一种步履式勘探装置的制作方法

本实用新型属于地质勘探设备技术领域，尤其涉及一种步履式勘探装置。

背景技术：

在内河和沿海地区建筑工程项目时，为了解地质情况，往往需要在滩涂区、潮涧带区、浅水区和深水区进行勘探作业。然而，受上述区域场地软弱，水流湍急，海上潮差大，风浪冲击、涌浪多变等影响，勘探设备的移动就位和作业难度大，对勘探平台及相关技术提出了更高、更严格的要求，因此合理地选择勘探平台是保证勘探工作顺利进行的必要条件。

在滩涂区、潮涧带区、浅水区和深水区进行勘探作业的平台有以几种：

(1)固定式勘探平台，固定平台大都建在近岸浅水中，主要有围堰筑岛法、伐式、木笼基脚式、桩基式平台等4种；(2)自升式升降平台，利用驱动装置将桩腿插入海底一定深度，使平台升到不受潮、浪、涌的影响高度，实施水上勘探作业；(3)漂浮式平台，漂浮式平台以船、筏为主，也包括浮箱与油桶等。

上述三种平台在滩涂区、潮涧带区或浅水地区进行勘探作业时，在一个孔位作业完成后，往往要通过利用水的浮力将平台托起并移动至下一个孔位。因平台移动需满足吃水深度要求，在水位过浅的区域需要乘潮移动就位。由于平台在水上漂浮移动，只要稍有潮、浪、涌的影响，平台将发生激烈的摇晃，导致平台无法正常移动就位，同时人员和设备面临较大的安全风险，严重影响了勘察作业的效率，使勘察工期和成本大幅增加。尤其在一些水位较浅但长年风浪较大的区域，固定式勘探平台、自升式升降平台和漂浮式平台等都无法正常就位和移位，只能等待每年为数不多的潮、浪、涌的影响较小的窗口期作业，严重影响了勘察作业的效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供了一种步履式勘探装置，实现了勘探平台的可移动性，大幅提高了勘探作业的效率，降低勘探成本和勘探工期，同时降低了工人的工作强度，并解决了工人安全作业问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种步履式勘探装置，包括浮动平台、至少两个用于驱动浮动平台纵向移动的纵向移动组件、至少两个用于驱动浮动平台横向移动的横向移动组件，浮动平台上设有用于钻探的钻探组件；

纵向移动组件通过纵向升降液压杆安装在浮动平台的下方，多个纵向移动组件分别位于浮动平台上横向相对设置的第一侧和第二侧；

横向移动组件通过横向升降液压杆安装在浮动平台的下方，多个横向移动组件分别位于浮动平台上纵向相对设置的第三侧和第四侧。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：在滩涂区、潮涧带区或浅水地区进行勘探作业时，本实用新型通过浮动平台下方的纵向移动组件和横向移动组件，可对浮动平台进行纵向移动和横向移动，实现了勘探平台的可移动性，而纵向升降液压杆和横向升降液压杆使得浮动平台在移动或作业时上升至水面以上，避免风浪的冲击作用二发生摇晃，从而提高了勘探作业的环境和气候适用范围，大幅提高了勘探作业的效率，降低勘探成本和勘探工期，同时降低了工人的工作强度，并解决了工人安全作业问题；在深水区进行勘探作业时，本实用新型可通过浮动平台提供浮力，可实现水上漂浮移动，可作为漂浮式勘探平台，扩大本实用新型的使用范围。

进一步地，纵向移动组件和横向移动组件的底端分别设有用于提供浮力的充气浮台，充气浮台连接有用于对其进行充气的充气系统，充气系统安装在浮动平台上。通过充气系统对充气浮台充气，降低纵向移动组件和横向移动组件与地面的接触压力，使本实用新型可在浅水区地基承载力较低的场地上移动，避免本实用新型发生沉陷而无法行走。在本实用新型在深水区进行勘探作业时，可通过充气浮台和浮动平台共同提供浮力。

进一步地，纵向移动组件包括纵向底板、纵向移动轮子单元和纵向移动液压杆，纵向移动轮子单元通过位于其两侧的第一限位板活动安装在纵向底板上，纵向底板上设有供纵向移动轮子单元移动的第一轨道，纵向移动液压杆用于驱动纵向移动轮子单元沿着第一轨道移动，纵向升降液压杆一端与纵向移动轮子单元铰接，另一端与浮动平台连接。

