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申请/专利权人：中国极地研究中心

摘要：本发明公开一种冰芯钻具，涉及极地环境钻具技术领域。冰芯钻具包括驱动组件，还包括内壳体，内壳体与驱动组件连接，内壳体内部形成下端开口的容纳空间；刀头部，其可拆卸连接在内壳体的底端，并环绕容纳空间的开口设置，刀头部的外侧壁上设置有用于成型冰芯样品的钻刀，刀头部的内侧壁上设置有能够弹出的取冰刀，取冰刀用于切断冰芯样品。本发明提出的冰芯钻具，能够一次性钻取体积较大的冰芯样品，取冰效率更高，结构合理，可靠性高。

主权项：1.一种冰芯钻具，包括驱动组件1，其特征在于，还包括：内壳体2，所述内壳体2与所述驱动组件1连接，所述内壳体2内部形成下端开口的容纳空间21；刀头部4，其可拆卸连接在所述内壳体2的底端，并环绕所述容纳空间21的开口设置，所述刀头部4的外侧壁上设置有用于成型冰芯样品的钻刀41，所述刀头部4的内侧壁上设置有能够弹出的取冰刀42，所述取冰刀42用于切断所述冰芯样品；所述刀头部4还包括刀头座44，所述刀头座44与所述内壳体2的底端可拆卸连接，多把所述钻刀41沿所述刀头座44底部周向间隔设置，每把所述钻刀41的刀刃与水平面呈倾斜设置，多把所述取冰刀42间隔设置在所述刀头座44内部侧壁上；所述刀头座44内部侧壁上开设有容纳槽441，所述取冰刀42转动设置于所述容纳槽441内，弹簧423的两端分别连接所述取冰刀42和所述容纳槽441；所述取冰刀42包括呈夹角设置的第一刀头421和第二刀头422，所述第一刀头421能伸出所述刀头座44内侧壁的长度大于所述第二刀头422能伸出所述刀头座44内侧壁的长度，当所述第一刀头421伸出时，所述第二刀头422抵紧在所述容纳槽441槽底；所述冰芯钻具整体呈圆柱状。

全文数据：一种冰芯钻具技术领域[0001]本发明涉及极地环境钻具技术领域，尤其涉及一种冰芯钻具。背景技术[0002]钻取冰芯样品是极地科学研究工作中重要的组成部分，我国虽然己经研发了深冰芯钻机、热水钻及冰下基岩钻等相应钻具，但针对南极蓝冰区的冰芯取样工作还未曾开展。南极蓝冰区的冰是由特殊的地形地貌、气候环境及冰川流动等特殊因素造成，密度、硬度和脆性较大；由于蓝冰的特殊物理性质，钻取的冰芯直径越小，越容易破碎。[0003]现有技术中，极地冰层取芯钻具钻取的冰芯直径较小，大部分冰芯直径在内。若想要获取同量样品时，必须进行多次钻取或者增加钻探深度，取冰效率低；由于钻取的冰芯直径越大，冰芯样品越难切削，获取的冰芯也很难从钻孔中提取出来。’发明内容[0004]针对上述问题，本发明提出一种冰芯钻具，能够一次性钻取体积较大的冰芯样品，取冰效率更高，结构合理，可靠性高。[0005]本发明采用以下技术方案：[0006]—种冰芯钻具，包括驱动组件，还包括：[0007]内壳体，内壳体与驱动组件连接，内壳体内部形成下端开口的容纳空间；[0008]刀头部，其可拆卸连接在内壳体的底端，并环绕容纳空间的开口设置，刀头部的外侧壁上设置有用于成型冰芯样品的钻刀，刀头部的内侧壁上设置有能够弹出的取冰刀，取冰刀用于切断冰芯样品。[0009]作为本发明的一种优选方案，刀头部还包括刀头座，刀头座与内壳体的底端可拆卸连接，多把钻刀沿刀头座底部周向间隔设置，每把钻刀的刀刃与水平面呈倾斜设置，多把取冰刀间隔设置在刀头座内部侧壁上。