CN113588923A - 一种深部岩体检测设备及检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深部岩体检测设备及检测系统，用于对岩体的内部进行检测，所述设备包括：组件连接支架、驱动电机、传动机构、行走机构和检测装置；所述组件连接支架将所述驱动电机、所述行走机构、所述传动机构和所述检测装置连接为一体；所述驱动电机的驱动端与所述传动机构连接；所述传动机构与所述行走机构连接，所述传动机构通过所述驱动电机驱动并将驱动力传递至所述行走机构，进而使所述行走机构行走，以带动所述组件连接支架在岩体的内部发生位置移动；所述检测装置设置在所述组件连接支架上，用于检测所述岩体的内部结构。可广泛应用于岩体结构检测技术领域。

Description

一种深部岩体检测设备及检测系统

技术领域

本发明属于岩体结构检测技术领域，特别涉及一种深部岩体检测设备及检测系统。

背景技术

目前，深部岩体资源及空间开发利用过程中，通过超前的钻孔检测是认识复杂地质条件的有效手段。通过钻孔检测获取围岩在施工扰动下的破坏状态是工程安全施工的必要前提和补充，传统的钻孔检测方式是利用数根连接的推杆将探测元件持续推入钻孔内部以获得整个钻孔轴线方向的孔壁围岩信息；

可见，对于深部岩体的检测，利用数根连接的推杆将探测元件持续推入钻孔内部以获得整个钻孔轴线方向的孔壁围岩信息，存在安全性低的同时需耗费大量物力和财力且检测精度非常低的问题；

也即，在深部岩体的检测技术中，如何提高检测的提高检测的安全性，便捷性，准确性，是本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种深部岩体检测设备及检测系统，以至少解决上述部分技术问题。

为至少解决上述部分技术问题，第一方面，本发明提供了一种深部岩体检测设备，用于对岩体的内部进行检测，所述设备包括：组件连接支架、驱动电机、传动机构、行走机构和检测装置；所述组件连接支架将所述驱动电机、所述行走机构、所述传动机构和所述检测装置连接为一体；所述驱动电机的驱动端与所述传动机构连接；所述传动机构与所述行走机构连接，所述传动机构通过所述驱动电机驱动并将驱动力传递至所述行走机构，进而使所述行走机构行走，以带动所述组件连接支架在岩体的内部发生位置移动；所述检测装置设置在所述组件连接支架上，用于检测所述岩体的内部结构。

在第一方面中，所述传动机构包括：第一齿轮，所述第一齿轮与所述驱动电机同轴心配合；齿轮单元，所述齿轮单元包括三个周向设置在所述第一齿轮外围并与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮的轴心均设置一轴承，所述第二齿轮可相对于所述轴承发生自由转动；齿环，所述齿环包括：圆环件以及周向分布在所述圆环件内侧的内齿；其中，所述齿环套设在所述齿轮单元的外围，使得所述齿环的内齿与三个所述第二齿轮啮合，当所述第一齿轮带动三个所述第二齿轮转动时，所述齿环发生与所述第二齿轮的啮合转动；所述行走机构包括：至少两组行走轮，且两组所述行走轮间隔设置在所述组件连接支架上，每一组所述行走轮均包括至少三个行走滚轮，且其中一组所述行走轮的三个所述行走滚轮环向设置在所述齿环的外围，另一组所述行走轮的三个所述行走滚轮环向设置在所述组件连接支架的外围，且两组所述行走轮的外围直径相一致；其中，至少两组所述行走轮的行走滚轮与所述驱动电机的轴心方向呈夹角设置。

在第一方面中，所述设备还包括：两组调节装置，其中一组调节装置设置在与齿环外围连接的行走滚轮之间，另一组调节装置设置在与所述组件连接支架连接的所述行走滚轮之间，所述调节装置用于调节所述行走滚轮与所述齿环或者组件连接支架的间距，且每一组所述调节装置均包括：三个弹簧和三个U形件，每一所述弹簧对应与一所述U形件连接，每一所述U形件的一对自由端之间设置一所述行走滚轮，所述弹簧远离所述U形件的一端设置在所述齿环外围或者所述组件连接支架上。

