本申请公开了一种钻机，包括机架、钻杆收纳箱、控制模块和与控制模块通信连接的升降机构、运杆机构、装杆机构及取杆机构，钻杆收纳箱用于存放若干钻杆，升降机构用于安装动力头并带动动力头沿垂直于机架的方向移动，运杆机构用于将若干钻杆依次搬运至装杆机构上，动力头通过装杆机构与若干钻杆依次可拆卸地连接并通过若干钻杆安装有钻头，且若干钻杆依次首尾可拆卸连接，取杆机构用于拆装相邻的两根钻杆。本发明专利技术通过升降机构、运杆机构、装杆机构及取杆机构能够实现动力头与若干钻杆的自动续接、更换和拆卸，无需工作人员进行手动操作，简化了钻杆的拆装步骤、减轻了工作人员的劳动强度、省时省力，提高了钻孔效率和施工安全性。
1、帷幕灌浆是一种将浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成连续的阻水帷幕，以减小渗流量和降低渗透压力的灌浆工程。在帷幕灌浆过程中，钻机需要根据设计要求在岩体或土层中钻孔，以将灌浆材料注入到孔洞并形成连续的阻水帷幕。
2、申请人通过检索并获得下述现有技术，具体地，公开号为cn205605164u的专利公开了一种深孔帷幕灌浆防钻杆脱落装置，包括地质钻机，所述地质钻机包括底座，所述底座固定安装在大坝基岩的顶部，底座上固定安装有卷扬装置，所述卷扬装置的钢丝绳与动力头相连，动力头的输出轴上通过钻杆连接头固定连接有多节钻杆，所述钻杆之间通过套接接长，所述钻杆的末节钻杆的末端通过螺纹连接有球形装置，所述钻杆采用空心结构。该一种深孔帷幕灌浆防钻杆脱落装置可以解决深孔帷幕灌浆过程钻杆与浆液凝结、钻杆断裂或脱落等问题，保证灌浆的顺利实施。
3、从上面的专利可以看出，该一种深孔帷幕灌浆防钻杆脱落装置虽然能够解决深孔帷幕灌浆过程钻杆与浆液凝结、钻杆断裂或脱落等问题，保证灌浆的顺利实施，但在实际的施工过程中，由于帷幕灌浆的灌浆孔深度较深，需要将若干钻杆进行续接，而该深孔帷幕灌浆防钻杆脱落装置通过卷扬机对动力头和钻杆进行提拉，且多根钻杆之间通过套接接长，工作人员需要辅助卷扬机抬起钻杆并与动力头连接，从而使得操作步骤繁琐、费时费力、劳动强度大，不仅降低了钻孔效率和施工安全性，还延长了施工周期。
/>技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种钻机，旨在解决现有的钻机在帷幕灌浆施工过程中续接钻杆的操作步骤繁琐、费时费力、工作人员劳动强度大，不仅降低了钻孔效率和施工安全性，还延长了施工周期的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种钻机，包括机架、钻杆收纳箱、控制模块和与控制模块通信连接的升降机构、运杆机构、装杆机构及取杆机构，所述钻杆收纳箱用于存放若干钻杆，所述升降机构用于安装动力头并带动所述动力头沿垂直于所述机架的方向移动，所述运杆机构用于将若干钻杆依次搬运至所述装杆机构上，所述动力头通过所述装杆机构与若干钻杆依次可拆卸地连接并通过若干钻杆安装有钻头，且若干钻杆依次首尾可拆卸连接，所述取杆机构用于拆装相邻的两根钻杆。
3、优选地，还包括用于夹紧钻杆的夹持机构，所述运杆机构包括第一液压缸和滑移组件，所述第一液压缸沿垂直于所述机架的方向可拆卸地安装至所述滑移组件上，所述第一液压缸的液压杆通过连杆与所述夹持机构连接，所述滑移组件设置于所述钻杆收纳箱上并用于带动所述第一液压缸相对所述机架移动，以将钻杆搬运至所述装杆机构上。
4、优选地，所述滑移组件包括固定座、活动座和电机，所述固定座上沿其延伸方向设置有齿条，所述固定座与活动座之间形成用于容纳齿条的空腔，所述活动座上设置有电机，且电机的输出轴伸入空腔内并连接有与齿条啮合的齿轮。
