專利名稱：支撐機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于細長桿件的支撐機構，其具有支撐裝置和推拉裝置。此外，本 發明還涉及一種具有上述類型的支撐機構的檢測設備。
背景技術：
旋挖鉆機系列鉆桿前端法蘭盤直徑和寬度種類多，鉆桿的前端方頭通常也有方 220、方200、方150三種尺寸。而在應用不同尺寸的鉆桿時，法蘭盤的尺寸也會發生變化。 同時，在現有技術中，通過封閉式的回轉支承裝置對細長桿件、尤其是鉆桿進行支撐，然而， 這種支撐結構并不能適應于不同直徑或者說規格的細長桿件。應用這種封閉式的回轉支承 裝置時，不能確保鉆桿的各節桿保持在同一中心高度位置上，因此需要根據鉆桿直徑的不 同而通過特殊的上下位置調整裝置對鉆桿的中心高度位置進行調整。同時，因細長桿件的 前端方頭的類型影響了推拉鉆桿的形式，因此還需要根據方頭孔位置變化來調整細長桿件 相對于推拉裝置的前后位置。
發明內容
因此，本發明的目的是提出一種用于細長桿件的支撐機構。該機構能夠靈活地適 應不同的直徑或者說規格的細長桿件，從而使細長桿件的各節桿保持在同一中心高度位置 上，同時在應用不同長度的細長桿件時，也能對支撐機構的前后位置進行適應性的調整。同 時，本發明還涉及一種具有上述支撐機構的檢測設備。本發明的目的由此實現，即用于細長桿件的支撐機構具有支撐裝置和推拉裝置， 其中細長桿件具有心桿，支撐裝置包括成對設置的托輪，該托輪可進行升降以用于開放式 地承載心桿尤其是心桿的法蘭盤，并且，推拉裝置包括推拉頭結構，該推拉頭結構與心桿連 接，推拉頭結構可進行升降。也就是說，推拉頭結構被升降至例如心桿中心位置后與心桿連 接，該推拉頭結構可被推拉驅動以例如對心桿進行推拉。在根據本發明的機構中使用了開 式托輪，也就是說，細長桿件可以直接放置在托輪的上方，而無需像現有技術那樣，通過封 閉式的回轉支承裝置對細長桿件進行支撐，其優點在于，是當細長桿件直徑變化時，可以任 意調節托輪的高度，這樣就能保持細長桿件的中心位置不發生變化，這也就是說，通過調節 托輪的高度，使細長桿件的各節桿處于同一中心高度位置上。同時，根據本發明的推拉頭結 構還可以根據細長桿件的位置變化調整高度，并與細長桿件的心桿連接，從而對心桿進行 推拉。優選地，支撐裝置是可移動的。從而有可能實現對于心桿的隨動支撐。更進一步 地，支撐裝置與推拉裝置連接在一起同步運動，從而避免支撐裝置的托輪在細長桿件上尤 其是心桿的法蘭盤上滑動，從而實現托輪對于細長桿件，尤其是對細長桿件的心桿上的法 蘭盤的確定位置的可靠支承。在本發明的一個優選的設計方案中，推拉裝置還包括升降該推拉頭結構并向該 推拉頭結構傳遞推拉力的推拉頭高度調節結構；以及帶有驅動設備的推拉小車，該推拉小車由驅動設備驅動并且通過安置在該推拉小車上的推拉頭高度調節結構推拉該推拉頭結 構。通過這種結構就可以通過驅動設備驅動推拉小車，從而帶動推拉頭結構并最終對細長 桿件進行推拉，并且借助于同一推拉頭高度調節結構既實現了推拉力的傳遞又實現了高度 的調節。
此外，該推拉頭高度調節結構具有第一導柱；滑塊，該滑塊的升降運動通過第一 導柱進行導向；設置在該滑塊下端的高度調節部件。同時，高度調節部件具有固定在滑塊 的下端的上螺母；左右旋螺桿；橫梁；以及固定在橫梁上的下螺母。左右旋螺桿旋擰到上螺 母和下螺母中，其中，上螺母和下螺母的螺紋是反向的，從而在旋轉左右旋螺桿時使滑塊更 加迅速地上升或者下降。在本發明的設計方案中，在對推拉頭結構與細長桿件進行連接之 前，通過高度調節部件可以將推拉頭結構升至與細長桿件的中心高度對齊的位置上，從而 將推拉頭結構調整到能夠容易地與細長桿件進行連接的位置上，這在很大程度上降低了操 作人員將推拉頭結構和細長桿件連接在一起的難度。