一种基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置，包括直管，直管的管道中由上至下依次设置有行程限制块、电枢和动触探杆，行程限制块为电磁铁且与直管固连，电枢和动触探杆均与管道呈间隙配合；直管的外壁上缠绕有至少一段沿直管的轴向间隔分布的线圈，最下方的线圈的下方及任意相邻的两个线圈之间均设置有一个红外组件，红外组件包括分别设置在直管两侧的红外发射器和红外接收器，红外发射器发出的红外光能够穿过直管的管壁上的通孔被同一红外组件中的红外接收器接收到；行程限制块、每段线圈、每个红外发射器及每个红外接收器都与控制电路电连接，控制电路连接有储能电容。本发明专利技术使用方便。本发明专利技术使用方便。本发明专利技术使用方便。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置


[0001]本专利技术涉及海底动触探
，特别是涉及一种基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置。

技术介绍

[0002]在海洋工程设施与使用中，为保障工程安全，进行工程地质特性勘探具有重要意义。海洋地质调查技术主要包括海洋地球物理勘探、地质取样、钻探和原位触探。海洋地球物理勘探包括海洋重力、海洋磁测和海洋地震等方法。海洋物探具备无需接触、探测范围广的优点，但因工作场地是在海上，故对于仪器装备和工作方法都有特殊的要求，其属于间接测量，在精度上和定点勘探上不具备优势。地质取样/钻探的优点在于可以直接获取样品，进行实验室分析，但存在原位和地表环境不同而导致样品组成和物化性质变化及取样成功率不稳定的问题，一般常规的工程地质钻探方法，只能取得代表性土样，遇碎石类土或软土时，无法取原状土样或所取土样难以保证质量。
[0003]海底原位测试技术目前广泛应用于海洋沉积物运移、海洋边坡稳定分析、海洋环境、海洋灾害测绘、港口疏浚、水雷掩藏、浮动式锚固基础设计、管道电缆勘测等研究领域。海底原位测试技术由于其可以在海底原位获取地质特征参数，因此在海洋地质调查中的运用越来越普遍。目前海洋工程原位测试的主要方法为静力触探，但其适用范围为一般黏性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。相比于静力触探，动力触探在遇到碎石层等坚硬地层时，具备连续贯入的能力，可用于确定硬地层和软地层之间的界面深度；可用于绘制深埋在地层内物体的轮廓；也可用于在钻孔/探孔区域快速获取地层信息，并以较低的成本进行钻孔和探坑中探测信息的插入，在一定区域内进行地层信息的获取与插值补充，进行目标地层土层随深度分布的信息录入和分布图绘制。
[0004]但目前的动力触探均存在着一些不足，主要体现在锤击能无法连续可调，机械、液压系统相对粗笨。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置，以解决上述现有技术存在的问题，使得动力触探易于应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术提供了一种基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置，包括直管，所述直管的管道中由上至下依次设置有行程限制块、电枢和动触探杆，所述行程限制块为电磁铁且与所述直管固连，所述电枢和所述动触探杆均与所述管道呈间隙配合；
[0008]所述直管的外壁上缠绕有至少一段沿所述直管的轴向间隔分布的线圈，最下方的所述线圈的下方及任意相邻的两个所述线圈之间均设置有一个红外组件，所述红外组件包括分别设置在所述直管两侧的红外发射器和红外接收器，所述红外发射器发出的红外光能够穿过所述直管的管壁上的通孔被同一所述红外组件中的所述红外接收器接收到；所述行
程限制块、每段所述线圈、每个所述红外发射器及每个所述红外接收器都与所述控制电路电连接，所述控制电路连接有储能电容；
[0009]密封套管固定套设在所述直管上，所述密封套管与所述直管密封连接，所述线圈和所述红外组件均位于所述直管的外壁与所述密封套管的内壁之间，所述密封套管的底端低于所述直管的底端，所述动触探杆的底端伸出所述密封套管且固设有锥形触探头，且所述动触探杆与所述密封套管动密封连接。
[0010]优选的，还包括位于最下方的所述红外组件的下方的止动机构，所述止动机构包括扇环形电磁铁和止动块，所述扇环形电磁铁固设在所述直管的外壁上，所述直管的侧壁对应所述止动块设置有缺口，所述扇环形电磁铁的两端分别通过一个弹簧与所述止动块连接，所述扇环形电磁铁通电时能够驱动所述止动块伸入所述直管的管道中；所述扇环形电磁铁和所述弹簧均位于所述直管和所述密封套管之间，所述止动块与所述密封套管滑动配合，且所述止动块与所述密封套管动密封连接。
[0011]优选的，所有所述线圈均位于所述行程限制块的下方。
[0012]优选的，所述直管竖直设置或倾斜设置。
[0013]优选的，所述行程限制块的底面贴设有缓冲垫，所述缓冲垫为硅胶垫片，所述线圈为螺线管。
