一種電池驅動水下振動鉆的制造方法

一種電池驅動水下振動鉆的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電池驅動水下振動鉆機，包括機架(1)、導向連接組件(2)、水下振動裝置(3)、行程架(4)、鉆具(5)、多個電池組(6)、逆變器筒(7)和觸發器(8)；工作時，首先所述觸發器(8)先觸發，接著所述水下振動裝置(3)開始振動并帶動所述鉆具(5)沿立管(103)運動，當所述行程架(4)觸碰到所述觸發器(8)時，所述觸發器(8)再次觸發，從而使所述水下振動裝置(3)停止振動。本實用新型采用水下振動裝置(3)帶動鉆具(5)振動，這種結構操作方便、維護簡單、可靠性高；采用觸發器(8)觸發實現了全自動化作業。本實用新型的電池驅動水下振動鉆機主要應用于海底或河床湖底砂質取樣。
【專利說明】一種電池驅動水下振動鉆機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種振動取樣裝置，特別涉及一種電池驅動水下振動鉆機。
【背景技術】
[0002]海底振動砂質沉積物鉆機系統用于海底砂質取樣，廣泛應用于海洋區域地質調查、環境地質取樣、海洋礦產資源勘探、地球化學勘查工作。同類鉆機系統存在故障率高、維護困難；且不能實現全自動化工作；使用大量電纜線，操作不便。
實用新型內容
[0003]針對上述現有技術，本實用新型要解決的技術問題是提供一種操作更加方便、維護簡單、可靠性高并能實現全自動化的電池驅動水下振動鉆機。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種電池驅動水下振動鉆機，包括機架、導向連接組件、水下振動裝置、行程架、鉆具和觸發器；所述導向連接組件設有導向架，所述導向架兩側各設有圓管，所述機架設有兩根立管；所述圓管套設于所述立管外并與之滑動連接，所述觸發器安裝于所述機架的一側，所述行程架安裝于所述導向連接組件的一偵牝并與觸發器同側對應；所述水下振動裝置固定于所述導向連接組件的上部，所述鉆具固定于所述導向連接組件的下部；工作時，首先所述觸發器先觸發，接著所述水下振動裝置開始振動并帶動所述鉆具沿立管運動，當所述行程架觸碰到所述觸發器時，所述觸發器再次觸發，從而使所述水下振動裝置停止振動。
[0005]本實用新型的進一步改進為，所述電池驅動水下振動鉆機還包括多個電池組和一個逆變器筒；所述多個電池組和一個逆變器筒分別安裝于所述機架，所述多個電池組串聯之后與所述逆變器筒電連接，所述逆變器筒分別與所述觸發開關和雙軸電機電連接；所述電池組采用浸油式內外壓力平衡電池組或壓力桶裝載電池組，所述逆變器筒內設有逆變器。
[0006]本實用新型的進一步改進為，所述雙軸電機采用直流電機或交流電機；采用交流電機時，所述振動鉆機還包括逆變器，所述交流電機、逆變器和電池組依次電連接，所述逆變器置于所述逆變器筒內。
[0007]本實用新型的進一步改進為，所述觸發器包括支架、導輪、觸發機構、觸發錘、觸發開關和磁鐵組件；所述觸發錘設有拉繩，所述觸發機構設有開關板和行程桿；所述導輪安裝于所述行程桿的首端，所述觸發機構和觸發開關分別安裝于所述支架的正面和背面，所述磁鐵組件與開關板固定，所述觸發錘通過拉繩掛于所述開關板首端；工作時，所述觸發錘先觸底，所述拉繩不受力而松弛，所述觸發機構觸發，進而帶動所述磁鐵組件接近所述觸發開關，從而所述觸發開關接通，水下振動裝置開始振動；當所述行程架觸碰到所述導輪時，所述觸發機構再次觸發，進而帶動所述磁鐵組件遠離所述觸發開關，從而所述觸發開關斷開，水下振動裝置停止振動。
[0008]本實用新型的進一步改進為，所述水下振動裝置包括外殼、雙軸電機和兩個振動器；所述雙軸電機包括電機轉子組件和套設于所述電機轉子組件的電機定子組件，所述電機轉子組件兩端對稱設有電機轉軸；所述兩個振動器分別安裝于所述電機轉軸；所述電機定子組件和兩個振動器分別固定于所述外殼內；工作時，所述電機轉軸驅動所述兩個振動器同時振動。
[0009]本實用新型的進一步改進為，所述振動器包括振動器套筒、振動器端蓋、振動器主動架、振動器從動架、主動偏心塊組件、振動器從動軸、從動偏心塊組件、第一過橋齒輪、第二過橋齒輪、第一過橋齒輪軸和第二過橋齒輪軸；所述主動偏心塊組件由振動器主動齒輪和第一振動器偏心塊固定連接而成；所述從動偏心塊組件由振動器從動齒輪和第二振動器偏心塊固定連接而成；所述振動器套筒固定于所述外殼內；所述振動器端蓋分別安裝于所述振動器套筒兩端，所述振動器主動架和振動器從動架分別固定于所述振動器套筒內；所述主動偏心塊組件套設于所述電機轉軸并與之固定，所述振動器主動齒輪的軸心與所述電機轉軸的軸心位于同一條直線上；所述從動偏心塊組件套設于所述振動器從動軸并與之固定，所述振動器從動齒輪的軸心與所述振動器從動軸的軸心位于同