一种阶梯式钻头及其深孔定位组件的制作方法

1.本发明涉及钻头技术领域，具体为一种阶梯式钻头及其深孔定位组件。


背景技术：

2.钻头是用以在实体材料上钻削出通孔或盲孔，并能对已有的孔扩孔的刀具。常用的钻头主要有麻花钻、扁钻、中心钻、深孔钻和套料钻。扩孔钻和锪钻虽不能在实体材料上钻孔，但习惯上也将它们归入钻头一类。
3.现有的技术中，尤其在地下水勘测领域，在对地下水位置进行勘测时，利用勘测设备向地下进行钻孔，钻孔所需要的钻头上安装有传感器组件，钻头在地下移动，在移动至地下水区域时，钻头上的传感器组件的传感部分和水接触从而接收到信号并将地下水的位置信息传递到地上的终端上，然后利用勘测设备将钻头移出地面，再利用专门的取样设备沿原先的地面的钻孔行进取样，在此过程中，至少存在这些问题：1、先用钻头探测到地下水位置后，再利用专门的取样设备进行取样，操作耗时长，且需要额外的仪器进行取样，经济效益低；2、钻头上的传感器组件的传感部分一般位于钻头的外表面，从而便于较为准确的接触到水，但传感器组件的传感部分跟随钻头在地下行进容易受到地下土层的冲击而损伤；3、在进行取样时，容易在带入部分土层到取样容器内，从而影响取样质量。
4.为此，提出一种阶梯式钻头及其深孔定位组件。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种阶梯式钻头及其深孔定位组件，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阶梯式钻头，包括钻头，所述钻头上端面转动连接有钻杆，所述钻头上设置有自驱动机构，所述钻头内设置有取样组件，所述取样组件两侧设置有防护组件，所述防护组件上设置有清洗组件。
7.优选的，所述自驱动机构包括驱动孔，所述驱动孔开设在钻头内表面底部，所述驱动孔内壁开设有螺旋槽，所述螺旋槽内伸入并传动连接有一组传动杆，所述传动杆固定连接有驱动杆，所述驱动杆下端伸出驱动孔且不接触，所述钻头内开设有驱动腔，所述驱动杆贯穿伸入驱动腔活动连接，所述驱动杆伸入驱动腔的部分贯穿并转动连接有横板，所述横板滑动连接在驱动腔内，且横板上固定连接有驱动弹簧，所述驱动弹簧位于驱动腔内套设在驱动杆上。
8.优选的，所述取样组件包括控制腔，所述控制腔为椭圆状，所述控制腔开设在钻头内上部，所述钻杆底部固定连接有定轴，所述定轴贯穿伸入控制腔内并转动连接，所述定轴下端固定连接有挤压杆，所述控制腔内开设有取样槽，所述取样槽内壁固定连接有弹力块，所述弹力块内密集开设有滤孔，所述控制腔底部开设有储腔。
9.优选的，所述滤孔朝向钻头外侧的一端设置为细孔，所述滤孔朝向钻头内侧的一端设置为孔径向外扩大的锥孔。
10.优选的，所述防护组件包括防护腔，所述防护腔开设在控制腔内表面底部，所述防护腔两侧开设有洗腔，所述防护腔内滑动连接有横杆，所述横杆和驱动杆上端转动连接，所述横杆两侧固定连接有防护板，所述防护板滑动连接在洗腔内。
11.优选的，所述清洗组件包括清洗槽，所述清洗槽开设在洗腔侧壁上，所述清洗槽内固定连接有转轴，所述转轴外侧转动连接有海绵环，所述海绵环和防护板紧密接触连接。
12.优选的，所述清洗槽内底部开设有出口，所述清洗槽底部呈向外倾斜状，所述清洗槽底部的倾斜面上固定连接有连接辊，所述连接辊上转动连接有挤压筒。
13.优选的，所述挤压筒部分伸入海绵环内并活动连接，所述出口处铰接有铰接片，所述铰接片在出口铰接处设置有扭簧。
14.优选的，所述驱动杆底部固定连接有钻尖，所述钻尖和钻头底部相对应。