[0010]作为本发明的一种优选方案，刀头座内部侧壁上开设有容纳槽，取冰刀转动设置于容纳槽内，弹簧的两端分别连接取冰刀和容纳槽。[0011]作为本发明的一种优选方案，取冰刀包括呈夹角设置的第一刀头和第二刀头，第一刀头能伸出刀头座内侧壁的长度大于第二刀头能伸出刀头座内侧壁的长度，当第一刀头伸出时，第二刀头抵紧在容纳槽槽底。[0012]作为本发明的一种优选方案，内壳体包括呈管状的内转筒和沿内转筒外壁周向设置的多个螺旋叶片，内转筒内部形成下端开口的容纳空间，螺旋叶片的底端与钻刀顶端连接。[0013]作为本发明的一种优选方案，还包括支撑装置，其两端分别连接驱动组件和内壳体，支撑装置内部形成容腔并与容纳空间导通。[00M]作为本发明的一种优选方案，支撑装置包括驱动盘，驱动盘内部形成容腔并与容纳空间导通，驱动盘侧壁开设有多个连通孔。[0015]作为本发明的一种优选方案，还包括外壳和反扭装置，外壳罩设在驱动组件外侧，反扭装置与驱动机构连接，反扭装置能抵紧在冰面被切割后形成钻孔的侧壁上以防止驱动机构转动。[0016]作为本发明的一种优选方案，反扭装置包括旋钮、螺纹柱、滑块、多个支撑销、多个弹片和多个定位销，螺纹柱固定在外壳体的顶端，旋钮与螺纹柱螺纹连接且带动滑块沿螺纹柱移动，每个定位销的一端与滑块连接且另一端与外壳体的顶端连接，滑块上设置有多个支撑销，外壳体的底端对应设置有多个支撑销，每个弹片的两端分别与滑块上的支撑销和外壳体的底端对应的支撑销可转动连接。[0017]作为本发明的一种优选方案，滑块沿周向凸设有三个支撑部，每个支撑部上均设置有一支撑销，外壳体的底端对应设置有三个支撑销。[0018]本发明的有益效果为：[0019]本发明提出的一种冰芯钻具，通过在内壳体内部形成下端开口的容纳空间，能够使得切割形成的冰芯样品容纳在容纳空间内；通过将刀头部拆卸固定在内壳体的底端，使得冰芯样品成型后，可以将刀头部拆下，方便将容纳空间内的冰芯样品取出；取冰刀能弹出，将容纳空间内的冰芯样品截断，成型的冰芯样品能够随着冰芯钻具从冰面内取出。这种结构设置可以一次性钻取体积更大的冰芯样品，取冰效率更高，结构合理，可靠性高。附图说明[0020]图1是本发明提供的冰芯钻具的旋转剖视图；[0021]图2是本发明提供的支撑装置的旋转剖视图；[0022]图3是本发明提供的刀头部的结构示意图；[0023]图4是图2中的取冰刀处于第一工作状态下的局部剖视图；[0024]图5是图2中的取冰刀处于第二工作状态下的局部剖视图；[0025]图6是第一工作状态向第二工作状态转换过程中取冰刀转动的原理示意图；[0026]图7是本发明提供的反扭装置的结构示意图。[0027]图中：[0028]1、驱动组件;11、电机;12、变速箱；[0029]2、内壳体;21、容纳空间；22、螺旋叶片;23、内转筒；[0030]3、支撑装置;31、容腔;32、外壳支撑盘;33、内壳体支撑盘;34、驱动盘;341、连通孔;35、平面轴承；[0031]4、刀头部;41、钻刀;似、取冰刀;421、第一刀头;422、第二刀头;423、弹簧;43、刀头座连接环;44、刀头座;441、容纳槽;45、垫片；[0032]5、外壳；[0033]6、反扭装置;61、旋钮;62、螺纹柱;63、滑块;64、支撑销;65、弹片;66、定位销。