CN114646596A - 蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置，其包括：固定柱，横向插接在边坡岩体内，所述固定柱的上端连接有锚索，所述锚索的一端连接外设架点；安装主件，竖直固定在所述固定柱的下端面，所述安装主件被构造成两段式可伸缩结构；测距调节组件，横向固定在所述安装主件的下端，所述安装主件上设有液压伸缩杆，所述测距调节组件能够基于边坡岩体表面进行水平测距；光学采样组件，安装在所述测距调节组件上，用于对边坡岩体表面进行覆盖式扫描；以及变轨微调组件，连接在所述光学采样组件与测距调节组件之间，所述光学采样组件滑动设置在变轨微调组件上，并由所述变轨微调组件对其滑动轨迹进行微调，以便所述光学采样组件能够等距架设在边坡岩体一侧。

Description

蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置

技术领域

本发明属于岩体劣化程度领域，具体是蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置。

背景技术

受地质构造运动以及岩体沉积变质等相关因素的影响，岩体内部存在诸多缺陷、裂隙等复杂的结构特征，存在非连续性、非均质特性等等。目前，对于地下空间的开发和利用中，岩体的劣化程度可以有效体现地下空间的岩体状态。相关技术中，通过对岩体进行钻取采样，基于采样样本的劣化程度对地下空间进行整体劣化情况的评估，而钻取采样的频繁、步骤繁琐、周期长、成本高，且无法获取到现场真实环境下的岩体劣化程度，无法实现有效预警与岩体状态的评估。因此，本领域技术人员提供了蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置，其包括：

固定柱，横向插接在边坡岩体内，所述固定柱的上端连接有锚索，所述锚索的一端连接外设架点；

安装主件，竖直固定在所述固定柱的下端面，所述安装主件被构造成两段式可伸缩结构；

测距调节组件，横向固定在所述安装主件的下端，所述安装主件上设有液压伸缩杆，所述测距调节组件能够基于边坡岩体表面进行水平测距；

光学采样组件，安装在所述测距调节组件上，用于对边坡岩体表面进行覆盖式扫描；以及

变轨微调组件，连接在所述光学采样组件与测距调节组件之间，所述光学采样组件滑动设置在变轨微调组件上，并由所述变轨微调组件对其滑动轨迹进行微调，以便所述光学采样组件能够等距架设在边坡岩体一侧。

进一步，作为优选，所述测距调节组件包括：

上联架，横向固定在所述安装主件下方；

内螺杆，通过轴承可相对转动的设置在所述上联架内，所述上联架的一侧安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述内螺杆相连接；

