專(zhuān)利名稱(chēng)：地質(zhì)鉆孔局部壁面打磨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種巖石應(yīng)力測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種地質(zhì)鉆 孔局部壁面打磨裝置。
背景技術(shù)：
巖石應(yīng)力測(cè)量與研究一直是礦業(yè)、土木、水利水電等工程技術(shù)領(lǐng)域里一項(xiàng)非 常重要的內(nèi)容。多年來(lái)已提出過(guò)多種巖石應(yīng)力測(cè)量方法，相關(guān)的巖石應(yīng)力測(cè)量?jī)x 器也有數(shù)十種之多，其中以鉆孔應(yīng)力解除法最為典型。應(yīng)力解除法是通過(guò)一定的 技術(shù)手段使測(cè)點(diǎn)的巖樣與周?chē)鷰r體相分離以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力解除，同時(shí)記錄被 解除巖樣的應(yīng)變變化量，然后再根據(jù)巖石材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系來(lái)確定測(cè)點(diǎn)的巖石 應(yīng)力。其中，被解除巖樣上應(yīng)變的變化多是采用電阻應(yīng)變片來(lái)記錄的，如果電阻
應(yīng)變片是直接粘貼在孔壁上的，孔壁的質(zhì)量將會(huì)影響應(yīng)變片的粘貼效果，從而也 就影響到最終的測(cè)試結(jié)果和計(jì)算準(zhǔn)確程度。因此，在這種情況下，如果在孔壁上 粘貼電阻應(yīng)變片之前能對(duì)要進(jìn)行粘貼的局部孔壁(工作面)做必要的打磨處理， 對(duì)提高應(yīng)變片的粘貼效果和應(yīng)變測(cè)量精度是十分重要的。
目前，在巖石應(yīng)力測(cè)量領(lǐng)域，測(cè)點(diǎn)部位的孔壁質(zhì)量主要靠鉆孔的成孔質(zhì)量來(lái) 保證，尚未有專(zhuān)門(mén)用于孔壁打磨處理工具的報(bào)道。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，蔡美峰、喬蘭、李華斌，在1995年出版的 《地應(yīng)力測(cè)量原理和技術(shù)》[北京科學(xué)出版社，76-78頁(yè)]一書(shū)中給出了 CSIR 門(mén)塞式孔底應(yīng)變計(jì)，它主要由呈圓柱形的橡膠模、電阻應(yīng)變片及連接導(dǎo)線、環(huán)氧 樹(shù)脂墊片、連接插頭構(gòu)成。圓柱形的橡膠模是CSIR門(mén)塞式孔底應(yīng)變計(jì)的主體， 其前端部安裝有由三個(gè)相間45°的電阻應(yīng)變片組成的應(yīng)變花和環(huán)氧樹(shù)脂墊片， 電阻應(yīng)變片的連接導(dǎo)線通過(guò)安裝在橡膠模后端部的連接插頭與應(yīng)變測(cè)量?jī)x器相 連。在測(cè)量孔底應(yīng)變時(shí)，要事先鉆成一測(cè)量孔，并用平底鉆頭對(duì)孔底進(jìn)行打磨以 使粘貼應(yīng)變片時(shí)能達(dá)到較好的效果，然后再使用專(zhuān)門(mén)的工具將應(yīng)變計(jì)安裝到鉆孔 底部，待應(yīng)變片粘貼固結(jié)后，進(jìn)行套芯鉆進(jìn)以完成對(duì)孔底測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力解除和應(yīng)變測(cè)量工作。對(duì)孔底的打磨處理和應(yīng)變測(cè)量是分兩次完成的，效率相對(duì)較低。另外， 這種打磨方法無(wú)法應(yīng)用于對(duì)孔壁局部壁面的打磨處理。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種地質(zhì)鉆孔局部壁面打 磨裝置，用于鉆孔局部壁面應(yīng)力全解除法地應(yīng)力測(cè)量中，能夠?qū)y(cè)量點(diǎn)局部壁面 (工作面)迸行打磨處理。該裝置可視為一種特殊的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，安裝在從動(dòng) 桿端部呈弧狀的條形打磨頭在曲柄連桿機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下可以沿孔周做局部的接觸 摩擦運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，設(shè)置在曲柄連桿機(jī)構(gòu)主動(dòng)桿與從動(dòng)桿之間的扭簧還可以對(duì)打磨 頭施加微小的彈簧力，從而使打磨頭能夠緊靠工作面工作。