CN111794730A - 一种适用于倾斜坡面钻孔的探测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于倾斜坡面钻孔的探测装置，包括车体(2)，车体(2)上分别设有驱动装置、供电装置、采集装置、线路主板(6)、照明装置(5)和牵引绳(12)；所述的驱动装置通过蓝牙模块与遥控装置连接。本发明不仅能适用于倾斜坡面钻孔的探测，而且能防止车体行进过程中的大幅度抖动，同时轮胎不易打滑，设备成本还低。
Description
技术领域
本发明涉及一种探测装置，特别是一种适用于倾斜坡面钻孔的探测装置。
背景技术
现有对钻孔勘察的设备多为针对竖直钻孔，可以对孔壁进行拍照、摄像，利用配套软件对孔壁照片还原处理；在设备探头自重往下勘察，通过数据传输线拉回探头，记录数据线长度从而判定钻孔深度，最终得到竖直钻孔内岩壁的细微构造。
另有专利结构虽简易，但无法完成多种任务操作，主要针对孔内取样，该专利只有一对车轮，车轮为常规车轮，而且厚度较薄，若孔壁存在裂隙或小块岩石，难以通过，无法避让。
本申请发明人在实现本发明的技术方案时，发现现有技术中至少存在如下问题：若使用上述垂直探测设备于倾斜钻孔时，由于探头自重较大，探头会与倾斜坡面钻孔内壁的下表面接触，产生摩擦阻挡探头进入倾斜钻孔，且本身无移动装置进入倾斜坡面钻孔；依靠外力强行进入后，镜片与钻孔内壁的岩土体摩擦后变得模糊更无法勘察；探头及传输线在垂直钻孔中使用比较方便，但是在倾斜钻孔中使用时非常不方便；并且设备购置费用高达20多万，若出现意外损失较大；现有类似专利结构过于简单，主要针对孔内取样，无法实时观察孔内状况，操作不灵活，该轮胎设计不太实用倾斜钻孔内，难以通过孔内障碍，如小石块或节理裂隙等，并且在倾斜钻孔内，动力输出也存在问题。
本申请发明人在实现本发明的技术方案时，根据现有工程实例和探测经验，考虑了可能会出现的问题：孔壁内岩土体含水率较高，出现轮胎打滑或者动力不足；车身行进过程中存在大幅度抖动，影响观察效果；钻孔内存在节理裂隙或塌陷的岩土体；设备成本太高，发生意外损失严重。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种适用于倾斜坡面钻孔的探测装置。它不仅能适用于倾斜坡面钻孔的探测，而且能防止车体行进过程中的大幅度抖动，同时轮胎不易打滑，设备成本还低。
本发明的技术方案：一种适用于倾斜坡面钻孔的探测装置，包括车体，车体上分别设有驱动装置、供电装置、采集装置、线路主板、照明装置和牵引绳；所述的驱动装置通过蓝牙模块与遥控装置连接。
前述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置中，所述的驱动装置包括电动机、三角履带轮和传动车轴；电动机通过传动车轴连接三角履带轮。
前述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置中，所述的三角履带轮，包括履带，履带分别与1号齿轮、2号齿轮、6号齿轮、8号齿轮和9号齿轮相啮合；所述的6号齿轮设置在传动车轴上，传动车轴上还设有4号齿轮，4号齿轮分别与3号齿轮和7号齿轮相啮合，所述的3号齿轮分别与1号齿轮和2号齿轮相啮合，所述的7号齿轮分别与8号齿轮和9号齿轮相啮合；所述的履带外侧和地面接触部分设有凸起。
前述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置中，所述的线路主板上设有数据储存模块和蓝牙模块，所述的线路主板分别连接驱动装置、供电装置、采集装置、照明装置和遥控装置。
前述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置中，所述的采集装置包括前置摄像头和后置摄像头，前置摄像头安装于车体的前部，后置摄像头设置于车体的尾部；所述的前置摄像头包括固定于车身前端的支架，支架上方设有云台，云台上方设有摄像头，所述的云台和摄像头的外部设有玻璃挡板；所述的玻璃挡板与支架连接。
前述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置中，所述的照明装置包括光源，光源通过固定照明结构固定在支撑杆上，支撑杆设置在车体的顶部；所述的光源通过蓝牙模块与遥控装置连接。
前述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置中，所述的供电装置为蓄电池，分别连接线路主板、驱动装置和采集装置。