具体实施方式[0034]为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。[0035]在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0036]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。[0037]图1是本发明提供的冰芯钻具的旋转剖视图，如图1所示，冰芯钻具主要包括由上至下依次设置的驱动组件1、支撑装置3、内壳体2和刀头部4。该冰芯钻具整体呈圆柱状，当使用时，将冰芯钻具垂直于冰面向下运动，刀头部4转动切割冰面以形成冰芯样品，直至取得合适体积的冰芯样品，再将冰芯钻具和容纳在冰芯钻具内的冰芯样品，从冰层的内部取出。[0038]具体地，驱动组件1为动力源，提供钻取冰芯样品的驱动力，内壳体2用于容纳冰芯样品和冰肩，支撑装置3的两端分别连接驱动组件1和内壳体2,将驱动组件1输出的转矩传递给内壳体2,内壳体2的底端可拆卸连接有刀头部4,刀头部4用于切割冰面以使得冰芯样品成型，同时能够将冰芯样品切断。冰芯样品被切断后，将整个冰芯钻具携带着冰芯样品和冰肩从冰面内取出，再将刀头部4从内壳体2上拆卸下来，就能将内壳体2内的冰芯样品和冰肩取出。通过这种结构设置，钻取的冰芯能够容纳在内壳体2内，能够一次性钻取，不用分多次钻取，同时通过设置内壳体2的尺寸可以使得钻取直径较大的冰芯，冰屑也同时容纳在内壳体2内，取冰效率更高，结构合理，可靠性高；刀头部4不仅能够切割冰面以使得冰芯样品成型，还能将内壳体2内的冰芯样品切断，使得冰芯样品更容易被切削而从钻孔中提取。[0039]具体地，如图1所示，驱动组件1包括相互连接的电机11和变速箱12,属于本领域的常规设置，在此不再赘述。外壳5罩设在驱动组件1外侧，用于保护内部的电机11和变速箱1。[0040]进一步地，图1中内壳体2的内部形成下端开口的容纳空间21，且内壳体2外侧壁上设置有螺旋叶片22，螺旋叶片22的旋转方向由下向上，能够将冰芯钻具下方刀头部4切削产生的冰屑，沿着螺旋叶片22的转动方向由下向上运输，直到运输到支撑装置3处。[0041]内壳体2与驱动组件1之间通过支撑装置3连接，图2是本发明提供的支撑装置3的旋转剖视图，从图2中可见，支撑装置3包括外壳支撑盘32、内壳体支撑盘33、驱动盘34和平面轴承35,驱动盘34内部形成容腔31并与内壳体2内部的容纳空间21导通。综合图1和图2可知，平面轴承35套设在驱动盘34内，驱动盘34内部安装有外壳支撑盘32，外壳支撑盘32与外壳5连接，外壳5固定不动，因此外壳支撑盘32固定不动;变速箱12的输出端穿过外壳支撑盘32和平面轴承35，通过花键连接驱动盘34，内壳体支撑盘33分别与驱动盘34和内壳体2连接。因此，变速箱I2的输出端的转动带动驱动盘34转动，驱动盘34带动内壳体支撑盘33转动，内壳体支撑盘33带动内壳体2转动。通过设置平面轴承35,使得相对固定不动的外壳支撑盘32和相对转动的驱动盘34之间摩擦力更小，转动更顺畅。[0042]进一步地，如图2中所示，驱动盘34的下端呈直径逐渐增大的开口状结构，驱动盘34的内部形成容腔31。