15.优选的，一种阶梯式钻头的深孔定位组件，包括传感器组件，所述传感器组件设置在钻头内，所述钻头底部嵌入式固定连接有开关，所述开关和传感器组件之间电性连接有导线，所述开关位于钻尖的上方。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.1、本发明通过在对地下水进行探测时，将钻杆向下移动，钻杆下端转动连接的钻头向下移动，钻头底部的驱动杆及钻尖向下移动，在接触地面时，由于地面的阻碍，钻尖带动驱动杆向钻头方向移动，钻尖最终和钻头底部贴合，在此过程中，驱动杆上的驱动弹簧不断被压缩，从而为后续检测到地下水后的取样作业进行蓄能，由于钻头上固定连接的传动杆对驱动孔内螺旋槽的限位，在驱动杆移动时，驱动杆固定连接的传动杆在螺旋槽内移动，由于螺旋槽竖直螺旋的特性，在驱动杆向下移动时螺旋槽所在的驱动孔所在的钻头转动，钻杆不转动，即钻杆通过定轴固定连接的挤压杆不转动，钻头转动即钻头上取样槽内的弹力块转动，弹力块转动在经过挤压杆的一端时被挤压杆挤压，弹力块挤压扩张，相对应的弹力块内的滤孔从而被扩张，从而便于地下水更好地通过滤孔进入钻头内部的储腔中，且滤孔不断地被挤压扩张收缩，也能防止滤孔的堵塞，采用此种方式，能够在探测到地下水后直接自动取样带回地面，从而无需额外的设备进行再进行取样，方便且经济效益高。
18.2、本发明通过设计取样槽，取样槽用来地下水流入钻头的储腔内，取样槽内弹力块上的滤孔用来过滤地下水中的较大的固体杂质，在驱动杆向上移动时，驱动杆转动连接的横杆向上移动，横杆固定连接的防护板向上移动，盖住取样槽，防止钻头在地下移动时土层冲击弹力块和进入储腔内；
19.3、本发明通过钻尖和钻头底面贴合后，钻头继续在钻杆向下推动的作用下继续向下移动，即在地下移动，钻头移动至地下水区域时，钻头底部的驱动杆及钻尖首先失去地下土层的限位并由于驱动弹簧的作用力向背离钻头的方向移动，此时开关失去钻尖的限位从而通过导线开启传感器组件，从而能够自动对地下水进行检测并将地下水位置等信息传递到地面控制终端上，传感器组件设置在钻头内部从而能够对传感器组件形成更好的保护，以防止钻头在地下移动时，钻头上的传感器组件的被土层冲击损伤。
附图说明
20.图1为本发明的整体结构视图；
21.图2为本发明整体剖面图；
22.图3为本发明的整体的剖面图；
23.图4为本发明的整体的内部结构图；
24.图5为本发明的整体的驱动杆和螺旋槽的结合视图；
25.图6为本发明的俯视图；
26.图7为本发明的弹力块的剖视图；
27.图8为本发明的部分剖视图；
28.图9为本发明的图8的a的放大图。
29.图中：
30.1、钻头；11、钻杆；2、自驱动机构；21、驱动孔；22、驱动杆；23、螺旋槽；24、传动杆；25、驱动腔；26、横板；27、驱动弹簧；3、取样组件；31、控制腔；32、定轴；33、挤压杆；34、取样槽；35、弹力块；36、滤孔；37、储腔；361、细孔；362、锥孔；4、防护组件；41、防护腔；42、横杆；43、防护板；44、洗腔；5、清洗组件；51、清洗槽；52、转轴；53、海绵环；6、连接辊；61、挤压筒；62、出口；7、铰接片；9、钻尖；100、传感器组件；101、导线；102、开关。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：
33.一种阶梯式钻头及其深孔定位组件，包括钻头1，所述钻头1上端面转动连接有钻杆11，所述钻头1上设置有自驱动机构2，所述钻头1内设置有取样组件3，所述取样组件3两侧设置有防护组件4，所述防护组件4上设置有清洗组件5。
34.作为本发明的一种实施例，如图2和图5所示，所述自驱动机构2包括驱动孔21，所述驱动孔21开设在钻头1内表面底部，所述驱动孔21内壁开设有螺旋槽23，所述螺旋槽23内伸入并传动连接有一组传动杆24，所述传动杆24固定连接有驱动杆22，所述驱动杆22下端伸出驱动孔21且不接触，所述钻头1内开设有驱动腔25，所述驱动杆22贯穿伸入驱动腔25活动连接，所述驱动杆22伸入驱动腔25的部分贯穿并转动连接有横板26，所述横板26滑动连接在驱动腔25内，且横板26上固定连接有驱动弹簧27，所述驱动弹簧27位于驱动腔25内套设在驱动杆22上。
35.工作时，在对地下水进行探测时，将钻杆11向下移动，钻杆11下端转动连接的钻头1向下移动，钻头1底部的驱动杆22及钻尖9向下移动，在接触地面时，由于地面的阻碍，钻尖9带动驱动杆22想钻头1方向移动，钻尖9最终和钻头1底部贴合，在此过程中，驱动杆22上的驱动弹簧27不断被压缩，从而为后续检测到地下水后的取样作业进行蓄能；