一條直線上；所述第一過橋齒輪軸和第二過橋齒輪軸分別與所述振動器從動架內側面垂直固定連接；所述第一過橋齒輪安裝于所述第一過橋齒輪軸并轉動配合，所述第二過橋齒輪安裝于所述第二過橋齒輪軸并轉動配合；所述振動器從動軸與所述振動器端蓋和振動器從動架轉動配合；所述電機轉軸與所述振動器端蓋和振動器主動架轉動配合；所述電機轉軸的軸心、振動器套筒的中心、振動器端蓋的中心、振動器主動架的中心、振動器從動架的中心和振動器從動軸的軸心都位于同一條直線上；所述振動器主動齒輪與所述第一過橋齒輪嚙合，所述第一過橋齒輪與所述第二過橋齒輪嚙合，所述第二過橋齒輪與所述振動器從動齒輪嚙合；工作時，所述電機轉軸轉動帶動所述振動器主動齒輪轉動，所述振動器主動齒輪帶動所述第一過橋齒輪轉動，所述第一過橋齒輪帶動所述第二過橋齒輪轉動，所述第二過橋齒輪帶動所述振動器從動齒輪轉動。
[0010]本實用新型的進一步改進為，所述外殼包括振動器外筒、振動器法蘭、振動器吊環、振動器接線筒、振動器座架和定位密封座；所述定位密封座設有定位螺釘，所述定位螺釘用于固定所述電機定子組件和兩個振動器；所述定位密封座固定于所述振動器外筒外壁；所述振動器外筒兩端分別安裝有所述振動器法蘭，所述振動器法蘭端部設有振動器法蘭蓋，所述振動器法蘭與振動器法蘭蓋密封，所述振動器吊環固定于所述振動器外筒的外壁中間正上方，所述振動器座架固定于所述振動器外筒的外壁中間正下方，所述振動器接線筒固定于所述振動器外筒的外壁靠近所述振動器座架的正下方。
[0011]本實用新型的進一步改進為，所述振動器接線筒包括接線筒體、接線筒密封塞和接線筒封蓋；所述接線筒體固定于所述外殼外，所述接線筒密封塞安裝于所述接線筒體內并與所述接線筒體內壁密封配合，所述接線筒封蓋與所述接線筒體螺紋連接并壓緊于接線筒密封塞。
[0012]本實用新型的進一步改進為，所述機架包括底架、頂架、立管、斜撐桿、上限位套、下限位套、鉆具定心環和觸發器支撐架；底架通過四周的八根斜撐桿和中間的兩根立管與頂架固定連接；上限位套和下限位套分別固定于所述立管的上部和下部；所述鉆具定心環固定于所述底架的正中心；底架中間靠近兩根立管的一側安裝有觸發器支撐架。
[0013]本實用新型的進一步改進為，所述導向連接組件包括導向架、單向閥座和鉆具連接件；所述單向閥座置于所述導向架下面并與之轉動連接；所述鉆具連接件置于所述單向閥座下面并與之固定連接；所述鉆具置于所述鉆具連接件下面并與之固定連接；所述水下振動裝置安裝于所述導向架的上面。
[0014]相較于現有技術，本實用新型的電池驅動水下振動鉆機，采用水下振動裝置整體振動帶動鉆具沿機架的兩根立管上下振動，維護簡單、可靠性高；水下振動裝置采用全密封結構，適用水深大大提高；由觸發器觸發工作，實現全自動啟動、停止；采用電池供電，省去了大量電纜線，操作更加方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的立體結構示意圖；
[0016]圖2是本實用新型的去除機架后的立體結構示意圖；
[0017]圖3是本實用新型的機架立體結構示意圖；
[0018]圖4是本實用新型的導向連接組件立體結構示意圖；
[0019]圖5是本實用新型的水下振動裝置1/4剖視立體結構示意圖；
[0020]圖6是本實用新型的水下振動裝置去除外殼后的立體結構示意圖；
[0021]圖7是本實用新型的水下振動裝置的振動器立體結構示意圖；
[0022]圖8是本實用新型的水 下振動裝置的振動器1/4剖視立體結構示意圖；
[0023]圖9是本實用新型的水下振動裝置的振動器去除振動器套筒后的立體結構示意圖；
[0024]圖10是本實用新型的水下振動裝置的振動器去除振動器套筒和振動器主動架后的立體結構示意圖；
[0025]圖11是本實用新型的水下振動裝置的振動器去除振動器套筒、振動器主動架和振動器從動架后的立體結構示意圖；
[0026]圖12是本實用新型的水下振動裝置的外殼1/2剖視立體結構示意圖；
[0027]圖13是本實用新型的水下振動裝置的A-A剖視結構示意圖；
[0028]圖14是本實用新型的水下振動裝置的B-B剖視結構示意圖；
[0029]圖15是本實用新型的觸發器立體結構示意圖；
[0030]圖16是本實用新型的觸發器使用時的結構示意圖；
[0031]圖17是本實用新型的觸發器工作示意圖。
[0032]圖中各部件名稱如下:
[0033]1--機架；3408--第一過橋齒輪；
[0034]101一一底架；3409 — 一第二過橋齒輪；
[0035]102— 一頂架；3410 — 一第一過橋齒輪軸；
[0036]103--立管；3411--第二過橋齒輪軸；
[0037]104——斜撐桿；3412——定位環；
[0038]105--上限位套；3413--連接柱；
[0039]106——下限位套；3414——開槽螺釘；