具体地，驱动盘34的侧壁包括渐扩段和直管段，其中直管段与下方的容纳空间21导通，渐扩段上开设有多个连通孔341，冰屑能通过多个连通孔341进入容腔31内，掉落并容纳在容纳空间21内。[0043]具体地，内壳体2包括呈管状的内转筒23和沿内转筒23外壁周向设置的多个螺旋叶片22,内转筒23内部形成下端开口的容纳空间21。容纳空间21呈圆柱状，与上方的容腔31连通，容纳空间21直径的尺寸对应冰芯样品成型后的直径尺寸，可根据需要钻取的冰芯样品的直径，可以选用不用直径尺寸的内壳体2。同时，容纳空间21沿高度方向的尺寸对应冰芯样品成型后的长度尺寸，本发明将容纳空间21高度方向的尺寸设置为远大于冰芯样品成型后的长度尺寸，使得在钻取过程中，容纳空间21的底部可以容纳冰芯样品，其他的空间内可以用于装冰屑，这种设置使得内壳体2的整体结构更加合理，使得整个冰芯钻具的排肩更加容易。[0044]进一步地，图3是本发明提供的刀头部的结构示意图，如图3所示，刀头部4主要包括多把用于使冰芯样品成型的钻刀41和多把用于切断冰芯样品的取冰刀42,还包括呈管状的刀头座连接环43和呈管状的刀头座44。其中，为了实现刀头部4可拆卸连接在内壳体2的底端，设置了刀头座连接环43，刀头座连接环43整体呈环状，刀头座连接环43的侧壁上设置有多组用于卡合的凹槽，每个凹槽内设置有螺纹孔，因此刀头座连接环43能够与内壳体2的底端通过凹槽卡合，并通过螺栓连接固定。[0045]可以预计地是，本发明优选上述可拆卸结构，但不做具体限定，只要是能够实现刀头部4与内壳体2的底端可拆卸连接的结构，均在本发明的保护范围内。进一步地，刀头座44与刀头座连接环43同样采用可拆卸连接的形式，在此不再赘述。刀头座44呈管状，在刀头座44的侧壁的底部，沿周向间隔设置多把钻刀41，图3中设置有3把，每把钻刀41的刀刃与水平面呈倾斜设置。进一步地，为了将多把钻刀41更合理更稳定地固定在刀头座44上，在每把钻刀41与刀头座44之间还设置有垫片45,如图3中所示。可以预计地是，本发明一共设置了3把钻刀41，3把钻刀41在刀头座44的周向呈均匀间隔设置，即相邻两把钻刀41之间的夹角均为120度，在本发明中并不限定钻刀41的数量，也不限定钻刀41的设置位置，只要设置了多把钻刀41，且每把钻刀41的刀刃与水平面呈倾斜设置，均在本发明的保护范围内。[0046]具体地，由于刀头座44为筒状，当刀头座44转动时带动钻刀41转动，切割冰面，多把钻刀41形成的切割轨迹为圆形，圆形切割轨迹中间部分形成的冰芯样品为圆柱体，被切割成型的冰芯样品被容纳在容纳空间21的下方;每把钻刀41的刀刃与水平面呈倾斜设置，切割形成的冰肩将在斜面的导向下向上输送。同时，刀头部4与内壳体2连接，且内壳体2中内转筒23外壁周向设置的多个螺旋叶片22,每个螺旋叶片22均对应与倾斜设置钻刀41的末端连接。切割形成的冰屑由钻刀41传送到螺旋叶片22上，螺旋叶片22转动带动冰肩继续向上运动，直至运动到驱动盘34外侧的空间内，从驱动盘34的渐扩段上开设的多个连通孔341进入容腔31内，从容纳空间21的上方掉落，并容纳在容纳空间21内，即容纳空间21的下方容纳不断形成的冰芯样品，上方不断掉落形成的冰肩，因此冰屑覆盖在冰芯样品上。[0047]进一步地，对着切割的不断进行，被切割成型且容纳在容纳空间21的下方的冰芯样品的长度不断增加，当达到预设长度时，需要将冰芯样品切断，因此设置了取冰刀42。