CN111502633A - 一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置及方法，包括安装台，所述安装台上设置有能够转动的滚筒，所述滚筒缠绕有推进管，所述推进管的端部固定有钻孔摄像固定件，所述钻孔摄像固定件内部固定有摄像机构，所述钻孔摄像固定件一端与推进管连接，另一端固定连接有刀头，刀头与设置在安装台的驱动件连接，驱动件能够驱动刀头的转动，使用本发明的摄像装置成像质量高，探测结果精确。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工设备技术领域，具体涉及一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置及方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
近年来，将全景摄像探头放入地质钻孔中来拍摄地质钻孔孔壁图像的全景钻孔摄像技术在工程地质勘察中应用较广，全景钻孔摄像系统包含360度锥面反射镜、光源、磁性罗盘以及微型摄像机等，通过后期对摄像数据的处理，可以获得钻孔孔壁的展开图，从而获得地层岩性特征、裂隙空间分布、构造发育情况等信息。
在垂直向下的钻孔探测中，只需要通过缆绳将钻孔摄像探头匀速吊入钻孔内进行探测，而在上倾钻孔的探测中，现今通常使用长杆将探头推入钻孔中进行探测，发明人发现，这种方式的缺点在于：
1、钻孔摄像探头在钻孔内无法居中，影响探测效果；
2、附着在孔壁上的残渣妨碍了孔壁的勘测，影响探测精度和孔壁成像质量；
3、当钻孔内存在卡石时，会导致全景探头卡在孔内无法收回或仪器损坏；
4、探测效率较低且容易对探头造成磨损，无法控制探头匀速前进。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置，能够清理附着在孔壁上的残渣，保证探测精度和孔壁的成像质量。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明的实施例提供了一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置，包括安装台，所述安装台上设置有能够转动的滚筒，所述滚筒缠绕有推进管，所述推进管的端部固定有钻孔摄像固定件，所述钻孔摄像固定件内部固定有摄像机构，所述钻孔摄像固定件一端与推进管连接，另一端固定连接有刀头，刀头与设置在安装台的驱动件连接，驱动件能够驱动刀头的转动。
滚筒能够转动，带动推进管在钻孔内行进，钻孔摄像固定件随推进管在钻孔内行进，摄像机构能够拍摄钻孔内图像，刀头能够清理附着在孔壁的残渣。
第二方面，本发明的实施例提供了一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置的工作方法：将钻孔摄像固定件放置在钻孔内部，滚筒转动，释放推进管，推进管带动钻孔摄像固定件在钻孔内部运动，摄像机构采集钻孔内图像，当遇到孔壁残渣时，驱动件带动刀头旋转，清除孔壁的残渣。
本发明的有益效果：
本发明的适用于上倾钻孔孔内摄像装置，具有能够随推进管在钻孔内运动的钻孔摄像固定件，摄像机构能够随钻孔摄像固定件运动，拍摄钻孔内图像，遇到孔壁残渣时，能够利用刀头的旋转清理，并且刀头转动产生的空气流道能够将残渣吹出钻孔，避免了钻孔摄像固定件在钻孔内卡住，同时保证了孔壁的成像质量，确保了探测精度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例1整体结构示意图；
图2为本发明实施例1第一导向轮、第二导向轮装配示意图；
其中，1.固定底座，2.旋转平台，3.安装基座，4.滚筒，5.固定板，6.减速电机，7.推进管，8.固定筒，9.透明树脂板，10.气动旋转刀头，11.气管，12.气泵，13.凸块，14.电动推杆，15.U型架，16.第一导向轮，17.第二导向轮，18压紧螺栓，19转轴，20控制系统。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，上倾钻孔孔内图像拍摄时，采用长杆将探头推入钻孔中进行拍摄，附着的孔壁的残渣容易妨碍探头的拍摄，针对上述问题，本申请提出了一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置。
