【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固定建筑物的钻孔取样装置领域，尤其涉及桥梁箱梁等砼体的钻孔取芯装置，确切地说是混凝土钻孔取芯机。
技术介绍
1、砼体取芯是从已经成型的混凝土结构中通过钻孔取出混凝土试样的设备。根据cecs03:2007《钻芯法检测混凝土强度技术规程》；gb11818-89《混凝土钻孔取芯机技术要求》和gb50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》要求进行钻孔取芯操作。在实际砼体取芯过程中采用的装置/设备并不统一，一般多采用手动下压钻进取芯操作，下压的力度和进钻量根据设备负荷变化而人为主观调整。现有技术中混凝土取芯设备通常采用的是机械下压，利用螺纹驱动钻头向砼体进钻，这种下压方式的优点在于，设备简单，可靠性高，操作简便；当然也存在结构上带来的弊端，就是对操作人员要求较高，由于砼体是刚性结构，加之下压的螺纹也是纯机械结构，无论旋转多少始终都会有一个瞬间的进刀量，这一瞬间对于刀具和驱动机构的负荷会出现陡增，对于刀具的磨损伤害较大，需要瞬间承受砼体切割的应力，容易将钻头齿部打断。对于砼体取芯切割最佳的状态就是以匀速的方式进给刀具，使得砼体在切割过程中能够形成非常整齐的试样侧壁，避免因试样内壁划伤而导致试样存在局部应力集中而破坏整个的试样抗压试验。故而，鉴于砼体取芯位置可能存在较硬的粗骨料或者钢筋等硬质材料，这使得线性的机械下压并不能满足砼体取芯的要求。
2、同时，砼体取芯位置需要选择结构件受力较小的部位，因为钢筋是砼体的核心受力构件，若取芯导致钢筋被切断将严重影响结构件的整体受力，故而避开砼体内的钢筋是必要的。截止
技术实现思路
1、本申请提供混凝土钻孔取芯机，用于解决至少以下其中一个技术问题：
2、1、解决砼体取芯过程中，是否存在钢筋被切割的问题。
3、2、解决采用线性或者机械下压方式容易引起瞬间负荷陡增导致钻头齿部打断，机械受损，砼体试件被破坏等问题。
4、3、解决现有技术取芯不能对取芯的混凝土结构质地是否均匀做出判断。
5、本专利技术通过在空心钻内设置用于触发报警电路的开关机构，使得当空心钻切割过程中接触到作为导体的钢筋就会使开关机构导通，从而触发报警电路报警，避免取样过程中将受力钢筋切断导致结构件受损的问题。
6、同时，本专利技术采用气压驱动机构作为对进钻机构施加正压力的施压机构，采用恒压的施压机构能够根据实际取芯的混凝土的硬度，强度，质地均匀性等影响取芯效率的因素变化而自适应变化，不会引起负荷的瞬间陡增导致取芯设备或者混凝土试件受损的问题。例如，以现有技术中机械匀速施压为例，由于对空心钻施加的进给量是确定的，当取芯的混凝土中突然遇到硬度/强度陡增的钢筋或者鹅卵石等硬骨料时，空心钻受到的切割负荷将会瞬间增大，若此时空心钻无法完成正常的切削，那么或出现卡死，或出现切割齿损伤，或出现试件损伤的情况。本专利技术采用的自适应进给量是通过恒定的压力实现的，即对空心钻施加恒定的压力，当遇到混凝土中硬度/强度增加，切削效率会自然的降低，反之，若遇到混凝土中存在气泡或者硬度降低或者存在因离析导致的空鼓等导致硬度/强度降低，切削效率会自然的增加，进给量自然的增大。
7、最后，本专利技术在提供恒定的压力环境下进行取芯，能够通过统计单位时间内进钻的深度对混凝土结构的质地进行预判；同时，还能够绘制取芯过程中进钻深度与时间之间的关系获取当前混凝土在对应厚度区域的硬度/强度是否达标的定性判断。
8、为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：