传动座，通过螺纹啮合作用滑动设置在内螺杆上；

导向杆，水平固定在所述传动座上；以及

激光测距装置，可相对滑动的横向设置在导向杆上，所述激光测距装置的一侧设有驱动轮，所述驱动轮沿开设在传动座一侧内轨槽位移滑动。

进一步，作为优选，所述变轨微调组件包括：

支撑框架；

调节支架，通过侧位板平行固定在所述支撑框架的一侧；

外轨件，贴合固定在所述调节支架上，所述调节支架与外轨件均采用高弹性形变的塑性材质；以及

微调伸缩杆，为排列设置的多组，各所述微调伸缩杆均水平连接在所述调节支架与外轨件之间。

进一步，作为优选，所述光学采样组件包括：

外轨架，滑动连接在所述变轨微调组件上，所述外轨架内可相对转动的设置有导向轮，所述导向轮与所述变轨微调组件相抵靠接触；

承接架，竖直固定在外轨架的一侧；

中心轴，可相对转动的设置在所述承接架上，所述承接架上设有内置电机，所述内置电机通过齿轮啮合作用与所述中心轴连接传动；

穿接杆，竖直固定在所述中心轴的一端；

承载主板，可相对滑动的设置在所述穿接杆上；

电动伸缩杆，竖直固定在所述穿接杆上，所述电动伸缩杆的输出端与所述承载主板相连接；以及

采样装置，为均匀排列设置的多个，各采样装置均垂直固定在承载主板上。

进一步，作为优选，所述承载主板的横截面被构造成弧形结构，且其弧度为50°-85°。

进一步，作为优选，所述采样装置包括：

机体；

采像装置，同轴固定在所述机体上；

光柱件，为圆周对称设置的多个，各所述光柱件均平行固定在所述机体上；

调光装置，可相对滑动的设置在所述机体上，所述调光装置用于对光柱件的光源射线进行调整；以及

气压泵，安装在所述机体的一侧，所述气压泵的输出端通过连接软管与所述调光装置相连通。

进一步，作为优选，所述调光装置包括：

内密封仓，同轴固定在所述机体内，所述内密封仓中可相对滑动的设置有气压塞；

轴接套，可相对滑动的同轴设置在采像装置外，所述轴接套的上端与所述气压塞相连接；

限位弹簧，为平行设置的多组，各所述限位弹簧均连接在气压塞与内密封仓之间；以及

聚光套，与各所述光柱件一一对应设置，所述聚光套与轴接套相固定，且可相对滑动的同轴套接在光柱件外，所述聚光套上圆周开设有多个通孔。

进一步，作为优选，位于所述聚光套上方的通孔间距小于位于其下方的通孔间距。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，通过在露天矿岩质边坡岩体内横向插接固定柱，固定柱的一端竖直设置有安装主件，安装主件上横向固定有上联架，上联架中通过螺纹啮合传动作用横向位移设置有激光测距装置，激光测距装置能够优先对露天矿岩质边坡岩体进行初步岩体特征扫描，而后变轨微调组件能够对光学采样组件的位移轨迹进行微调，从而使得光学采样组件能够始终保持与边坡岩体呈等距状态，提高光学采样准确性；尤其在对边坡岩体光学采样中，通过中心轴的圆周旋转作用同时配合电动伸缩感的竖向伸缩使得多个采样装置能够同步进行圆周扩径扫描工作，从而形成多点位半球体扫描轨迹，以便对边坡岩体各处裂隙进行精准采样；同时在光学采样过程中，调光装置能够依据边坡岩体所处环境光线调件进行对应聚光或散光照射，以便采像装置能够得出清晰轮廓图像。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中测距调节组件的结构示意图；

图3为本发明中变轨微调组件的结构示意图；

图4为本发明中光学采样组件的结构示意图；

图5为本发明中采样装置的结构示意图；

图6为本发明中调光装置的结构示意图；

图7为本发明中光学采样位移示意图；

图中：1固定柱、11锚索、2安装主件、21液压伸缩杆、3测距调节组件、31上联架、32内螺杆、33驱动电机、34传动座、35激光测距装置、4变轨微调组件、41支撑框架、42调节支架、43外轨件、44微调伸缩杆、5光学采样组件、51外轨架、52导向轮、53承接架、54中心轴、55穿接杆、56电动伸缩杆、57承载主板、6采样装置、61机体、62采像装置、63气压泵、64光柱件、7调光装置、71内密封仓、72轴接套、73气压塞、74通孔、75聚光套。

具体实施方式

请参阅图1，本发明实施例中，蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置，其包括：

固定柱1，横向插接在边坡岩体内，所述固定柱1的上端连接有锚索，所述锚索11的一端连接外设架点；

安装主件2，竖直固定在所述固定柱1的下端面，所述安装主件2被构造成两段式可伸缩结构；

测距调节组件3，横向固定在所述安装主件2的下端，所述安装主件2上设有液压伸缩杆21，所述测距调节组件3能够基于边坡岩体表面进行水平测距；

光学采样组件5，安装在所述测距调节组件3上，用于对边坡岩体表面进行覆盖式扫描；以及

变轨微调组件4，连接在所述光学采样组件5与测距调节组件3之间，所述光学采样组件5滑动设置在变轨微调组件4上，并由所述变轨微调组件4对其滑动轨迹进行微调，以便所述光学采样组件5能够等距架设在边坡岩体一侧，其中需要说明的是，在光学采样组件工作前，优先通过测距调节组件对光学采样组件的采样距离进行定位，此时由于边坡岩体表面呈现凹凸不一的形态若光学采样组件直接进行采用工作，则会导致采像不清晰、轮廓条线难以达到精准效果，而变轨微调组件能够对光学采样组件的轨迹依据边坡岩体表面特征形态进行调整，从而保证光学采样组件的精准化工作。

本实施例中，所述测距调节组件3包括：

上联架31，横向固定在所述安装主件2下方；

内螺杆32，通过轴承可相对转动的设置在所述上联架31内，所述上联架31的一侧安装有驱动电机33，所述驱动电机33的输出端与所述内螺杆32相连接；

传动座34，通过螺纹啮合作用滑动设置在内螺杆32上；

导向杆，水平固定在所述传动座34上；以及

激光测距装置35，可相对滑动的横向设置在导向杆上，所述激光测距装置35的一侧设有驱动轮，所述驱动轮沿开设在传动座34一侧内轨槽位移滑动，其中，激光测距装置能够优先定义距离长度，通过初次横向位移扫描得到边坡岩体表面大致轮廓差，此时内螺杆在旋转作用下对传动座进行位移调整，从而使得光学采样组件能够处于边坡岩体相对适中的距离处。

