智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置的制作方法

1.本发明涉及地基与基础工程技术领域，具体为智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置。


背景技术：

2.扩大头锚杆(索)由于能提供较高的承载力，变形较小，可靠度高，与传统锚杆(索)相比，有较大的优势，因此，在基坑支护中得到了较为广泛的应用。扩大头锚杆(索)技术的思路来自扩大头桩，首先利用一般的钻杆进行钻孔，到设计深度后，把钻杆端部改为扩孔钻头，扩孔刀片在压力作用下逐渐张开而形成扩孔。
3.机械扩孔扩大锚杆(索)施工常常会遇到扩孔段的直径和长度难以探测的问题，不容易保证扩孔质量从而影响锚固力。通常只有在只有在锚杆(索)试验完成后通过开挖直接测量扩孔段的直径和长度，但该方法无法应用到锚固工程的扩孔段的检测中，因为这样势必破坏锚杆(索)。因此实际的锚固工程中只能根据注浆量等施工参数按相关经验粗略估计扩体效果，准确性很差。
4.针对上述问题，本发明提供了智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置，包括扩孔钻头单元和连接在扩孔钻头单元上端的钻杆单元，在钻头复位安装柱件的内部固定安装超声波探头，通过超声波探头进行检测锚索孔扩孔段的孔径，从而解决了背景技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置，包括扩孔钻头单元和连接在扩孔钻头单元上端的钻杆单元，所述扩孔钻头单元设置有固定连接在钻杆单元下端的钻杆连接座块和固定焊接在钻杆连接座块下端的钻头复位安装柱件，以及获得安装在钻杆连接座块两侧的扩孔连杆组件，在钻头复位安装柱件的下端固定安装钻头块，并在钻头复位安装柱件的内部固定安装超声波探头；
7.所述钻杆单元设置有下端固定连接在钻杆连接座块上的管状钻杆和固定安装在管状钻杆内壁上的活动式定位支架，在管状钻杆内设置有电缆，电缆的一端与超声波探头电性连接，另一端通过导线滑环式旋转接头与测读设备电性连接，且电缆通过活动式定位支架固定在管状钻杆内。
8.进一步地，扩孔连杆组件包括固定焊接在钻杆连接座块侧面的连接轴块和一端活动轴接在连接轴块上的扩孔连杆a，并在扩孔连杆a的另一端活动轴接扩孔连杆b，且在扩孔连杆a和扩孔连杆b的侧面固定设置齿块。
9.进一步地，钻头复位安装柱件包括固定焊接在钻杆连接座块下端的定位柱杆和固定焊接在定位柱杆一端的复位弹簧a，并在定位柱杆上套装伸缩套管，复位弹簧a的另一端固定焊接在伸缩套管内，伸缩套管的下端固定焊接探头安装柱块，且扩孔连杆b的一端轴接在探头安装柱块的侧面。
10.进一步地，探头安装柱块的上端内部开设有安装空腔，下端开设有侧口，且侧口与安装空腔连通。
11.进一步地，超声波探头固定安装在探头安装柱块开设的安装空腔内，且超声波探头的下端伸入安装空腔的下端。
12.进一步地，活动式定位支架包括固定支架端和与固定支架端连接的弹簧压缩支架端，固定支架端和弹簧压缩支架端均固定安装在管状钻杆的内壁。
13.进一步地，固定支架端包括弧形定位块和固定焊接在弧形定位块侧面的支架腿，并在支架腿的另一端固定焊接支架片a，且支架片a固定焊接在管状钻杆的内壁。
14.进一步地，弹簧压缩支架端包括弧形挤压片和固定焊接在弧形挤压片侧面的复位弹簧b，在复位弹簧b的另一端固定焊接支架片b，支架片b固定焊接在管状钻杆的内壁。
15.进一步地，支架腿与复位弹簧b之间的夹角为120
°
，且在弧形定位块的两端开设插接孔，在弧形挤压片的两端开设插接柱，插接柱活动插接在插接孔内进行定位连接弧形定位块和弧形挤压片，并将电缆固定夹持在弧形定位块和弧形挤压片之间。
16.进一步地，导线滑环式旋转接头包括连接板片和分别安装在连接板片两端的转子端和定子端，并在转子端上活动安装转子轴，且电缆的一端电性连接在转子轴的连接导线上，定子端的连接导线与测读设备电性连接。
17.本发明提供的智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置，通过在探头安装柱块的上端内部开设安装空腔，并将超声波探头固定安装在探头安装柱块开设的安装空腔内，且超声波探头的下端伸入安装空腔的下端，在探头安装柱块下端开设有侧口，且侧口与安装空腔连通，使得超声波探头能够通过侧口更好的进行超声波测距，当钻杆单元下端安装的扩孔钻头单元进行扩孔作业时，超声波探头固定在钻头复位安装柱件上，从扩孔起点处匀速钻进，主机根据设定的时间间隔控制超声波探头发射超声波并同步启动计时，主机根据设定的采样延时和采样率启动高速高精度信号采集器采集超声信号，超声波从孔壁产生全反射，反射波被接收换能器接收，反射波到达的时间即为超声波在孔内的传播时间，通过传播时间计算超声换能器与孔壁的距离，从而计算该截面的孔径值。