9、混凝土钻孔取芯机，包括机座，所述机座上安装有导轨，滑动安装在导轨上用于钻孔取芯的进钻机构，驱动进钻机构沿所述导轨往复移动的施压机构，还包括用于检测钻孔区域是否存在钢筋的检测报警单元，所述进钻机构包括与所述导轨滑动连接的滑移支架，所述滑移支架上转动连接有中空的转轴a，所述转轴a的上端连接有用于将多根旋转的导线与多根静止的导线对应电连接的换线器，所述转轴a的下端同轴固定连接有用于钻孔的空心钻，所述空心钻下端可拆卸固定连接有钻头，所述钻头包括多个相互绝缘的切割齿，所述空心钻的侧壁内或者内壁上设置有多根中空的导管；所述检测报警单元包括报警电路和用于导通所述报警电路的开关机构，所述开关机构包括分别设置在任一所述导管内的多根导线，任一导线的下端均电连接有一个独立的切割齿，任一导线上端均通过所述换线器连通，所述换线器具有针脚接头并与所述报警电路电连接。
10、优选地，所述切割齿中至少一个与所述报警电路正极/高电位电连接，其余的切割齿与报警电路的负极/低电位电连接；或者，所述切割齿中至少一个与所述报警电路负极/低点位电连接，其余的切割齿与报警电路的正极/高电位电连接。
11、优选地，所述切割齿的最大切割内径r小于空心钻的最小内径r。
12、优选地，所述钻头包括呈环状的钻头本体，所述钻头本体的上端面设置有用于容纳并用于与所述空心钻固定连接的凹槽；所述钻头本体的下端面呈圆周阵列设置有多个用于固定安装所述切割齿的盲孔，所述盲孔内壁与切割齿之间设置有绝缘材料。
13、优选地，换线器包括固定安装在滑移支架上的外壳体，一端贯穿所述外壳体并与转轴a同轴驱动连接的转轴b，所述转轴b通过轴承与外壳体转动连接，所述转轴b的圆周侧壁上轴向间隔设置有多块绝缘盘，相邻两个绝缘盘之间设置有铜环，任一铜环通过安装在沿转轴b中轴线设置的线缆孔内的导线与所述切割齿一一连通；所述外壳体内壁上设置有针脚盒，所述针脚盒上设置有多组与任一所述铜环对应设置的导电弹片，任一组导电弹片均由两片相对设置并将同一个铜环夹持的弹片组成；所述针脚盒可拆卸电连接有针脚盖，所述针脚盖上设置有用于与报警电路连通的针脚接头，所述针脚接头内具有多根分别与任一所述组导电弹片电连接的针脚。
14、优选地，所述施压机构采用伺服丝杆驱动机构，液压驱动机构，配重施压机构和气压驱动机构中的任一一种。
15、优选地，所述施压机构采用气压驱动机构对进钻机构提供往复驱动力，所述气压驱动机构包括满足钻孔取芯行程的气缸，所述气缸内设置有带活塞的活塞杆，所述活塞将气缸分隔成上腔体和下腔体，所述气缸侧壁上靠近两端位置分别设置有与上腔体和下腔体连通的第二进气接头和第二出气接头，所述第二进气接头与增压机构连通。
16、优选地，所述第二进气接头与增压机构之间设置有电磁阀a，电磁阀a与第二进气接头之间设置有旁通电磁阀b；所述第二出气接头与增压机构之间设置有电磁阀c，电磁阀c与第二出气接头之间设置有旁通电磁阀d，所述电磁阀a，电磁阀b，电磁阀c和电磁阀d均与控制单元电连接。
17、优选地，所述增压机构与电磁阀a/电磁阀c之间还增设有储压罐。
18、优选地，还包括设置在气缸外侧壁用于检测上腔体内实时气压p的气压传感器，设置在活本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.混凝土钻孔取芯机，包括机座（0），所述机座（0）上安装有导轨（01），滑动安装在导轨（01）上用于钻孔取芯的进钻机构（5），驱动进钻机构（5）沿所述导轨（01）往复移动的施压机构（4），其特征在于：还包括用于检测钻孔区域是否存在钢筋的检测报警单元（6），所述进钻机构（5）包括与所述导轨（01）滑动连接的滑移支架（51），所述滑移支架（51）上转动连接有中空的转轴A（54），所述转轴A（54）的上端连接有用于将多根旋转的导线与多根静止的导线对应电连接的换线器（61），所述转轴A（54）的下端同轴固定连接有用于钻孔的空心钻（56），所述空心钻（56）下端可拆卸固定连接有钻头（562），所述钻头（562）包括多个相互绝缘的切割齿（563），所述空心钻（56）的侧壁内或者内壁上设置有多根中空的导管（561）；所述检测报警单元（6）包括报警电路和用于导通所述报警电路的开关机构，所述开关机构包括分别设置在任一所述导管（561）内的多根导线，任一导线的下端均电连接有一个独立的切割齿（563），任一导线上端均通过所述换线器（61）连通，所述换线器（61）具有针脚接头（621）并与所述报警电路
