CN114109361A - 一种自动钻孔摄像装置及自动钻孔探测方法 - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种自动钻孔摄像装置及自动钻孔探测方法，装置包括固定平台，设置在固定平台上的电动送杆装置、摄像探头以及推送杆，所述摄像探头设置在推送杆上，电动送杆装置与推送杆可滑动连接，电动送杆装置用于将推送杆送出或收回，从而将摄像探头传送至设定的检测位置。可以搭载于凿岩台车上，可以实现对钻孔方向的自动定位和钻孔的自动摄像，提高探测效率，同时设置的数据处理系统可对所得图像快速处理，得到掌子面前方的地质情况，结果更加直观，有效指导隧道施工。

Description

一种自动钻孔摄像装置及自动钻孔探测方法

技术领域

本公开涉及钻孔摄像探测设备相关技术领域，具体的说，是涉及一种自动钻孔摄像装置及自动钻孔探测方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

公路、铁路的建设过程中，隧道施工是不可避免的难题。隧道超前地质信息获取是隧道施工过程中必不可少的环节，随着时代的发展，对隧道的超前地质信息获取也提出了新的要求，需要对随道内的地质环境进行更为安全准确的探测。

隧道施工过程中，掌子面前方及隧道周围不良地质情况影响施工进度及人员安全。发明人发现，传统的钻孔摄像需要人工在新钻孔的隧道掌子面前方进行探测，新开挖的掌子面开挖后围岩不稳定会导致的石块掉落，开挖后隧道内会有大量粉尘，富水地区开挖后还会导致隧道涌水等灾害，通过人工方法使钻孔摄像探头向前推进来对掌子面前方岩体进行探测，不仅会危及工人的生命安全，同时也会对仪器造成一定程度的损害，且对探测数据的处理也较为简单，不够直观。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种自动钻孔摄像装置及自动钻孔探测方法，可以搭载于凿岩台车上，实现对钻孔方向的自动定位和钻孔的自动摄像，提高探测效率，同时设置的数据处理系统可对所得图像快速处理，得到掌子面前方的地质情况，结果更加直观，有效指导隧道施工。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开的第一方面提供了一种自动钻孔摄像装置，包括固定平台，设置在固定平台上的电动送杆装置、摄像探头以及推送杆，所述摄像探头设置在推送杆上，电动送杆装置与推送杆可滑动连接，电动送杆装置用于将推送杆送出或收回，从而将摄像探头传送至设定的检测位置。

本公开的第二方面提供了一种自动钻孔探测方法，包括如下步骤：

将工作平台移动至需要探测的钻孔位置，将钻孔探头连接在推送杆上；

开启电动送杆装置控制器，根据钻孔方向调整电动送杆装置方向；

接收钻孔摄像探头传输的图像信息，并根据图像信息对动送杆装置的方向进行调整，对拍摄模糊的区域进行二次探测；

根据获得的相关地质图像信息分析获得地质分析结果。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

(1)本公开通过设置推送杆和将推送杆伸出和缩回的电动送杆装置，能够扩大摄像装置的取景范围，能够提高摄像装置的灵活性，实现全方位检测，为钻孔装置的自动钻孔控制的实现提供数据支撑。

(2)本公开的装置搭载于凿岩台车上，在凿岩台车钻孔结束后，该探测装置可以实现对钻孔的及时自动探测，提高了隧道建设过程中探测的安全性，减少人员测量的施工时间，提高探测信息准确度，能够实现地质信息获取及处理，实现全景或三维图像的呈现。

本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。

图1是本公开实施例1的摄像装置的结构示意图；

图2是本公开实施例1的电动送杆装置2的结构示意图；

图3是本公开实施例1的摄像装置钻孔示意图；

其中：1、摄像探头，2、电动送杆装置，3、主机，4、推送杆，5、送杆装置控制器，6、连接线，7、固定平台，8、钻孔，9、滚轮，10、定位装置。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开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公开的示例性实施方式。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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

实施例1

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种自动钻孔摄像装置，可以设置在钻孔装置上，通过控制摄像装置进行自动探测，实现钻孔对象的视频图像数据，实现自动钻孔的控制。下面以具体的实施例进行说明。

一种自动钻孔摄像装置，包括固定平台7，设置在固定平台7上的电动送杆装置2、摄像探头1以及推送杆4，所述摄像探头1设置在推送杆4上，电动送杆装置2与推送杆4可滑动连接，电动送杆装置2用于将推送杆4送出或收回，从而将摄像探头1传送至设定的检测位置。