同時，根據本發明的高度調節部件的 這種結構可以在連接之后，使左右旋螺桿與推拉頭結構的滑塊脫離接觸，這樣滑塊就處于 懸空狀態中，從而實現一種柔性連接。而這種柔性連接可以最大限度地克服細長桿件的旋 轉偏心對推拉裝置的剛性沖擊。根據本發明的設計方案提出，推拉頭結構具有U形推拉桿；以及緊固連接部件， 其中，U形推拉桿通過緊固連接部件與細長桿件的心桿連接。通過將U形推拉桿例如設計 為最大方220設計，可以將例如方200以及方150容納，并且在細長桿件旋轉時也能方便帶 動U形推拉桿的轉動。在根據本發明的另一優選設計方案中提出，U形推拉桿還具有轉軸。該U形推拉桿 與轉軸抗扭地連接，其中，轉軸又通過滾動軸承與滑塊可旋轉地連接，并且在滑塊的前面和 后面分別設置有一平推軸承，用于防止轉軸相對于滑塊在轉軸的軸向方向上發生移動。利 用這種結構，在推動或者拉動細長桿件時，兩個平推軸承抵抗軸向力，從而產生限位作用， 這樣就能夠靈活地旋轉細長桿件同時還能夠對細長桿件進行推拉。根據本發明的一個優選的設計方案，緊固連接部件是螺栓和螺母，該螺栓從一側 穿過U形推拉桿和細長桿件的連接孔，并在另一側通過螺母擰緊在螺栓上使U形推拉桿和 細長桿件的心桿連接在一起。根據本發明的設計方案，支撐裝置還包括托輪架，用于承載托輪；舉升設備，用 于升降該托輪架；導向結構，用于對托輪架的升降運動進行導向；以及底盤小車，用于承載 舉升設備和導向結構。因為不同的細長桿件具有不同的直徑，為了保證細長桿件的各節桿 的處于同一中心高度位置上，需要對細長桿件的中心高度位置進行調整，而應用根據本發 明的支撐裝置可以通過簡單地升降托輪架來帶動托輪，進而對細長桿件的中心高度位置進 行調整。這在很大程度上簡化了調整過程，節省了調整時間、調整的成本以及降低了調整難 度。在本發明的一個優選的設計方案中，導向結構具有第二導柱和導套，其中，導套套 裝在該第二導柱上并在該第二導柱上滑動，并且導套與托輪架固定連接。通過這種導向結 構可以使承載托輪的托輪架精確地沿著導柱滑動，從而精確地調整各節桿的中心高度位置。在本發明的設計方案中提出，底盤小車與推拉小車連接在一起。由于具有推拉裝置的推拉小車對細長桿件進行推拉，而用于承載支撐裝置的底盤小車同樣隨著細長桿件的 移動而移動，因此，將底盤小車與推拉小車連接在一起能夠有效地避免托輪在細長桿件的 法蘭盤上滑動，從而實現托輪對于細長桿件，尤其是對細長桿件的心桿上的法蘭盤的確定 位置的可靠支承。在本發明的一個優選的設計方案中，底盤小車與推拉小車通過連接桿連接起來。 該連接桿是在兩端設置有螺紋的螺桿，該螺桿通過設置在一端的螺紋旋擰在底盤小車中并 且通過設置在另一端的螺紋旋擰在推拉小車中，從而通過螺紋旋擰到底盤小車和推拉小車 中的深度的不同來調整底盤小車和推拉小車之間的相對距離。由于細長桿件的方頭類型的 不同，設置在方頭上的連接孔的位置也會出現變化，通過調整小車之間的相對距離，可以調 整方頭上的連接孔與U形推拉桿上的連接孔之間的距離。而通過本發明的連接桿就能夠以 簡單的方式調整小車之間的距離，從而在很大程度上降低了調整難度，提高了調整效率。在本發明的一個優選的設計方案中提出，底盤小車和推拉小車還分別設置有連接 板，在這些連接板上分別沿移動方向開設有長孔，并且這些連接板通過穿過該長孔的緊固 件連接在一起。由于長孔是沿推拉小車的移動方向上開設的，所以在連接板的相對位置發 生變化時，緊固件仍然可以穿過長孔，以將連接板固定在一起。這樣就在另一附加位置上將 兩個小車連接在一起，從而增加了兩個小車之間的連接剛性。舉升設備為設置在底盤小車和托輪架之間的油壓千斤頂或機械千斤頂或油缸或 氣缸。這種類型的舉升設備鑒于其結構特性可以精確地調整托輪架的舉升高度，從而使細 長桿件的各節桿保持在同一中心高度位置上。