附图说明
18.图1为本发明的智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置的整体结构示意图；
19.图2为本发明的智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置的扩孔钻头单元结构示意图；
20.图3为本发明的智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置的扩孔连杆组件与钻头复位安装柱件结构示意图；
21.图4为本发明的智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置的探头安装柱块结构示意图；
22.图5为本发明的智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置的钻杆单元结构示意图；
23.图6为本发明的智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置的活动式定位支架结构示意图；
24.图7为本发明的智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置的活动式定位支架俯视图；
25.图8为本发明的智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置的导线滑环式旋转接头结构示意图；
26.图9为本发明的智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置钻孔作业示意图。
27.图中：1、扩孔钻头单元；11、钻杆连接座块；12、扩孔连杆组件；121、连接轴块；122、扩孔连杆a；123、扩孔连杆b；124、齿块；13、钻头复位安装柱件；131、定位柱杆；132、复位弹簧a；133、伸缩套管；134、探头安装柱块；1341、安装空腔；1342、侧口；14、钻头块；15、超声波探头；2、钻杆单元；21、管状钻杆；22、活动式定位支架；221、固定支架端；2211、弧形定位块；201、插接孔；2212、支架腿；2213、支架片a；222、弹簧压缩支架端；2221、弧形挤压片；202、插接柱；2222、复位弹簧b；2223、支架片b；23、电缆；24、导线滑环式旋转接头；241、连接板片；242、转子端；243、定子端；244、转子轴；25、测读设备。
具体实施方式
28.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。
29.请参阅图1、图2、图4、图5和图9，智能检测锚索孔扩孔段孔径的扩孔装置，包括扩孔钻头单元1和连接在扩孔钻头单元1上端的钻杆单元2，扩孔钻头单元1设置有固定连接在钻杆单元2下端的钻杆连接座块11和固定焊接在钻杆连接座块11下端的钻头复位安装柱件13，以及获得安装在钻杆连接座块11两侧的扩孔连杆组件12，在钻头复位安装柱件13的下端固定安装钻头块14，并在钻头复位安装柱件13的内部固定安装超声波探头15。
30.钻杆单元2设置有下端固定连接在钻杆连接座块11上的管状钻杆21和固定安装在管状钻杆21内壁上的活动式定位支架22，在管状钻杆21内设置有电缆23，电缆23的一端与超声波探头15电性连接，另一端通过导线滑环式旋转接头24与测读设备25电性连接，且电缆23通过活动式定位支架22固定在管状钻杆21内。
31.请参阅图3，扩孔连杆组件12包括固定焊接在钻杆连接座块11侧面的连接轴块121和一端活动轴接在连接轴块121上的扩孔连杆a122，并在扩孔连杆a122的另一端活动轴接扩孔连杆b123，且在扩孔连杆a122和扩孔连杆b123的侧面固定设置齿块124，在定位柱杆131上套装伸缩套管133，复位弹簧a132的一端固定焊接在定位柱杆131上，另一端固定焊接在伸缩套管133内，并将与扩孔连杆a122活动轴接的扩孔连杆b123的一端轴接在探头安装柱块134的侧面，且扩孔连杆a122的一端轴接在钻杆连接座块11侧面焊接的连接轴块121上，使得扩孔连杆a122与扩孔连杆b123之间的夹角能够进行改变，伸缩套管133在定位柱杆131上下移时，扩孔连杆a122与扩孔连杆b123之间的夹角变大，安装在钻杆连接座块11两侧的扩孔连杆组件12之间的间距变小，扩孔孔径变小，伸缩套管133在定位柱杆131上上移时，扩孔连杆a122与扩孔连杆b123之间的夹角变小，安装在钻杆连接座块11两侧的扩孔连杆组件12之间的间距变大，扩孔孔径变大，完成扩孔操作。