本实施例通过设置推送杆4和将推送杆4伸出和缩回的电动送杆装置2，能够扩大摄像装置的取景范围，能够提高摄像装置的灵活性，实现全方位检测，为钻孔装置的自动钻孔控制的实现提供数据支撑。

可实现的技术方案，本装置可以搭载在任意需要采集视频数据的设备上或者位置，当该设备有相应的平台可以直接采用设备上的平台作为固定平台7。

可选的，可以搭载在凿岩台车上，所述固定平台7可以为凿岩台车的工作平台。

本装置搭载于凿岩台车上，在凿岩台车钻孔结束后，该探测装置可以实现对钻孔8的及时自动探测，提高了隧道建设过程中探测的安全性，减少人员测量的施工时间，提高探测信息准确度，能够实现地质信息获取及处理，实现全景或三维图像的呈现。

进一步的技术方案，还包括控制装置，所述控制装置包括送杆装置控制器5和主机3，所述主机3分别与摄像探头1、送杆装置控制器5通信连接，送杆装置控制器5与电动送杆装置2通信连接。

可设置的，主机3被配置为用于对探测的数据进行实时处理，对钻孔8进行全孔壁成像、录像、对关键部位抓拍以及钻孔轨迹测量控制，进而定量分析岩体体走向、厚度、倾向、倾角等工程参数。

作为进一步地改进，主机3被配置为针对采集的探测数据(如钻孔8信息)进行三维化处理或全景图像呈现，实现数据的可视化展示，有利于为工程施工提供指导。

可选的，送杆装置控制器5被配置为接收主机3的控制指令，控制电动送杆装置2动作，将推送杆4送出或收回。

在一些实施例中，电动送杆装置2的结构可以如图2所示，包括基座和设置在基座上的通孔，所述通孔的内壁周圈设置至少两个滚轮9，滚轮9之间设置可以容纳推送杆4伸缩移动的空间，通过滚轮9的滚动将推送杆4推送。

可实现的，电动送杆装置2还包括驱动装置，所述驱动装置可以包括电机和传动机构，所述电机的动力输出轴连接传动机构，传动机构连接滚轮带动滚轮转动，在滚轮9与推送杆4在摩擦力作用下带动推送杆4移动。

可选的，所述滚轮9设置为大摩擦力滚轮，可以选择橡胶滚轮。

可选的，所述传动机构可以为齿轮以及传动轴连接构成的机构。

可选的，驱动装置可以包括相互连接的丝杠电机和丝杠，所述丝杠连接至推送杆4，直接带动推送杆4移动，移动过程中通过滚轮校正移动方向，避免推送杆4晃动。

使用时，当电动送杆装置2开始运作，滚轮9转动，推送杆4移动，进而使摄像探头1在钻孔8内推进或后退。在掌子面钻孔时，可以控制端部的探头1对掌子面钻孔8进行探测。

进一步的技术方案，所述电动送杆装置上还设置有定位装置10，所述定位装置与控制装置通信连接。

可选的，定位装置10，可以具体为钻孔定向器，安装在电动送杆装置上，用于钻孔探头的伸进方向的确定。由于工程现场中钻孔的方向不一定为水平的方向，因此需要确定钻孔的倾斜角度与方向，该装置用于钻孔探头伸进钻孔前的进行工作。

其中，钻孔定向器包括激光发射装置以及激光监测设备。

具体工作原理1如下：该装置装有激光发射装置，工作时该装置对各个角度进行激光发射，该装置上安装的监测设备可以确定该发射的激光是否进行反射，若检测到该激光未进行反射，垂直射向孔底，则确定该方向是探头需要伸进的方向。电动送杆装置便会调整其送杆角度，将探头送进钻孔内，进行探测工作。

本实施例设置的定位装置可以对钻孔方向进行判别，进而及时调整电动送杆装置2的角度，便于将推送杆4送进钻孔中。

进一步的技术方案，为保护摄像探头，推送杆4和摄像探头1设置为可拆卸连接。

具体的，可以设置为磁吸连接、卡扣连接等。

进一步地，还包括连接线6，所述连接线两端分别连接控制装置的主机3及摄像探头1。

摄像探头1设置为可拆卸连接在推送杆4上，并设置了连接线6，在需要探测时将摄像探头1安装在推送杆4上，闲置期间可以拆下来保存，可以有效保护摄像探头1，延长装置的使用寿命。

本实施例的装置可用于地质信息获取，地质信息的处理，实现全景或三维图像的呈现。搭载于凿岩台车上的自动钻孔摄像装置，提高了探测的安全性，减少人员测量的施工时间，提高探测信息准确度。