本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1-2所示，一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置，包括安装平台，所述安装平台包括固定底座1，所述固定底座上安装有旋转平台2，所述旋转平台与安装基座3连接，能够带动安装基座的转动。
所述安装基座上设置有能够转动的滚筒4，所述滚筒一端通过轴承与设置在安装基座的固定板5转动连接，滚筒的另一端与动力件连接，所述动力件采用减速电机6，所述减速电机的输出轴与滚筒端部连接，能够带动滚筒的转动。
所述滚筒上缠绕有推进管7，所述推进管采用具有设定硬度的柔性管，本实施例中，所述推进管采用橡胶管，橡胶管的活动端能够置入钻孔中，滚筒转动，释放橡胶管，橡胶管能够在钻孔中移动。
在其他一些实施例中，所述推进管也可采用柔性塑料管、柔性金属管等，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。
所述推进管的活动端与钻孔摄像固定件连接，所述钻孔摄像固定件采用由碳钢材质制成的固定筒8，其一端与推进管的活动端螺纹连接，所述固定筒外周面设置有环状360°的拍摄口，拍摄口将固定筒分隔为两部分，两部分与透明树脂板的两端通过螺钉可拆卸固定连接，将固定筒拼接为一个整体，拍摄口处为透明树脂板9，方便进行拍摄。
在其他一些实施例中，拍摄口处也可设置透明塑料板或透明玻璃板等，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。
所述固定筒内固定有拍摄机构，所述拍摄机构采用现有的全景钻孔摄像设备，包括360度锥面反射镜、光源、磁性罗盘以及微型摄像机等，能够通过拍摄口，沿360°拍摄孔壁的图像。
所述固定筒的另一端连接有刀头，所述刀头采用现有的气动旋转刀头10，气动旋转刀头与固定筒螺纹固定连接，所述气动旋转刀头通过气管11与设置在安装基座的驱动件连接，所述气管采用柔性塑料管，所述驱动件采用气泵12，气泵能够驱动气动旋转刀头的转动，清理孔壁附着的残渣，并在钻孔内产生气体流动，将残渣吹出钻孔。防止固定筒随推进管前进过程中背卡住，避免了拍摄机构卡在钻孔内无法收回或仪器的损坏，而且保证了拍摄机构的成像质量，以便更精确的摄像记录，减少误差。
所述固定筒的外周面上沿圆周均匀固定有四个半圆形的凸块13，所述凸块能够与钻孔的孔壁接触，保证固定筒随推进管在钻孔内行进过程中，固定筒始终处于钻孔的中心位置，保证了探测效果。
可以理解的是，所述凸块也可采用长方体或正方体或锥体等结构，只要能够与钻孔的孔壁接触即可。
所述安装基座上还固定有伸缩件，所述伸缩件底端与安装基座固定连接，所述伸缩件采用电动推杆14或直线电机或丝杠升降机构，所述电动推杆底端固定在安装基座上，电动推杆的伸缩杆顶端设置有转轴，所述转轴套在电动推杆的伸缩杆顶端外周，且转轴上螺纹连接有锁紧螺栓，转轴能够绕电动推杆的伸缩杆轴线转动，所述转轴19与U型架15固定连接，U型架能够绕电动推杆的伸缩杆轴线转动，调整好角度后通过锁紧螺栓锁紧，所述U型架通过轮轴转动连接有第一导向轮16和第二导向轮17，所述推进管通过第一导向轮和第二导向轮之间的空间穿过，且与第一导向轮和第二导向轮接触，所述第一导向轮及第二导向轮均与轮轴转动连接，第二导向轮的轮轴与U型架固定连接，第一导向轮的轮轴通过U型架设置的滑槽15-1与U型架滑动连接，第一导向轮能够朝向或远离第二导向轮运动，所述U型架上螺纹连接有压紧螺栓18，压紧螺栓能够带动第一导向轮的轮轴沿滑槽运动，进而使得第一导向轮和第二导向轮压住推进管，确保推进管的顺利推进。
本实施例中，所述第一导向轮及第二导向轮的外周面为与推进管相匹配的内弧面，第一导向轮和第二导向轮能够通过内弧面与推进管接触，在对推进管导向的同时，能够防止推进管从第一导向轮和第二导向轮之间的空隙中脱出。
通过电动推杆，能够调节第一导向轮和第二导向轮的高度，通过转轴能够调节第一导向轮和第二导向轮的分布角度，进而调节推进管的牵引高度和牵引角度，通过控制减速电机的转速，能够控制推进管的释放速度，使推进管在钻孔中进行匀速前进，通过第一导向轮、第二导向轮和减速电机的配合，保证推进管顺利推进。
所述推进管上还设置有刻度，能够测量观察到孔壁裂隙时的推进管前进距离，进而得到孔壁裂隙的深度和位置。
