本發(fā)明涉及鉆機(jī)裝置，尤其涉及混凝土試件鉆孔取樣精準(zhǔn)定位便攜式鉆機(jī)裝置及方法。

背景技術(shù)：

在我國(guó)大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，高鐵、隧洞、道橋、水利樞紐的重點(diǎn)投入和高速發(fā)展，對(duì)工程項(xiàng)目的穩(wěn)定性和安全性的要求進(jìn)一步提高。為了實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的穩(wěn)定和安全，需要在前期開(kāi)展大量的試驗(yàn)，其中數(shù)值分析和模型試驗(yàn)是當(dāng)今最主要的兩種手段。因此，模型試驗(yàn)已經(jīng)在邊坡工程、隧洞工程、混凝土工程等巖土工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

模型試驗(yàn)中多需要分析混凝土試件內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變，以及前期澆筑在試件內(nèi)部構(gòu)件的變形和破壞情況，在試驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常需要給試件打鉆取樣。對(duì)一般尺寸的試件常采用手持式普通鉆機(jī)，但在操作過(guò)程中無(wú)法保證在豎直方向的垂直度，以及在豎直方向上的位置控制，且無(wú)法測(cè)量鉆機(jī)鉆孔的深度，需要多次試驗(yàn)并測(cè)量才能確定鉆孔的深度，較為繁瑣；同時(shí)，在試驗(yàn)操作過(guò)程中需要從不同的角度打孔，普通的手持式鉆機(jī)在進(jìn)行操作是無(wú)法保持與預(yù)設(shè)的角度一致，進(jìn)一步地，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)在傾斜方向鉆孔深度的測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，特提供混凝土試件鉆孔取樣精準(zhǔn)定位便攜式鉆機(jī)裝置，該裝置采用可伸縮套筒控制了鉆機(jī)的豎直向的移動(dòng)，保證了鉆機(jī)在打鉆過(guò)程中的垂直度；伸縮套筒上的角度盤(pán)可以用來(lái)進(jìn)行鉆孔傾斜角度的控制，到達(dá)設(shè)定深度后可以停止鉆機(jī)操作；Y軸導(dǎo)軌和X軸導(dǎo)軌的組合使用，可以使鉆機(jī)在混凝土試件平面上達(dá)到精準(zhǔn)定位。

還提供了一種對(duì)試件可實(shí)現(xiàn)定深度定角度鉆孔取樣的方法，該方法中采用上述的裝置，實(shí)現(xiàn)鉆孔深度與傾斜角度的確定，簡(jiǎn)單方便，實(shí)用性高。

本發(fā)明提供的一個(gè)方案是：

混凝土試件鉆孔取樣精準(zhǔn)定位便攜式鉆機(jī)裝置，包括用于對(duì)試件鉆孔取樣的鉆機(jī)，在鉆機(jī)的頂部固定有伸縮套筒，伸縮套筒的外套筒與機(jī)架固定，伸縮套筒的內(nèi)套筒外表面劃有刻度線以在鉆機(jī)工作時(shí)指示鉆機(jī)的鉆進(jìn)深度，內(nèi)套筒相對(duì)于外套筒可升降移動(dòng)。

進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆孔位置的精確定位，所述機(jī)架包括X軸導(dǎo)軌，所述伸縮套筒的頂部可滑動(dòng)固定在X軸導(dǎo)軌上，可根據(jù)需要鉆孔的位置，手動(dòng)移動(dòng)伸縮套筒在X軸導(dǎo)軌上的移動(dòng)，這樣的設(shè)置同時(shí)保證了鉆機(jī)的垂直度，為了提高移動(dòng)精度，可在X軸導(dǎo)軌上劃刻度線。

進(jìn)一步地，所述X軸導(dǎo)軌為內(nèi)球面凹槽導(dǎo)軌，所述伸縮套筒的頂部與內(nèi)球面凹槽導(dǎo)軌配合并能通過(guò)緊固件固定實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)相對(duì)于試件中心軸線傾斜鉆孔；為了實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的不同角度的操作，伸縮套筒的頂部為球形，X軸導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)為球面，二者相互咬合，X軸導(dǎo)軌下部開(kāi)有開(kāi)口槽以實(shí)現(xiàn)伸縮套筒在X軸導(dǎo)軌上的移動(dòng)，通過(guò)手動(dòng)移動(dòng)伸縮套筒實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的不同方位的旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述伸縮套筒的頂部通過(guò)連接桿與一指針固定，在所述連接桿上固定有一角度盤(pán)，連接桿與角度盤(pán)垂直，角度盤(pán)與指針相互平行設(shè)置，連接桿穿過(guò)角度盤(pán)通過(guò)指針與角度盤(pán)指示出鉆機(jī)的傾斜角度；自重力作用下的角度盤(pán)可以保證垂直并不隨連接桿的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，鉆機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)中指針進(jìn)行角度確定；在確定鉆機(jī)的傾斜角度后，鉆機(jī)能沿這套筒軸向前進(jìn)，并利用套筒上設(shè)置的刻度來(lái)進(jìn)行控制打鉆長(zhǎng)度。此外，鉆機(jī)可實(shí)現(xiàn)傾斜方向的鉆孔時(shí)，針對(duì)不規(guī)則的試件，同樣可以實(shí)現(xiàn)鉆孔。

