一种可精确施工微型管幕的异型定向钻头的制作方法

1.本实用新型涉及施工技术领域，一种可精确施工微型管幕的异型定向钻头。


背景技术：

2.水平定向钻是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施(管道、电缆等)的一种施工机械，它广泛应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等柔性管线铺设施工中。
3.管幕工法是新兴的一种穿越道路、铁路、机场等的非开挖技术，它无需进行道路改建、不影响地面的正常交通、不抽取地下水、无需加固房屋地基和桩基、钢管铺设精度要求高、工程投入大、单位延米造价高，通常管幕法所用管径较大。
4.由于管幕法所用的管径大，一般用小型顶管机进行施工，而工程实践中往往会出现没有足够大的空间施工大管径管幕而采用小管径的微型管幕，且管幕长度很长，施工质量将严重影响工程安全和支护效果。
5.因而微型管幕对施工精度的要求很高，尺寸受限也使得常规管幕施工所用的小型顶管机不再适用，但目前缺乏用于微型管幕施工的设备，进而导致施工周期长、工程造价高、质量难控制等缺点。
6.鉴于以上缺点，有必要研发一种用于微型管幕快速精准施工的器械。


技术实现要素：

7.针对上述技术问题，本实用新型旨在提供一种可精确施工微型管幕的异型定向钻头，为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案来实现：
8.一种可精确施工微型管幕的异型定向钻头，包括壳体，壳体内设有传动机构，传动机构包括主钻杆、第一副转杆、第二副转杆、两个结构相同的联动机构，主钻杆贯穿壳体左、右侧壁，且主钻杆一端固接有主钻头，主钻杆上设有第一长齿轮，
9.第一副转杆一端转动连接于壳体内壁，第一副转杆另一端延伸至壳体外，且第一副转杆位于壳体外一端固接有第一副钻头，第一副转杆上设有第二长齿轮；
10.第二副转杆一端转动连接于壳体内壁，第二副转杆另一端延伸至壳体外，且第二副转杆位于壳体外一端固接有第二副钻头，第二副转杆上设有第三长齿轮；
11.联动机构包括联动轴、第四长齿轮以及升降装置，联动轴转动连接于升降装置上，升降装置连接于壳体内壁，第四长齿轮连接于联动轴上；
12.第一长齿轮以及第二长齿轮分别和其中一个联动机构的第四长齿轮啮合，第一长齿轮以及第三长齿轮分别和另一个联动机构的第四长齿轮啮合。
13.有益地，所述壳体内壁还连接有变形传感器和处理模块，变形传感器和处理模块电连接。
14.有益地，所述主钻头一端呈倾斜面状。
15.有益地，所述第一副钻头为柱形钻头或锥形钻头。
16.有益地，所述第二副钻头为柱形钻头或锥形钻头。
17.有益地，所述第一长齿轮上开设有贯穿主钻杆的注水孔。
18.有益地，所述壳体包括面板和两个端板，面板呈环状，两个端板分别连接于面板的两侧壁上。
19.有益地，所述面板上开设有三个第一通孔和两个第二通孔。
20.本实用新型具有以下有益效果为：
21.本实用与传统单头定向钻的施工成果相比，能够形成完整的幕墙槽孔，利于连接部位的施工，施工精度更高，弥补了传统定向钻施工精度低的不足，提高施工质量；本实用除了可精确施工管径400mm以下的微型管幕，同样可以施工常规及大型管幕管幕，本实用主要针对微型管幕施工设备的缺失而提出，对百米以上长距离微型管幕施工尤为有效。
附图说明
22.利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
23.图1是本实用新型一种可精确施工微型管幕的异型定向钻头的立体图；
24.图2是本实用新型一种可精确施工微型管幕的异型定向钻头的右视图；
25.图3是本实用新型图2的内部结构示意图；
26.图4是本实用新型图3的内部结构示意图；
27.图5是本实用新型图3的内部零件的俯视图；
28.图6是本实用新型图5的内部零件的立体图。
29.附图标记：壳体1，面板11，两个端板12，第二通孔121，第一通孔122，主钻杆2，主钻头21，第一长齿轮22，注水孔23，第一副转杆3，第一副钻头 31，第二长齿轮32，第二副转杆4，第二副钻头41，第三长齿轮42，联动轴5，第四长齿轮51，升降装置52，变形传感器6。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
31.本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
32.本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况
理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.如图1-图6所示，一种可精确施工微型管幕的异型定向钻头，包括壳体1，壳体1内设有传动机构，传动机构包括主钻杆2、第一副转杆3、第二副转杆4、两个结构相同的联动机构，主钻杆2贯穿壳体1左、右侧壁，且主钻杆2一端固接有主钻头21，主钻杆2上设有第一长齿轮22，
