二极管、预储能电容，所述环形无线受电线圈同轴设置于外管靠近升降台的端面上，所述环形无线充电座与外管同轴，固定设置于升降台上，并朝向无线受电线圈，该环形无线充电座包括与电源连通的变频器及送电线圈，所述整流二极管为环形无线受电线圈接受的电能进行整流，给预储能电容进行充电操作，该预储能电容为驱动线圈、动线圈进行放电操作；
所述动线圈、驱动线圈受电产生电磁斥力，驱动金刚石锥头露出安装槽槽口，于样芯外周面上留下刻痕；
所述控制模块包括控制环形无线充电座与电源通断的智能电源开关、及与智能电源开关信号连接的控制芯片，该控制芯片通过控制电源通断，驱动金刚石锥头越出产生刻痕或斥力消失退回安装槽。
采用上述技术方案，样芯进入内管前，会途经安装槽，控制芯片根据需要，间隔通断电源，电源接通时，由环形无线充电座、环形无线受电线圈，隔空传输电能，这样单动双管钻具在工作周转时，也能接收电能，为内部的电磁斥力机构送电。
通过控制电源通断，进而控制了预储能电容向驱动线圈和动线圈放电，在放电时，驱动线圈和动线圈中流过的电流大小相等、方向相反，脉冲电流产生的脚边磁场通过相互作用产生电磁斥力，该电磁斥力作用在动线圈上，进而驱动了金刚石锥头朝样芯一侧运动，以部分越出安装槽，与样芯外周面接触，随着钻具运动带动金刚石锥头在样芯外周面移动，便产生了刻痕。
控制芯片由可控的电源通断间隔时差，形成特定数量的间隔刻痕，便可以对此处取出的样芯进行标识，后续样芯离开现场，交接至检测方，检测方便可以回溯控制芯片程序与样芯刻痕数量，对照验证是否为原样芯，有限避免了混淆的发生，保证了检测的真实性、有效性。
限位套筒设置的限位凸缘，避免金刚石锥头脱出。断电时，斥力消失，金刚石锥头受压自动缩回安装槽内，刻痕消失。
外管内壁留有环形无线受电线圈与动线圈、驱动线圈电线连接的槽道。
本发明的进一步设置：所述升降台朝向地面的端面上设有红外线测距传感器，该红外线测距传感器检测升降台与地面之间的距离，并与控制芯片信号连接，所述控制芯片根据距离信息通断电路。
采用上述技术方案，通过增设的红外线测距传感器，得到升降台与地面的距离变化信息，即钻具和钻具内金刚石锥头的轴向移动距离信息，控制芯片根据轴向距离信息，控制电源通断，便能形成间隔距离可控的刻痕，如间隔距离为长长短长短短等各样式的刻痕，便可以转换为各个编号，进一步加强了样芯识别能力。
本发明的进一步设置：所述取芯钻机还包括通信模块及摄像机，该摄像机设置于三脚架上并对应记录地面及取芯钻机操作影像，所述通信模块将影像信息、控制芯片程序信息上传至云服务器。
采用上述技术方案，通过记录现场影像，结合刻痕信息，使得取样过程全程可回溯、监管。
本发明的进一步设置：所述取芯钻机还包括GPS定位模块，所述通信模块将位置信息上传至云服务器。
采用上述技术方案，进一步增加取样地点的坐标信息。
附图说明
图1为本发明实施例的结构图1；
图2为本发明实施例的结构图2；
图3为本发明实施例的钻具局部剖视图；
图4为本发明实施例的斥力机构剖视图；
图5为本发明实施例的斥力机构***图。
其中,1-取芯钻机、11-升降台、12-三脚架、2-单动双管钻具、21-内管、22-外管、23-金刚石钻头、24-安装槽、3-电磁斥力刻痕机构、31-金刚石锥头、32-动线圈、33-驱动线圈、34-限位套筒、341-限位凸缘、35-环形无线充电座、36-环形无线受电线圈、37-红外线测距传感器、38-摄像机。
具体实施方式
如图1-5所示，一种带有芯样效验功能的混凝土取芯钻机1，所述取芯钻机1包括升降台11、三脚架12及单动双管钻具2，该单动双管钻具2包括同轴套设的内管21和外管22，所述外管22底部设有金刚石钻头23，所述外管22内壁设有与内管21外径适配的内腔，该外管22内孔直径与内管21直径相同，所述内腔于内管21口和外管22口之间设有安装槽24，所述取芯钻机1还包括电磁斥力刻痕机构3、电磁电源模块及控制模块，所述电磁斥力刻痕机构3沿径向设置于安装槽24内，包括金刚石锥头31、动线圈32、驱动线圈33、及限位套筒34，所述驱动线圈33固定于限位套筒34内，所述动线圈32同轴设置于限位套筒34内沿径向做滑动配合，并位于驱动线圈33与样芯之间，所述金刚石锥头31设置于动线圈32与样芯之间，并与动线圈32固定连接，所述限位套筒34于金刚石锥头31一侧的筒口设有限位凸缘341；
所述电磁电源模块包括环形无线充电座35、环形无线受电线圈36、整流二极管、预储能电容，所述环形无线受电线圈36同轴设置于外管22靠近升降台11的端面上，所述环形无线充电座35与外管22同轴，固定设置于升降台11上，并朝向无线受电线圈36，该环形无线充电座35包括与电源连通的变频器及送电线圈，所述整流二极管为环形无线受电线圈36接受的电能进行整流，给预储能电容进行充电操作，该预储能电容为驱动线圈33、动线圈32进行放电操作；