作为较佳的实施例，所述变轨微调组件4包括：

支撑框架41；

调节支架42，通过侧位板平行固定在所述支撑框架41的一侧；

外轨件43，贴合固定在所述调节支架42上，所述调节支架42与外轨件43均采用高弹性形变的塑性材质；以及

微调伸缩杆44，为排列设置的多组，各所述微调伸缩杆44均水平连接在所述调节支架42与外轨件43之间。

本实施例中，所述光学采样组件5包括：

外轨架51，滑动连接在所述变轨微调组件4上，所述外轨架43内可相对转动的设置有导向轮52，所述导向轮52与所述变轨微调组件4相抵靠接触；

承接架53，竖直固定在外轨架43的一侧；

中心轴54，可相对转动的设置在所述承接架53上，所述承接架53上设有内置电机(图中未示出)，所述内置电机通过齿轮啮合作用与所述中心轴54连接传动；

穿接杆55，竖直固定在所述中心轴54的一端；

承载主板57，可相对滑动的设置在所述穿接杆55上；

电动伸缩杆56，竖直固定在所述穿接杆55上，所述电动伸缩杆56的输出端与所述承载主板57相连接；以及

采样装置6，为均匀排列设置的多个，各采样装置6均垂直固定在承载主板57上，其中，通过中心轴的旋转作用并配合电动伸缩杆的轴向伸缩，使得承载主板上的多个采样装置能够呈圆周扩径位移，并形成半球体扫描轨迹，而在达到极限长度后，能够反向快速复位，而外轨架能够在水平位移中驱使至下一点位，从而形成多点位半球体扫描轨迹。

本实施例中，所述承载主板57的横截面被构造成弧形结构，且其弧度为50°-85°以便分布在其上的采样装置能够完全完成覆盖在边坡岩体外轮廓。

本实施例中，所述采样装置6包括：

机体61；

采像装置62，同轴固定在所述机体61上；

光柱件64，为圆周对称设置的多个，各所述光柱件64均平行固定在所述机体61上；能有效为采像装置提供照明光线；

调光装置7，可相对滑动的设置在所述机体61上，所述调光装置7用于对光柱件64的光源射线进行调整；以及

气压泵63，安装在所述机体61的一侧，所述气压泵63的输出端通过连接软管与所述调光装置7相连通。

作为较佳的实施例，所述调光装置7包括：

内密封仓71，同轴固定在所述机体61内，所述内密封仓71中可相对滑动的设置有气压塞73；

轴接套72，可相对滑动的同轴设置在采像装置62外，所述轴接套72的上端与所述气压塞73相连接；

限位弹簧，为平行设置的多组，各所述限位弹簧均连接在气压塞73与内密封仓71之间；以及

聚光套75，与各所述光柱件64一一对应设置，所述聚光套75与轴接套72相固定，且可相对滑动的同轴套接在光柱件64外，所述聚光套75上圆周开设有多个通孔74，也就是说，通过轴接套的位移滑动使得光柱件能够完全穿设在聚光套内或局部穿接在聚光套外。

本实施例中，位于所述聚光套75上方的通孔74间距小于位于其下方的通孔74间距，其中，当光柱件处于聚光套内极限深度处(即其中心点位处)，此时，光柱件的端部少部分光源能够集中发散，但部分光线透过聚光套上层处的多个通孔进行外散；而当光柱件处于聚光套内中部深度处，此时，光柱件的端部大部分光源能够集中发散，少部分光线透过聚光套上层处的多个通孔进行外散；而当光柱件局部伸出聚光套内中时，此时光柱件端部光源能够完全扩散，从而实现多级光源照明效果。

具体地，在露天矿岩质边坡岩体光学取样中，优先将固定柱横向插接在边坡岩体内，此时激光测距装置能够优先对露天矿岩质边坡岩体进行初步岩体特征扫描，而后变轨微调组件能够对光学采样组件的位移轨迹进行微调，采样装置能够通过中心轴的旋转作用并配合电动伸缩杆的轴向伸缩，使得承载主板上的多个采样装置能够呈圆周扩径位移，并形成半球体扫描轨迹，从而提高取样准确性。