進(jìn)一步地，所述X軸導(dǎo)軌與Y軸導(dǎo)軌固定，以實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)在Y軸方向的移動(dòng)，為了支撐的穩(wěn)定性，在X軸導(dǎo)軌的兩端各固定一個(gè)Y軸導(dǎo)軌，X軸導(dǎo)軌的兩端的下表面各自設(shè)有一凸起，在Y軸導(dǎo)軌設(shè)有凹槽，凸起在凹槽內(nèi)移動(dòng)，且在Y軸導(dǎo)軌側(cè)面或者上表面設(shè)置刻度線。

進(jìn)一步地，為了方便對(duì)鉆機(jī)的移動(dòng)，所述Y軸導(dǎo)軌與升降機(jī)構(gòu)連接，以實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)前期在Z軸方向的移動(dòng)，所述升降機(jī)構(gòu)為豎向升降套筒，在套筒上設(shè)置刻度尺，可以間接用于測(cè)量出鉆機(jī)移動(dòng)的深度。

進(jìn)一步地，所述升降機(jī)構(gòu)設(shè)于Y軸導(dǎo)軌的下方，共設(shè)有至少兩個(gè)，兩個(gè)升降機(jī)構(gòu)各自支撐一個(gè)Y軸導(dǎo)軌；或者升降機(jī)構(gòu)設(shè)于Y軸導(dǎo)軌的上方，由升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)Y軸上下移動(dòng)，這樣設(shè)置時(shí)，升降機(jī)構(gòu)頂部懸掛于一高處的框架上。

進(jìn)一步地，所述升降機(jī)構(gòu)與可放置于地面或者工作臺(tái)的底座固定，在底座上設(shè)置試件固定夾。

進(jìn)一步地，所述試件固定夾包括至少兩個(gè)，試件固定夾可相對(duì)于底座水平移動(dòng)，多個(gè)試件固定夾相互配合以?shī)A持試件，試件可以是圓柱形，也可以是其他形狀，試件固定夾是配合試件的形狀而設(shè)置。

本發(fā)明提供的另一方案是：一種對(duì)試件可實(shí)現(xiàn)定深度定角度鉆孔取樣的方法，采用所述的混凝土試件鉆孔取樣精準(zhǔn)定位便攜式鉆機(jī)裝置。

本發(fā)明的有益效果是：

1)通過(guò)可伸縮套筒設(shè)于鉆機(jī)的頂端，并在套筒上設(shè)置刻度線，在鉆機(jī)鉆孔時(shí)，有效確定鉆機(jī)在垂直方向或者其他方向上深度，較為直觀方便。

2)通過(guò)X軸導(dǎo)軌內(nèi)球面的設(shè)置與伸縮套筒的頂部配合，可實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)相對(duì)于試件中心軸線傾斜鉆孔，并配合角度盤(pán)的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)定角度傾斜鉆孔。

3)通過(guò)X軸、Y軸和升降機(jī)構(gòu)的設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)在二維或者三維空間內(nèi)的移動(dòng)，并通過(guò)設(shè)置刻度線實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的精確定位，雙向?qū)к壍慕M合移動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)在試件平面上的定位，避免了在實(shí)際操作過(guò)程中的“跑鉆”、鉆頭滑移等問(wèn)題；

4)整體結(jié)構(gòu)保證了鉆孔過(guò)程中的穩(wěn)定性，提高了試驗(yàn)精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)細(xì)化示意圖；

圖3為本發(fā)明傾斜工作狀態(tài)示意圖；

其中：1底座 2豎向升降套筒 3Y軸導(dǎo)軌 4X軸導(dǎo)軌 5伸縮套筒 6鉆機(jī) 7刻度尺 8緊固螺栓 9角度盤(pán) 10混凝土試件 11試件固定夾12鉆機(jī)電源插頭13指針。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：

實(shí)施例1

混凝土試件鉆孔取樣精準(zhǔn)定位便攜式鉆機(jī)裝置，可實(shí)現(xiàn)試件打鉆過(guò)程中對(duì)垂直度、孔深、孔傾角的控制，該裝置包括底座1，底座1上固定有試件固定夾11，所述試件固定夾11包括至少兩個(gè)，試件固定夾11通過(guò)設(shè)置于底座1上的支撐環(huán)可相對(duì)于底座1水平移動(dòng)，多個(gè)試件固定夾11相互配合以?shī)A持試件，試件10可以是圓柱形，也可以是其他形狀，試件固定夾11是配合試件10的形狀而設(shè)置的，如圖1所示，試件固定夾11包括半圓形手爪，半圓形手爪中部與固定桿連接，固定桿穿過(guò)支撐環(huán)進(jìn)行固定。

