CN105784969B - 一种岩层钻孔巡回探测机器人 - Google Patents

一种岩层钻孔巡回探测机器人 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种岩层钻孔巡回探测机器人，属于检测设备领域，该机器人包括移动探测装置1、测量控制线2、洞口控制端3、手持控制端4，移动探测装置1可以在岩层钻孔5内部自由移动，测量控制线2处于移动探测装置1和洞口控制端3之间，洞口控制端3可以固定在岩层洞口，操作者使用手持控制端4控制移动探测装置1的运动，并对探测的数据进行存储以及实时显示，该机器人可以很方便的实现对岩层钻孔内各处孔壁外观进行摄录、以及对各处岩石硬度进行检测，并且结合深入钻孔内部的距离对整个岩层状态做出合理的评估，整个测试过程简单、测量速度快，测试结果准确，对实现岩层状态的快速评估有着重要意义。

Description

一种岩层钻孔巡回探测机器人
技术领域
本发明涉及一种岩层钻孔巡回探测机器人，属于检测设备领域。
背景技术
在矿道以及隧道建设、维护、研究过程中往往需要对岩层进行钻孔并对钻孔进行检测，以便及时了解岩层的内部情况以及变化趋势。目前主要的检测手段还主要是用支撑杆将摄像头深入钻孔中手工摄录钻孔内部情况，这种方法很是费事，检测效率低，若是可以设计一款专门用于岩层钻孔摄录以及岩石质量检测的机器人将能很好的解决岩层钻孔探测的问题。本发明公开一种岩层钻孔巡回探测机器人，该机器人可以很方便的实现对岩层钻孔内各处孔壁外观进行摄录、以及对各处岩石硬度进行检测，并且结合深入钻孔内部的距离对整个岩层状态做出合理的评估，整个测试过程简单、测量速度快，测试结果准确，对实现岩层状态的快速评估有着重要意义。
发明内容
为了实现很方便地对岩层钻孔进行探测，本发明公开一种岩层钻孔巡回探测机器人，该机器人包括移动探测装置、测量控制线、洞口控制端、手持控制端，移动探测装置可以在岩层钻孔内部自由移动，测量控制线处于移动探测装置和洞口控制端之间，测量控制线在移动探测装置和洞口控制端之间传递信号能量以及通过对测量控制线长度的检测来判定移动探测装置距离洞口的距离，洞口控制端可以固定在岩层洞口，操作者使用手持控制端控制移动探测装置的运动、实现对探测数据的存储以及实时显示。
优选地，所述移动探测装置最前端设有前端摄像仪，可以在岩层钻孔内进行视频图像的拍摄。
优选地，所述移动探测装置的支撑架周围均匀分布三个轮子，并且设有前后两排，轮子和支撑架之间设有轮子减震簧和轮子驱动电机，轮子减震簧可以使轮子在一定范围内伸缩以适应钻孔孔径的变化，轮子驱动电机可以驱动轮子转动为移动探测装置移动提供动力。
优选地，所述移动探测装置的支撑架上设有岩石硬度仪，岩石硬度仪可以绕支撑架在360度范围内转动，用来检测各处岩石的硬度值。
可以理解的是，可以很方便的实现将岩石硬度仪替换为其他检测设备以实现岩石其他特性的测量。
优选地，所述移动探测装置末端设有安装柱，安装柱可以插入安装座中，使得移动探测装置和洞口控制端之间连成一个整体，便于机器人的安装使用。
优选地，所述洞口控制端上的位移检测装置通过对测量控制线的测量来判定移动探测装置与钻孔洞口的距离。
优选地，所述洞口控制端上设有电源，电源通过测量控制线为移动探测装置工作提供电能。
优选地，所述洞口控制端上设有3个钻孔固定弹簧，钻孔固定弹簧均布在洞口控制端周围，将洞口控制端插入钻孔中时钻孔固定弹簧发生变形，钻孔固定弹簧通过挤压岩层钻孔壁使得洞口控制端与钻孔壁之间产生摩擦力来固定洞口控制端。
优选地，所述洞口控制端上设有信号处理模块，信号处理模块可以接收手持控制端发出的信号并对移动探测装置发出控制指令，并且将移动探测装置检测的数据以及位移检测装置检测到的数据通过洞口控制端天线传输给手持端天线，进而将测得的数据传输给手持控制端。
通过上述技术方案，本发明可以很方便的实现对岩层钻孔内各处孔壁外观进行摄录、以及对各处岩石硬度进行检测，并且结合深入钻孔内部的距离对整个岩层状态做出合理的评估，整个测试过程简单、测量速度快，测试结果准确，对实现岩层状态的快速评估有着重要意义。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是岩层钻孔巡回探测机器人整体结构示意图；