[0040]107— 一鉆具定心環；3415 — 一第一軸承；
[0041]108一一觸發器支撐架；3416 — 一第二軸承；[0042]2— 一導向連接組件；4 一一行程架；
[0043]21——導向架；5——鉆具；
[0044]211——圓管6——電池組；
[0045]22——單向閥座；61——電池組架；
[0046]23一一鉆具連接件；7 — 一逆變器筒；
[0047]3——水下振動裝置；8——觸發器；
[0048]31--外殼；81--支架；
[0049]311--振動器外筒811--支架座；
[0050]312--振動器法蘭；812--開關座；
[0051]313--振動器吊環；813 第一支架彈簧柱；
[0052]314一一振動器接線筒；814—一第二支架彈簧柱；
[0053]3141——接線筒體；815——第三支架彈簧柱；
[0054]3142一一接線筒密封塞；816 — 一第一支架擋柱；
[0055]3143一一接線筒封蓋；817 — 一第二支架擋柱；
[0056]3144一一第二密封圈；`818 — 一第三支架擋柱；
[0057]315--振動器座架；82--導輪；
[0058]316--振動器法蘭蓋；821--導輪軸；
[0059]317--第一密封圈；83--觸發機構；
[0060]318--定位密封座；831--開關板；
[0061]3181一一定位密封座座筒；8311 — 一突部；
[0062]3182一一定位密封座密封塞；832 — 一行程桿；
[0063]3183一一定位密封座螺冒；8321 — 一缺口；
[0064]3184--第三密封圈；833--觸發板；
[0065]3185--定位螺釘；8331--尖端；
[0066]3191--螺檢；834 第一彈黃柱；
[0067]3192— 一螺母；835— 一第二彈簧柱；
[0068]32——電機轉子組件；836——第三彈簧柱；
[0069]321——電機轉軸；837——第一桿軸；
[0070]33--電機定子組件；838--第二桿軸；
[0071]34--振動器；839--第二桿軸；
[0072]3401--振動器套筒；840 第一拉簧；
[0073]3402一一振動器端蓋；841 — 一第二拉簧；
[0074]3403--振動器主動架；842 第二拉簧；
[0075]3404——振動器從動架；84——觸發錘；
[0076]3405--主動偏心塊組件；8401--拉繩；
[0077]34051——振動器主動齒輪；85——觸發開關；
[0078]34052--第一振動器偏心塊；86 磁鐵組件；
[0079]3406--振動器從動軸；87--安全銷；
[0080]3407--從動偏心塊組件；[0081]34071一一振動器從動齒輪；
[0082]34072一一第二振動器偏心塊。
【具體實施方式】
[0083]下面結合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0084]如圖1及圖2所示，該電池驅動水下振動鉆機包括機架1、導向連接組件2、水下振動裝置3、行程架4、鉆具5、電池組6、逆變器筒7和觸發器8。
[0085]如圖3所示，機架I包括底架101、頂架102、立管103、斜撐桿104、上限位套105、下限位套106、鉆具定心環107和觸發器支撐架108。底架101通過四周的八根斜撐桿104和中間的兩根立管103與頂架102用螺釘固定連接；上限位套105和下限位套106分別用螺釘固定在立管103的上部和下部；鉆具定心環107用螺釘固定在底架101的正中心；底架101中間靠近兩根立管103的一側安裝有觸發器支撐架108。
[0086]如圖4所示，導向連接組件2包括導向架21、單向閥座22和鉆具連接件23，導向架21兩側分別設有圓管211。圓管211套設在立管103外并與之滑動連接(如圖1);單向閥座22放置在導向架21下面并與之轉動連接；鉆具連接件23放置在單向閥座22下面并與之用螺釘固定連接；鉆具5放置在鉆具連接件23下面并與之用螺釘固定連接；水下振動裝置(3)用螺釘固定安裝在導向架21的上面。
[0087]如圖5所示，水下振動裝置3包括外殼31、雙軸電機和兩個振動器34 ;雙軸電機包括電機轉子組件32和電機定子組件33 ;電機定子組件33套設于電機轉子組件32中部外面，電機轉子組件32相對于電機定子組件33的兩端對稱設置有電機轉軸321，兩個振動器34分別安裝在電機轉軸321上；電機定子組件33通過兩個定位螺釘3185 (圖中未示)固定在外殼31內；兩個振動器34分別通過兩個定位螺釘3185固定在外殼31內。