5、优选地，所述装杆机构包括基座、滑轨、滑块、第二液压缸和第三液压缸，所述基座上间隔设置有至少两个所述夹持机构，所述基座铰接于所述机架上，所述第二液压缸的缸体与所述机架铰接，第二液压缸的液压杆与所述基座铰接，以使所述基座能够相对所述机架进行转动并将钻杆移动至与所述动力头对应的位置；所述滑轨设置于所述基座上并沿所述基座的长度方向延伸，所述滑块与所述滑轨滑动接触配合，且所述第三液压缸的缸体铰接于所述基座上，所述第三液压缸的液压杆与所述滑块铰接，以使所述滑块和所述夹持机构能够沿所述基座的长度方向移动。
6、优选地，所述夹持机构包括安装架、第四液压缸、固定夹爪和活动夹爪，所述第四液压缸竖向设置于所述安装架内，所述安装架上设置有所述固定夹爪并铰接有所述活动夹爪，所述固定夹爪和所述活动夹爪相对设置以围成用于容置钻杆的夹持空间，且所述活动夹爪与所述第四液压缸的液压杆铰接。
7、优选地，所述钻杆的一端形成有连接螺柱，另一端开设有安装螺孔，且靠近所述连接螺柱和安装螺孔的外壁上分别形成有至少两个卡接面，所述取杆机构包括基板、固定扳手、活动扳手、第五液压缸和用于挡停钻杆的限位组件，所述基板上对应所述动力头的位置开设有通孔，所述基板上沿通孔的圆周方向等距间隔设置有若干限位钉，所述固定扳手卡接于相邻的两个所述限位钉之间；所述第五液压缸铰接于所述机架上，所述活动扳手与所述第五液压缸的液压杆铰接，且所述固定扳手和活动扳手分别用于卡紧两根相邻钻杆上的卡接面。
8、优选地，所述钻杆靠近所述安装螺孔的一端外壁上形成有环形凸缘，所述限位组件包括两个相对通孔的中心对称设置的限位板，两个所述限位板均与所述基板铰接，两个所述限位板上分别开设有缺口，且两个缺口围成供钻杆通过的过孔，过孔的截面尺寸小于环形凸缘的截面尺寸。
9、优选地，所述机架上竖向设置有固定架，所述升降机构包括安装座和若干第六液压缸，所述安装座沿垂直于所述机架的方向可滑动地设置于所述固定架上，所述动力头设置于所述安装座上，若干所述第六液压缸的缸体和液压杆分别与所述固定架和所述安装座连接，以使所述安装座和动力头能够靠近或远离所述机架，所述机架上呈矩形阵列布置有若干支腿。
10、本专利技术的另一方面提供了一种地层硬度采集系统，包括以上任一项所述的钻机，还包括设置在动力头用于采集钻杆进钻行程的位移采集单元，所述位移采集单元与控制模块电连接。
11、本专利技术的再一方面提供了一种地层硬度采集方法，用于采集不同深度的地层硬度，基于上述的地层硬度采集系统实现，采集方法如下：通过控制模块实时采集并记录单位时间内钻杆进钻行程并获得钻杆进钻速度，根据钻杆进钻速度反馈对应地层深度的地质硬度。
12、有益效果：
13、1.本专利技术一种钻机通过升降机构、运杆机构、装杆机构及取杆机构能够实现动力头与若干钻杆的自动续接、更换和拆卸，无需工作人员进行手动操作，不仅简化了钻杆的拆装步骤、减轻了劳动强度、省时省力，还避免了在续接或拆卸钻杆时容易出现的安全隐患，提高了钻孔效率和施工安全性，缩短了施工周期。
14、2.本专利技术一种钻机通过将若干钻杆规整地放置于钻杆收纳箱内，不仅便于对若干钻杆进行整体运输、还能够避免若干钻杆在搬运过程中出现滑动或掉落等危险情况，提高施工现场的安全性。
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【技术保护点】
1.一种钻机，其特征在于，包括机架(1)、钻杆收纳箱(2)、控制模块和与控制模块通信连接的升降机构(3)、运杆机构(4)、装杆机构(5)及取杆机构(6)，所述钻杆收纳箱(2)用于存放若干钻杆，所述升降机构(3)用于安装动力头(7)并带动所述动力头(7)沿垂直于所述机架(1)的方向移动，所述运杆机构(4)用于将若干钻杆依次搬运至所述装杆机构(5)上，所述动力头(7)通过所述装杆机构(5)与若干钻杆依次可拆卸地连接并通过若干钻杆安装有钻头，且若干钻杆依次首尾可拆卸连接，所述取杆机构(6)用于拆装相邻的两根钻杆。