[0014]优选的，所述直管的材质为6061铝合金，所述密封套管的材质为沉淀硬化不锈钢；所述锥形触探头内设置有锥尖阻力传感器和侧摩阻力传感器。
[0015]优选的，所述红外发射器和所述红外接收器分别固设在一固定板上，所述固定板与相邻的所述线圈固连。
[0016]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0017]本专利技术的基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置使用方便。本专利技术基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置通过控制储能电容两端的电压实现锤击能的连续可调，使得触探探头在土层内的连续贯入，在其触探深度范围内不断测得土层的力学特性及变化规律。本专利技术基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置基于电磁线圈炮，利用储能电容瞬间放电通过螺线管，使其磁场发生急剧变化，在电枢内部产生感生电流，多级加速获得目标动能。可以通过调整工作加速线圈的数量和调整电容两端电压，使得动触探杆获得连续可调的冲击动能。本专利技术基于触探杆内部内置的传感器，获取锥尖阻力、侧摩阻力等参数，绘制深度和贯入度的关系图，推测海底土层的坚实程度，基于此可实现实时调整冲击能。本专利技术整体结构简单，无须额外钻进电机等设备，能在很大程度上降低成本，由于没有采用重力落锤和液压锤击的方式，因此在结构上减少了很多外围设备。
[0018]本专利技术基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置可用于进行分层并定性地评价土的均匀性，检查填土质量或碎石上层的埋藏深度等；可用于确定土的物理力学性质，确定碎石、砂土的密实度和粘性土的状态，评价地基和桩基承载力，估算土的强度和变形参数等；也可用于获取海洋工程地质参数，为海上风电桩基的稳定提供测试数据支撑，为预防大型港口码头后方回淤诱发桩基结构倒塌提供原位数据参考，为海洋边坡稳定提供测试数据支撑。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置的部分结构示意图一；
[0022]图3为本专利技术基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置的部分结构示意图二；
[0023]图4为本专利技术基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置的部分结构示意图三；
[0024]图5为本专利技术基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置的部分结构示意图四；
[0025]图6为本专利技术基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置的部分结构示意图五；
[0026]图7是本专利技术基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置中控制电路的中的二级电路图；
[0027]其中：1、顶吸组件；1
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1、行程限制块；1
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2、缓冲垫；2、电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置，其特征在于：包括直管，所述直管的管道中由上至下依次设置有行程限制块、电枢和动触探杆，所述行程限制块为电磁铁且与所述直管固连，所述电枢和所述动触探杆均与所述管道呈间隙配合；所述直管的外壁上缠绕有至少一段沿所述直管的轴向间隔分布的线圈，最下方的所述线圈的下方及任意相邻的两个所述线圈之间均设置有一个红外组件，所述红外组件包括分别设置在所述直管两侧的红外发射器和红外接收器，所述红外发射器发出的红外光能够穿过所述直管的管壁上的通孔被同一所述红外组件中的所述红外接收器接收到；所述行程限制块、每段所述线圈、每个所述红外发射器及每个所述红外接收器都与所述控制电路电连接，所述控制电路连接有储能电容；密封套管固定套设在所述直管上，所述密封套管与所述直管密封连接，所述线圈和所述红外组件均位于所述直管的外壁与所述密封套管的内壁之间，所述密封套管的底端低于所述直管的底端，所述动触探杆的底端伸出所述密封套管且固设有锥形触探头，且所述动触探杆与所述密封套管动密封连接。2.根据权利要求1所述的基于电磁线圈炮的可回收式连续锤击装置，其特征在于：还包括位于最下方的所述红外组件的下方的止动机构，所述止动机构包括扇环形电磁铁和止动块，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈家旺，朱海，彭晓清，张春月，任自强，葛勇强，周朋，梁涛，任雪玉，
申请(专利权)人：海南浙江大学研究院，
类型：发明
国别省市：