[0048]进一步地，图4是图2中的取冰刀42处于第一工作状态下的局部剖视图，如图4所示，在刀头座44内部侧壁上，开设有多个容纳槽441，每个容纳槽441内对应容纳一把取冰刀42，如图4所示，刀头座44内部侧壁上开设有三个容纳槽441，对应共设置三把取冰刀42。可转动设置优选为转轴，转轴穿过取冰刀42设置在容纳槽441内。具体地，取冰刀42包括呈夹角设置的第一刀头421和第二刀头422,第一刀头421能伸出刀头座44内部侧壁的长度大于第二刀头422能伸出刀头座44内部侧壁的长度，即第一刀头421和第二刀头422呈夹角设置。取冰刀42上还设置有安装座，弹簧423的一端通过安装座固定在刀头座44上，另一端固定在容纳槽441内。进一步地，安装座设置在靠近第一刀头421的位置处。[0049]弹簧423在正常状态下处于压缩状态，即弹簧423提供朝向刀头座44内部方向的力，因此常态下取冰刀42是弹出的。图5是图2中的取冰刀42处于第二工作状态下的局部剖视图，如图5所示，弹簧423提供弹力，使得第一刀头421弹出，第二刀头422抵紧在容纳槽441的底壁上。[00S0]所谓第一工作状态对应冰芯钻具向下钻取冰芯样品时的工作状态，如图4中所示，由于圆柱体形状的冰芯样品的长度不断变长，冰芯样品的圆周面容纳在刀头座44内和容纳空间21内，因此冰芯样品的圆周面会抵紧在第二刀头422上，使得取冰刀42绕着转轴转动，形成图4中的第一工作状态。此时，弹簧423被进一步压缩，第二刀头422抵接在冰芯样品的圆周面上，由于第二刀头422的刀刃较小，并不会对冰芯样品的圆周面造成很大的影响。[0051]所谓第二工作状态对应冰芯样品钻取完毕后需要切断时的工作状态，如图5中所示，此时，将整个冰芯钻具向上提一定的距离，由于弹簧423处于被压缩状态，在整个冰芯钻具不再向下钻取时，弹簧423的弹力会推动取冰刀42转动，即使得第一刀头421逐渐弹出，此时刀头座44在驱动力的作用下继续转动，逐渐弹出的第一刀头421会切割刀头座44内部的冰芯样品，直至第一刀头421完全弹出，第二刀头422抵紧在容纳槽441的底壁上，即如图5所示的状态。此时第一刀头421将冰芯样品圆周面上切割出一圈深深的切断槽，使得冰芯样品被切断。[0052]当冰芯样品被第一刀头421切断后，由于第一刀头421依然处于弹出的状态，而第二刀头似2抵紧在容纳槽441的底壁上，此时的冰芯钻具停止转动，被切断的冰芯样品的底面抵接在第一刀头421上，整个容纳空间21内的冰芯样品和冰屑的重量压在第一刀头421上，而第二刀头422抵紧在容纳槽441的底壁上，因此整个容纳空间21内的冰芯样品和冰肩的重量能够被承载。[0053]图6是第一工作状态向第二工作状态转换过程中取冰刀转动的原理示意图，如图6所示对应着取冰刀42处于图4中的状态，此时冰芯钻具已经完成了冰芯样品的钻取，驱动组件1停止转动，可以想象地是，此时切割形成的冰芯样品的底部仍然与冰面内部连接着，切割形成的冰芯样品的本体容纳在容纳空间21和切割刀头座44内部。在切割过程中，由于第二刀头422也会在驱动下旋转并随着整个冰芯钻具向下运动，因此第二刀头422—定会在冰芯样品的侧壁上形成一个槽，第二刀头422的刀尖会卡在这个槽内部，如图6中剖面线表示的冰芯样品。