前述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置中，所述的遥控装置为带显示屏的遥控手柄。
前述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置中，所述的牵引绳系于车体尾部，牵引绳上带有刻度。
前述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置中，所述的车体尾部还设有天线，天线连接线路主板上的蓝牙模块；所述的车体的前方还设有挡板。
与现有技术相比，本发明通过在车体上设有驱动装置、供电装置、采集装置、线路主板、照明装置和牵引绳等，通过遥控装置控制车体在倾斜坡面钻孔内能够自由行走，本身有移动装置进入倾斜坡面钻孔进行探测，从而实现对倾斜坡面钻孔的探测；通过驱动装置上的三角履带轮，增大与钻孔内壁的摩擦，从而使得探测装置不易打滑；同时能防止车体行进过程中的大幅度抖动，不易造成设备损坏；本装置每一对三角履带轮均各自安置一电动机，为前进与倒退提供充足的动力；本探测装置与现有的探测装置比较，其结构简单，价格相对比较低廉。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明中三角履带轮的结构示意图；
图4是本发明中前置摄像头的结构示意图；
图5是本发明中照明装置的结构示意图。
附图中的标记为：1-挡板，2-车体，3-三角履带轮，4-前置摄像头，5-照明装置，6-线路主板，7-传动车轴，8-蓄电池，9-电动机，10-天线，11-后置摄像头，12-牵引绳，13-1号齿轮，14-2号齿轮，15-3号齿轮，16-4号齿轮，17-杆件，18-6号齿轮，19-7号齿轮，20-8号齿轮，21-9号齿轮，22-履带，23-支架，24-玻璃挡板，25-摄像头，26-云台，27-光源，28-固定照明结构，29-支撑杆。
具体实施方式
实施例。一种适用于倾斜坡面钻孔的探测装置，构成如图1-5所示，探测装置整体为长方体柱状外形，外形与小车相似，包括车体2，车体2上分别设有驱动装置、供电装置、采集装置、线路主板6、照明装置5和牵引绳12；线路主板6、供电装置8为可开合盖状结构；所述的驱动装置通过蓝牙模块与遥控装置连接；所述的驱动装置包括电动机9、三角履带轮3和传动车轴7；电动机9通过传动车轴7连接三角履带轮3；三角履带轮3为2对以上，每一对车轮都应为驱动轮，每一对三角履带轮3均各自安置一电动机9提供动力，无需动力传输模块，为前进与倒退提供充足的动力；采用三角履带轮3，提高车体2与钻孔内壁的接触面积，可保持车体2平稳移动；通过遥控装置控制车体2在倾斜坡面钻孔内能够自由行走，从而实现对倾斜坡面钻孔的探测；
所述的三角履带轮3，负责车体2在孔内进行移动，包括履带22，履带22分别与1号齿轮13、2号齿轮14、6号齿轮18、8号齿轮20和9号齿轮21相啮合；所述的6号齿轮18设置在传动车轴7上，传动车轴7上还设有4号齿轮16，4号齿轮16分别与3号齿轮15和7号齿轮19相啮合，所述的3号齿轮15分别与1号齿轮13和2号齿轮14相啮合，所述的7号齿轮19分别与8号齿轮20和9号齿轮21相啮合；所述的履带22外侧和地面接触部分设有凸起；使车体2保持平稳和增大与钻孔内壁的摩擦，孔壁内粗糙不平，并且处于倾斜，三角履带轮3有足够抓地力，使得探测装置不易打滑；同时能防止车体2行进过程中的大幅度抖动，不易造成装置损坏；4号齿轮16和6号齿轮18共在传动车轴7上，由电动机9带动转动；6号齿轮18更靠近车体2内侧，其余所有齿轮均和4号齿轮16在同一平面；当4号齿轮16、6号齿轮18逆时针转动时,3号齿轮15、7号齿轮19由4号齿轮16带动顺时针转动；3号齿轮15、7号齿轮19又分别带动1号齿轮13、2号齿轮14和8号齿轮20、9号齿轮21顺时针方向转动；所述的线路主板6上设有数据储存模块、蓝牙模块，所述的线路主板6分别连接驱动装置、供电装置8、采集装置、照明装置5和遥控装置。线路主板6位于车体2内部，包含车里所有电路的连接与转换，并集成数据储存模块和蓝牙模块；数据储存模块为SD卡，数据储存在SD卡上，方便PC端处理与演示；所述的采集装置包括前置摄像头4和后置摄像头11，前置摄像头4安装于车体2的前部，后置摄像头11设置于车体2的尾部；所述的前置摄像头4包括固定于车身前端的支架23，支架23上方设有云台26，云台26上方设有摄像头25，所述的云台26和摄像头25的外部设有玻璃挡板24；所述的玻璃挡板24与支架23连接；摄像头25安装于云台26上，减轻车体2抖动引起的摄像头25抖动，用于拍照，录像和实时传输画面至操作装置的任务；后置摄像头11为完成倒退时观察路况和调整方向的任务；主要在倒退时避免设备行驶到钻孔侧壁，造成小车侧翻的情况；安装、固定摄像机的支撑设备；本发明所述的云台26采用电动云台，电动云台可以扩大摄像头的探测范围，是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位；在控制信号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在遥控设备操纵下选择方向；可以根据需要选择品牌、大小等，目前市面上较好的有：百诺、曼富图、思锐等，安装方式也较简单，本发明不再赘述；
