CN104165621A - 钻孔摄像测斜机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钻孔摄像测斜机器人，它包括控制显示终端（15）、铝合金外壳（3）、三轴加速度和地磁场传感器组件、摄像组件和动力机构，三轴加速度和地磁场传感器组件安装在铝合金外壳（3）内，摄像组件安装在所述三轴加速度和地磁场传感器组件的前端；三轴加速度和地磁场传感器组件包括陶瓷轴承（9）、导电滑环（11）、三轴加速度和地磁场传感器电路板（12）、纯铜电路板安装架（13）；摄像组件包括摄像头（1）和微型伺服电机（10）；动力机构包括外转子电机轮（4）、铝合金伸缩机构（5）、动力铝合金车架（6）和弹簧（7）。具有能适应不同钻孔大小，任意倾角，无需钢绞线，自主在孔内行驶，且集成了孔内成像和测斜功能的优点。

Description

钻孔摄像测斜机器人

技术领域

本发明涉及钻孔成像设备和测孔装置，特别是钻孔摄像测斜机器人。

背景技术

目前公知的孔内成像设备和测斜仪，具备探测孔内裂缝情况和测量钻孔倾角、方位角功能，通常的做法是用绳索向下吊设备或用钢绞线推设备，且摄像和测斜是不同的设备，要分开进行，且一般只有一个摄像头，不便于仔细观察特殊孔段，耗费大量时间和人力成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能适应不同钻孔大小，任意倾角，无需钢绞线，自主在孔内行驶，且集成了孔内成像和测斜功能的钻孔摄像测斜机器人。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：钻孔摄像测斜机器人，其特征在于它包括控制显示终端、铝合金外壳、三轴加速度和地磁场传感器组件、摄像组件和动力机构，所述的三轴加速度和地磁场传感器组件安装在铝合金外壳内，所述的摄像组件安装在所述三轴加速度和地磁场传感器组件的前端，所述的动力机构设置在铝合金外壳的外侧；

所述的三轴加速度和地磁场传感器组件包括陶瓷轴承、导电滑环、三轴加速度和地磁场传感器电路板、纯铜电路板安装架，铝合金外壳沿其内侧的轴线方向配合安装有多个陶瓷轴承，导电滑环配合安装在陶瓷轴承的内圈上，靠近铝合金外壳尾部的相邻两个陶瓷轴承之间固定有纯铜电路板安装架，三轴加速度和地磁场传感器电路板固定在纯铜电路板安装架上，三轴加速度和地磁场传感器电路板与控制显示终端通过导线相连；

所述的摄像组件包括摄像头和微型伺服电机，摄像头安装在靠近铝合金外壳头部的陶瓷轴承内，摄像头的尾部设置有齿轮，微型伺服电机固定在铝合金外壳内，且微型伺服电机的输出端与摄像头尾部的齿轮啮合，摄像头和微型伺服电机与控制显示终端通过导线相连；

所述的动力机构包括外转子电机轮、铝合金伸缩机构、动力铝合金车架和弹簧，铝合金外壳沿其轴线方向的外壁上设置有多组铝合金伸缩机构，每组铝合金伸缩机构的外侧端安装有动力铝合金车架，动力铝合金车架与铝合金外壳之间设置有弹簧，动力铝合金车架的两端安装有多个外转子电机轮，外转子电机轮与控制显示终端通过导线相连。

所述的铝合金外壳的头部还安装有钢化玻璃罩，钢化玻璃罩完全覆盖在摄像头的外侧。

所述的铝合金外壳与控制显示终端之间还设置有放缆盘，铝合金外壳与控制显示终端之间的导线缠绕在放缆盘上。

本发明具有以下优点：观测岩土施工中钻孔的内部情况，测量任意岩孔倾角和方位角的多功能仪器，显示出岩孔的裂隙构成和三维轨迹，为岩土施工提供精确数据的仪器，不仅能对任意倾角的钻机进行测斜，还可孔内摄像，并能够进行图像处理，直观反映孔内情况的仪器，为施工提供精确的数据参考，保证工程质量。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为机器人结构示意图；

图3 为机器人内部结构示意图；

图4 为动力机构的结构示意图； 

图中：1-摄像头，2-钢化玻璃罩，3-机壳，4-外转子电机轮，5-铝合金伸缩机构，6-动力铝合金车架，7-弹簧，8-导线，9-陶瓷轴承，10-微型伺服电机，11-导电滑环，12-三轴加速度和地磁场传感器电路板，13-纯铜电路板安装架，14-岩孔，15-控制显示终端，16-放缆盘。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，钻孔摄像测斜机器人，其特征在于它包括控制显示终端15、铝合金外壳3、三轴加速度和地磁场传感器组件、摄像组件和动力机构，所述的三轴加速度和地磁场传感器组件安装在铝合金外壳3内，所述的摄像组件安装在所述三轴加速度和地磁场传感器组件的前端，所述的动力机构设置在铝合金外壳3的外侧；