這樣經(jīng)過(guò)若干個(gè)打磨 周期后，可以提高工作面的光滑度，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面的打磨處理處理作業(yè)。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型包括微型減速電機(jī)、 基座、扭簧、打磨頭、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、內(nèi)凸輪、檢測(cè)元件、滑塊，其中微型減 速電機(jī)豎直固定在基座的下部，內(nèi)凸輪固定在基座的上表面，曲柄連桿機(jī)構(gòu)位于 基座上方的一側(cè)，其下部穿過(guò)內(nèi)凸輪的型腔并豎直固定在基座上，微型減速電機(jī) 的輸出軸豎直向上并與曲柄連桿機(jī)構(gòu)主動(dòng)桿的端部相連，曲柄連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿的 末端與打磨頭相連，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主動(dòng)桿與從動(dòng)桿之間鉸接，主動(dòng)桿與從動(dòng)桿 之間設(shè)有扭簧相連，滑塊固定在從動(dòng)桿的下方且與內(nèi)凸輪相接觸，檢測(cè)元件位于 內(nèi)凸輪相對(duì)一側(cè)的基座上。
本實(shí)用新型中，當(dāng)整個(gè)打磨裝置裝配到地應(yīng)力測(cè)試設(shè)備并被送入到地質(zhì)鉆孔 測(cè)量段后，要對(duì)選定的測(cè)點(diǎn)部位的鉆孔局部壁面(工作面)進(jìn)行打磨處理時(shí)，可 啟動(dòng)微型減速電機(jī)，微型減速電機(jī)按照預(yù)定的方向做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)曲柄連 桿機(jī)構(gòu)的主動(dòng)桿做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滑塊在曲柄連桿機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下沿內(nèi)凸輪滑動(dòng)，同時(shí)， 打磨頭也隨曲柄連桿機(jī)構(gòu)的從動(dòng)桿一起運(yùn)動(dòng)；當(dāng)滑塊沿內(nèi)凸輪運(yùn)動(dòng)至工作面位置 且靠近工作面附近時(shí)，位于曲柄連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿末端的打磨頭與工作面發(fā)生接 觸，曲柄連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿及打磨頭的運(yùn)動(dòng)將受到工作面的約束，這時(shí)，位于主動(dòng) 桿與從動(dòng)桿之間的扭簧所產(chǎn)生的張力將使打磨頭在微小的彈簧力作用下與工作 面緊密接觸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面的打磨處理作業(yè)；當(dāng)滑塊沿內(nèi)凸輪滑過(guò)工作面且 遠(yuǎn)離工作面位置附近時(shí)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿及打磨頭的運(yùn)動(dòng)不再受到工作面的 約束，這時(shí)打磨頭處于非工作狀態(tài)；檢測(cè)元件實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)打磨次數(shù)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)與打磨頭的運(yùn)動(dòng)位置，當(dāng)打磨周期結(jié)束后，曲柄連桿機(jī)構(gòu)與打磨頭將停止在初設(shè) 位置，同時(shí)，微型減速電機(jī)停止工作。打磨頭每與工作面接觸打磨一次為一個(gè)打 磨周期，經(jīng)過(guò)若干個(gè)打磨周期，工作面將被磨光，從而更好地適應(yīng)粘貼電阻應(yīng)變 片的需要。
本實(shí)用新型整個(gè)裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，而且拆裝操作方便。打 磨頭采用細(xì)砂片制成，對(duì)工作面進(jìn)行若干個(gè)打磨周期后，孔壁的光滑度都會(huì)有較 大提高，從而改善電阻應(yīng)變片在工作面上的粘貼效果。另外，還可以根據(jù)地質(zhì)鉆 孔的實(shí)際條件，通過(guò)調(diào)整內(nèi)凸輪的結(jié)構(gòu)使打磨機(jī)構(gòu)的工作空間在一定范圍內(nèi)變 化，使其有更好的適應(yīng)性。對(duì)于有一定橢圓度的鉆孔，該打磨機(jī)構(gòu)在最大定位誤 差范圍內(nèi)，仍能對(duì)工作面進(jìn)行正常打磨工作。本實(shí)用新型可以裝配到基于鉆孔局 部壁面應(yīng)力全解除法的地應(yīng)力測(cè)量設(shè)備中，以滿足地應(yīng)力測(cè)試工作中粘貼應(yīng)變片 之需。


