【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩石试样取样，具体为一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置。
技术介绍
1、深部岩石较硬且处于高地应力的环境下，鉴于深部岩石样本获取难度大、成本高、人力资源需求大等缺点，现通过岩石制备装置制作拟实深部高强度岩石，将各个原料组分按比例混合，通过搅拌机搅拌混合形成试样浆体，将浆体浇筑成立方体试样，然后将试样放入养护箱内养护，养护完成后从立方体试样中钻取出多个圆柱形样品，将圆柱形样品送至试验，以模拟得到深部高强度岩石试样，为后续研究深部岩石的物理力学行为奠定基础；但目前在钻取样品的过程中存在以下问题，其一、难以恒压钻取样品，由于岩石的强度较高，会导致钻取压力逐渐增大，容易出现崩坏试样的情况，造成浪费，也影响样品的制作质量；其二、随着钻取深度的加深，钻头与试样之间将产生较高的温度，高温一方面影响钻头的寿命，另一方面会一定程度上改变试样的特性，而试样无法直接采用冷水进行冷却，冷水冷却会影响试样的湿度，使试样的湿度环境与实际深度高强度岩石的湿度环境差异较大，严重影响后续试验结果，从而导致现有钻取装置存在冷却困难的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，用以解决
技术介绍
中提到的问题。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，包括取样工作台和设置在所述取样工作台上的钻取机构，所述取样工作台的顶部开设有工装槽，所述工装槽内设置有夹持机构，所述夹持机构包括四个夹持板
3、在一些实施例中，所述弹性机构包括伸缩杆和强力弹簧，所述伸缩杆的一端固定连接所述滑移座，另一端接触所述压力传感器的压力触头，所述强力弹簧套设在所述伸缩杆上。
4、在一些实施例中，所述伸缩杆包括大径杆和小径杆，所述大径杆的一端固定连接所述滑移座，另一端沿自身轴向依次开设有小径孔和大径孔，所述大径孔内滑动设置有限位盘，所述小径杆滑动适配在所述小径孔内，所述小径杆的一端固定连接所述限位盘，另一端固定连接有抵接盘，所述抵接盘接触所述压力传感器的压力触头，所述强力弹簧的两端分别抵接所述滑移座与抵接盘。
5、在一些实施例中，所述压力槽的侧壁开设有多个竖向滑槽，多个所述竖向滑槽沿着所述压力槽的圆周方向均布，所述滑移座的侧壁固定有多个滑块，多个所述滑块与多个所述竖向滑槽一一对应，所述滑块滑动适配在所述竖向滑槽内。
6、在一些实施例中，所述中空钻头的外壁固定套设有长轴齿轮，所述钻取横梁的底部设置有电机，所述电机的输出轴设置有短轴齿轮，所述短轴齿轮啮合所述长轴齿轮。
7、在一些实施例中，所述滑移座内设置有冷却腔，所述滑移座的顶部连接有冷气管，所述冷气管连接氮气瓶，所述冷气管连通所述冷却腔，所述滑移座的底部开设有多个冷却孔，所述冷却孔连通所述冷却腔，所述中空钻头的外侧壁开设有若干冷气斜孔，若干所述冷气斜孔沿着所述中空钻头的轴向以及圆周方向均布，所述冷气斜孔的高端连通所述中空钻头的内孔。
8、在一些实施例中，所述夹持机构中空夹持盘，所述中空夹持盘内设置有环形驱动腔，所述环形驱动腔转动设置有内齿圈，所述环形驱动腔内转动设置有四个驱动轴，四个所述驱动轴沿着所述中空夹持盘的圆周方向均布，所述驱动轴上套设有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮啮合所述内齿圈，所述第二齿轮啮合有直齿条，所述直齿条固定有滑条，所述滑条滑动穿设在所述中空夹持盘上，所述夹持板位于所述中空夹持盘的内圈，四个所述滑条分别连接四个所述夹持板，其中一所述驱动轴延伸至所述中空夹持盘的顶部固定有内六角螺母。
9、在一些实施例中，所述驱动轴上固定套设有弹性摩擦套，所述驱动轴上固定有两个限位环，所述弹性摩擦套位于两个所述限位环之间，所述第一齿轮过盈套装在所述弹性摩擦套上。
10、在一些实施例中，所述取样工作台的顶部接触设置有左遮挡板和右遮挡板，所述左遮挡板与右遮挡板相对设置，所述左遮挡板靠近所述右遮挡板的一端开设有左半圆，所述右遮挡板靠近所述左遮挡板的一端开设有右半圆，所述左半圆与右半圆接触形成供所述中空钻头穿过的圆孔，所述左遮挡板上沿自身长度方向开设有多个左条形滑槽，所述右遮挡板上沿自身长度方向开设有多个右条形滑槽，其中一所述左条形滑槽与其中一所述右条形滑槽内均设置有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓螺纹连接所述取样工作台，所述左半圆与右半圆内均设置有弹性垫。
11、在一些实施例中，所述立柱的底部设置在横向直线模组的滑座上，所述横向直线模组设置在所述纵向直线模组的滑座上，所述纵向直线模组安装在所述取样工作台上，所述立柱的侧面沿自身高度方向开设有丝杠滑槽，所述丝杠滑槽内转动设置有丝杠，所述丝杠上螺纹套装有丝杠滑块，所述丝杠滑块滑动适配在所述丝杠滑槽内，所述立柱的顶部安装有丝杠电机，所述丝杠电机的输出轴与所述丝杠传动连接。