进一步地，纵向移动轮子单元包括第一支撑梁和设置在第一支撑梁上的第一轮子，纵向移动液压杆的一端固定在纵向底板上，另一端与第一支撑梁铰接，纵向升降液压杆一端与第一支撑梁铰接，另一端与浮动平台连接，第一限位板的一端固定在第一支撑梁上，另一端与纵向底板的底端抵接。

进一步地，横向移动组件包括横向底板、横向移动轮子单元和横向移动液压杆，横向移动轮子单元通过位于其两侧的第二限位板活动安装在横向底板上，横向底板上设有供横向移动轮子单元移动的第二轨道，横向移动液压杆用于驱动横向移动轮子单元沿着第二轨道移动，横向升降液压杆一端与横向移动轮子单元铰接，另一端与浮动平台连接。

进一步地，横向移动轮子单元包括第二支撑梁和设置在第二支撑梁上的第二轮子，横向移动液压杆的一端固定在横向底板上，另一端与第二支撑梁铰接，横向升降液压杆一端与第二支撑梁铰接，另一端与浮动平台连接，第二限位板的一端固定在第二支撑梁上，另一端与横向底板的底端抵接。

进一步地，钻探组件包括三角架、钻杆、驱动钻杆转动的钻机以及用于起吊和下放钻杆的动力装置，三角架、钻机和动力装置安装在浮动平台上，浮动平台上设有供钻杆穿过的通孔。

进一步地，浮动平台由多个密封浮筒固定而成。

进一步地，浮动平台上安装有推进器。该设置使得本实用新型在深水区作业时，可在水上实现自主行走。

附图说明

图1为步履式勘探装置的结构示意图；

图2为步履式勘探装置中纵向移动组件和横向移动组件的俯视图。

图中，1-浮动平台，2-纵向移动组件，21-纵向底板，211-第一轨道，22-纵向移动轮子单元，221-第一支撑梁，222-第一轮子，23-纵向移动液压杆，24-第一限位板，3-横向移动组件，31-横向底板，311-第二轨道，32-横向移动轮子单元，321-第二支撑梁，322-第二轮子，33-横向移动液压杆，34-第二限位板，4-钻探组件，41-三角架，42-钻杆，43-钻机，5-纵向升降液压杆，6-横向升降液压杆，7-充气浮台，8-充气系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1和图2，图1为步履式勘探装置的结构示意图，图2为步履式勘探装置中纵向移动组件和横向移动组件的俯视图。一种步履式勘探装置，包括浮动平台1、至少两个用于驱动浮动平台1纵向移动的纵向移动组件2、至少两个用于驱动浮动平台1横向移动的横向移动组件3，浮动平台1上设有用于钻探的钻探组件4；纵向移动组件2通过纵向升降液压杆5安装在浮动平台1的下方，多个纵向移动组件2分别位于浮动平台1上横向相对设置的第一侧和第二侧，即多个纵向移动组件2分别位于浮动平台1的左右两侧；横向移动组件3通过横向升降液压杆6安装在浮动平台1的下方，多个横向移动组件3分别位于浮动平台1上纵向相对设置的第三侧和第四侧，即多个横向移动组件3分别位于浮动平台1的前后两侧。每个纵向移动组件2可以通过两根纵向升降液压杆5安装在浮动平台1的下方，每个横向移动组件3可以通过两根横向升降液压杆6安装在浮动平台1的下方。

钻探组件4包括三角架41、钻杆42、驱动钻杆42转动的钻机43以及用于起吊和下放钻杆的动力装置44，三角架41、钻机43和动力装置44安装在浮动平台1上，浮动平台1上设有供钻杆42穿过的通孔。钻机43和钻杆42设置在三角架41顶端的下方，动力装置44上设有钢丝绳(图中未显示)，钢丝绳从三角架41的顶部穿过后与钻杆42连接，动力装置44以三角架的顶部作为支撑点，在钻探过程中起吊和下放钻杆。在一实施例中，动力装置44以三角架的顶部作为支撑点，起吊和下放其他零部件，如可以起吊和下放重锤做标贯试验。动力装置44可以采用卷扬机、起重绞车等。进一步地，浮动平台1由多个密封浮筒固定而成。密封浮筒以桁架结构固定，在深水区作业时，密封浮筒没入水中部分可为浮动平台1提供浮力。进一步地，浮动平台1上安装有推进器。该设置使得本实用新型在深水区作业时，可在水上实现自主行走。