在本發明的一個設計方案中提出，驅動設備為變頻調速電機。變頻調速電機能夠 有利地實現對細長桿件旋轉和推拉的無級變頻調速。在本發明的一個優選的設計方案中提出，驅動設備還具有減速機、固定在減速機 的輸出軸上的齒輪，其中該齒輪與固定地設置在軌道之間的齒條嚙合，從而推動推拉小車 運動。通過使用這種類型的驅動設備可以精確定位推拉小車的位置，進而精確地對細長桿 件進行推拉。根據本發明的一個優選的設計方案，在推拉小車上還設置有配重。在實踐中，由于 細長桿件在被拉出時伸出長度很長，重量很大，其對推拉小車的反向力矩很大，增加一配重 可以很好地抵消該反向力矩，從而更好地確保推拉小車的穩定性。此外，本發明的另一目的通過一種具有上述支撐機構的檢測設備實現。通過使用 這種類型的檢測設備，可以確保在檢測不同直徑或者類型的細長桿件時，都能夠確保細長 桿件的各節桿都處于同一中心位置上。同時，在該檢測設備中，可以更加簡單和快速的更換 不同類型的細長桿件，從而降低了在檢測時的安裝難度，降低了設備的成本，加快了檢測速 度。應該理解，以上的一般性描述和以下的詳細描述都是列舉和說明性質的，目的是 為了對要求保護的本發明提供進一步的說明。
接下來參照附圖根據對本發明的實施例的描述對本發明進一步說明，圖中示出圖1是根據本發明的支撐機構的示意圖2是根據本發明的支撐機構在線L-L處的截面圖；圖3是根據本發明的支撐機構的推拉頭結構的示意圖；圖4是根據本發明的支撐機構的推拉頭高度調節結構的示意圖。
具體實施例方式圖1示出了根據本發明的支撐機構，其中，該機構具有支撐裝置和推拉裝置。在圖 1的左側可以看到支撐裝置，其具有至少兩個托輪1，用于開放式地承載細長桿件的法蘭 盤4，其中在本發明的優選的實施例中，細長桿件為鉆桿；托輪架2，用于承載托輪1 ；舉升設 備，用于升降托輪架2 ；導向結構，用于對托輪架2的升降運動進行導向；以及可在軌道上行 駛的底盤小車3，用于承載舉升設備和導向結構。在圖1的右側示出了推拉裝置，其具有推 拉頭結構，用于推拉細長桿件；推拉頭高度調節結構，用于調節推拉頭結構的高度；以及可 在軌道上行駛的、帶有驅動設備的推拉小車5，其中，推拉小車5用于承載該推拉頭高度調 節結構。在本發明的設計方案中，所謂“開放式地承載”應該相對于“封閉式承載”來進行 理解，也就是說，細長桿件，即鉆桿并不是由支撐裝置封閉式地包圍，而是僅僅由在鉆桿下 方的托輪來托舉，這樣，鉆桿就可以自由地從支撐裝置上移開或放置在支撐裝置上，而不會 受到封閉式回轉支承裝置的限制。在本實施例中，驅動設備是變頻調速電機6。同時該驅動設備還具有減速機27、固 定在減速機27的輸出軸28上的齒輪29，其中該齒輪29與固定地設置在軌道之間的齒條30 嚙合，從而推動推拉小車5運動。通過使用這種結構的驅動設備可以精確定位推拉小車的 位置。同時，在推拉小車5上還安置有一配重31，用于抵消在鉆桿伸出時出現的反向力矩， 從而增強推拉小車5的穩定性。此外，變頻調速電機可與遙控器無線連接，實現正反轉、前后行走、啟停的遙控操 作，實現鉆桿旋轉和推拉的無級變頻調速。同時，底盤小車3與推拉小車5通過可調節長度的連接桿22連接在一起。在本 發明的優選的實施例中，該連接桿22為兩端都具有螺紋的螺桿，其在一端旋擰到底盤小車 3上，另一端旋擰到推拉小車5上，從而通過螺桿旋擰到小車中的深度不同來調節兩個小車 之間的距離。此外，在底盤小車3和推拉小車5還分別設置有連接板23，24，在連接板23， 24上分別沿移動方向開設有長孔26，并通過穿過長孔26的緊固件連接在一起。在圖2中示出了根據本發明的支撐機構在線L-L處的截面圖，該截面圖清晰地示 出了支撐裝置。從圖中可以看到，兩個托輪1安裝在托輪架2上，用于承載細長桿件。