12、本专利技术的有益效果是：
13、1、中空钻头通过强力弹簧接触压力传感器的压力触头，通过强力弹簧的作用力，使中空钻头抵在试样上进行钻取，同时强力弹簧会将作用力反馈在压力传感器上，从而得到中空钻头的钻取压力，设定中空钻头的钻取压力，当中空钻头的钻取压力小于设定值时，钻取横梁带动中空钻头向下移动进行钻取，当中空钻头的钻取压力等于设定值时，钻取横梁停止下移，中空钻头持续的进行钻动切割试样，从而能够保证恒定的压力逐渐的钻取出样品，避免钻取压力持续增强崩坏试样，保证样品的钻取质量。
14、2、将中空钻头设置为中空形状，其中空的内腔能够通入冷却气体，冷却气体从冷气斜孔喷出，从而对中空钻头与试样的接触位置进行冷却，避免试样的温度持续升高，影响钻取样品的性能，由于冷却气体先在中空钻头的内腔内流动，从而还会对中空钻头进行降温，延长中空钻头的使用寿命。
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1.一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，其特征在于，包括取样工作台(1)和设置在所述取样工作台(1)上的钻取机构，所述取样工作台(1)的顶部开设有工装槽(2)，所述工装槽(2)内设置有夹持机构，所述夹持机构包括四个夹持板(3)，四个所述夹持板(3)呈圆周均布，所述夹持板(3)具有沿水平方向移动的自由度，所述钻取机构包括立柱(4)、钻取横梁(5)、滑移座(6)和中空钻头(7)，所述立柱(4)竖直设置在所述取样工作台(1)上，所述钻取横梁(5)的一端滑动设置在所述立柱(4)上，所述立柱(4)的底部固定有压力座(8)，所述压力座(8)的底部开设有压力槽(9)，所述压力槽(9)内设置有压力传感器(10)，所述滑移座(6)设置在所述压力槽(9)内，所述滑移座(6)具有沿所述立柱(4)高度方向移动的自由度，所述滑移座(6)与所述压力传感器(10)之间设置有弹性机构，所述弹性机构的一端连接所述压力座(8)，另一端接触所述压力传感器(10)的压力触头，所述中空钻头(7)转动设置在压力座(8)的底部，所述中空钻头(7)底部的侧壁形成有刃口。
2.根据权利要求1所述的一种深部高强度岩石
3.根据权利要求2所述的一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，其特征在于，所述伸缩杆包括大径杆(12)和小径杆(13)，所述大径杆(12)的一端固定连接所述滑移座(6)，另一端沿自身轴向依次开设有小径孔(14)和大径孔(15)，所述大径孔(15)内滑动设置有限位盘(16)，所述小径杆(13)滑动适配在所述小径孔(14)内，所述小径杆(13)的一端固定连接所述限位盘(16)，另一端固定连接有抵接盘(17)，所述抵接盘(17)接触所述压力传感器(10)的压力触头，所述强力弹簧(11)的两端分别抵接所述滑移座(6)与抵接盘(17)。
4.根据权利要求3所述的一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，其特征在于，所述压力槽(9)的侧壁开设有多个竖向滑槽(18)，多个所述竖向滑槽(18)沿着所述压力槽(9)的圆周方向均布，所述滑移座(6)的侧壁固定有多个滑块(19)，多个所述滑块(19)与多个所述竖向滑槽(18)一一对应，所述滑块(19)滑动适配在所述竖向滑槽(18)内。
5.根据权利要求4所述的一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，其特征在于，所述中空钻头(7)的外壁固定套设有长轴齿轮(20)，所述钻取横梁(5)的底部设置有电机(21)，所述电机(21)的输出轴设置有短轴齿轮(22)，所述短轴齿轮(22)啮合所述长轴齿轮(20)。
6.根据权利要求5所述的一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，其特征在于，所述滑移座(6)内设置有冷却腔(23)，所述滑移座(6)的顶部连接有冷气管(24)，所述冷气管(24)连接氮气瓶，所述冷气管(24)连通所述冷却腔(23)，所述滑移座(6)的底部开设有多个冷却孔(25)，所述冷却孔(25)连通所述冷却腔(23)，所述中空钻头(7)的外侧壁开设有若干冷气斜孔(26)，若干所述冷气斜孔(26)沿着所述中空钻头(7)的轴向以及圆周方向均布，所述冷气斜孔(26)的高端连通所述中空钻头(7)的内孔。