实施例2

基于实施例1，本实施例提供一种自动钻孔探测方法，包括如下步骤：

步骤1、将工作平台7移动至需要探测的钻孔8位置，将钻孔探头1连接在推送杆4上；

步骤2、开启电动送杆装置控制器5，根据钻孔方向定位装置10探测钻孔8的方向，调整电动送杆装置2方向；

步骤3、接收钻孔摄像探头1传输的图像信息，并根据图像信息对动送杆装置2的方向进行调整，对拍摄模糊的区域进行二次探测；

步骤4、根据获得的相关地质图像信息分析获得地质分析结果。

可选的，所述地质分析结果可以包括:隧道内部的结构面的走向，裂隙存在位置，以及灾害易发区域。

可以在凿岩台车钻孔之后，将凿岩台车驾驶至适当的位置，将凿岩台车的所有钻臂全部收回之后执行步骤1。

工作平台7移动至需要探测的钻孔8位置，将钻孔探头1通过磁吸装置连接在推送杆4上，将钻孔摄像探头1对准需要探测的钻孔8。开启电动送杆装置控制器5，钻孔方向定位器10探测钻孔8的方向，电动送杆装置2调整方向。开始探测，主机3会得到钻孔摄像探头1传输的初步探测图像信息。

基于初步得到的图像信息，在工作平台7对电动送杆装置2进行调整，对拍摄模糊的区域进行二次探测。

主机3的数据处理系统根据钻孔摄像探头1所探测的图像信息，由系统根据探头获得的相关地质信息分析隧道内部的结构面的走向，裂隙存在位置，以及灾害易发区域。起到指导施工的作用。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开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公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种自动钻孔摄像装置，其特征是：包括固定平台，设置在固定平台上的电动送杆装置、摄像探头以及推送杆，所述摄像探头设置在推送杆上，电动送杆装置与推送杆可滑动连接，电动送杆装置用于将推送杆送出或收回，从而将摄像探头传送至设定的检测位置。

2.如权利要求1所述的一种自动钻孔摄像装置，其特征是：摄像装置搭载在凿岩台车上，固定平台为凿岩台车的工作平台。

3.如权利要求1所述的一种自动钻孔摄像装置，其特征是：还包括控制装置，所述控制装置包括送杆装置控制器和主机，所述主机分别与摄像探头、送杆装置控制器通信连接，送杆装置控制器与电动送杆装置通信连接。

4.如权利要求3所述的一种自动钻孔摄像装置，其特征是：

主机被配置为用于对探测的数据进行处理，对钻孔进行全孔壁成像、录像、对关键部位抓拍以及钻孔轨迹测量控制，定量分析岩体工程参数；

或/和，主机被配置为针对采集的探测数据进行三维化处理或全景图像呈现，实现数据的可视化展示；

或/和，送杆装置控制器被配置为接收主机的控制指令，控制电动送杆装置动作，将推送杆送出或收回。

5.如权利要求3所述的一种自动钻孔摄像装置，其特征是：电动送杆装置包括基座和设置在基座上的通孔，所述通孔的内壁周圈设置至少两个滚轮，滚轮之间设置容纳推送杆伸缩移动的空间，通过滚轮的滚动将推送杆推送。

6.如权利要求5所述的一种自动钻孔摄像装置，其特征是：电动送杆装置还包括驱动装置，所述驱动装置包括电机和传动机构，电机与送杆装置控制器通信连接，所述电机的动力输出轴连接传动机构，传动机构连接滚轮用于带动滚轮转动，在滚轮与推送杆在摩擦力作用下带动推送杆移动；

或者，驱动装置包括相互连接的丝杠电机和丝杠，丝杠电机与送杆装置控制器通信连接，所述丝杠连接至推送杆，带动推送杆移动。

7.如权利要求3所述的一种自动钻孔摄像装置，其特征是：所述电动送杆装置上还设置有定位装置，所述定位装置与控制装置通信连接。

8.如权利要求3所述的一种自动钻孔摄像装置，其特征是：推送杆和摄像探头为可拆卸连接；

或者，推送杆和摄像探头为磁吸连接或卡扣连接。

9.一种自动钻孔探测方法，其特征是，包括如下步骤：

将工作平台移动至需要探测的钻孔位置，将钻孔探头连接在推送杆上；

开启电动送杆装置控制器，根据钻孔方向调整电动送杆装置方向；

接收钻孔摄像探头传输的图像信息，并根据图像信息对动送杆装置的方向进行调整，对拍摄模糊的区域进行二次探测；

根据获得的相关地质图像信息分析获得地质分析结果。

10.如权利要求9所述的一种自动钻孔探测方法，其特征是：所述地质分析结果包括:隧道内部的结构面的走向，裂隙存在位置以及灾害易发区域。

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