圖l為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)正視圖； 圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本實(shí)用新型
技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí) 用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖1-2所示，本實(shí)施例包括微型減速電機(jī)l、基座2、內(nèi)凸輪3、曲柄連 桿機(jī)構(gòu)IO、曲柄連桿機(jī)構(gòu)主動(dòng)桿4、曲柄連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿5、扭簧6、打磨頭7、 檢測(cè)元件8、滑塊9，其中，微型減速電機(jī)1豎直固定在基座2的下部，內(nèi)凸輪 3固定在基座2的上表面，曲柄連桿機(jī)構(gòu)11位于基座2上方的一側(cè)，其下部穿 過(guò)內(nèi)凸輪3的型腔并豎直固定在基座2上，微型減速電機(jī)1的輸出軸豎直向上并 與曲柄連桿機(jī)構(gòu)主動(dòng)桿4的端部相連，曲柄連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿5的末端與打磨頭7 相連，曲柄連桿機(jī)構(gòu)U的主動(dòng)桿4與從動(dòng)桿5之間鉸接，曲柄連桿機(jī)構(gòu)主動(dòng)桿 4與從動(dòng)桿5之間設(shè)有扭簧6，滑塊9固定在從動(dòng)桿5的下方且與內(nèi)凸輪3相接 觸，檢測(cè)元件8位于內(nèi)凸輪3相對(duì)的一側(cè)且固定在基座2上。
本實(shí)施例中，所述的內(nèi)凸輪3的型腔內(nèi)周壁是由若干個(gè)連續(xù)的曲面構(gòu)成的。本實(shí)施例中，所述的微型減速電機(jī)l，其工作參數(shù)為，輸入轉(zhuǎn)速為0-6000rpm (轉(zhuǎn)/分)，輸出轉(zhuǎn)速為0-120rpm，實(shí)施孔壁打磨時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)速60-90rpm，負(fù)載 功率3.6瓦。
本實(shí)施例中，所述的檢測(cè)元件8，可以采用微型開(kāi)關(guān)。 本實(shí)施例中，所述的打磨頭7，其材料為細(xì)砂片。
本實(shí)施例工作，整個(gè)打磨裝置裝配到地應(yīng)力測(cè)試設(shè)備并送入到地質(zhì)鉆孔測(cè)量 段后，當(dāng)要對(duì)選定的測(cè)點(diǎn)部位的鉆孔局部壁面(工作面)進(jìn)行打磨處理時(shí)，可啟 動(dòng)微型減速電機(jī)l，微型減速電機(jī)l按照預(yù)定的方向做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)曲柄 連桿機(jī)構(gòu)10的主動(dòng)桿4做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滑塊9在曲柄連桿機(jī)構(gòu)10的帶動(dòng)下沿內(nèi)凸 輪3滑動(dòng)，同時(shí)，打磨頭7也隨曲柄連桿機(jī)構(gòu)10的從動(dòng)桿5—起運(yùn)動(dòng)；當(dāng)滑塊 9沿內(nèi)凸輪3運(yùn)動(dòng)至工作面位置且靠近工作面附近時(shí)，位于曲柄連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿 5末端的打磨頭7與工作面發(fā)生接觸，曲柄連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿5及打磨頭7的運(yùn)動(dòng) 將受到工作面的約束，這時(shí)，位于主動(dòng)桿4與從動(dòng)桿5之間的扭簧6所產(chǎn)生的張 力將使打磨頭7在微小的彈簧力作用下與工作面緊密接觸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面的 打磨處理作業(yè)；當(dāng)滑塊9沿內(nèi)凸輪3滑過(guò)工作面且遠(yuǎn)離工作面位置附近時(shí)，曲柄 連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿5及打磨頭7的運(yùn)動(dòng)不再受到工作面的約束，這時(shí)打磨頭7不再 與工作面保持接觸狀態(tài)，打磨頭7處于非工作狀態(tài)；檢測(cè)元件8實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)打磨次 數(shù)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)10與打磨頭7的運(yùn)動(dòng)位置，當(dāng)打磨工作結(jié)束后，曲柄連桿機(jī) 構(gòu)10與打磨頭7將停止在初設(shè)位置，同時(shí)，微型減速電機(jī)l停止工作。打磨頭 7每與工作面接觸打磨一次為一個(gè)打磨周期，經(jīng)過(guò)若干個(gè)打磨周期，工作面將被 磨光，從而更好地適應(yīng)粘貼電阻應(yīng)變片的需要。