2.根据权利要求1所述的一种钻机，其特征在于，还包括用于夹紧钻杆的夹持机构(8)，所述运杆机构(4)包括第一液压缸(9)和滑移组件，所述第一液压缸(9)沿垂直于所述机架(1)的方向可拆卸地安装至所述滑移组件上，所述第一液压缸(9)的液压杆通过连杆与所述夹持机构(8)连接，所述滑移组件设置于所述钻杆收纳箱(2)上并用于带动所述第一液压缸(9)相对所述机架(1)移动，以将钻杆搬运至所述装杆机构(5)上。
3.根据权利要求2所述的一种钻机，其特征在于，所述滑移组件包括固定座(10)、活动座(11)和电机，所述固定座(10)上沿其延伸方向设置有齿条，所述固定座(10)与活动座(11)之间形成用于容纳齿条的空腔，所述活动座(11)上设置有电机，且电机的输出轴伸入空腔内并连接有与齿条啮合的齿轮。
4.根据权利要求2所述的一种钻机，其特征在于，所述装杆机构(5)包括基座(12)、滑轨(13)、滑块(14)、第二液压缸(15)和第三液压缸(16)，所述基座(12)上间隔设置有至少两个所述夹持机构(8)，所述基座(12)铰接于所述机架(1)上，所述第二液压缸(15)的缸体与所述机架(1)铰接，第二液压缸(15)的液压杆与所述基座(12)铰接，以使所述基座(12)能够相对所述机架(1)进行转动并将钻杆移动至与所述动力头(7)对应的位置；所述滑轨(13)设置于所述基座(12)上并沿所述基座(12)的长度方向延伸，所述滑块(14)与所述滑轨(13)滑动接触配合，且所述第三液压缸(16)的缸体铰接于所述基座(12)上，所述第三液压缸(16)的液压杆与所述滑块(14)铰接，以使所述滑块(14)和所述夹持机构(8)能够沿所述基座(12)的长度方向移动。
5.根据权利要求4所述的一种钻机，其特征在于，所述夹持机构(8)包括安装架(17)、第四液压缸(18)、固定夹爪(19)和活动夹爪(20)，所述第四液压缸(18)竖向设置于所述安装架(17)内，所述安装架(17)上设置有所述固定夹爪(19)并铰接有所述活动夹爪(20)，所述固定夹爪(19)和所述活动夹爪(20)相对设置以围成用于容置钻杆的夹持空间，且所述活动夹爪(20)与所述第四液压缸(18)的液压杆铰接。
6.根据权利要求1所述的一种钻机，其特征在于，所述钻杆的一端形成有连接螺柱(21)，另一端开设有安装螺孔(22)，且靠近所述连接螺柱(21)和安装螺孔(22)的外壁上分别形成有至少两个卡接面(23)，所述取杆机构(6)包括基板(24)、固定扳手(25)、活动扳手(26)、第五液压缸(27)和用于挡停钻杆的限位组件，所述基板(24)上对应所述动力头(7)的位置开设有通孔，所述基板(24)上沿通孔的圆周方向等距间隔设置有若干限位钉(28)，所述固定扳手(25)卡接于相邻的两个所述限位钉(28)之间；所述第五液压缸(27)铰接于所述机架(1)上，所述活动扳手(26)与所述第五液压缸(27)的液压杆铰接，且所述固定扳手(25)和活动扳手(26)分别用于卡紧两根相邻钻杆上的卡接面(23)。
7.根据权利要求6所述的一种钻机，其特征在于，所述钻杆靠近所述安装螺孔(22)的一端外壁上形成有环形凸缘(29)，所述限位组件包括两个相对通孔的中心对称设置的限位板(30)，两个所述限位板(30)均与所述基板(24)铰接，两个所述限位板(30)上分别开设有缺口，且两个缺口围成供钻杆通过的过孔，过孔的截面尺寸小于环形凸缘(29)的截面尺寸。
8.根据权利要求1所述的一种钻机，其特征在于，所述机架(1)上竖向设置有固定架(31)，所述升降机构(3)包括安装座(32)和若干第六液压缸(33)，所述安装座(32)沿垂直于所述机架(1)的方向可滑动地设置于所述固定架(31)上，所述动力头(7)设置于所述安装座(32)上，若干所述第六液压缸(33)的缸体和液压杆分别与所述固定架(31)和所述安装座(32)连接，以使所述安装座(32)和动力头(7)能够靠近或远离所述机架(1)，所述机架(1)上呈矩形阵列布置有若干支腿(34)。
9.一种...