[0088]如圖6至圖11所示，振動器34包括振動器套筒3401、振動器端蓋3402、振動器主動架3403、振動器從動架3404、主動偏心塊組件3405、振動器從動軸3406、從動偏心塊組件3407、第一過橋齒輪3408、第二過橋齒輪3409、第一過橋齒輪軸3410和第二過橋齒輪軸3411。主動偏心塊組件3405由振動器主動齒輪34051和第一振動器偏心塊34052焊接而成，第一振動器偏心塊34052的形狀為扇形，扇形的中心和振動器主動齒輪34051的軸心位于同一條直線上。從動偏心塊組件3407由振動器從動齒輪34071和第二振動器偏心塊34072焊接而成，第二振動器偏心塊34072的形狀為扇形，扇形的中心和振動器從動齒輪34071的軸心位于同一條直線上。為了達到更好的振動效果，第一振動器偏心塊34052和第二振動器偏心塊34072的大小、形狀和材質都相同，且相對于電機轉軸321的軸心對稱配置。振動器套筒3401為圓筒狀類零件，兩端分別各安裝有一個振動器端蓋3402，振動器端蓋3402通過四個開槽螺釘3414與振動器套筒3401固定。振動器主動架3403為圓盤狀類零件，圓盤底部中心開設有一圓孔(圖中未示)，用于安裝軸承。振動器從動架3404為圓盤狀類零件，圓盤底部中心開設有一圓孔(圖中未示)，用于安裝軸承。振動器主動架3403和振動器從動架3404面對面一起安裝在振動器套筒3401內，分別通過四個開槽螺釘3414與振動器套筒3401固定；振動器主動架3403和振動器從動架3404再通過上四個連接柱3413固定。振動器從動軸3406芽設于從動偏心塊組件3407之中并用鍵銷(圖中未ττΟ與之固定；振動器從動軸3406的一端安裝一個第一軸承3415，另一端安裝一個第二軸承3416，所述第一軸承3415并安裝于振動器端蓋3402的中心，所述第二軸承3416并安裝于振動器從動架3404的圓盤底部中心，振動器從動軸3406的軸心、振動器套筒3401的中心、振動器從動齒輪34071的軸心、振動器端蓋3402的中心、振動器從動架3404的中心、第一軸承3415的軸心和第二軸承3416的軸心位于同一條直線上；振動器從動軸3406的長度一端不超出振動器端蓋3402，另一端不超出振動器從動架3404。電機轉軸321穿設于主動偏心塊組件3405之中并用鍵銷(圖中未示)與之固定；電機轉軸321的末端安裝有一個第二軸承3416，遠離末端的臺階上安裝有一個第一軸承3415，所述第二軸承3416并安裝于振動器端蓋3402的中心，所述第一軸承3415并安裝于振動器主動架3403的圓盤底部中心，電機轉軸321的軸心、振動器套筒3401的中心、振動器主動齒輪34051的軸心、振動器端蓋3402的中心、振動器主動架3403的中心、第一軸承3415的軸心和第二軸承3416的軸心位于同一條直線上；電機轉軸321的長度為末端不超出振動器端蓋3402。第一過橋齒輪3408和第二過橋齒輪3409分別通過軸承(圖中未示)分別安裝在第一過橋齒輪軸3410和第二過橋齒輪軸3411上，第一過橋齒輪軸3410和第二過橋齒輪軸3411分別垂直固定在振動器從動架3404的正面上。振動器主動齒輪34051、第一過橋齒輪3408、第二過橋齒輪3409和振動器從動齒輪34071分別錯開嚙合，振動器主動齒輪34051與第一過橋齒輪3408嚙合，第一過橋齒輪3408與第二過橋齒輪3409嚙合，第二過橋齒輪3409與振動器從動齒輪34071嚙合。振動器端蓋3402與振動器主動架3403之間還設置有定位環3412。作為本實用新型的進一步改進，振動器主動齒輪34051、第一過橋齒輪3408、第二過橋齒輪3409和振動器從動齒輪34071的齒數和模數根據不同情況調整。
[0089]如圖12所示，外殼31包括振動器外筒311、振動器法蘭312、振動器吊環313、振動器接線筒314、振動器座架315和定位密封座。振動器外筒311為圓筒狀零件，兩端分別焊接固定有振動器法蘭312 ;振動器法蘭蓋316通過八組螺栓3191和螺母3192分別與振動器法蘭312固定，振動器法蘭312與振動器法蘭蓋316接觸部位設置有密封槽(圖中未示)，密封槽中設置有第一密封圈317。振動器吊環313焊接固定在振動器外筒311的外壁中間正上方部位；振動器座架315焊接固定在振動器外筒311的外壁中間正下方部位。振動器接線筒314焊接固定在振動器外筒311的外壁靠近振動器座架315的正下方部位。每個振動器34通過兩個定位螺釘3185與外殼固定，電機定子組件33通過兩個定位螺釘3185與外殼31固定，這樣共有六個定位螺釘3185，在每個定位螺釘3185處都設置有定位密封座。
[0090]如圖13所示，定位密封座318包括定位密封座座筒3181、定位密封座密封塞3182、定位密封座螺冒3183、第三密封圈3182和定位螺釘3185。定位密封座座筒3181為圓筒狀類零件，焊接固定在外殼31的外壁上，內部設有內螺紋孔，定位螺釘3185通過內螺紋進而固定電機定子組件33和振動器34 ;定位密封座密封塞3182外圓周開設有密封槽(圖中未示)，密封槽中設置有第三密封圈3182，定位密封座密封塞3182安裝在定位密封座座筒3181內并與位密封座座體3181內壁密封配合；位密封座座體3181設有外螺紋，定位密封座螺冒3183與定位密封座座筒3181螺紋連接并壓緊在定位密封座密封塞3182上。