2.根据权利要求1所述的混凝土钻孔取芯机，其特征在于：所述切割齿（563）中至少一个与所述报警电路正极/高电位电连接，其余的切割齿（563）与报警电路的负极/低电位电连接；或者，所述切割齿（563）中至少一个与所述报警电路负极/低点位电连接，其余的切割齿（563）与报警电路的正极/高电位电连接。
3.根据权利要求1所述的混凝土钻孔取芯机，其特征在于：所述切割齿（563）的最大切割内径r小于空心钻（56）的最小内径R。
4.根据权利要求1所述的混凝土钻孔取芯机，其特征在于：所述钻头（562）包括呈环状的钻头本体，所述钻头本体的上端面设置有用于容纳并用于与所述空心钻（56）固定连接的凹槽；所述钻头本体的下端面呈圆周阵列设置有多个用于固定安装所述切割齿（563）的盲孔，所述盲孔内壁与切割齿（563）之间设置有绝缘材料。
5.根据权利要求1所述的混凝土钻孔取芯机，其特征在于：换线器（61）包括固定安装在滑移支架（51）上的外壳体（611），一端贯穿所述外壳体（611）并与转轴A同轴驱动连接的转轴B（612），所述转轴B（612）通过轴承（613）与外壳体（611）转动连接，所述转轴B（612）的圆周侧壁上轴向间隔设置有多块绝缘盘（614），相邻两个绝缘盘（614）之间设置有铜环（615），任一铜环（615）通过安装在沿转轴B（612）中轴线设置的线缆孔（616）内的导线与所述切割齿（563）一一连通；所述外壳体（611）内壁上设置有针脚盒（619），所述针脚盒（619）上设置有多组与任一所述铜环（615）对应设置的导电弹片（618），任一组导电弹片（618）均由两片相对设置并将同一个铜环（615）夹持的弹片组成；所述针脚盒（619）可拆卸电连接有针脚盖（620），所述针脚盖（620）上设置有用于与报警电路连通的针脚接头（621），所述针脚接头（621）内具有多根分别与任一所述组导电弹片（618）电连接的针脚。
6.根据权利要求1-5任一项所述的混凝土钻孔取芯机，其特征在于：所述施压机构（4）采用伺服丝杆驱动机构，液压驱动机构，配重施压机构和气压驱动机构中的任一一种。
7.根据权利要求6所述的混凝土钻孔取芯机，其特征在于：所述施压机构（4）采用气压驱动机构对进钻机构（5）提供往复驱动力，所述气压驱动机构包括满足钻孔取芯行程的气缸（41），所述气缸（41）内设置有带活塞的活塞杆（46），所述活塞将气缸（41）分隔成上腔体（44）和下腔体（45），所述气缸（41）侧壁上靠近两端位置分别设置有与上腔体（44）和下腔体（45）连通的第二进气接头（42）和第二出气接头（43），所述第二进气接头（42）与增压机构（2）连通。
8.根据权利要求7所述的混凝土钻孔取芯机，其特征在于：所述第二进气接头（42）与增压机构（2）之间设置有电磁阀A（21），电磁阀A（21）与第二进气接头（42）之间设置有旁通电磁阀B（22）；所述第二出气接头（43）与增压机构（2）之间设置有电磁阀C（23），电磁阀C（23）与第二出气接头（43）之间设置有旁通电磁阀D（24），所述电磁阀A（21），电磁阀B（22），电磁阀C（23）和电磁阀D（24）均与控制单元（1）电连接。
9.根据权利要求8所述的混凝土钻孔取芯机，其特征在于：所述增压机构（2）与电磁阀A（21）/电磁阀C（23）之间还增设有储压罐（3）。
10.根据权利要求8所述的混凝土钻孔取芯机，其特征在于：还包括设置在气...