【技术特征摘要】
1.一种钻机，其特征在于，包括机架(1)、钻杆收纳箱(2)、控制模块和与控制模块通信连接的升降机构(3)、运杆机构(4)、装杆机构(5)及取杆机构(6)，所述钻杆收纳箱(2)用于存放若干钻杆，所述升降机构(3)用于安装动力头(7)并带动所述动力头(7)沿垂直于所述机架(1)的方向移动，所述运杆机构(4)用于将若干钻杆依次搬运至所述装杆机构(5)上，所述动力头(7)通过所述装杆机构(5)与若干钻杆依次可拆卸地连接并通过若干钻杆安装有钻头，且若干钻杆依次首尾可拆卸连接，所述取杆机构(6)用于拆装相邻的两根钻杆。
2.根据权利要求1所述的一种钻机，其特征在于，还包括用于夹紧钻杆的夹持机构(8)，所述运杆机构(4)包括第一液压缸(9)和滑移组件，所述第一液压缸(9)沿垂直于所述机架(1)的方向可拆卸地安装至所述滑移组件上，所述第一液压缸(9)的液压杆通过连杆与所述夹持机构(8)连接，所述滑移组件设置于所述钻杆收纳箱(2)上并用于带动所述第一液压缸(9)相对所述机架(1)移动，以将钻杆搬运至所述装杆机构(5)上。
3.根据权利要求2所述的一种钻机，其特征在于，所述滑移组件包括固定座(10)、活动座(11)和电机，所述固定座(10)上沿其延伸方向设置有齿条，所述固定座(10)与活动座(11)之间形成用于容纳齿条的空腔，所述活动座(11)上设置有电机，且电机的输出轴伸入空腔内并连接有与齿条啮合的齿轮。
4.根据权利要求2所述的一种钻机，其特征在于，所述装杆机构(5)包括基座(12)、滑轨(13)、滑块(14)、第二液压缸(15)和第三液压缸(16)，所述基座(12)上间隔设置有至少两个所述夹持机构(8)，所述基座(12)铰接于所述机架(1)上，所述第二液压缸(15)的缸体与所述机架(1)铰接，第二液压缸(15)的液压杆与所述基座(12)铰接，以使所述基座(12)能够相对所述机架(1)进行转动并将钻杆移动至与所述动力头(7)对应的位置；所述滑轨(13)设置于所述基座(12)上并沿所述基座(12)的长度方向延伸，所述滑块(14)与所述滑轨(13)滑动接触配合，且所述第三液压缸(16)的缸体铰接于所述基座(12)上，所述第三液压缸(16)的液压杆与所述滑块(14)铰接，以使所述滑块(14)和所述夹持机构(8)能够沿所述基座(12)的长度方向移动。
5.根据权利要求4所述的一种钻机，其特征在于，所述夹持机构(8)包括安装架(17)、第四液压缸(18)、固定夹爪(19)和活动夹爪(20)，所述第四液压缸(18)竖向设置于所述安装架(17)内，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张裕文，杨雨，孙仲彬，杨振中，杜晓麟，刘铸，翟鹏，许明尧，胡敏，刘半柱，杜昌杰，高婷，杨建平，朱林，刘佳钰，
申请(专利权)人：中国水电基础局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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