在底座1的四個(gè)角上各固定一升降機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)由四只豎向升降套筒2實(shí)現(xiàn)，并在套筒上設(shè)置刻度線，以實(shí)現(xiàn)Z軸方向高度的控制，兩組Y軸導(dǎo)軌3固定于豎向升降套筒2上端，與套筒整體軸向移動(dòng)，保證了打鉆過(guò)程中的垂直度。在Y軸向?qū)к?上安置X軸向?qū)к?，X軸導(dǎo)軌4采用內(nèi)球面凹槽的形式，與鉆機(jī)6頂部設(shè)置的伸縮套筒5連接，實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)6對(duì)試件打孔部位的全覆蓋及精準(zhǔn)定位，而且不會(huì)干涉到鉆機(jī)電源插頭12。伸縮套筒5頂部為球形面與X軸導(dǎo)軌4內(nèi)的球面吻合，使鉆機(jī)6可以實(shí)現(xiàn)不同傾角的要求，利用緊固螺栓固定后，在伸縮套筒5的導(dǎo)向作用下，保證了鉆機(jī)6沿指定傾角打孔。球形頂端和X軸導(dǎo)軌4內(nèi)球面凹槽導(dǎo)軌的組合實(shí)現(xiàn)了在不同傾角下的正常工作，二者通過(guò)緊固螺栓8實(shí)現(xiàn)固定，極大的改善了手持式鉆機(jī)6在打鉆過(guò)程中的偏差問(wèn)題。

所述伸縮套筒5的頂部通過(guò)連接桿與一指針13固定，在所述連接桿上固定有一角度盤(pán)9，連接桿與角度盤(pán)9垂直，角度盤(pán)9與指針13相互平行設(shè)置，連接桿穿過(guò)角度盤(pán)9通過(guò)指針13與角度盤(pán)9指示出鉆機(jī)6的傾斜角度；自重力作用下的角度盤(pán)可以保證垂直并不隨連接桿的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，鉆機(jī)6在轉(zhuǎn)動(dòng)中指針13進(jìn)行角度確定；在確定鉆機(jī)6的傾斜角度后，鉆機(jī)6能沿這套筒軸向前進(jìn)，并利用套筒上設(shè)置的刻度來(lái)進(jìn)行控制打鉆長(zhǎng)度。此外，鉆機(jī)可實(shí)現(xiàn)傾斜方向的鉆孔時(shí)，針對(duì)不規(guī)則的試件，同樣可以實(shí)現(xiàn)鉆孔。

實(shí)現(xiàn)垂直鉆孔控制功能，其操作方法包括以下幾步：

(1)將試件10放置于底座1，并用試件固定夾11夾緊保持位置不變；

(2)伸縮豎向升降套筒2，使鉆頭接觸試件10表面，并記下套筒刻度尺的初始讀數(shù)；

(3)通過(guò)移動(dòng)X軸導(dǎo)軌4、Y軸導(dǎo)軌3，使鉆機(jī)6鉆頭到達(dá)指定點(diǎn)；

(4)固定伸縮套筒5，保持在軸向上套筒不伸縮，接通電源，通過(guò)刻度尺7的讀數(shù)實(shí)現(xiàn)指定孔深的打孔操作；

(5)斷開(kāi)電源，取出試件。

或者，固定豎向升降套筒2，伸縮套筒5是可升降的，鉆機(jī)6在升降過(guò)程中，帶動(dòng)伸縮套筒5上下移動(dòng)，通過(guò)伸縮套筒外表面的刻度來(lái)確定垂直鉆孔的深度。

實(shí)現(xiàn)不同角度鉆孔控制功能，其操作方法包括以下幾步：

(1)將試件10放置于底座1，并用試件固定夾11夾緊保持位置不變；

(2)松開(kāi)X軸導(dǎo)軌4的緊固螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)鉆機(jī)6，通過(guò)指針13在角度盤(pán)9上的讀數(shù)，確定鉆機(jī)6角度，旋轉(zhuǎn)螺栓，緊固鉆機(jī)6；

(3)伸縮豎向升降套筒2，使鉆機(jī)6到達(dá)混凝土試件10平面，并記錄伸縮套筒5的初始刻度值；

(4)保持豎向升降套筒2位置不變，接通電源，控制鉆機(jī)6軸向伸縮套筒，配合伸縮套筒刻度，到達(dá)指定的打孔深度；

斷開(kāi)電源，取出試件10。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同是：

本實(shí)施例中升降機(jī)構(gòu)固定在Y軸導(dǎo)軌的上方。

實(shí)施例3

一種對(duì)試件可實(shí)現(xiàn)定深度定角度鉆孔取樣的方法，采用實(shí)施例1中的混凝土試件鉆孔取樣精準(zhǔn)定位便攜式鉆機(jī)裝置。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不是本發(fā)明的全部實(shí)施例，不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

除說(shuō)明書(shū)所述技術(shù)特征外，其余技術(shù)特征均為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知技術(shù)，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新特點(diǎn)，上述技術(shù)特征在此不再贅述。