所述动线圈32、驱动线圈33受电产生电磁斥力，驱动金刚石锥头31露出安装槽24槽口，于样芯外周面上留下刻痕；
所述控制模块包括控制环形无线充电座35与电源通断的智能电源开关、及与智能电源开关信号连接的控制芯片，该控制芯片通过控制电源通断，驱动金刚石锥头31越出产生刻痕或斥力消失退回安装槽24。
样芯进入内管21前，会途经安装槽24，控制芯片根据需要，间隔通断电源，电源接通时，由环形无线充电座35、环形无线受电线圈36，隔空传输电能，这样单动双管钻具2在工作周转时，也能接收电能，为内部的电磁斥力机构送电。
通过控制电源通断，进而控制了预储能电容向驱动线圈33和动线圈32放电，在放电时，驱动线圈33和动线圈32中流过的电流大小相等、方向相反，脉冲电流产生的脚边磁场通过相互作用产生电磁斥力，该电磁斥力作用在动线圈32上，进而驱动了金刚石锥头31朝样芯一侧运动，以部分越出安装槽24，与样芯外周面接触，随着钻具运动带动金刚石锥头31在样芯外周面移动，便产生了刻痕。
控制芯片由可控的电源通断间隔时差，形成特定数量的间隔刻痕，便可以对此处取出的样芯进行标识，后续样芯离开现场，交接至检测方，检测方便可以回溯控制芯片程序与样芯刻痕数量，对照验证是否为原样芯，有限避免了混淆的发生，保证了检测的真实性、有效性。
限位套筒34设置的限位凸缘341，避免金刚石锥头31脱出。断电时，斥力消失，金刚石锥头31受压自动缩回安装槽24内，刻痕消失。
外管22内壁留有环形无线受电线圈36与动线圈32、驱动线圈33电线连接的槽道。
所述升降台11朝向地面的端面上设有红外线测距传感器37，该红外线测距传感器37检测升降台11与地面之间的距离，并与控制芯片信号连接，所述控制芯片根据距离信息通断电路。
通过增设的红外线测距传感器37，得到升降台11与地面的距离变化信息，即钻具和钻具内金刚石锥头31的轴向移动距离信息，控制芯片根据轴向距离信息，控制电源通断，便能形成间隔距离可控的刻痕，如间隔距离为长长短长短短等各样式的刻痕，便可以转换为各个编号，进一步加强了样芯识别能力。
所述取芯钻机1还包括通信模块及摄像机38，该摄像机38设置于三脚架上并对应记录地面及取芯钻机1操作影像，所述通信模块将影像信息、控制芯片程序信息上传至云服务器。
通过记录现场影像，结合刻痕信息，使得取样过程全程可回溯、监管。
所述取芯钻机1还包括GPS定位模块，所述通信模块将位置信息上传至云服务器。
进一步增加取样地点的坐标信息。
Claims (3)
1.一种带有芯样效验功能的混凝土取芯钻机，所述取芯钻机包括升降台、三脚架及单动双管钻具，该单动双管钻具包括同轴套设的内管和外管，所述外管底部设有金刚石钻头，其特征在于：所述外管内壁设有与内管外径适配的内腔，该内腔直径与内管直径相同，所述内腔于内管口和外管口之间设有安装槽，所述取芯钻机还包括电磁斥力刻痕机构、电磁电源模块及控制模块，所述电磁斥力刻痕机构沿径向设置于安装槽内，包括金刚石锥头、动线圈、驱动线圈、及限位套筒，所述驱动线圈固定于限位套筒内，所述动线圈同轴设置于限位套筒内沿径向做滑动配合，并位于驱动线圈与样芯之间，所述金刚石锥头设置于动线圈与样芯之间，并与动线圈固定连接，所述限位套筒于金刚石锥头一侧的筒口设有限位凸缘；
所述电磁电源模块包括环形无线充电座、环形无线受电线圈、整流二极管和预储能电容，所述环形无线受电线圈同轴设置于外管靠近升降台的端面上，所述环形无线充电座与外管同轴，固定设置于升降台上，并朝向环形无线受电线圈，该环形无线充电座包括与电源连通的变频器及送电线圈，所述整流二极管为环形无线受电线圈接受的电能进行整流，给预储能电容进行充电操作，该预储能电容为驱动线圈、动线圈进行放电操作；
所述动线圈、驱动线圈受电产生电磁斥力，驱动金刚石锥头露出安装槽槽口，于样芯外周面上留下刻痕；
所述控制模块包括控制环形无线充电座与电源通断的智能电源开关、及与智能电源开关信号连接的控制芯片，该控制芯片通过控制电源通断，驱动金刚石锥头越出产生刻痕或斥力消失退回安装槽；
所述升降台朝向地面的端面上设有红外线测距传感器，该红外线测距传感器检测升降台与地面之间的距离，并与控制芯片信号连接，所述控制芯片根据距离信息通断电路。
2.根据权利要求1所述的一种带有芯样效验功能的混凝土取芯钻机，其特征在于：所述取芯钻机还包括通信模块及摄像机，该摄像机设置于三脚架上并对应记录地面及取芯钻机操作影像，所述通信模块将影像信息、控制芯片程序信息上传至云服务器。
3.根据权利要求2所述的一种带有芯样效验功能的混凝土取芯钻机，其特征在于：所述取芯钻机还包括GPS定位模块，所述通信模块将位置信息上传至云服务器。
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