[0091]如圖14所示，振動器接線筒314包括接線筒體3141、接線筒密封塞3142、接線筒封蓋3143和第二密封圈3144。接線筒體3141為圓筒狀類零件，焊接固定在外殼31的外壁上；接線筒密封塞3142外圓周開設有密封槽(圖中未示)，密封槽中設置有第二密封圈3144，接線筒密封塞3142安裝在接線筒體3141內并與接線筒體3141內壁密封配合；接線筒體3141設有外螺紋，接線筒封蓋3143與接線筒體3141螺紋連接并壓緊在接線筒密封塞3142 上。
[0092]下面來簡述一下本實用新型的水下振動裝置3的工作過程:由電機轉子組件32和電機定子組件33構成的雙軸電機，通電工作，電機轉子組件32和電機轉軸321 —起轉動，電機轉軸321帶動振動器主動齒輪34051和第一振動器偏心塊34052 —起轉動，同時振動器主動齒輪34051帶動第一過橋齒輪3408轉動，第一過橋齒輪3408帶動第二過橋齒輪3409轉動，第二過橋齒輪3409帶動振動器從動齒輪34071和第二振動器偏心塊34072 —起轉動；這樣第一振動器偏心塊34052與第二振動器偏心塊34072 —起同時轉動，轉動的方向相反；由于振動器主動齒輪34051、第一過橋齒輪3408、第二過橋齒輪3409和振動器從動齒輪34071的齒數和模數都相同，這樣第一振動器偏心塊34052和第二振動器偏心塊34072轉動的速度一樣；由于第一振動器偏心塊34052與第二振動器偏心塊34072的形狀、大小、材質相同，且相對于電機轉軸321的軸心對稱配置，這樣在電機轉軸321帶動下的轉動過程中，就產生了垂直向上、向下的力，整個振動裝置隨著電機轉軸321的轉動實現了垂直上、下運動，即實現了振動。
[0093]如圖15所示，觸發器8包括支架81、導輪82、觸發機構83、觸發錘84、觸發開關85、磁鐵組件86和安全銷87。
[0094]如圖15及圖16所示，支架81包括支架座811、開關座812、第一支架彈簧柱813、第二支架彈簧柱814、第三支架彈簧柱815、第一支架擋柱816、第二支架擋柱817和第三支架擋柱818。開關座812焊接固定在支架座811背面中部，筋板(圖中未示)側邊位置處；觸發開關85用螺絲固定安裝在開關座812的空腔部位；第一支架彈簧柱813、第二支架彈簧柱814、第三支架彈簧柱815、第一支架擋柱816、第二支架擋柱817和第三支架擋柱818分別固定安裝在支架座811的正面適當位置處。第一支架彈簧柱813、第二支架彈簧柱814、第三支架彈簧柱815、第一支架擋柱816、第二支架擋柱817和第三支架擋柱818最好是相互平行且垂直于支架座811正面。
[0095]如圖15及圖16所示，觸發機構83包括開關板831、第三彈簧柱836、第三桿軸839和第三拉簧842 ;第三彈簧柱836固定安裝在開關板831的尾端且與開關板831垂直；開關板831通過第三桿軸839與支架座811轉動連接；開關板831的首端放置于第二支架擋柱817和第三支架擋柱818之間，第三拉簧836兩端的拉鉤分別鉤住第三彈簧柱836和第三支架彈簧柱815 ;觸發錘84通過拉繩8401掛于開關板831的首端。作為本實用新型的進一步改進，觸發機構83還包括行程桿832、觸發板833、第一彈簧柱834、第二彈簧柱835、第一桿軸837、第二桿軸838、第一拉簧840和第二拉簧841 ;開關板831的中部設置有向上突出的突部8311，觸發板833的中間部位處設置有向右突出的尖端8331，行程桿832的尾端設置有與尖端8331的位置相對應的缺口 8321，缺口 8321剛好可卡住尖端8331 ;行程桿832的首端固定設置有導輪軸821，導輪82安裝在導輪軸821上；第一彈簧柱834和第二彈簧柱835分別固定安裝在行程桿832、觸發板833的尾端；行程桿832和觸發板833分別通過第一桿軸837、第二桿軸838與支架座811轉動連接；尖端8331剛好卡在缺口 8321內；第一拉簧840兩端的拉鉤分別鉤住第一彈簧柱834和第一支架彈簧柱813 ;第二拉簧841兩端的拉鉤分別鉤住第二彈簧柱835和第二支架彈簧柱814。
[0096]如圖15及圖16所示，導輪82通過導輪軸821安裝在行程桿832的首端，觸發機構83和觸發開關85分別安裝在支架81的正面和背面，磁鐵組件86與開關板831固定，觸發錘84通過拉繩8401掛在開關板831首端；安全銷87安裝在第二支架擋柱817和第三支架擋柱818之間，安全銷87與支架座811松動配合，用于卡住開關板831，防止開關板831意外松動。