同時， 在托輪架2的兩側固定連接有導套8，該導套8套裝在第二導柱7上，從而在導套8在第二 導柱7上滑動時帶動托輪架2 —起上下移動。在托輪架2的下方設置有油壓千斤頂6。通 過油壓千斤頂6來升降托輪架2。圖3示出了根據本發明的支撐機構的推拉頭結構。從圖中可見，推拉頭結構具有 U形推拉桿9以及緊固連接部件11。U形推拉桿9通過緊固連接部件11與細長桿件連接。 在本發明的優選的實施例中，細長桿件為鉆桿，鉆桿的前端方頭通常有方220、方200、方 150三種尺寸。因此，U形推拉桿9被設計成能夠包含最大方220的鉆桿方頭。此外，從圖3中進一步看到，U形推拉桿9還具有轉軸10。U形推拉桿9與轉軸10抗扭地連接，優選地焊接在一起。同時，轉軸10又通過滾動軸承19與滑塊13可旋轉地連 接，在本實施例中優選地設置有兩個滾動軸承19。在滑塊13的前面和后面分別設置有一平 推軸承20，用于防止轉軸10相對于滑塊13在轉軸10的軸向方向上發生移動。圖4中示出了根據本發明的支撐機構的推拉頭高度調節結構。從圖中可見，推拉 頭高度調節結構具有滑塊13 ；第二導柱7，用于對滑塊13的升降運動進行導向；設置在滑 塊13下端的高度調節部件。在本實施例中提出，滑塊13的左右兩端分別設置有導向滑塊， 而第一導柱14上設置有與導向滑塊相對應的導向滑槽，導向滑塊嚙合到導向滑槽中并在 其中進行滑動。同時，高度調節部件具有固定在滑塊13的下端的上螺母15 ；左右旋螺桿 16 ；橫梁17 ；以及固定在橫梁17上的下螺母18，其中，左右旋螺桿16旋擰到上螺母15和下 螺母18中，并且上螺母15和下螺母18的螺紋是相反的，從而在旋轉左右旋螺桿16時使滑 塊13更加快速地上升或者下降。在本實施例中，鉆桿被支撐裝置托起，確定中心位置后，旋 轉左右旋螺桿16，左右旋螺桿16推動滑塊13將U形推拉桿9與鉆桿方頭中心平齊，然后松 開左右旋螺桿16使滑塊13和U形推拉桿9成懸空狀態，左右旋螺桿16柔性不受力，因鉆 桿各節有較大間隙，柔性不受力的結構形式就克服了鉆桿旋轉偏心對整個機構產生的剛性 沖擊。以上僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人 員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等 同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種支撐機構，用于支撐細長桿件，所述細長桿件具有心桿，其特征在于所述支撐機構具有支撐裝置和推拉裝置，所述支撐裝置包括成對設置的托輪(1)，所述托輪可進行升降以用于開放式地承載所述心桿；所述推拉裝置包括推拉頭結構，所述推拉頭結構與所述心桿連接以推拉所述心桿并且所述推拉頭結構可進行升降。
2.根據權利要求1所述的支撐機構，其特征在于，所述支撐裝置是可移動的。
3.根據權利要求2所述的支撐機構，其特征在于，所述支撐裝置與所述推拉裝置連接 在一起同步運動。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的支撐機構，其特征在于，所述推拉裝置還包括 升降所述推拉頭結構并向所述推拉頭結構傳遞推拉力的推拉頭高度調節結構以及帶有驅 動設備的推拉小車(5)，所述推拉小車(5)由所述驅動設備驅動并且通過安置在所述推拉 小車上的推拉頭高度調節結構向所述推拉頭結構傳遞推拉力。
5.根據權利要求4所述的支撐機構，其特征在于，所述推拉頭高度調節結構具有第一 導柱(14)；滑塊(13)，所述滑塊(13)的升降運動通過所述第一導柱(14)進行導向；設置在 所述滑塊(13)下端的高度調節部件。