上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置，其特征在于：其包括：

固定柱(1)，横向插接在边坡岩体内，所述固定柱(1)的上端连接有锚索，所述锚索(11)的一端连接外设架点；

安装主件(2)，竖直固定在所述固定柱(1)的下端面，所述安装主件(2)被构造成两段式可伸缩结构；

测距调节组件(3)，横向固定在所述安装主件(2)的下端，所述安装主件(2)上设有液压伸缩杆(21)，所述测距调节组件(3)能够基于边坡岩体表面进行水平测距；

光学采样组件(5)，安装在所述测距调节组件(3)上，用于对边坡岩体表面进行覆盖式扫描；以及

变轨微调组件(4)，连接在所述光学采样组件(5)与测距调节组件(3)之间，所述光学采样组件(5)滑动设置在变轨微调组件(4)上，并由所述变轨微调组件(4)对其滑动轨迹进行微调，以便所述光学采样组件(5)能够等距架设在边坡岩体一侧。

2.根据权利要求1所述的蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置，其特征在于：所述测距调节组件(3)包括：

上联架(31)，横向固定在所述安装主件(2)下方；

内螺杆(32)，通过轴承可相对转动的设置在所述上联架(31)内，所述上联架(31)的一侧安装有驱动电机(33)，所述驱动电机(33)的输出端与所述内螺杆(32)相连接；

传动座(34)，通过螺纹啮合作用滑动设置在内螺杆(32)上；

导向杆，水平固定在所述传动座(34)上；以及

激光测距装置(35)，可相对滑动的横向设置在导向杆上，所述激光测距装置(35)的一侧设有驱动轮，所述驱动轮沿开设在传动座(34)一侧内轨槽位移滑动。

3.根据权利要求1所述的蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置，其特征在于：所述变轨微调组件(4)包括：

支撑框架(41)；

调节支架(42)，通过侧位板平行固定在所述支撑框架(41)的一侧；

外轨件(43)，贴合固定在所述调节支架(42)上，所述调节支架(42)与外轨件(43)均采用高弹性形变的塑性材质；以及

微调伸缩杆(44)，为排列设置的多组，各所述微调伸缩杆(44)均水平连接在所述调节支架(42)与外轨件(43)之间。

4.根据权利要求1所述的蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置，其特征在于：所述光学采样组件(5)包括：

外轨架(51)，滑动连接在所述变轨微调组件(4)上，所述外轨架(43)内可相对转动的设置有导向轮(52)，所述导向轮(52)与所述变轨微调组件(4)相抵靠接触；

承接架(53)，竖直固定在外轨架(43)的一侧；

中心轴(54)，可相对转动的设置在所述承接架(53)上，所述承接架(53)上设有内置电机，所述内置电机通过齿轮啮合作用与所述中心轴(54)连接传动；

穿接杆(55)，竖直固定在所述中心轴(54)的一端；

承载主板(57)，可相对滑动的设置在所述穿接杆(55)上；

电动伸缩杆(56)，竖直固定在所述穿接杆(55)上，所述电动伸缩杆(56)的输出端与所述承载主板(57)相连接；以及

采样装置(6)，为均匀排列设置的多个，各采样装置(6)均垂直固定在承载主板(57)上。

5.根据权利要求4所述的蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置，其特征在于：所述承载主板(57)的横截面被构造成弧形结构，且其弧度为50°-85°。

6.根据权利要求4所述的蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置，其特征在于：所述采样装置(6)包括：

机体(61)；

采像装置(62)，同轴固定在所述机体(61)上；

光柱件(64)，为圆周对称设置的多个，各所述光柱件(64)均平行固定在所述机体(61)上；

调光装置(7)，可相对滑动的设置在所述机体(61)上，所述调光装置(7)用于对光柱件(64)的光源射线进行调整；以及

气压泵(63)，安装在所述机体(61)的一侧，所述气压泵(63)的输出端通过连接软管与所述调光装置(7)相连通。

7.根据权利要求6所述的蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置，其特征在于：所述调光装置(7)包括：

内密封仓(71)，同轴固定在所述机体(61)内，所述内密封仓(71)中可相对滑动的设置有气压塞(73)；

轴接套(72)，可相对滑动的同轴设置在采像装置(62)外，所述轴接套(72)的上端与所述气压塞(73)相连接；

限位弹簧，为平行设置的多组，各所述限位弹簧均连接在气压塞(73)与内密封仓(71)之间；以及

聚光套(75)，与各所述光柱件(64)一一对应设置，所述聚光套(75)与轴接套(72)相固定，且可相对滑动的同轴套接在光柱件(64)外，所述聚光套(75)上圆周开设有多个通孔(74)。

8.根据权利要求7所述的蓄水型废弃露天矿岩质高陡边坡岩体劣化损伤光学采样装置，其特征在于：位于所述聚光套(75)上方的通孔(74)间距小于位于其下方的通孔(74)间距。

Images