34.第一副转杆3一端转动连接于壳体1内壁，第一副转杆3另一端延伸至壳体 1外，且第一副转杆3位于壳体1外一端固接有第一副钻头31，第一副转杆3上设有第二长齿轮32；
35.第二副转杆4一端转动连接于壳体1内壁，第二副转杆4另一端延伸至壳体 1外，且第二副转杆4位于壳体1外一端固接有第二副钻头41，第二副转杆4 上设有第三长齿轮42；
36.联动机构包括联动轴5、第四长齿轮51以及升降装置52，联动轴5转动连接于升降装置52上，升降装置52连接于壳体1内壁，第四长齿轮51连接于联动轴5上；
37.第一长齿轮22以及第二长齿轮32分别和其中一个联动机构的第四长齿轮 51啮合，第一长齿轮22以及第三长齿轮42分别和另一个联动机构的第四长齿轮51啮合。
38.根据本实用新型的一种可选的实施方式中，所述壳体1内壁还连接有变形传感器6和处理模块，变形传感器6和处理模块电连接。
39.根据本实用新型的一种可选的实施方式中，所述主钻头21一端呈倾斜面状。
40.根据本实用新型的一种可选的实施方式中，所述第一副钻头31为柱形钻头或锥形钻头。
41.根据本实用新型的一种可选的实施方式中，所述第二副钻头41为柱形钻头或锥形钻头。
42.根据本实用新型的一种可选的实施方式中，所述第一长齿轮22上开设有贯穿主钻杆2的注水孔23。
43.根据本实用新型的一种可选的实施方式中，所述壳体1包括面板11和两个端板12，面板11呈环状，两个端板12分别连接于面板11的两侧壁上。
44.根据本实用新型的一种可选的实施方式中，所述面板11上开设有三个第一通孔122和两个第二通孔121。
45.实施过程：把主钻杆2一端和外部动力设备连接，直线钻进时，两个升降装置52分别控制两个联动轴5下降，第一长齿轮22以及第二长齿轮32分别和其中一个联动机构的第四长齿轮51啮合，第一长齿轮22以及第三长齿轮42分别和另一个联动机构的第四长齿轮51啮合，从而使主钻杆2转动时能够带动第一副转杆3和第二副转杆4转动，从而使主钻头21、第一副钻头31以及第二副钻头41直线钻进。
46.曲线钻进时，主钻杆2转动将倾斜面状的主钻头21方向调整到位后停止转动，壳体1进行顶进，同时处理模块检测变形传感器6获取的数据，当处理模块发现转向不能满足要求时，处理模块控制其中一个升降装置52升起其中一个联动轴5，使联动轴5脱离联动，主钻杆2恢复转动且同时带动第一副转杆3、第二副转杆4转动，进行偏置阻滞钻进。
47.第二副转杆4的作用除了进行联动控制，还起到了消除转动惯性、维持第一副钻头31和第二副钻头41平衡的作用。在主钻杆2与第一副转杆3、第二副转杆4之间设置联动轴5，与不设置联动轴5直接用主钻杆2带动第一副转杆3、第二副转杆4相比，可使第一副转杆3、第二副转杆4的转动方向相反，从而使单一的转动方向变成双向，第一副钻头31、第二副钻
头41吃土方向也变成双向，相互抵消。
48.变形传感器6和处理模块可进行实时监测，发现有偏差时，处理模块通过调整主钻头21的顶进与钻进，调整两个联动轴5的联动情况等多种方式进行纠偏调节，提高施工精度。
49.注水孔23内可注泥水，为壳体1内以及前方主钻头21提供泥水进行润滑和降温，注水孔沿径向贯穿，防止产生偏心力矩。
50.第一通孔122为圆形状，三个第一通孔122如图2所示水平排列，且三个第一通孔122的圆心位于同一水平线上，中间的第一通孔122孔径大于其他两个第一通孔122孔径，其他两个第一通孔122孔径相同。
51.第二通孔121为长条形，除了为联动轴5提供移动空间，同时也是泥水注浆孔。
52.主钻杆2杆径大于第一副转杆3和第二副转杆4；主钻杆2和第一副转杆3、第二副转杆4的轴心在同一水平线上；
53.如图1所示，第一副钻头31和第二副钻头41均位于主钻头21右方，第一副钻头31和第二副钻头41的旋转半径均小于主钻头21的旋转半径；第一副钻头31和第二副钻头41的外缘与主钻杆间距很小，第一副钻头31和第二副钻头41的部分旋转范围被主钻头21覆盖；
54.本实用与传统单头定向钻的施工成果相比，能够形成完整的幕墙槽孔，利于连接部位的施工，施工精度更高，弥补了传统定向钻施工精度低的不足，提高施工质量。
55.本实用除了可精确施工管径400mm以下的微型管幕，同样可以施工常规及大型管幕管幕，本实用主要针对微型管幕施工设备的缺失而提出，对百米以上长距离微型管幕施工尤为有效。
56.本实用新型没有详细描述结构的部件、模块、机构以及装置均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
57.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。