如图3所示，所述的三轴加速度和地磁场传感器组件包括陶瓷轴承9、导电滑环11、三轴加速度和地磁场传感器电路板12、纯铜电路板安装架13，铝合金外壳3沿其内侧的轴线方向配合安装有多个陶瓷轴承9，导电滑环11配合安装在陶瓷轴承9的内圈上，靠近铝合金外壳3尾部的相邻两个陶瓷轴承9之间固定有纯铜电路板安装架13，三轴加速度和地磁场传感器电路板12固定在纯铜电路板安装架13上，三轴加速度和地磁场传感器电路板12与控制显示终端15通过导线8相连；所述的摄像组件包括摄像头1和微型伺服电机10，摄像头1安装在靠近铝合金外壳1头部的陶瓷轴承9内，摄像头1的尾部设置有齿轮，微型伺服电机10固定在铝合金外壳1内，且微型伺服电机10的输出端与摄像头1尾部的齿轮啮合，摄像头1和微型伺服电机10与控制显示终端15通过导线8相连；

如图2和图4所示，所述的动力机构包括外转子电机轮4、铝合金伸缩机构5、动力铝合金车架6和弹簧7，铝合金外壳3沿其轴线方向的外壁上设置有多组铝合金伸缩机构5，每组铝合金伸缩机构5的外侧端安装有动力铝合金车架6，动力铝合金车架6与铝合金外壳3之间设置有弹簧7，动力铝合金车架6的两端安装有多个外转子电机轮4，外转子电机轮4与控制显示终端15通过导线8相连。

进一步地，如图2所示，所述的铝合金外壳3的头部还安装有钢化玻璃罩2，钢化玻璃罩2完全覆盖在摄像头1的外侧，增强摄像头1的抗冲击强度，保护摄像头1，延长其使用寿命。

进一步地，所述的铝合金外壳3与控制显示终端15之间还设置有放缆盘16，铝合金外壳3与控制显示终端15之间的导线8缠绕在放缆盘16上，将铝合金外壳3与控制显示终端15之间多余的导线8缠绕在放缆盘16上，根据实际情况进行收放导线8。

本发明的工作过程如下：将机器人部分放入岩孔14内，外转子电机轮4在弹簧7的顶压作用下，紧贴在岩孔4的内壁上，在本实施例中，铝合金外壳3的外壁上设置三组动力机构，并且间隔均匀的分布在铝合金外壳3的外壁上，机器人在岩孔4内的移动是通过外转子电机轮4在控制显示终端15的控制下前后移动，在机器人前移过程中，摄像头1采集视频图像，经过导线8传输到控制显示终端15，当遇到特殊孔段时，需要仔细观察，机器人停止前进，微型伺服电机10转动摄像头1，采集特殊位置图像信号并通过导线8传送到控制显示终端15，在控制显示终端15上，图像处理后显示到显示屏上，摄像头1和三轴加速度和地磁场传感器组件采集数据，通过后台的技术处理，最终能形成一个三维的岩孔图像，直接反应岩孔4的裂隙情况和走势倾斜情况。三轴加速度和地磁场传感器组件使机器人在岩孔4内产生转动而三轴加速度和地磁场传感器组件不跟随转动。 

Claims (3)

1.钻孔摄像测斜机器人，其特征在于：它包括控制显示终端（15）、铝合金外壳（3）、三轴加速度和地磁场传感器组件、摄像组件和动力机构，所述的三轴加速度和地磁场传感器组件安装在铝合金外壳（3）内，所述的摄像组件安装在所述三轴加速度和地磁场传感器组件的前端，所述的动力机构设置在铝合金外壳（3）的外侧；

所述的三轴加速度和地磁场传感器组件包括陶瓷轴承（9）、导电滑环（11）、三轴加速度和地磁场传感器电路板（12）、纯铜电路板安装架（13），铝合金外壳（3）沿其内侧的轴线方向配合安装有多个陶瓷轴承（9），导电滑环（11）配合安装在陶瓷轴承（9）的内圈上，靠近铝合金外壳（3）尾部的相邻两个陶瓷轴承（9）之间固定有纯铜电路板安装架（13），三轴加速度和地磁场传感器电路板（12）固定在纯铜电路板安装架（13）上，三轴加速度和地磁场传感器电路板（12）与控制显示终端（15）通过导线（8）相连；

所述的摄像组件包括摄像头（1）和微型伺服电机（10），摄像头（1）安装在靠近铝合金外壳（1）头部的陶瓷轴承（9）内，摄像头（1）的尾部设置有齿轮，微型伺服电机（10）固定在铝合金外壳（1）内，且微型伺服电机（10）的输出端与摄像头（1）尾部的齿轮啮合，摄像头（1）和微型伺服电机（10）与控制显示终端（15）通过导线（8）相连；

所述的动力机构包括外转子电机轮（4）、铝合金伸缩机构（5）、动力铝合金车架（6）和弹簧（7），铝合金外壳（3）沿其轴线方向的外壁上设置有多组铝合金伸缩机构（5），每组铝合金伸缩机构（5）的外侧端安装有动力铝合金车架（6），动力铝合金车架（6）与铝合金外壳（3）之间设置有弹簧（7），动力铝合金车架（6）的两端安装有多个外转子电机轮（4），外转子电机轮（4）与控制显示终端（15）通过导线（8）相连。

2.根据权利要求1所述的钻孔摄像测斜机器人，其特征在于：所述的铝合金外壳（3）的头部还安装有钢化玻璃罩（2），钢化玻璃罩（2）完全覆盖在摄像头（1）的外侧。

3.根据权利要求1所述的钻孔摄像测斜机器人，其特征在于：所述的铝合金外壳（3）与控制显示终端（15）之间还设置有放缆盘（16），铝合金外壳（3）与控制显示终端（15）之间的导线（8）缠绕在放缆盘（16）上。