当切割完成后，整个刀头部4不再转动，将整个冰芯钻具向上提，此时的冰芯样品是不动的，第二刀头422的刀尖会卡在槽的内部，将整个冰芯钻具向上提的过程中，由于取冰刀42是可以沿着轴转动的，因此取冰刀42会以第二刀头422的刀尖为支点，以取冰刀42的轴向上翻转，如图6中的箭头所示的方向，取冰刀42做逆时针转动。随着整个冰芯钻具不断地向上提，取冰刀42做逆时针转动的角度不断增大，第一刀头421会有一部分逐渐压入冰芯样品侧壁的内部。取冰刀42继续旋转，直至第二刀头422抵紧在容纳槽441的底壁上，其实即使在向上提冰芯钻具，整个取冰刀42也不会再转动，形成了如图5中所示的取冰刀42的状态。此时，第一刀头421有一部分已经压入冰芯样品侧壁的内部，再使得驱动组件1开始转动，带动取冰刀42的第一刀头421对冰芯样品侧壁进行切割，将冰芯样品圆周面上切割出一圈深深的切断槽，使得冰芯样品被切断。[0054]在容纳空间21和切割刀头座44内部的冰芯样品，底部由取冰刀42托住，使用者此时可以将整个冰芯钻具向上提，将冰芯样品和冰屑取出；再将取冰刀42和刀头座连接环43连接处拆卸下来，或将刀头座连接环43与内壳体2的底端拆卸下来，优选刀头座连接环43与内壳体2的底端拆卸，就可以将冰芯样品从内壳体2的底端取出，冰芯样品取出后，冰肩也能同时划出。[0055]可以预计地是，本发明移动设置了6把取冰刀42,6把取冰刀42在刀头座44内壁的周向呈均匀间隔设置，即相邻两把取冰刀42之间的夹角均为60度。在本发明中并不限定取冰刀42的数量，也不限定取冰刀42的设置位置，只要设置了多把取冰刀42,取冰刀42既用于切断冰芯样品，又能够承载切断后的冰芯样品的结构设置，均在本发明的保护范围内。[0056]综上分析可知，整个刀头部4与内壳体2和支撑装置3的结构设计合理，结构可靠，不仅能够对冰层进行有效地切削形成冰芯样品，且冰芯样品能一次成型，直径较大，同时冰屑还能够有效地排出，不影响整个冰芯钻具的工作；同时刀头部4还能够方便地将内部的冰芯样品切断，又能够承受整个冰芯样品和冰肩的重量;将整个冰芯钻具取出后，方便将冰芯样品从内部取出，取冰效率更高。[0057]进一步地，由于整个冰芯钻具在钻取冰芯样品的过程中要逐渐向冰层的内部移动，进入到冰芯钻具钻取形成的钻洞内。可以预计地是，当整个钻具进入钻洞内时，由于整个钻具的内壳体2、支撑装置3和刀头部4都在转动，很容易使得整个钻具也随着转动。如果钻具在钻洞内也转动，那么整个钻具的动作将失去稳定性，作业效率低下。为了解决上述问题，还需要针对设置在钻洞内防止整个钻具扭转的装置。[0058]具体地，本发明还设置有反扭装置6,反扭装置6罩设在外壳5体上，能够将整个冰芯钻具牢牢固定在钻洞内，使得冰芯钻具本体不发生相对转动，提高稳定性和作业效率。[0059]具体地，反扭装置6包括旋钮61、螺纹柱62、滑块63、多个支撑销64、多个弹片65和多个定位销66。图7是本发明提供的反扭装置的结构示意图，综合图7和图1中可见，螺纹柱62固定在外壳5体的顶端，旋钮61与螺纹柱62螺纹连接且带动滑块63沿螺纹柱62移动，每个定位销66的一端与滑块63连接，每个定位销66的另一端与外壳5体的顶端连接;滑块63上设置有多个支撑销64,外壳5体的底端对应设置有多个支撑销64,每个弹片65的两端分别与滑块63上的支撑销M和外壳5体的底端对应的支撑销64可转动连接，优选弹片65为金属材料，结构强度高。