[0097]如圖17所示，下面來簡述一下本實用新型的觸發器8的安裝與工作過程:
[0098]設備下水前，用左手握住觸發板833的首端克服第二拉簧841的拉力向左逆時針旋轉，同時用右手握行程桿832的首端克服第一拉簧840的拉力向右順時針旋轉，將觸發板833中部的尖端8331剛好卡在行程桿832尾端的缺口 8321內；在設備吊離地面前，拉繩8401未受觸發錘84的重力作用處于松弛狀態，開關板831在第三拉簧842的拉力作用下向右順時針旋轉，開關板831的上邊沿靠在安全銷87上；在設備吊離地面后，觸發錘84的重量通過拉繩8401作用于開關板831的首端，使開關板831的下邊沿靠在第三支架擋柱818上；隨后將擋住開關板831向右順時針旋轉的安全銷87從支架座811中取出；設備即可吊放下水。
[0099]設備吊離地面后，觸發錘84應超出設備底部一段距離，以便觸發錘84先觸底；設備吊放下水，由于觸發錘84超出設備底部一段距離,所以觸發錘84先觸底,接著設備觸底，此時拉繩8401不受力而松弛，開關板831在第三拉簧842的作用下向右順時針旋轉直至開關板831首端的上邊沿靠在第二支架擋柱817上，此時開關板831背面的磁鐵組件86接近觸發開關85，觸發開關85接通，水下設備開始工作。
[0100]當水下設備工作一段時間后，由于行程的變化，向下運動的部件碰觸到行程桿832上的導輪82，使行程桿832克服第一拉簧840的拉力向右順時針旋轉，從而釋放卡在行程桿832末端的缺口 8321內的觸發板833，被釋放的觸發板833在第二拉簧841拉力的作用下向右順時針旋轉直至觸發板833尾部的上邊沿靠在第一支架擋柱816為止，此時觸發板833的尾端靠在開關板831向上突出的突部8311上，進而迫使開關板83克服第三拉簧842的拉力向左逆時針旋轉，直至開關板831的下邊沿靠在第三支架擋柱818上而停止旋轉為止，此時開關板831背面的磁鐵組件86遠離觸發開關85，觸發開關85從原來的接通狀態改變為斷開狀態，水下設備停止工作。或者，當水下設備在水下工作一段時間后，向下運動的部件還沒有碰觸到導輪82處，就回收設備；當水下設備離底，觸發錘84離底后，開關板831在觸發錘84的重力作用下克服第三拉簧842的拉力向左逆時針旋轉，直至開關板831的下邊沿靠在第三支架擋柱818上而停止旋轉為止，此時開關板831背面的磁鐵組件86遠離觸發開關85，觸發開關85從原來的接通狀態改變為斷開狀態，水下設備停止工作。
[0101]如圖1至圖3所示，觸發器支撐架108安裝在機架I的底架101中間靠近兩根立管103的一側，觸發器8安裝在觸發器支撐架108上，行程架4安裝在導向連接組件2的一偵牝并與觸發器8同側對應；圓管211套設在立管103外并與之滑動連接，水下振動裝置3固定安裝在導向連接組件2的上部，鉆具5固定在導向連接組件2的下部。
[0102]如圖1及圖2所示，作為本實用新型的進一步改進，該電池驅動水下振動鉆機還包括多個電池組6和一個逆變器筒7。多個電池組6分別用電池組架61固定安裝在機架I的底架101上，逆變器筒7固定安裝在機架I的底架101上的不同位置；多個電池組6串聯，總的正極和負極接入逆變器筒7 ;逆變器筒7與雙軸電機通過三相電纜連接；觸發開關831與逆變器筒7通過電纜連接。電池組6采用浸油式內外壓力平衡電池組或壓力桶裝載電池組。逆變器筒7內設置有逆變器。雙軸電機可以采用直流電機或交流電機，采用直流電機時，不要逆變器筒7和逆變器；采用交流電機時，還要采用逆變器，交流電機、逆變器和電池組6依次電性連接，逆變器置于逆變器筒7內。
[0103]鉆具安裝:鉆具5的末端與鉆具連接件23固定連接，鉆具5的首端放置在鉆具定心環107中，此時導向連接組件2和水下振動裝置3處于機架I的立管103上最高位置，導向連接組件2被上限位套105限位。
[0104]采用共振掘進技術、深海耐壓智能供電技術、變頻驅動技術和智能控制技術，自主研發出海底全自動振動式電池供電砂質沉積物鉆機系統，該系統操作方便、維護簡單、可靠性高、適用水深大大提高，取樣成功率達到95%以上。該系統已于2012年6-8月由“科學一號”海洋科學考察船在東海實施海上試用成功。
[0105]一種電池驅動水下振動鉆機，用于海底或河床湖底砂質取樣，取樣裝置著底后即開始自動工作，工作到某個階段或程度讓取樣器自動停止工作，或者取樣裝置離底后馬上停止工作。電池驅動水下振動鉆機下水作業之前，先要按操作規程規定的程序，完成機載蓄電池組充電、鉆具安裝、電路連接、觸發器設置等的常規檢查和準備工作，確認電池驅動水下振動鉆機處于正常可使用狀態。
[0106]下水作業開始，利用船上的絞車將電池驅動水下振動鉆機吊離甲板，待觸發錘84離開甲板，將觸發器8上的安全銷87拔離，隨后將電池驅動水下振動鉆機吊放下海。電池驅動水下振動鉆機著底后，繼續放纜數米(視動力定位情況而定)以確保鋼纜不會給電池驅動水下振動鉆機造成過大側向力。