【技术特征摘要】
1.混凝土钻孔取芯机，包括机座（0），所述机座（0）上安装有导轨（01），滑动安装在导轨（01）上用于钻孔取芯的进钻机构（5），驱动进钻机构（5）沿所述导轨（01）往复移动的施压机构（4），其特征在于：还包括用于检测钻孔区域是否存在钢筋的检测报警单元（6），所述进钻机构（5）包括与所述导轨（01）滑动连接的滑移支架（51），所述滑移支架（51）上转动连接有中空的转轴a（54），所述转轴a（54）的上端连接有用于将多根旋转的导线与多根静止的导线对应电连接的换线器（61），所述转轴a（54）的下端同轴固定连接有用于钻孔的空心钻（56），所述空心钻（56）下端可拆卸固定连接有钻头（562），所述钻头（562）包括多个相互绝缘的切割齿（563），所述空心钻（56）的侧壁内或者内壁上设置有多根中空的导管（561）；所述检测报警单元（6）包括报警电路和用于导通所述报警电路的开关机构，所述开关机构包括分别设置在任一所述导管（561）内的多根导线，任一导线的下端均电连接有一个独立的切割齿（563），任一导线上端均通过所述换线器（61）连通，所述换线器（61）具有针脚接头（621）并与所述报警电路电连接。
2.根据权利要求1所述的混凝土钻孔取芯机，其特征在于：所述切割齿（563）中至少一个与所述报警电路正极/高电位电连接，其余的切割齿（563）与报警电路的负极/低电位电连接；或者，所述切割齿（563）中至少一个与所述报警电路负极/低点位电连接，其余的切割齿（563）与报警电路的正极/高电位电连接。
3.根据权利要求1所述的混凝土钻孔取芯机，其特征在于：所述切割齿（563）的最大切割内径r小于空心钻（56）的最小内径r。
4.根据权利要求1所述的混凝土钻孔取芯机，其特征在于：所述钻头（562）包括呈环状的钻头本体，所述钻头本体的上端面设置有用于容纳并用于与所述空心钻（56）固定连接的凹槽；所述钻头本体的下端面呈圆周阵列设置有多个用于固定安装所述切割齿（563）的盲孔，所述盲孔内壁与切割齿（563）之间设置有绝缘材料。
5.根据权利要求1所述的混凝土钻孔取芯机，其特征在于：换线器（61）包括固定安装在滑移支架（51）上的外壳体（611），一端贯穿所述外壳体（611）并与转轴a同轴驱动连接的转轴b（612），所述转轴b（612）通过轴承（613）与外壳体（611）转动连接，所述转轴b（612）的圆周侧壁上轴向间隔设置有多块绝缘盘（614），相邻两个绝缘盘（614）之间设置有铜环（615），任一铜环（615）通过安装在沿转轴b（612）中轴线设...
【专利技术属性】
技术研发人员：周琦森，孙宏，吴廷科，曾小花，张海洋，张旭，张富强，刘洋，周游，冯嘉男，胡俊远，邱虎，严明浪，
申请(专利权)人：四川蜀工公路工程试验检测有限公司，
类型：发明
国别省市：
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