[0060]具体地，如图7所示，本发明的定位销66、弹片65均设置有三个，支撑销64对应设置有六个。其中，滑块63沿周向凸设有三个支撑部，相邻两个支撑部之间的夹角为丨2〇度，每个支撑部上均设置有一支撑销64，外壳5体的底端对应设置有三个支撑销64，使得每个弹片65的两端分别与滑块63上的支撑销64和外壳5体的底端对应的支撑销64可转动连接。[0061]在实际使用过程中，当冰芯钻具进入到钻洞内后，使用者通过拧动旋钮61，使得旋钮61沿着螺纹柱62向下运动，带动滑块63沿着螺纹柱62向下运动，当滑块63向下运动时，由于外壳5体的底端对应的支撑销64是固定不动的，而滑块63上的支撑销64是向下运动的，因此弹片65会发生形变，即弹片65会向外弯曲，旋钮61向下运动的越多，弹片65会向外弯曲的程度越大。当弹片65会向外弯曲时，弹片65会抵接在钻洞的内测壁上，弹片65会向外弯曲的程度越大，抵接在钻洞的内测壁上的力越大，起到了支撑的作用，使得整个冰芯钻具被紧紧地固定在钻洞内部不动，提高稳定性和作业效率。[0062]本发明提出的一种冰芯钻具的工作过程为：[0063]⑴准备阶段[0064]调节刀头部4的钻刀41和取冰刀42的位置，检测各个部件是否安装合理可靠，调节反扭装置6,使得多个弹片65收缩。[0065]2冰芯样品形成阶段[0066]驱动组件1旋转提供钻取冰芯样品的驱动力，带动支撑装置3进而带动内壳体2底部的刀头部4转动，刀头部4向下切割冰面，冰面被切割形成钻洞，整个钻具逐渐进入钻孔内，刀头部4切割以使得冰芯样品逐渐成型，并容纳在容纳空间21的底部。在切割过程中产生的冰屑，由多把钻刀41的倾斜部分向上传导到内转筒23外壁周向设置的多个螺旋叶片22,多个螺旋叶片22转动向上传递冰肩，直至冰屑进入到直至运动到驱动盘34外侧的空间内，从驱动盘34的渐扩段上开设的多个连通孔341进入容腔31内，从容纳空间21的上方掉落，并容纳在容纳空间21内。此时容纳空间21的下方容纳不断形成的冰芯样品，上方不断掉落形成的冰屑。[0067]当钻具部分进入到钻孔内时，可转动反扭装置6上的旋钮61，使得多个弹片65向外弯曲抵接在钻洞的内测壁上，使得整个冰芯钻具被紧紧地固定在钻洞内部不动。[0068]3冰芯样品切割阶段[0069]当容纳空$21内的冰芯样品长度达到预设值时，整个钻具停止向下切割，将钻具向上提一个较小距离，使得第一刀头421逐渐弹出，刀头座44在驱动力的作用下继续转动，逐渐弹出的第一刀头421会切割刀头座44内部的冰芯样品，将冰芯样品圆周面上切割出一圈深深的切断槽，直至冰芯样品被切断。[0070]⑷冰芯样品取出阶段[0071]转动反扭装置6上的旋钮61使得弹片65缩回，第二刀头422抵紧在容纳槽441的底壁上以承载冰芯样品和冰肩的重量，将整个冰芯钻具从钻洞中取出，将刀头座连接环43与内壳体2的底端拆卸下来，将冰芯样品从内壳体2的底端取出，冰芯样品取出后，冰肩也能同时划出，完成一次工作流程。[0072]综上所述，本发明提出的冰芯钻具一次性钻取的冰芯样品体积较大，取冰效率更局，结构合理，可靠性尚，冰芯样品更容易被切削而从钻孔中提取。在实际使用过程中，能够得到直径至少250mm的冰芯样品，相当于现有技术中的钻具能够钻取样品直径至少2倍以上，性能大大提高。[0073]注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