[0107]電池驅動水下振動鉆機著底后，觸發錘84觸到海底，觸發開關831閉合，20秒后水下振動裝置3開始工作。水下振動裝置3往下振動鉆進快到底時，行程架4碰到觸發器8上的導輪82，在繼續鉆進過程中，觸發器8動作，觸發開關831斷開，水下振動裝置3停止工作；下限位套106可以限制水下振動裝置3的最低位置。電池驅動水下振動鉆機在回收時，如果此時水下振動裝置3未振動鉆進到底，還在繼續工作，則在電池驅動水下振動鉆機吊離海底后，觸發錘84離開海底重新起作用，觸發開關831斷開，水下振動裝置3停止工作。
[0108]電池驅動水下振動鉆機在海底工作超過規定的作業時間，開動絞車提起鉆機，鉆機即可以安全返回船上。
[0109]以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種電池驅動水下振動鉆機，其特征在于:包括機架(1)、導向連接組件(2)、水下振動裝置(3)、行程架(4)、鉆具(5)和觸發器⑶；所述導向連接組件(2)與所述機架⑴滑動連接，所述觸發器(8)安裝于所述機架(1)的一側，所述行程架(4)安裝于所述導向連接組件(2)的一側，并與所述觸發器(8)同側對應；所述水下振動裝置(3)固定于所述導向連接組件(2)的上部，所述鉆具(5)固定于所述導向連接組件(2)的下部；工作時，首先所述觸發器(8)先觸發，接著所述水下振動裝置(3)開始振動并帶動所述鉆具(5)運動，當所述行程架(4)觸碰到所述觸發器(8)時，所述觸發器(8)再次觸發，從而使所述水下振動裝置(3)停止振動。
2.根據權利要求1所述的電池驅動水下振動鉆機，其特征在于:所述電池驅動水下振動鉆機還包括多個電池組(6)和一個逆變器筒(7);所述多個電池組(6)和一個逆變器筒(7)分別安裝于所述機架(1)，所述多個電池組(6)串聯之后與所述逆變器筒(7)電連接，所述逆變器筒(7)分別與所述觸發開關(85)和雙軸電機電連接；所述電池組(6)采用浸油式內外壓力平衡電池組或壓力桶裝載電池組，所述逆變器筒(7)內設有逆變器。
3.根據權利要求2所述的電池驅動水下振動鉆機，其特征在于:所述雙軸電機采用直流電機或交流電機；采用交流電機時，所述振動鉆機還包括逆變器，所述交流電機、逆變器和電池組(6)依次電連接，所述逆變器置于所述逆變器筒(7)內。
4.根據權利要求1至3任一項所述的電池驅動水下振動鉆機，其特征在于:所述觸發器(8)包括支架(81)、導輪(82)、觸發機構(83)、觸發錘(84)、觸發開關(85)和磁鐵組件(86);所述觸發錘(84)設有拉繩(8401)，所述觸發機構(83)設有開關板(831)和行程桿(832);所述導輪(82)安裝于所述行程桿(832)的首端，所述觸發機構(83)和觸發開關(85)分別安裝于所述支架(81)的正面和背面，所述磁鐵組件(86)與開關板(831)固定，所述觸發錘(84)通過拉繩(8401)掛于所述開關板(831)首端；工作時，所述觸發錘(84)先觸底，所述拉繩(8401)不受力而松弛，所述觸發機構(83)觸發，進而帶動所述磁鐵組件`(86)接近所述觸發開關(85)，從而所述觸發開關(85)接通，水下振動裝置(3)開始振動；當所述行程架(4)觸碰到所述導輪(82)時，所述觸發機構(83)再次觸發，進而帶動所述磁鐵組件(86)遠離所述觸發開關(85)，從而所述觸發開關(85)斷開，水下振動裝置(3)停止振動。
5.根據權利要求1至3任一項所述的電池驅動水下振動鉆機，其特征在于:所述水下振動裝置(3)包括外殼(31)、雙軸電機和兩個振動器(34);所述雙軸電機包括電機轉子組件(32)和套設于所述電機轉子組件(32)的電機定子組件(33)，所述電機轉子組件(32)兩端對稱設有電機轉軸(321);所述兩個振動器(34)分別安裝于所述電機轉軸(321);所述電機定子組件(33)和兩個振動器(34)分別固定于所述外殼(31)內；工作時，所述電機轉軸(321)驅動所述兩個振動器(34)同時振動。