本實(shí)施例的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，而且拆裝操作方便，可以很容易地裝配到 地應(yīng)力測(cè)試設(shè)備中去。打磨頭采用細(xì)砂片，對(duì)工作面進(jìn)行若干個(gè)打磨周期后，孔 壁的光滑度都會(huì)有較大提高，從而改善電阻應(yīng)變片在工作面上的粘貼效果。對(duì)于 有一定橢圓度的鉆孔，該打磨機(jī)構(gòu)在最大定位誤差范圍內(nèi)，仍能對(duì)工作面進(jìn)行正 常打磨工作。
權(quán)利要求1、一種地質(zhì)鉆孔局部壁面打磨裝置，其特征在于包括微型減速電機(jī)、基座、扭簧、打磨頭、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、內(nèi)凸輪、檢測(cè)元件、滑塊，其中微型減速電機(jī)豎直固定在基座的下部，內(nèi)凸輪固定在基座的上表面，曲柄連桿機(jī)構(gòu)位于基座上方的一側(cè)，其下部穿過(guò)內(nèi)凸輪的型腔并豎直固定在基座上，微型減速電機(jī)的輸出軸豎直向上并與曲柄連桿機(jī)構(gòu)主動(dòng)桿的端部相連，曲柄連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿的末端與打磨頭相連，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主動(dòng)桿與從動(dòng)桿之間鉸接，主動(dòng)桿與從動(dòng)桿之間設(shè)有扭簧相連，滑塊固定在從動(dòng)桿的下方且與內(nèi)凸輪相接觸，檢測(cè)元件位于內(nèi)凸輪相對(duì)一側(cè)的基座上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)鉆孔局部壁面打磨裝置，其特征是，所述的 內(nèi)凸輪的型腔內(nèi)周壁是由若干個(gè)連續(xù)的曲面構(gòu)成的。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)鉆孔局部壁面打磨裝置，其特征是，所述的 檢測(cè)元件為微型開(kāi)關(guān)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)鉆孔局部壁面打磨裝置，其特征是，所述的 打磨頭，其材料為細(xì)砂片。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種巖石應(yīng)力測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域的地質(zhì)鉆孔局部壁面打磨裝置，包括微型減速電機(jī)、基座、扭簧、打磨頭、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、內(nèi)凸輪、檢測(cè)元件、滑塊，微型減速電機(jī)豎直固定在基座的下部，內(nèi)凸輪固定在基座的上表面，曲柄連桿機(jī)構(gòu)位于基座上方的一側(cè)，其下部穿過(guò)內(nèi)凸輪的型腔并豎直固定在基座上，微型減速電機(jī)的輸出軸豎直向上并與曲柄連桿機(jī)構(gòu)主動(dòng)桿的端部相連，曲柄連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿的末端與打磨頭相連，主動(dòng)桿與從動(dòng)桿之間設(shè)有扭簧相連，滑塊固定在從動(dòng)桿的下方且與內(nèi)凸輪相接觸，檢測(cè)元件位于內(nèi)凸輪相對(duì)一側(cè)的基座上。打磨頭對(duì)鉆孔局部壁面進(jìn)行若干個(gè)打磨周期后，其光滑度都會(huì)有較大提高，從而改善電阻應(yīng)變片的粘貼效果。
文檔編號(hào)E21B7/00GK201329528SQ20092006661
公開(kāi)日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者侯明勛, 涂光騫, 葛修潤(rùn) 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)