在第一方面中，所述设备还包括：信息交互装置，所述信息交互装置与所述检测装置连接，所述信息交互装置设置在所述组件连接支架上，用以接收检测装置检测的信息，并将所述信息发送至处理终端。

在第一方面中，所述检测装置包括：摄像头，所述摄像头与所述信息交互装置连接，所述摄像头用以将监测的图像传输至所述信息交互装置。

在第一方面中，所述检测装置还包括：红外探测装置，所述红外探测装置与所述信息交互装置连接，以将检测到的红外信号传输至所述信息交互装置。

在第一方面中，所述检测装置与所述信息交互装置通过电线连接。

在第一方面中，所述组件连接支架包括：一对连接板，且一对连接板通过若干连接杆连接，其中一所述连接板用于连接所述传动机构和所述信息交互装置，另一所述连接板的外围连接所述另一组所述行走轮的三个所述行走滚轮、以及另一所述连接板上安装所述检测装置，并且，一对所述连接板为圆盘状，且一对所述连接板的外径尺寸相同；其中，连接所述传动机构的连接板上设置有穿孔，用于通过所述电线。

在第一方面中，所述设备还包括电源装置，所述电源装置设置在所述组件连接支架上，用于对所述驱动电机、传动机构、检测装置和信息交互装置提供电力。

第二方面，本发明提供了一种检测系统，所述系统包括上述任一项所述的深部岩体检测设备。

有益效果：

本发明提供的一种深部岩体检测设备，通过该深部岩体检测设备对岩体的内部结构进行检测，设备包括：组件连接支架、驱动电机、传动机构、行走机构和检测装置，且连接支架将上述的驱动电机、传动机构、行走机构和检测装置连接为一个整体，便于在检测过程中进行整体移动；其中，驱动电机与传动机构连接、传动机构与行走机构连接，通过驱动机构提供动力源并将动力源输出至驱动传动机构，进而使得传动机构驱动行走机构，最终使行走机构行走，以达到带动组件连接支架在岩体的内部发生位置移动的技术目的；并且在移动过程中，利用检测装置对围岩的内部结构进行即时检测；可以看出，通过设置在组件连接装置上的驱动电机提供动力源，使得整个设备在不需要借助外力的情况下可以在岩体的内部发生位置移动，进而对岩体的内部结构进行检测，相比于利用数根连接的推杆将探测元件持续推入钻孔内部以获得整个钻孔轴线方向的孔壁围岩信息而言，有效增加了检测过程的安全性，也降低了施工成本，具有结构简单、操作便捷、检测过程自动化程度高的技术效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例一提供的深部岩体检测设备平面结构图；

图2为本实施例一提供的深部岩体检测设备三维结构图；

图3为本实施例一提供的深部岩体检测设备侧视图。

附图标记：

1.信息交互装置；

2.行走机构；

201.行走滚轮；

3.驱动电机；

301.第一齿轮；

302.第二齿轮；

303.齿环；

4.调节机构；

401.U形件；

402.弹簧；

5.检测装置；

6.组件连接支架；

7.传动机构；

8.穿孔。

具体实施方式

下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

同时，本说明书实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本说明书实施例中所使用的术语“第一”、“第二”、“外围”、以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本发明。