6.根據權利要求5所述的電池驅動水下振動鉆機，其特征在于:所述振動器(34)包括振動器套筒(3401)、振動器端蓋(3402)、振動器主動架(3403)、振動器從動架(3404)、主動偏心塊組件(3405)、振動器從動軸(3406)、從動偏心塊組件(3407)、第一過橋齒輪(3408)、第二過橋齒輪(3409)、第一過橋齒輪軸(3410)和第二過橋齒輪軸(3411);所述主動偏心塊組件(3405)由所述振動器主動齒輪(34051)和第一振動器偏心塊(34052)固定連接而成；所述從動偏心塊組件(3407)由所述振動器從動齒輪(34071)和第二振動器偏心塊(34072)固定連接而成；所述振動器套筒(3401)固定于所述外殼(31)內；所述振動器端蓋(3402)分別安裝于所述振動器套筒(3401)兩端，所述振動器主動架(3403)和振動器從動架(3404)分別固定于所述振動器套筒(3401)內；所述主動偏心塊組件(3405)套設于所述電機轉軸(321)并與之固定，所述振動器主動齒輪(34051)的軸心與所述電機轉軸(321)的軸心位于同一條直線上；所述從動偏心塊組件(3407)套設于所述振動器從動軸(3406)并與之固定，所述振動器從動齒輪(34071)的軸心與所述振動器從動軸(3406)的軸心位于同一條直線上；所述第一過橋齒輪軸(3410)和第二過橋齒輪軸(3411)分別與所述振動器從動架(3404)內側面垂直固定連接；所述第一過橋齒輪(3408)安裝于所述第一過橋齒輪軸(3410)并轉動配合，所述第二過橋齒輪(3409)安裝于所述第二過橋齒輪軸(3411)并轉動配合；所述振動器從動軸(3406)與所述振動器端蓋(3402)和振動器從動架(3404)轉動配合；所述電機轉軸(321)與所述振動器端蓋(3402)和振動器主動架(3403)轉動配合；所述電機轉軸(321)的軸心、振動器套筒(3401)的中心、振動器端蓋(3402)的中心、振動器主動架(3403)的中心、振動器從動架(3404)的中心和振動器從動軸(406)的軸心都位于同一條直線上；所述振動器主動齒輪(34051)與所述第一過橋齒輪(3408)嚙合，所述第一過橋齒輪(3408)與所述第二過橋齒輪(3409)嚙合，所述第二過橋齒輪(3409)與所述振動器從動齒輪(34071)嚙合；工作時，所述電機轉軸(321)轉動帶動所述振動器主動齒輪(34051)轉動，所述振動器主動齒輪(34051)帶動所述第一過橋齒輪(3408)轉動，所述第一過橋齒輪(3408)帶動所述第二過橋齒輪(3409)轉動，所述第二過橋齒輪(3409)帶動所述振動器從動齒輪(34071)轉動。
7.根據權利要求5所述的電池驅動水下振動鉆機，其特征在于:所述外殼(31)包括振動器外筒(311)、振動器法蘭(312)、振動器吊環(313)、振動器接線筒(314)、振動器座架(315)和定位密封座(318);所述定位密封座(318)設有定位螺釘(3185)，所述定位螺釘(3185)用于固定所述電機定子組件(33)和兩個振動器(34);所述定位密封座(318)固定于所述振動器外筒(311)外壁；所述振動器外筒(311)兩端分別安裝有所述振動器法蘭(312)，所述振動器法蘭(312)端部設有振動`器法蘭蓋(316)，所述振動器法蘭(312)與振動器法蘭蓋(316)密封，所述振動器吊環(313)固定于所述振動器外筒(311)的外壁中間正上方，所述振動器座架(315)固定于所述振動器外筒(311)的外壁中間正下方，所述振動器接線筒(314)固定于所述振動器外筒(311)的外壁靠近所述振動器座架(315)的正下方。
8.根據權利要求7所述的電池驅動水下振動鉆機，其特征在于:所述振動器接線筒(314)包括接線筒體(3141)、接線筒密封塞(3142)和接線筒封蓋(3143);所述接線筒體(3141)固定于所述外殼(31)外，所述接線筒密封塞(3142)安裝于所述接線筒體(3141)內并與所述接線筒體(3141)內壁密封配合，所述接線筒封蓋(3143)與所述接線筒體(3141)螺紋連接并壓緊于接線筒密封塞(3142)。
9.根據權利要求1至3任一項所述的電池驅動水下振動鉆機，其特征在于:所述機架(1)包括底架(101)、頂架(102)、立管(103)、斜撐桿(104)、上限位套(105)、下限位套(106)、鉆具定心環(107)和觸發器支撐架(108);所述底架(101)通過四周的八根斜撐桿(104)和中間的兩根立管(103)與所述頂架(502)固定連接；所述上限位套(105)和下限位套(106)分別固定于所述立管(103)的上部和下部；所述鉆具定心環(107)固定于所述底架(101)的正中心；所述底架(101)中間靠近兩根立管(103)的一側安裝有所述觸發器支撐架(108)。
10.根據權利要求1至3任一項所述的電池驅動水下振動鉆機，其特征在于:所述導向連接組件(2)包括導向架(21)、單向閥座(22)和鉆具連接件(23);所述單向閥座(22)置于所述導向架(21)下面并與之轉動連接；所述鉆具連接件(23)置于所述單向閥座(22)下面并與之固定連接；所述鉆具(6)置于所述鉆具連接件(23)下面并與之固定連接；所述水下振動裝置(3)安裝于所述導向 架(21)的上面。
【文檔編號】G01N1/08GK203587380SQ201320739371
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】萬步炎, 黃筱軍, 朱偉亞 申請人:湖南科技大學