所述的照明装置5包括光源27，光源27通过固定照明结构28固定在支撑杆29上，支撑杆29设置在车体2的顶部；光源27可调节角度，并且能由前方转向后方，为倒退时使用；光源27的角度调节为常规现有技术，所述的光源27通过蓝牙模块与遥控装置连接；所述的照明装置5为本装置工作时提供光源，根据孔内坡度和需要调节照射距离、方向，可从前方经上方转动到后方，前进后退时都可进行，主要为采集装置提供光源，并且可以照射到前方较远处观察孔内是否有较大障碍物；为达到更好观测效果和完成回退时照明任务，可以从前方经上方转动到后方转动，该结构简单，为现有技术，连接方式不再赘述；所述的供电装置为蓄电池8，对车体2内所有电子设备供电，分别连接线路主板6、驱动装置和采集装置；
所述的遥控装置为带显示屏的遥控手柄；包括控制探测装置前行、后退、转向、拍照、录像、光源及照明设备亮度调节、上下转向等任务；并有显示屏直接观察孔内实时状况，设计为按钮操作，方便灵活；通过蓝牙模块与线路主板6连接；带显示屏的遥控手柄为现有技术；专利号201920986886.X公开过类似的带显示屏的遥控手柄；
所述的牵引绳12系于车体2尾部，牵引绳12上带有刻度；用于记录车体2进入孔内的距离；另安全起见，若设备出现紧急状况，如打滑、卡住、电量不足等情况时能及时拉回设备，减少损失；本探测装置与现有的探测装置比较，其结构简单，价格相对比较低廉；
所述的车体2尾部还设有天线10，天线10连接线路主板6上的蓝牙模块；完成信号接收与发射，目前该技术为成熟，连接原理也简单，本发明不再进一步描述；为减少车体2自重拟采用高强度低密度材料；钻孔内可能堆积有松散土体，小车底部需保持一定高度；所述的车体2的最前方还设有挡板1；可推开钻孔内影响前行的堆积岩土体；简单清理钻孔内掉落的岩土体，即使设计了本结构，但只能在一定程度上对起到作用，难免会遇到特殊情况，所以在工作前建议对钻孔进行清孔工作。所述传动车轴7通过键分别与4号齿轮16和6号齿轮18连接；所述1号齿轮13、2号齿轮14、3号齿轮15、4号齿轮16、6号齿轮18、7号齿轮19、8号齿轮20和9号齿轮21之间通过杆件17连接；杆件17用于固定齿轮；对设备所有操作除牵引绳12以外均为遥控操作，包括拍摄、照明、移动等开关、转换类操作；传动车轴7传递车体2与三角履带轮3之间的各向作用力及其所产生的弯矩和转矩。
工作原理：先对在破碎岩土体上的钻孔进行清孔工作，排除多余较大的碎石土，保证车体2能顺利完成勘探；第一步在遥控装置上完成对本设备的连接、调试等工作，将小车车体2放置于钻孔口，系上牵引绳12，打开光源，摄像头25，调节前置摄像头4及光源27的角度准备进入探测；第二步在遥控装置屏幕上观察孔内前方状况，并对车体2进行遥控操作，若出现行驶于钻孔侧壁上，应及时调整方向，避免造成侧翻；选择缓慢驶入孔内，并选择拍照、摄像工作；根据实际情况和勘察需要，在某一深度处静止观察时，调节摄像头25、光源27角度对某一位置进行观测；第三步，小车车体2到达孔底时，把光源27转向后方，利用遥控装置操控把摄像头切换为后置摄像头11，后轮变前轮，最后一对三角履带轮3负责转向，调整方向，在收牵引绳12的同时使小车车体2行驶出；若出现孔内堆积体过多或者过大、前方有下部岩土体坍塌等不能继续驶入的情况，应根据牵引绳12记录孔内深度，使设备退出钻孔；并参考拍摄的视频或者照片，对孔内实际状况进行分析，便于后续工作的开展；若出现其他特殊情况，可由牵引绳12将小车车体2拉出孔内，对设备进行维修调试。
Claims (10)
1.一种适用于倾斜坡面钻孔的探测装置，其特征在于，包括车体(2)，车体(2)上分别设有驱动装置、供电装置、采集装置、线路主板(6)、照明装置(5)和牵引绳(12)；所述的驱动装置通过蓝牙模块与遥控装置连接。
2.根据权利要求1所述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置，其特征在于：所述的驱动装置包括电动机(9)、三角履带轮(3)和传动车轴(7)；电动机(9)通过传动车轴(7)连接三角履带轮(3)。