所述气泵、拍摄机构、回转平台、电动推杆、减速电机均与设置在安装基座的控制系统20连接，拍摄机构能够将采集的图像传输给控制系统，并由控制系统传输给远程操控平台，控制系统能够控制气泵、回转平台、电动推杆及减速电机的工作。
实施例2：
本实施例公开了一种实施例1所述的适用于上倾钻孔孔内摄像装置的工作方法：
步骤1：根据目标隧道钻孔的位置利用控制系统控制回转平台、电动推杆，将第一导向轮和第二导向轮调整至合适的工作高度及角度。
步骤2：利用减速电机、第一导向轮和第二导向轮将钻孔摄像固定件送到钻孔孔口位置，使固定筒位于钻孔孔口内部，凸块与孔壁接触，记录推进管上的读数。
步骤3：减速电机工作，带动滚筒转动，滚筒释放推进管，推进管在钻孔内前进，全景钻孔摄像设备采集孔壁的图像，启动气泵，使气动旋转刀头12旋转，遇到孔壁残渣时，气动旋转刀头清除残渣，并将残渣吹出孔外，便于钻孔摄像更清楚地记录，观测到裂隙时记录推进管上刻度的读数。
步骤4：钻孔摄像完成后，减速电机反转，推进管反向运动，离开钻孔后，缠绕回滚筒，然后收回整个摄像装置。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置，其特征在于，包括安装台，所述安装台上设置有能够转动的滚筒，所述滚筒缠绕有推进管，所述推进管的端部固定有钻孔摄像固定件，所述钻孔摄像固定件内部固定有摄像机构，所述钻孔摄像固定件一端与推进管连接，另一端固定连接有刀头，刀头与设置在安装台的驱动件连接，驱动件能够驱动刀头的转动。
2.如权利要求1所述的一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置，其特征在于，所述钻孔摄像固定件为固定筒，所述固定筒一端与推进管可拆卸连接，另一端与刀头可拆卸连接，所述固定筒的外周面沿圆周均匀设置有多个凸块，所述凸块用于与钻孔孔壁接触，使钻机摄像固定件位于钻孔的中心位置。
3.如权利要求1所述的一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置，其特征在于，所述刀头采用气动旋转刀头，所述驱动件采用气泵，所述气动旋转刀头通过气管与气泵连接，气泵能够带动气动旋转刀头旋转。
4.如权利要求1所述的一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置，其特征在于，所述推进管采用橡胶管，能够缠绕在滚筒的同时，滚筒转动时，能够在钻孔内运动。
5.如权利要求1所述的一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置，其特征在于，所述滚筒与动力件连接，动力件能够驱动滚筒的转动。
6.如权利要求1所述的一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置，其特征在于，所述安装台上还固定有伸缩件，所述伸缩件一端与安装台固定连接，另一端转动连接有U型架，所述U型架转动连接有第一导向轮和第二导向轮，推进管穿过第一导向轮和第二导向轮之间的空间，用于对推进管牵引进行导向。
7.如权利要求1所述的一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置，其特征在于，所述钻孔摄像固定件设置有拍摄口，所述拍摄口固定有透明树脂板，方便进行摄像。
8.如权利要求1所述的一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置，其特征在于，所述推进管上设置有刻度线。
9.如权利要求1所述的一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置，其特征在于，所述安装台包括固定底座，所述固定底座与回转平台连接，所述回转平台与安装基座连接，滚筒及驱动件安装在所述安装基座上。
10.一种权利要求1-9任一项所述的一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置的工作方法，其特征在于，将钻孔摄像固定件放置在钻孔内部，滚筒转动，释放推进管，推进管带动钻孔摄像固定件在钻孔内部运动，摄像机构采集钻孔内图像，当遇到孔壁残渣时，驱动件带动刀头旋转，清除孔壁的残渣。
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