纵向移动组件2和横向移动组件3的底端分别设有用于提供浮力的充气浮台7，充气浮台7连接有用于对其进行充气的充气系统8，充气系统8安装在浮动平台1上。充气浮台7内部中空，充气系统至少包括空气压缩机、气管和阀门，空气压缩机通过气管与充气浮台连接，阀门设置在气管与充气浮台的连接处，用于打开或关闭充气浮台。通过充气系统8对充气浮台7充气，降低纵向移动组件2和横向移动组件3与地面的接触压力，使本实用新型可在浅水区地基承载力较低的场地上移动，避免本实用新型发生沉陷而无法行走。在本实用新型在深水区进行勘探作业时，可通过充气浮台7和浮动平台1共同提供浮力。

纵向移动组件2包括纵向底板21、纵向移动轮子单元22和纵向移动液压杆23，纵向移动轮子单元22通过位于其两侧的第一限位板24活动安装在纵向底板21上，纵向底板21上设有供纵向移动轮子单元22移动的第一轨道211。纵向底板21呈l形状，其包括第一水平部和第一弯折部，第一轨道211设置在第一水平部上且第一轨道211沿着第一水平部的长度方向延伸，第一限位板24使得纵向移动轮子单元22与第一轨道211保持良好的接触。纵向移动液压杆23用于驱动纵向移动轮子单元22沿着第一轨道211移动，纵向升降液压杆5一端与纵向移动轮子单元22铰接，另一端与浮动平台1连接。

纵向移动轮子单元22包括第一支撑梁221和设置在第一支撑梁221上的第一轮子222，第一轮子222与第一轨道211接触。第一支撑梁221与纵向底板21的第一水平部平行设置。在一实施例中，第一轮子222的数量为四个，每两个第一轮子222为一组，同一组的两个第一轮子222通过第一连接轴设置在第一支撑梁221的两侧，第一连接轴固定在第一支撑梁221上，第一轨道211的数量为二，同一组的两个第一轮子222分别与两个第一轨道211接触，第一轮子222的外侧设有第一挡板，第一挡板的直径大于第一轮子222的直径，通过第一轮子222外侧的挡板，使得两个第一轮子222能保持在两根第一轨道211上。纵向移动液压杆23的一端固定在纵向底板21上，另一端与第一支撑梁221铰接。在一实施例中，纵向移动液压杆23与纵向底板21的第一水平部平行设置，且其与第一支撑梁221水平，纵向移动液压杆23的一端与纵向底板21的第一弯折部固定连接，另一端与第一支撑梁221的一端铰接。纵向升降液压杆5位于第一支撑梁221的上方，且其与第一支撑梁221垂直设置，纵向升降液压杆5的一端与第一支撑梁221铰接，另一端与浮动平台1连接。第一限位板24的一端固定在第一支撑梁221上，另一端与纵向底板21的底端抵接。使得第一轮子222保持与第一轨道211接触。在一实施例中，第一限位板24的数量为四，四个第一限位板24均匀设置在第一支撑梁221的两侧，即第一支撑梁221每一侧有两个第一限位板24，而位于第一支撑梁221同一侧的两个第一限位板24为一组，同一组内的两个第一限位板24分别设置在靠近第一支撑梁221两端的位置。在一实施例中，第一限位板24包括第一抵接板、第一竖直板和第一固定轴，第一竖直板一端垂直固定在第一抵接板上端的中部，第一竖直板与第一抵接板两者呈t形状，第一竖直板的另一端通过第一固定轴与第一支撑梁221固定连接，第一抵接板的上端与纵向底板21的底端抵接，即第一抵接板的上端与第一水平部的底端抵接。通过第一抵接板将纵向底板21吊住，并保持第一轮子222与第一轨道211接触。在一实施例中，第一抵接板远离纵向底板21的一端与第一竖直板之间设有第一加强板，第一加强板分别与第一抵接板和第一竖直板垂直。