实施例一：

请参阅图1，本说明书实施例提供的一种深部岩体检测设备，通过该深部岩体检测设备对岩体的内部结构进行检测，设备包括：组件连接支架6、驱动电机3、传动机构7、行走机构2和检测装置5，且连接支架将上述的驱动电机3、传动机构7、行走机构2和检测装置5连接为一个整体，便于在检测过程中进行整体移动；其中，驱动电机3与传动机构7连接、传动机构7与行走机构2连接，通过驱动机构提供动力源并将动力源输出至驱动传动机构7，进而使得传动机构7驱动行走机构2，最终使行走机构2行走，以达到带动组件连接支架6在岩体的内部发生位置移动的技术目的；并且在移动过程中，利用检测装置5对围岩的内部结构进行即时检测；可以看出，通过设置在组件连接装置上的驱动电机3提供动力源，使得整个设备在不需要借助外力的情况下可以在岩体的内部发生位置移动，进而对岩体的内部结构进行检测，相比于利用数根连接的推杆将探测元件持续推入钻孔内部以获得整个钻孔轴线方向的孔壁围岩信息而言，有效增加了检测过程的安全性，也降低了施工成本，具有结构简单、操作便捷、检测过程自动化程度高的技术效果。

具体而言，对于传动机构7与行走机构2的传动连接方式而言，本实施例一提供一种优选的实现方式，请参阅图2和图3，所述传动机构7包括：第一齿轮301、齿轮单元和齿环303，所述第一齿轮301与所述驱动电机3同轴心配合；当驱动电机3转动时，驱动第一齿轮301发生与驱动电机3的同向转动，所述齿轮单元包括三个周向设置在所述第一齿轮301外围并与所述第一齿轮301啮合的第二齿轮302，所述第二齿轮302的轴心均设置一轴承，所述第二齿轮302可相对于所述轴承发生自由转动；当第一齿轮301转动时，与第一齿轮301啮合的三个第二齿轮302也发生同步转动，所述齿环303包括：圆环件以及周向分布在所述圆环件内侧的内齿；其中，所述齿环303套设在所述齿轮单元的外围，使得所述齿环303的内齿与三个所述第二齿轮302啮合，这样就使得，当所述第一齿轮301带动三个所述第二齿轮302转动时，所述齿环303发生与所述第二齿轮302的啮合转动；所述行走机构2包括：至少两组行走轮，且两组所述行走轮间隔设置在所述组件连接支架6上，每一组所述行走轮均包括至少三个行走滚轮201，且其中一组所述行走轮的三个所述行走滚轮201环向设置在所述齿环303的外围，另一组所述行走轮的三个所述行走滚轮201环向设置在所述组件连接支架6的外围，且两组所述行走轮的外围直径相一致；其中，至少两组所述行走轮的行走滚轮201与所述驱动电机3的轴心方向呈夹角设置。

作为本实施例的一种应用环境，当设备需要进入岩体内部进行检测时，需先在岩体的表层开挖隧道，但开挖后的隧道表面会形成凹凸不平的隧道面，本发明的设备采用环相设置且螺旋推进的行走方式前进，即将若干行走轮环向设置，若遇到隧道内径小于行走机构2环境，本发明的设备便无法顺利前进，针对该问题，本实施例提出一种优选方式，该方式包括设置两组调节装置4，其中一组调节装置4设置在与齿环外围连接的行走滚轮201之间，另一组调节装置4设置在与所述组件连接支架6连接的所述行走滚轮201之间，所述调节装置4用于调节所述行走滚轮201与所述齿环或者组件连接支架6的间距，且每一组所述调节装置4均包括：三个弹簧402和三个U形件401，每一所述弹簧402对应与一所述U形件401连接，每一所述U形件401的一对自由端之间设置一所述行走滚轮201，所述弹簧402远离所述U形件401的一端设置在所述齿环外围或者所述组件连接支架6上，这样就使得，当设备前进时遇到隧道的内径小于行走滚轮201的外围尺寸后，隧道面挤压行走滚轮201，进而挤压弹簧402使弹簧402收缩至适应于与隧道内径的相一致尺寸，进而完成设备在具有凹凸不平环境的隧道内通行的技术任务。

进一步地，当检测装置5对岩体内部进行检测后，需要将检测的内容传递出隧道外，以使工作人员能够直观地了解被检测岩体的内部结构，本实施例一提出一种信息交互方案，以解决检测信息的传输问题，该方案包括：设置一种信息交互装置1，所述信息交互装置1与所述检测装置5连接，所述信息交互装置1设置在所述组件连接支架6上，用以接收检测装置5检测的信息，并将所述信息发送至处理终端。