权利要求：1.一种冰芯钻具，包括驱动组件（1，其特征在于，还包括：内壳体2，所述内壳体2与所述驱动组件（1连接，所述内壳体2内部形成下端开口的容纳空间21;刀头部4，其可拆卸连接在所述内壳体2的底端，并环绕所述容纳空间（21的开口设置，所述刀头部4的外侧壁上设置有用于成型冰芯样品的钻刀41，所述刀头部4的内侧壁上设置有能够弹出的取冰刀42，所述取冰刀42用于切断所述冰芯样品。2.根据权利要求1所述的冰芯钻具，其特征在于，所述刀头部4还包括刀头座44，所述刀头座44与所述内壳体2的底端可拆卸连接，多把所述钻刀41沿所述刀头座44底部周向间隔设置，每把所述钻刀41的刀刃与水平面呈倾斜设置，多把所述取冰刀42间隔设置在所述刀头座44内部侧壁上。3.根据权利要求2所述的冰芯钻具，其特征在于，所述刀头座44内部侧壁上开设有容纳槽441，所述取冰刀42转动设置于所述容纳槽441内，弹簧423的两端分别连接所述取冰刀42和所述容纳槽441。4.根据权利要求3所述的冰芯钻具，其特征在于，所述取冰刀42包括呈夹角设置的第一刀头421和第二刀头422，所述第一刀头421能伸出所述刀头座44内侧壁的长度大于所述第二刀头422能伸出所述刀头座44内侧壁的长度，当所述第一刀头421伸出时，所述第二刀头422抵紧在所述容纳槽441槽底。5.根据权利要求1所述的冰芯钻具，其特征在于，所述内壳体2包括呈管状的内转筒23和沿所述内转筒23外壁周向设置的多个螺旋叶片22，所述内转筒23内部形成下端开口的容纳空间21，所述螺旋叶片22的底端与所述钻刀41顶端连接。6.根据权利要求1所述的冰芯钻具，其特征在于，还包括支撑装置3，其两端分别连接所述驱动组件（1和所述内壳体2，所述支撑装置3内部形成容腔31并与所述容纳空间（21导通。7.根据权利要求6所述的冰芯钻具，其特征在于，所述支撑装置3包括驱动盘34，所述驱动盘34内部形成容腔31并与所述容纳空间（21导通，所述驱动盘34侧壁开设有多个连通孔341。8.根据权利要求1所述的冰芯钻具，其特征在于，还包括外壳（5和反扭装置6，所述外壳5罩设在所述驱动组件（1外侧，所述反扭装置6与所述驱动机构（1连接，所述反扭装置6能抵紧在冰面被切割后形成钻孔的侧壁上以防止所述驱动机构1转动。9.根据权利要求8所述的冰芯钻具，其特征在于，所述反扭装置6包括旋钮61、螺纹柱62、滑块63、多个支撑销64、多个弹片65和多个定位销¢6，所述螺纹柱6¾固定在所述外壳5体的顶端，旋钮61与所述螺纹柱62螺纹连接且带动滑块63沿所述螺纹柱62移动，每个所述定位销66的一端与滑块63连接且另一端与所述外壳5体的顶端连接，所述滑块63上设置有多个支撑销64，所述外壳5体的底端对应设置有多个支撑销64，每个所述弹片65的两端分别与所述滑块63上的所述支撑销64和所述外壳5体的底端对应的所述支撑销¢4可转动连接。10.根据权利要求9所述的冰芯钻具，其特征在于，所述滑块63沿周向凸设有三个支撑部，每个支撑部均设置有一所述支撑销糾），所述外壳⑸体的底端对应设置有三个支撑销64。

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