36.由于钻头1上固定连接的传动杆24对驱动孔21内螺旋槽23的限位，在驱动杆22移动时，驱动杆22固定连接的传动杆24在螺旋槽23内移动，由于螺旋槽23竖直螺旋的特性，在驱动杆22向下移动时螺旋槽23所在的驱动孔21所在的钻头1转动，从而进行释能。
37.作为本发明的一种实施例，如图1、图2、图3、图4、图6和图7所示，所述取样组件3包括控制腔31，所述控制腔31为椭圆状，所述控制腔31开设在钻头1内上部，所述钻杆11底部
固定连接有定轴32，所述定轴32贯穿伸入控制腔31内并转动连接，所述定轴32下端固定连接有挤压杆33，所述控制腔31内开设有取样槽34，所述取样槽34内壁固定连接有弹力块35，所述弹力块35内密集开设有滤孔36，所述控制腔31底部开设有储腔37，所述滤孔36朝向钻头1外侧的一端设置为细孔361，所述滤孔36朝向钻头1内侧的一端设置为孔径向外扩大的锥孔362。
38.工作时，取样槽34用来地下水流入钻头1的储腔37内，取样槽34内弹力块35上的滤孔36用来过滤地下水中的较大的固体杂质，钻杆11不转动，钻杆11通过定轴32固定连接的挤压杆33不转动，钻头1转动即钻头1上取样槽34内的弹力块35转动，弹力块35转动在经过挤压杆33的一端时被挤压杆33挤压，弹力块35挤压扩张，相对应的弹力块35内的滤孔36从而被扩张，从而便于地下水更好地通过滤孔36进入钻头1内部的储腔37中，且滤孔36不断地被挤压扩张收缩，也能防止滤孔36的堵塞。
39.作为本发明的一种实施例，如图2、图4、图6和图8所示，所述防护组件4包括防护腔41，所述防护腔41开设在控制腔31内表面底部，所述防护腔41两侧开设有洗腔44，所述防护腔41内滑动连接有横杆42，所述横杆42和驱动杆22上端转动连接，所述横杆42两侧固定连接有防护板43，所述防护板43滑动连接在洗腔44内。
40.工作时，在驱动杆22向上移动时，驱动杆22转动连接的横杆42向上移动，横杆42固定连接的防护板43向上移动，盖住取样槽34，防止钻头1在地下移动时土层冲击弹力块35和进入储腔37内。
41.作为本发明的一种实施例，如图9所示，所述清洗组件5包括清洗槽51，所述清洗槽51开设在洗腔44侧壁上，所述清洗槽51内固定连接有转轴52，所述转轴52外侧转动连接有海绵环53，所述海绵环53和防护板43紧密接触连接，所述清洗槽51内底部开设有出口62，所述清洗槽51底部呈向外倾斜状，所述清洗槽51底部的倾斜面上固定连接有连接辊6，所述连接辊6上转动连接有挤压筒61，所述挤压筒61部分伸入海绵环53内并活动连接，所述出口62处铰接有铰接片7，所述铰接片7在出口62铰接处设置有扭簧。
42.工作时，当驱动杆22向背离钻头1的方向移动时横杆42向下移动，横杆42上固定连接的防护板43向下移动，防护板43外侧的海绵环53受防护板43的移动从而转动，防护板43上粘的土层和地下水从而被转动的海绵环53抹擦，从而对防护板43进行清理，海绵环53被挤压筒61挤压从而析出土层及地下水并顺着出口62离开该钻头1，从而防止防护板43伸入洗腔44时带入太多的土层滞留在洗腔44内。
43.作为本发明的一种实施例，如图1、图2和图3所示，所述驱动杆22底部固定连接有钻尖9，所述钻尖9和钻头1底部相对应。
44.工作时，钻尖9的设计从而能够在被地面阻碍挤压时，作为驱动杆22的受压件，增加了受压面的作业面积，从而能够更好地使驱动杆22向钻头1方向移动，且在钻尖9和钻头1底面贴合时从而能够防止在钻头1在地下移动时，外来物质进入驱动孔21内。
45.根据上述的一种阶梯式钻头的深孔定位组件，包括传感器组件100，所述传感器组件100设置在钻头1内，所述钻头1底部嵌入式固定连接有开关102，所述开关102和传感器组件100之间电性连接有导线101，所述开关102位于钻尖9的上方。
46.工作时，钻尖9和钻头1底面贴合后，钻头1继续在钻杆11向下推动的作用下继续向下移动，即在地下移动，钻头1移动至地下水区域时，钻头1底部的驱动杆22及钻尖9首先失