作为检测装置5的一种实现方式，其还可以是图像检测装置，具体为：摄像头，可以理解，所述摄像头与所述信息交互装置1连接，这样就使得，所述摄像头可以将监测的图像传输至所述信息交互装置1，以达到对岩体内部的图像进行检测的目的。

作为检测装置5的另一种实现方式，其还可以是红外检测装置5，具体为：红外探测装置，所述红外探测装置与所述信息交互装置1连接，这样就使得，将检测到的红外信号传输至所述信息交互装置1，以达到对岩体内部的红外图像信息进行检测的目的。

在信息交互的实现方式中，可以采用通讯连接，当检测的深度不断增加时，通讯连接的信号传输效果会不断衰减甚至中断，所以，针对该问题，本实施例提出一种优选的方式，该方式为：所述检测装置5与所述信息交互装置1通过电线连接，这样就使得，当检测深度不断增加时，仍然能提供稳定的检测信息传输效果。

作为组件连接装置的一种实现方式，其还可以设置为支架结构，其具体包括：一对连接板，且一对连接板通过若干连接杆连接，以形成稳固的支撑基础，且其中一所述连接板用于连接所述传动机构7和所述信息交互装置1，另一所述连接板的外围连接所述另一组所述行走轮的三个所述行走滚轮201、以及另一所述连接板上安装所述检测装置5，该安装检测装置5的一端为前进端，在检测时位于组件连接装置的前端，用于对深入岩体内部的环境进行第一时间的检测，并且，一对所述连接板为圆盘状，且一对所述连接板的外径尺寸相同；其中，连接所述传动机构7的连接板上设置有穿孔8，用于通过所述电线。

进一步地，基于上述所述驱动电机3、传动机构7、检测装置5和信息交互装置1，本实施例提出一种电源装置，该电源装置设置在所述组件连接支架6上，用于对所述驱动电机3、传动机构7、检测装置5和信息交互装置1提供电力。

基于上述驱动电机3、传动机构7、行走机构2与组件连接支架6的连接方式而言，本实施例提供一种实现方式，上述驱动电机3、传动机构7、行走机构2与组件连接支架6之间均通过可拆卸连接的方式进行连接，以方便拆卸和组装。

综上所述，本实施例一提供的一种深部岩体检测设备，通过该深部岩体检测设备对岩体的内部结构进行检测，设备包括：组件连接支架6、驱动电机3、传动机构7、行走机构2和检测装置5，且连接支架将上述的驱动电机3、传动机构7、行走机构2和检测装置5连接为一个整体，便于在检测过程中进行整体移动；其中，驱动电机3与传动机构7连接、传动机构7与行走机构2连接，通过驱动机构提供动力源并将动力源输出至驱动传动机构7，进而使得传动机构7驱动行走机构2，最终使行走机构2行走，以达到带动组件连接支架6在岩体的内部发生位置移动的技术目的；并且在移动过程中，利用检测装置5对围岩的内部结构进行即时检测；可以看出，通过设置在组件连接装置上的驱动电机3提供动力源，使得整个设备在不需要借助外力的情况下可以在岩体的内部发生位置移动，进而对岩体的内部结构进行检测，相比于利用数根连接的推杆将探测元件持续推入钻孔内部以获得整个钻孔轴线方向的孔壁围岩信息而言，有效增加了检测过程的安全性，也降低了施工成本，具有结构简单、操作便捷、检测过程自动化程度高的技术效果。

实施例二：

本实施例二提供了一种检测系统，所述系统包括上述任一项所述的深部岩体检测设备。

最后应说明的是：上述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种深部岩体检测设备，用于对岩体的内部进行检测，其特征在于，所述设备包括：