图2是移动探测装置部分结构示意图；
图3是洞口控制端部分结构示意图；
图4是机器人在岩层钻孔中的安装示意图；
附图标记说明
1、移动探测装置；101、前端摄像仪；102、轮子；103、轮子驱动电机；104、支撑架；105、岩石硬度仪；106、轮子减震簧；107、安装柱；2、测量控制线；3、洞口控制端；301、安装座；302、位移检测装置；303、电源；304、钻孔固定弹簧；305、信号处理模块；306、洞口控制端天线；4、手持控制端；401、手持端天线；5、岩层钻孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。使用的方位词如“左、右”是指附图中的左、右方位。
如图1所示，本发明提供了一种岩层钻孔巡回探测机器人，该机器人包括移动探测装置1、测量控制线2、洞口控制端3、手持控制端4，移动探测装置1可以在岩层钻孔内部自由移动，在岩层钻孔内各处进行检测，测量控制线2处于移动探测装置1和洞口控制端3之间，使用者使用手持控制端4发出控制信号，洞口控制端3接收控制信号并将信号通过测量控制线2传输给移动探测装置1，移动探测装置1在岩层钻孔中进行探测，移动探测装置1检测到的信号再通过测量控制线2传输给洞口控制端3，洞口控制端3再将信号传输给手持控制端4，手持控制端4可以显示记录各种探测数据。
如图2所示，前端摄像仪101位于移动探测装置1前端，可以在岩层钻孔内进行视频图像的拍摄，支撑架104为整个移动探测装置1提供支撑，轮子102均匀分布在支撑架104周围，每排均匀布置3个轮子102，并且设有前后两排，轮子102和支撑架104之间设有轮子减震簧106和轮子驱动电机103，轮子减震簧106可以使轮子102在一定范围内伸缩以适应钻孔孔径的变化，轮子驱动电机103可以驱动轮子102转动为移动探测装置1移动提供动力，岩石硬度仪105位于支撑架104上，岩石硬度仪105可以绕支撑架104在360度范围内转动，用来检测各处岩石的硬度值，安装柱107位于移动探测装置1末端。
如图3所示，安装座301位于洞口控制端3前端，安装柱107可以插入安装座301中，可以将移动探测装置1和洞口控制端3连成一个整体，位移检测装置302通过对测量控制线2的测量来判定移动探测装置1与钻孔洞口的距离，电源303通过测量控制线2为移动探测装置1工作提供电能，钻孔固定弹簧304具有弹性，由3个钻孔固定弹簧304均布在洞口控制端3周围，将洞口控制端3插入钻孔洞中时钻孔固定弹簧304发生变形，钻孔固定弹簧304通过挤压岩层钻孔壁使得洞口控制端3与钻孔壁之间产生摩擦力来固定洞口控制端3，信号处理模块305可以接收手持控制端4发出的信号并对移动探测装置1发出控制指令，并且将移动探测装置1检测的数据以及位移检测装置302检测到的数据通过洞口控制端天线306传输给手持端天线401，进而将测得的数据传输给手持控制端4。
如图4所示，结合以上诸图，将移动探测装置1的安装柱107插入洞口控制端3的安装座301上，再将移动探测装置1一端先放入岩层钻孔5内部，逐渐将洞口控制端3置入岩层钻孔5中，洞口控制端3周边的钻孔固定弹簧304将通过挤压岩层钻孔5的岩壁产生克服整个装置重力的摩擦力，达到固定整个装置的目的。
为了更清楚的反应该机器人的结构和功能，现在介绍该机器人的工作过程，此举例仅为多种选择方案中的一种，不是对本发明的限制。
初始状态，移动探测装置1的安装柱107插入洞口控制端3的安装座301上，将移动探测装置1一端先放入需要检测的岩层钻孔5内部，移动探测装置1上的轮子102会压缩轮子减震簧106，轮子减震簧106对轮子102施加作用力使得轮子102与岩层钻孔5的岩壁之间产生作用力，从而产生提供移动探测装置1在岩层钻孔5内部移动所需要的摩擦力，轮子驱动电机103驱动轮子102转动为移动探测装置1移动提供动力，再逐渐将洞口控制端3置入岩层钻孔5中，洞口控制端3周边的钻孔固定弹簧304将通过挤压岩层钻孔5的岩壁产生克服整个装置重力的摩擦力，将洞口控制端3插入到合适的位置实现对整个装置的固定。