去地下土层的限位并由于驱动弹簧27的作用力向背离钻头1的方向移动，此时开关102失去钻尖9的限位从而通过导线101开启传感器组件100，从而能够自动对地下水进行检测并将地下水位置等信息传递到地面控制终端上，传感器组件100设置在钻头1内部从而能够对传感器组件100形成更好地保护，以防止钻头1在地下移动时，钻头1上的传感器组件100的被土层冲击损伤。
47.工作原理：在对地下水进行探测时，将钻杆11向下移动，钻杆11下端转动连接的钻头1向下移动，钻头1底部的驱动杆22及钻尖9向下移动，在接触地面时，由于地面的阻碍，钻尖9带动驱动杆22向钻头1方向移动，钻尖9最终和钻头1底部贴合，在此过程中，驱动杆22上的驱动弹簧27不断被压缩，从而为后续检测到地下水后的取样作业进行蓄能；
48.取样槽34用来地下水流入钻头1的储腔37内，取样槽34内弹力块35上的滤孔36用来过滤地下水中的较大的固体杂质，在驱动杆22向上移动时，驱动杆22转动连接的横杆42向上移动，横杆42固定连接的防护板43向上移动，盖住取样槽34，防止钻头1在地下移动时土层冲击弹力块35和进入储腔37内；
49.钻尖9的设计从而能够在被地面阻碍挤压时，作为驱动杆22的受压件，增加了受压面的作业面积，从而能够更好地使驱动杆22向钻头1方向移动，且在钻尖9和钻头1底面贴合时从而能够防止在钻头1在地下移动时，外来物质进入驱动孔21内；
50.在钻尖9和钻头1底面贴合后，开关102受到钻尖9的挤压作用，开关102受压从而通过导线101控制传感器组件100关闭不动作，传感器组件100内设置有电池，电池给传感器组件100供电；
51.钻尖9和钻头1底面贴合后，钻头1继续在钻杆11向下推动的作用下继续向下移动，即在地下移动，钻头1移动至地下水区域时，由于地下水周围土层地质较软，钻头1底部的驱动杆22及钻尖9首先失去地下土层的限位并由于驱动弹簧27的作用力向背离钻头1的方向移动，此时开关102失去钻尖9的限位从而通过导线101开启传感器组件100(传感器组件100和开关102电路部件均做防水处理)，从而能够自动对地下水进行检测并将地下水位置等信息传递到地面控制终端上(传感器组件100上连接无线发射器，通过无线发射器将采集的信息上传至地表接收终端，传感器传感头位于开关102处(图中未示出))，传感器组件100设置在钻头1内部从而能够对传感器组件100形成更好地保护，以防止钻头1在地下移动时，钻头1上的传感器组件100的被土层冲击损伤；
52.当驱动杆22向背离钻头1的方向移动时横杆42向下移动，横杆42上固定连接的防护板43向下移动，防护板43外侧的海绵环53受防护板43的移动产生的摩擦从而转动，防护板43上粘的土层和地下水从而被转动的海绵环53抹擦，从而对防护板43进行清理，海绵环53被挤压筒61挤压从而析出土层及地下水并顺着出口62离开该钻头1，从而防止防护板43伸入洗腔44时带入太多的土层滞留在洗腔44内；
53.钻头1在地下水区域时，地下水经过洗腔44并通过洗腔44底部的通口流出，从而能够进一步带走洗腔44内的泥土脏污；
54.由于钻头1上固定连接的传动杆24对驱动孔21内螺旋槽23的限位，在驱动杆22移动时，驱动杆22固定连接的传动杆24在螺旋槽23内移动，由于螺旋槽23竖直螺旋的特性，在驱动杆22向下移动时螺旋槽23所在的驱动孔21所在的钻头1转动，钻杆11不转动，即钻杆11通过定轴32固定连接的挤压杆33不转动，钻头1转动即钻头1上取样槽34内的弹力块35转
动，弹力块35转动在经过挤压杆33的一端时被挤压杆33挤压，弹力块35挤压扩张，相对应的弹力块35内的滤孔36从而被扩张，从而便于地下水更好地通过滤孔36进入钻头1内部的储腔37中，且滤孔36不断地被挤压扩张收缩，也能防止滤孔36的堵塞，采用此种方式，能够在探测到地下水后直接自动取样带回地面，从而无需额外的设备进行再进行取样，方便且经济效益高。
55.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。