横向移动组件3包括横向底板31、横向移动轮子单元32和横向移动液压杆33，横向移动轮子单元32通过位于其两侧的第二限位板34活动安装在横向底板31上，横向底板31上设有供横向移动轮子单元32移动的第二轨道311。横向底板31呈l形状，其包括第二水平部和第二弯折部，第二轨道311设置在第二水平部上且第二轨道311沿着第二水平部的长度方向延伸，第二限位板34使得横向移动轮子单元32与第二轨道311保持良好的接触。横向移动液压杆33用于驱动横向移动轮子单元32沿着第二轨道311移动，横向升降液压杆6一端与横向移动轮子单元32铰接，另一端与浮动平台1连接。

横向移动轮子单元32包括第二支撑梁321和设置在第二支撑梁321上的第二轮子322，第二轮子322与第二轨道311接触。第二支撑梁321与横向底板31的第二水平部平行设置。在一实施例中，第二轮子322的数量为四个，每两个第二轮子322为一组，同一组的两个第二轮子322通过第二连接轴设置在第二支撑梁321的两侧，第二连接轴固定在第二支撑梁321上，第二轨道311的数量为二，同一组的两个第二轮子322分别与两根第二轨道311接触，第二轮子322的外侧设有第二挡板，第二挡板的直径大于第二轮子322的直径，通过第二轮子322外侧的挡板，使得两个第二轮子322能保持在两根第二轨道311上。横向移动液压杆33的一端固定在横向底板31上，另一端与第二支撑梁321铰接。在一实施例中，横向移动液压杆33与横向底板31的第二水平部平行设置，且其与第二支撑梁321水平，横向移动液压杆33的一端横向底板31的第二弯折部固定连接，另一端与第二支撑梁321的一端铰接。横向升降液压杆6位于第二支撑梁321的上方，且其与第二支撑梁321垂直设置，横向升降液压杆6的一端与第二支撑梁321铰接，另一端与浮动平台1连接。第二限位板34的一端固定在第二支撑梁321上，另一端与横向底板31的底端抵接。使得第二轮子322保持与第二轨道311接触。在一实施例中，第二限位板34的数量为四，四个第二限位板34均匀设置在第二支撑梁321的两侧，即第二支撑梁321每一侧有两个第二限位板34，而位于第二支撑梁321同一侧的两个第二限位板34为一组，同一组内的两个第二限位板34分别设置在靠近第二支撑梁321两端的位置。在一实施例中，第二限位板34包括第二抵接板、第二竖直板和第二固定轴，第二竖直板一端垂直固定在第二抵接板上端的中部，第二竖直板与第二抵接板两者呈t形状，第二竖直板的另一端通过第二固定轴与第二支撑梁321固定连接，第二抵接板的上端与横向底板31的底端抵接，即第二抵接板的上端与第二水平部的底端抵接。通过第二抵接板将横向底板31吊住，并保持第二轮子322与第二轨道311接触。在一实施例中，第二抵接板远离横向底板31的一端与第二竖直板之间设有第二加强板，第二加强板分别与第二抵接板和第二竖直板垂直。

步履式勘探装置还可以增加一套液压控制系统，液压控制系统与纵向升降液压杆5、横向升降液压杆6、纵向移动液压杆23和横向移动液压杆33连接，液压控制系统用于向纵向升降液压杆5、横向升降液压杆6、纵向移动液压杆23和横向移动液压杆33输出控制信号，控制纵向升降液压杆5、横向升降液压杆6、纵向移动液压杆23和横向移动液压杆33动作。设置液压控制系统使得本实用新型具备自行移动的能力。

当本实用新型步履式勘探装置在浅水区软弱场地上进行勘探作业时，先通过充气系统8对纵向移动组件2和横向移动组件3底端的充气浮台7进行充气，利用水的浮力降低充气浮台7与地面的接地压力，避免本实用新型行走或作业时，避免纵向移动组件2和横向移动组件3底端的充气浮台7陷入软弱场地而导致本实用新型无法行走，同时减少对软弱场地的扰动。