操作者手拿手持控制端4，对移动探测装置1发出指令，控制信号通过手持端天线401发出，由洞口控制端天线306接收信号并将信号传输给信号处理模块305，信号处理模块305对控制信号进行处理后再通过测量控制线2将信号传输给移动探测装置1，移动探测装置1接收信号并执行移动、摄影、对岩石硬度进行检测等各种检测动作，移动探测装置1将测得的数据再通过测量控制线2传输给信号处理模块305，信号处理模块305对信号处理后通过洞口控制端天线306将信号传输到手持端天线401，手持端天线401将信号传输给手持控制端4，手持控制端4可以记录存储检测到的各种数据，并且可以对数据进行实时显示，在机器人工作过程中，位移检测装置302通过对测量控制线2的测量来判定移动探测装置1与钻孔洞口的距离，这样就可以得出岩层钻孔5内部距离钻孔洞口各距离位置上的图像信息和岩层质量信息，电源303通过测量控制线2为移动探测装置1工作提供电能。
通过上述技术方案，本发明可以很方便的实现对岩层钻孔内各处孔壁外观进行摄录、以及对各处岩石硬度进行检测，并且结合深入钻孔内部的距离对整个岩层状态做出合理的评估，整个测试过程简单、测量速度快，测试结果准确，对实现岩层状态的快速评估有着重要意义。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种岩层钻孔巡回探测机器人，其特征在于，该机器人包括移动探测装置（1）、测量控制线（2）、洞口控制端（3）、手持控制端（4），移动探测装置（1）可以在岩层钻孔（5）内部自由移动，测量控制线（2）处于移动探测装置（1）和洞口控制端（3）之间，测量控制线（2）在移动探测装置（1）和洞口控制端（3）之间传递信号能量以及通过对测量控制线（2）长度的检测来判定移动探测装置距离洞口的距离，洞口控制端（3）可以固定在岩层洞口，操作者使用手持控制端（4）控制移动探测装置（1）的运动，实现对探测的数据进行存储以及实时显示。
2.根据权利要求1所述的一种岩层钻孔巡回探测机器人，其特征在于，所述移动探测装置（1）的支撑架（104）周围均匀分布三个轮子（102），并且设有前后两排，轮子（102）和支撑架（104）之间设有轮子减震簧（106）和轮子驱动电机（103），轮子减震簧（106）可以使轮子（102）在一定范围内伸缩以适应钻孔孔径的变化，轮子驱动电机（103）可以驱动轮子（102）转动为移动探测装置（1）移动提供动力。
3.根据权利要求1所述的一种岩层钻孔巡回探测机器人，其特征在于，所述移动探测装置（1）的支撑架（104）上设有岩石硬度仪（105），岩石硬度仪（105）可以绕支撑架（104）在360度范围内转动，用来检测各处岩石的硬度值。
4.根据权利要求1所述的一种岩层钻孔巡回探测机器人，其特征在于，所述移动探测装置（1）末端设有安装柱（107），安装柱（107）可以插入安装座（301）中，使得移动探测装置（1）和洞口控制端（3）之间连成一个整体，便于机器人的安装使用。
5.根据权利要求1所述的一种岩层钻孔巡回探测机器人，其特征在于，所述洞口控制端（3）上的位移检测装置（302）通过对测量控制线（2）的测量来判定移动探测装置（1）与钻孔洞口的距离。
6.根据权利要求1所述的一种岩层钻孔巡回探测机器人，其特征在于，所述洞口控制端（3）上设有电源（303），电源（303）通过测量控制线（2）为移动探测装置（1）工作提供电能。
7.根据权利要求1所述的一种岩层钻孔巡回探测机器人，其特征在于，所述洞口控制端（3）上设有信号处理模块（305），信号处理模块（305）可以接收手持控制端（4）发出的信号并对移动探测装置（1）发出控制指令，并且将移动探测装置（1）检测的数据以及位移检测装置（302）检测到的数据通过洞口控制端天线（306）传输给手持端天线（401），进而将测得的数据传输给手持控制端（4）。
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