3.根据权利要求2所述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置，其特征在于：所述的三角履带轮(3)，包括履带(22)，履带(22)分别与1号齿轮(13)、2号齿轮(14)、6号齿轮(18)、8号齿轮(20)和9号齿轮(21)相啮合；所述的6号齿轮(18)设置在传动车轴(7)上，传动车轴(7)上还设有4号齿轮(16)，4号齿轮(16)分别与3号齿轮(15)和7号齿轮(19)相啮合，所述的3号齿轮(15)分别与1号齿轮(13)和2号齿轮(14)相啮合，所述的7号齿轮(19)分别与8号齿轮(20)和9号齿轮(21)相啮合；所述的履带(22)外侧和地面接触部分设有凸起。
4.根据权利要求1所述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置，其特征在于：所述的线路主板(6)上设有数据储存模块和蓝牙模块，所述的线路主板(6)分别连接驱动装置、供电装置(8)、采集装置、照明装置(5)和遥控装置。
5.根据权利要求1所述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置，其特征在于：所述的采集装置包括前置摄像头(4)和后置摄像头(11)，前置摄像头(4)安装于车体(2)的前部，后置摄像头(11)设置于车体(2)的尾部；所述的前置摄像头(4)包括固定于车身前端的支架(23)，支架(23)上方设有云台(26)，云台(26)上方设有摄像头(25)，所述的云台(26)和摄像头(25)的外部设有玻璃挡板(24)；所述的玻璃挡板(24)与支架(23)连接。
6.根据权利要求1所述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置，其特征在于：所述的照明装置(5)包括光源(27)，光源(27)通过固定照明结构(28)固定在支撑杆(29)上，支撑杆(29)设置在车体(2)的顶部；所述的光源(27)通过蓝牙模块与遥控装置连接。
7.根据权利要求1所述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置，其特征在于：所述的供电装置为蓄电池(8)，分别连接线路主板(6)、驱动装置和采集装置。
8.根据权利要求1所述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置，其特征在于：所述的遥控装置为带显示屏的遥控手柄。
9.根据权利要求1所述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置，其特征在于：所述的牵引绳(12)系于车体(2)尾部，牵引绳(12)上带有刻度。
10.根据权利要求1所述的适用于倾斜坡面钻孔的探测装置，其特征在于：所述的车体(2)尾部还设有天线(10)，天线(10)连接线路主板(6)上的蓝牙模块；所述的车体(2)的前方还设有挡板(1)。
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Cited By (2)
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| CN112810708A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-18 | 成都农业科技职业学院 | 一种多功能农业全地形电动小车 |
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2020
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| CN112810708B (zh) * | 2021-01-05 | 2022-06-07 | 成都农业科技职业学院 | 一种多功能农业全地形电动小车 |
| CN114893139A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-08-12 | 东北大学 | 适用于多孔径多角度的钻孔成像仪可视化控制输送装置 |
| CN114893139B (zh) * | 2022-04-28 | 2023-02-24 | 东北大学 | 适用于多孔径多角度的钻孔成像仪可视化控制输送装置 |
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