32.请参阅图3和图4，钻头复位安装柱件13包括固定焊接在钻杆连接座块11下端的定位柱杆131和固定焊接在定位柱杆131一端的复位弹簧a132，并在定位柱杆131上套装伸缩套管133，复位弹簧a132的另一端固定焊接在伸缩套管133内，伸缩套管133的下端固定焊接
探头安装柱块134，且扩孔连杆b123的一端轴接在探头安装柱块134的侧面，探头安装柱块134的上端内部开设有安装空腔1341，下端开设有侧口1342，且侧口1342与安装空腔1341连通，超声波探头15固定安装在探头安装柱块134开设的安装空腔1341内，且超声波探头15的下端伸入安装空腔1341的下端。
33.通过在探头安装柱块134的上端内部开设安装空腔1341，并将超声波探头15固定安装在探头安装柱块134开设的安装空腔1341内，且超声波探头15的下端伸入安装空腔1341的下端，在探头安装柱块134下端开设有侧口1342，且侧口1342与安装空腔1341连通，使得超声波探头15能够通过侧口1342更好的进行超声波测距，当钻杆单元2下端安装的扩孔钻头单元1进行扩孔作业时，超声波探头15固定在钻头复位安装柱件13上，从扩孔起点处匀速钻进，主机根据设定的时间间隔控制超声波探头15发射超声波并同步启动计时，主机根据设定的采样延时和采样率启动高速高精度信号采集器采集超声信号，超声波从孔壁产生全反射，反射波被接收换能器接收，反射波到达的时间即为超声波在孔内的传播时间，通过传播时间计算超声换能器与孔壁的距离，从而计算该截面的孔径值。
34.请参阅图6和图7，活动式定位支架22包括固定支架端221和与固定支架端221连接的弹簧压缩支架端222，固定支架端221和弹簧压缩支架端222均固定安装在管状钻杆21的内壁，固定支架端221包括弧形定位块2211和固定焊接在弧形定位块2211侧面的支架腿2212，并在支架腿2212的另一端固定焊接支架片a2213，且支架片a2213固定焊接在管状钻杆21的内壁，弹簧压缩支架端222包括弧形挤压片2221和固定焊接在弧形挤压片2221侧面的复位弹簧b2222，在复位弹簧b2222的另一端固定焊接支架片b2223，支架片b2223固定焊接在管状钻杆21的内壁，支架腿2212与复位弹簧b2222之间的夹角为120
°
，且在弧形定位块2211的两端开设插接孔201，在弧形挤压片2221的两端开设插接柱202，插接柱202活动插接在插接孔201内进行定位连接弧形定位块2211和弧形挤压片2221，并将电缆23固定夹持在弧形定位块2211和弧形挤压片2221之间。
35.将支架腿2212一端固定焊接在弧形定位块2211上，另一端通过支架片a2213固定焊接在管状钻杆21的内壁，并将弧形挤压片2221通过复位弹簧b2222连接在管状钻杆21的内壁，且弧形定位块2211和弧形挤压片2221通过插接柱202活动插接在插接孔201内进行定位连接，电缆23的一端与超声波探头15电性连接，另一端通过导线滑环式旋转接头24与测读设备25电性连接，将穿过管状钻杆21内的电缆23固定夹持在弧形定位块2211和弧形挤压片2221之间进行固定，能够有效的防止电缆23滑入管状钻杆21内。
36.请参阅图8，导线滑环式旋转接头24包括连接板片241和分别安装在连接板片241两端的转子端242和定子端243，并在转子端242上活动安装转子轴244，且电缆23的一端电性连接在转子轴244的连接导线上，定子端243的连接导线与测读设备25电性连接，将电缆23的另一端与导线滑环式旋转接头24的转子轴244上的连接导线电性连接，并将定子端243的连接导线与测读设备25电性连接，使得超声波探头15随扩孔钻头单元1前进旋转时电缆23不会因跟着旋转而打结。
37.工作原理：超声波探头15固定在钻头复位安装柱件13上，从扩孔起点处匀速钻进，主机根据设定的时间间隔控制超声波探头15发射超声波并同步启动计时，主机根据设定的采样延时和采样率启动高速高精度信号采集器采集超声信号，超声波从孔壁产生全反射，反射波被接收换能器接收，反射波到达的时间即为超声波在孔内的传播时间，通过传播时
间计算超声换能器与孔壁的距离，从而计算该截面的孔径值。
38.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
39.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。