当步履式勘探装置需要纵向移位时，纵向升降液压杆5收缩，通过第一支撑梁221和第一限位板24提起纵向底板21和纵向底板21底端的充气浮台7，使得纵向底板21和其底端的充气浮台7离开地面，此时横向移动组件3和横向升降液压杆6起支承负载的作用。然后纵向移动液压杆23伸长，在第一限位板24的约束下，纵向移动液压杆23驱动纵向移动轮子单元22沿着第一轨道211移动，使得纵向底板21沿着第一方向(如图2中a方向)纵向位移。然后纵向升降液压杆5伸长并使纵向底板21和纵向底板21底端的充气浮台7着地受力，纵向升降液压杆5继续伸长并使得横向移动组件3和其底端的充气浮台7离开地面。然后纵向移动液压杆23收缩，在第一限位板24的约束下，纵向移动液压杆23驱动纵向移动轮子单元22沿着第一轨道211移动，从而带动纵向升降液压杆5和浮动平台1沿着第一方向纵向位移。

当步履式勘探装置需要横向移位时，横向升降液压杆6收缩，通过第二支撑梁321和第二限位板34提起横向底板31和横向底板31底端的充气浮台7，使得横向底板31和其底端的充气浮台7离开地面，此时纵向移动组件2和纵向升降液压杆5起支承负载的作用。然后横向移动液压杆33伸长，在第二限位板34的约束下，横向移动液压杆33驱动横向移动轮子单元32沿着第二轨道311移动，使得横向底板31沿着第二方向(如图2中b方向)横向位移。然后横向升降液压杆6伸长并使得横向底板31和横向底板31底端的充气浮台7着地受力，横向升降液压杆6继续伸长并使得纵向移动组件2和其底端的充气浮台7离开地面。然后横向移动液压杆33收缩，在第二限位板34的约束下，横向移动液压杆33驱动横向移动轮子单元32沿着第二轨道311移动，从而带动横向升降液压杆6和浮动平台1沿着第二方向横向位移。

到达勘探点后，调节纵向升降液压杆5和横向升降液压杆6的长短，使浮动平台1表面处于同一水平面，并使得浮动平台1处于水位以上且其高度满足不受潮、浪、涌的影响，或使浮动平台1表面处于同一水平面，在浮动平台1受潮、浪、涌的影响时，不至于影响正常勘探作业。然后利用三角架41、钻机43和钻杆42进行勘探作业。在一个勘探点作业完成后，重复上述移动动作，使本实用新型移动至下一勘探点进行作业。

当本实用新型步履式勘探装置在深水区进行勘探作业时，步履式勘探装置可通过纵向移动组件2和横向移动组件3由陆地行走至深水区，直到满足步履式勘探装置在水上漂浮移动的最低水深要求；或者通过吊机将步履式勘探装置整个吊入水中，水深要求满足步履式勘探装置在水上飘浮移动的最低水深要求。最低水深要求即为纵向升降液压杆5和横向升降液压杆6收缩至最短时，步履式勘探装置通过浮动平台1和充气浮台7提供浮力可实现水上飘浮移动(充气浮台7不与地面接触)的最低水深。然后启动浮动平台1上的推进器，将步履式勘探装置移动至勘探作业区。然后在浮动平台1四周以外抛4至8个定位锚，外抛距离约为50至100m，浮动平台1通过曳引系统与定位锚相连。曳引系统通过调节各定位锚的锚绳长度进行精确定位，然后利用三角架41、钻机43和钻杆42进行勘探作业。在一个勘探点作业完成后，曳引系统通过调节各定位锚的锚绳长度进行下一勘探点精确定位，然后开始勘探作业。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：在滩涂区、潮涧带区或浅水地区进行勘探作业时，本实用新型通过浮动平台1下方的纵向移动组件2和横向移动组件3，可对浮动平台1进行纵向移动和横向移动，实现了勘探平台的可移动性，而纵向升降液压杆5和横向升降液压杆6使得浮动平台1在移动或作业时上升至水面以上，避免风浪的冲击作用二发生摇晃，从而提高了勘探作业的环境和气候适用范围，大幅提高了勘探作业的效率，降低勘探成本和勘探工期，同时降低了工人的工作强度，并解决了工人安全作业问题；在深水区进行勘探作业时，本实用新型可通过浮动平台1提供浮力，可实现水上漂浮移动，可作为漂浮式勘探平台，扩大本实用新型的使用范围。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。