6.根據權利要求5所述的支撐機構，其特征在于，所述高度調節部件具有固定在所述 滑塊(13)的下端的上螺母(15)；左右旋螺桿(16)；橫梁(17)；以及固定在所述橫梁(17) 上的下螺母(18)，其中，所述左右旋螺桿(16)旋入到所述上螺母(15)和所述下螺母(18) 中，從而在旋轉所述左右旋螺桿(16)時使所述滑塊(13)上升或者下降。
7.根據權利要求5所述的支撐機構，其特征在于，所述推拉頭結構具有U形推拉桿(9)；以及緊固連接部件(11)，其中，所述U形推拉桿(9)通過所述緊固連接部件(11)與所 述心桿連接。
8.根據權利要求7所述的支撐機構，其特征在于，所述U形推拉桿(9)還具有轉軸(10)，所述U形推拉桿(9)與所述轉軸(10)抗扭地連接，所述轉軸(10)通過滾動軸承(19) 與所述滑塊(13)可旋轉地連接，并且在所述滑塊(13)的前面和后面分別設置有一平推軸 承(20)，用于防止所述轉軸(10)相對于所述滑塊(13)在所述轉軸(10)的軸向方向上發生移動。
9.根據權利要求1至3中任一項所述的支撐機構，其特征在于，所述支撐裝置還包括 托輪架(2)，用于承載所述托輪(1)；舉升設備，用于升降所述托輪架(2)；導向結構，用于對 所述托輪架(2)的升降運動進行導向；以及底盤小車(3)，用于承載所述舉升設備和所述導 向結構。
10.根據權利要求9所述的支撐機構，其特征在于，所述導向結構具有第二導柱(7)和 導套(8)，其中，所述導套(8)套裝在所述第二導柱(7)上并在所述第二導柱(7)上滑動，并 且所述導套(8)與所述托輪架(2)固定連接。
11.根據權利要求9所述的支撐機構，其特征在于，所述舉升設備為設置在所述底盤小 車(3)和所述托輪架(2)之間的油壓千斤頂(6)或機械千斤頂或油缸或氣缸。
12.根據權利要求9所述的支撐機構，其特征在于，所述底盤小車(3)與所述推拉小車 (5)連接在一起。
13.根據權利要求12所述的支撐機構，其特征在于，所述底盤小車(3)與所述推拉小車(5)通過連接桿(22)連接起來，所述連接桿(22)是在兩端設置有螺紋的螺桿，所述螺桿通 過設置在一端的螺紋旋擰在所述底盤小車(3)中并且通過設置在另一端的螺紋旋擰在所 述推拉小車(5)中，從而通過所述螺紋旋擰到所述底盤小車(3)和所述推拉小車(5)中的 深度的不同來調整所述底盤小車⑶和所述推拉小車(5)之間的相對距離。
14.根據權利要求13所述的支撐機構，其特征在于，所述底盤小車(3)和所述推拉小 車(5)還分別設置有連接板(23，24)，在所述連接板(23，24)上分別沿移動方向開設有長孔 (26)，并且所述連接板(23，24)通過穿過所述長孔(26)的緊固件連接在一起。
15.根據權利要求4所述的支撐機構，其特征在于，所述驅動設備具有變頻調速電機 (21)、減速機(27)、固定在所述減速機(27)的輸出軸(28)上的齒輪(29)，其中所述齒輪 (29)與固定地設置在所述軌道之間的齒條(30)嚙合，從而推動所述推拉小車(5)運動。
16.根據權利要求15所述的支撐機構，其特征在于，在所述推拉小車(5)上還設置有配 重(31)。
17.一種用于細長桿件的檢測設備，包括權利要求1至16中任一項所述的支撐機構。
全文摘要
本發明涉及一種支撐機構，用于支撐細長桿件，細長桿件具有心桿，其中，支撐機構具有支撐裝置和推拉裝置，支撐裝置包括成對設置的托輪(1)，該托輪可進行升降以用于開放式地承載心桿；推拉裝置包括推拉頭結構，該推拉頭結構與心桿連接以推拉心桿并且推拉頭結構可進行升降。該機構能夠靈活地適應不同的直徑或者說規格的細長桿件。
文檔編號G01M99/00GK101858480SQ20101013885
公開日2010年10月13日 申請日期2010年3月31日 優先權日2010年3月31日
發明者周鳴放, 孫衛波, 蘇杰 申請人:北京市三一重機有限公司