7.根据权利要求1所述的一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，其特征在于，所述夹持机构中空夹持盘(27)，所述中空夹持盘(27)内设置有环形驱动腔(28)，所述环形驱动腔(28)转动设置有内齿圈(29)，所述环形驱动腔(28)内转动设置有四个驱动轴(30)，四个所述驱动轴(30)沿着所述中空夹持盘(27)的圆周方向均布，所述驱动轴(30)上套设有第一齿轮(31)和第二齿轮(32)，所述第一齿轮(31)啮合所述内齿圈(29)，所述第二齿轮(32)啮合有直齿条(33)，所述直齿条(33)固定有滑条(34)，所述滑条(34)滑动穿设在所述中空夹持盘(27)上，所述夹持板(3)位于所述中空夹持盘(27)的内圈，四个所述滑条(34)分别连接四个所述夹持板(3)，其中一所述驱动轴(30)延伸至所述中空夹持盘(27)的顶部固定有内六角螺母(35)。
8.根据权利要求7所述的一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，其特征在于，所述驱动轴(30)上固定套设有弹性摩擦套(36)，所述驱动轴(30)上固定有两个限位环(37)，所述弹性摩擦套(36)位于两个所述限位环(37)之间，所述第一齿轮(31)过盈套装在所述弹性摩擦套(36)上。
9.根据权利要求8所述的一种深部高强度岩石试样...
【技术特征摘要】
1.一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，其特征在于，包括取样工作台(1)和设置在所述取样工作台(1)上的钻取机构，所述取样工作台(1)的顶部开设有工装槽(2)，所述工装槽(2)内设置有夹持机构，所述夹持机构包括四个夹持板(3)，四个所述夹持板(3)呈圆周均布，所述夹持板(3)具有沿水平方向移动的自由度，所述钻取机构包括立柱(4)、钻取横梁(5)、滑移座(6)和中空钻头(7)，所述立柱(4)竖直设置在所述取样工作台(1)上，所述钻取横梁(5)的一端滑动设置在所述立柱(4)上，所述立柱(4)的底部固定有压力座(8)，所述压力座(8)的底部开设有压力槽(9)，所述压力槽(9)内设置有压力传感器(10)，所述滑移座(6)设置在所述压力槽(9)内，所述滑移座(6)具有沿所述立柱(4)高度方向移动的自由度，所述滑移座(6)与所述压力传感器(10)之间设置有弹性机构，所述弹性机构的一端连接所述压力座(8)，另一端接触所述压力传感器(10)的压力触头，所述中空钻头(7)转动设置在压力座(8)的底部，所述中空钻头(7)底部的侧壁形成有刃口。
2.根据权利要求1所述的一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，其特征在于，所述弹性机构包括伸缩杆和强力弹簧(11)，所述伸缩杆的一端固定连接所述滑移座(6)，另一端接触所述压力传感器(10)的压力触头，所述强力弹簧(11)套设在所述伸缩杆上。
3.根据权利要求2所述的一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，其特征在于，所述伸缩杆包括大径杆(12)和小径杆(13)，所述大径杆(12)的一端固定连接所述滑移座(6)，另一端沿自身轴向依次开设有小径孔(14)和大径孔(15)，所述大径孔(15)内滑动设置有限位盘(16)，所述小径杆(13)滑动适配在所述小径孔(14)内，所述小径杆(13)的一端固定连接所述限位盘(16)，另一端固定连接有抵接盘(17)，所述抵接盘(17)接触所述压力传感器(10)的压力触头，所述强力弹簧(11)的两端分别抵接所述滑移座(6)与抵接盘(17)。
4.根据权利要求3所述的一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，其特征在于，所述压力槽(9)的侧壁开设有多个竖向滑槽(18)，多个所述竖向滑槽(18)沿着所述压力槽(9)的圆周方向均布，所述滑移座(6)的侧壁固定有多个滑块(19)，多个所述滑块(19)与多个所述竖向滑槽(18)一一对应，所述滑块(19)滑动适配在所述竖向滑槽(18)内。
5.根据权利要求4所述的一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，其特征在于，所述中空钻头(7)的外壁固定套设有长轴齿轮(20)，所述钻取横梁(5)的底部设置有电机(21)，所述电机(21)的输出轴设置有短轴齿轮(22)，所述短轴齿轮(22)啮合所述长轴齿轮(20)。
6.根据权利要求5所述的一种深部高强度岩石试样的钻取取样装置，其特征在于，所述滑移座(6)内设置有冷却腔(23)，所述滑移座(6)的顶部连接有冷气管(24)，所述冷气管(24)连接氮气瓶，所述冷气管(24)连通所述冷却腔(23)，所述滑移...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨尊东，包烨明，高明忠，李飞，白彦博，何坤宸，唐瑞烽，张洋，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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