组件连接支架、驱动电机、传动机构、行走机构和检测装置；

所述组件连接支架将所述驱动电机、所述行走机构、所述传动机构和所述检测装置连接为一体；

所述驱动电机的驱动端与所述传动机构连接；

所述传动机构与所述行走机构连接，所述传动机构通过所述驱动电机驱动并将驱动力传递至所述行走机构，进而使所述行走机构行走，以带动所述组件连接支架在岩体的内部发生位置移动；

所述检测装置设置在所述组件连接支架上，用于检测所述岩体的内部结构。

2.根据权利要求1所述的深部岩体检测设备，其特征在于，所述传动机构包括：

第一齿轮，所述第一齿轮与所述驱动电机同轴心配合；

齿轮单元，所述齿轮单元包括三个周向设置在所述第一齿轮外围并与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮的轴心均设置一轴承，所述第二齿轮可相对于所述轴承发生自由转动；

齿环，所述齿环包括：圆环件以及周向分布在所述圆环件内侧的内齿；其中，所述齿环套设在所述齿轮单元的外围，使得所述齿环的内齿与三个所述第二齿轮啮合，当所述第一齿轮带动三个所述第二齿轮转动时，所述齿环发生与所述第二齿轮的啮合转动；

所述行走机构包括：

至少两组行走轮，且两组所述行走轮间隔设置在所述组件连接支架上，每一组所述行走轮均包括至少三个行走滚轮，且其中一组所述行走轮的三个所述行走滚轮环向设置在所述齿环的外围，另一组所述行走轮的三个所述行走滚轮环向设置在所述组件连接支架的外围，且两组所述行走轮的外围直径相一致；其中，至少两组所述行走轮的行走滚轮与所述驱动电机的轴心方向呈夹角设置。

3.根据权利要求1所述的深部岩体检测设备，其特征在于，所述设备还包括：

两组调节装置，其中一组调节装置设置在与齿环外围连接的行走滚轮之间，另一组调节装置设置在与所述组件连接支架连接的所述行走滚轮之间，所述调节装置用于调节所述行走滚轮与所述齿环或者组件连接支架的间距，且每一组所述调节装置均包括：三个弹簧和三个U形件，每一所述弹簧对应与一所述U形件连接，每一所述U形件的一对自由端之间设置一所述行走滚轮，所述弹簧远离所述U形件的一端设置在所述齿环外围或者所述组件连接支架上。

4.根据权利要求1所述的深部岩体检测设备，其特征在于，所述设备还包括：信息交互装置，所述信息交互装置与所述检测装置连接，所述信息交互装置设置在所述组件连接支架上，用以接收检测装置检测的信息，并将所述信息发送至处理终端。

5.根据权利要求1所述的深部岩体检测设备，其特征在于，所述检测装置包括：

摄像头，所述摄像头与所述信息交互装置连接，所述摄像头用以将监测的图像传输至所述信息交互装置。

6.根据权利要求1所述的深部岩体检测设备，其特征在于，所述检测装置还包括：红外探测装置，所述红外探测装置与所述信息交互装置连接，以将检测到的红外信号传输至所述信息交互装置。

7.根据权利要求1所述的深部岩体检测设备，其特征在于，所述检测装置与所述信息交互装置通过电线连接。

8.根据权利要求1所述的深部岩体检测设备，其特征在于，所述组件连接支架包括：

一对连接板，且一对连接板通过若干连接杆连接，其中一所述连接板用于连接所述传动机构和所述信息交互装置，另一所述连接板的外围连接所述另一组所述行走轮的三个所述行走滚轮、以及另一所述连接板上安装所述检测装置，并且，一对所述连接板为圆盘状，且一对所述连接板的外径尺寸相同；

其中，连接所述传动机构的连接板上设置有穿孔，用于通过所述电线。

9.根据权利要求1所述的深部岩体检测设备，其特征在于，所述设备还包括电源装置，所述电源装置设置在所述组件连接支架上，用于对所述驱动电机、传动机构、检测装置和信息交互装置提供电力。

10.一种检测系统，其特征在于，所述系统包括上述权利要求1-9任一项所述的深部岩体检测设备。

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