CN115823429A - 一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置及探测方法 - Google Patents

Abstract

一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置，包括升降装置、顶部连接装置、固定支撑装置；所述升降装置顶部安装有顶部连接装置，升降装置上套装有固定支撑装置，滑轨装置一端安装在顶部连接装置上，另一端安装在升降装置上，所述牵引装置一端安装在升降装置上，另一端安装在滑轨装置上。一种用于地下空区三维激光扫描多向辅助探测方法，包括如下步骤：步骤1、定位；步骤2、扫描装置组装；步骤3、升降装置升起；步骤4、导轨钢丝绳张紧；步骤5、三维激光扫描设备安装；步骤6、空区扫描；步骤7、扫描结束。利用升降装置和固定支撑装置，实现在地下超大超高采空区中三维激光扫描多向探测。该探测装置使用简单、探测高效、携行方便、安全可靠。

Description

一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置及探测方法

技术领域

本发明属于地下空区三维激光扫描技术领域，具体涉及一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置及探测方法。

背景技术

金属矿采用空场法开采后形成了大量采空区，采空区存在为近空区围岩持续变形提供了条件，造成矿柱变形、破坏，空区上覆岩层持续移动极易诱发井下大面积冒落、岩移、地表塌陷和突水等工程灾害，造成人员伤亡和设备破坏，对矿山安全生产造成严重威胁。

利用三维激光扫描仪探测地下矿采场和采空区，已成为地下采空区测量的一种常用方法。探测成果可直接用于计算采空区体积和顶板面积、建立采空区三维模型、计算残矿储量，指导采空区充填、矿柱回收、回采过程贫损控制以及空区稳定性分析等相关采矿管理。

在人员不能进入采空区或有潜在危险区域开展测量工作时，激光扫描仪通常借助延长杆进入到采空区内进行探测，如，CMS三维激光扫描仪的延长杆为快接式连接杆，单节长度在1.8m以上，需要4-5节配合使用，尽管杆体采用碳纤维材质，但由于杆体单节长度大，尺寸超过汽车、火车允许随车携带尺寸，只能通过物流运输，携行极其不便；其次，杆体连接后重量大，仅支持竖向垂直探测，无法支持水平或倾斜探测；GeoSlam三维激光扫描仪的延长杆为手持式伸缩装置，杆体较细且全部伸长后仅有3m，当升降装置水平或倾斜伸入采空区时，由于设备自身重量大，会导致杆体难以完全稳定在固定位置，总会自由摆动，极不稳定，其次，伸缩杆经过多次使用后，杆体多次弯曲导致变形较大，难以缩回。利用多旋翼直升机搭载三维激光扫描仪飞入空区内进行探测也逐步开始工程应用，但由于采空区壁面凹凸不平，且壁面上可能有很多回采后遗留的支护锚杆，参差突起，加上金属矿床局部区域存在的通讯屏障，在操控人员和直升机间形成通讯盲区，极易导致机设同毁，尸骨无存的情况发生，造成重大的经济损失。

综上所述，当前三维激光扫描现有探测装置存在使用繁琐、安全性差、探测效果不佳、携行不便、拆卸困难等缺点，因此，急需一种使用简单、探测高效、携行方便、安全可靠的探测装置来确保三维激光扫描仪在空区内的安全高效使用。

发明内容

针对目前地下空区三维激光扫描存在问题，本发明提供一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置及探测方法，可以安全、高效、快捷、简便的实现地下空区的三维激光扫描。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置，包括升降装置、顶部连接装置、固定支撑装置、滑轨装置和牵引装置；所述升降装置顶部安装有顶部连接装置，升降装置上套装有固定支撑装置，滑轨装置一端安装在顶部连接装置上，另一端安装在升降装置上，所述牵引装置一端安装在升降装置上，另一端安装在滑轨装置上。

所述升降装置为该探测装置的主体，由多个依次嵌套设置的圆管组成，从下至上设置的圆管孔径依次由大到小排布，在每一节圆管的两侧均可拆卸安装有用于辅助升降的把手，把手顶部圆管上安装有抱箍Ⅰ，其中最顶端一节圆管的顶部设置有带凹槽的圆形平台，最低端的圆管为圆柱形的杆体。升降装置升起时，安装把手，并打开抱箍Ⅰ，通过拉拽把手将圆管由上到下逐节抽出，而后扣紧抱箍Ⅰ使相邻两个圆管的位置保持不变；升降装置降下时，打开抱箍Ⅰ，圆管由下到上逐节收回并拆下把手，而后扣紧抱箍Ⅰ。

所述顶部连接装置包括一根T字形钢管，所述T字形钢管竖直部分插入升降装置顶部凹槽内并通过紧固螺栓固定于升降装置的圆形平台上；T字形钢管水平部分为中空钢管，在中空钢管两端管壁底部开设有豁口，同时在中空钢管两端管壁底部焊接有轮架，且在轮架上安装有定滑轮，定滑轮顶部穿过豁口延伸至中空钢管内部，在中空钢管一端的两侧各安装有一个导轨钢丝绳连接孔，其中定滑轮可以减小牵引钢丝绳在牵引过程中的摩擦阻力，导轨钢丝绳连接孔通过弹簧扣连接导轨钢丝绳。

所述固定支撑装置由抱箍Ⅱ、带有弧形板的圆形连接件、带有球头的圆形连接件及可拆卸支架组成，当竖直探测时，所述抱箍Ⅱ安装于升降装置的最底端的圆筒中上部，且升降装置沿竖直方向设置，所述抱箍Ⅱ上安装有可拆卸支架；当水平或倾斜设置时，所述抱箍Ⅱ安装于升降装置的最底端的圆筒中上部，且升降装置沿水平方向设置，其中一个可拆卸支架通过带有球头的圆形连接件与抱箍Ⅱ连接，另一个可拆卸支架通过带有弧形板的圆形连接件支撑升降装置的圆管。

所述抱箍Ⅱ为一个具有开口的环形件，抱箍Ⅱ的开口处对称设置有两个向外延伸的带孔连接板，所述抱箍Ⅱ外弧面中部加工有环形滑槽，在环形滑槽的上下槽面加工有正对设置的开口，且开口沿周向设置有三组，在环形滑槽的下槽面开设有第一定位卡槽，第一定位卡槽和开口交替布置，在每一个第一定位卡槽正上方的抱箍Ⅱ上表面上均安装有一个紧固螺栓Ⅰ。

所述带有球头的圆形连接件包括圆形基座，圆形基座的上表面中部设置有球头，在圆形基座的外弧面中部加工有环形滑槽，在环形滑槽的上下槽面加工有正对设置的开口，且开口沿周向设置有三组，在环形滑槽的下槽面开设有第二定位卡槽，第二定位卡槽和开口交替布置，在每一个第二定位卡槽正上方的圆形基座上表面上均安装有一个紧固螺栓Ⅱ。

所述带有弧形板的圆形连接件包括圆形基座，圆形基座的上表面中部设置有弧形板，在圆形基座的外弧面中部加工有环形滑槽，在环形滑槽的上下槽面加工有正对设置的开口，且开口沿周向设置有三组，在环形滑槽的下槽面开设有第二定位卡槽，第二定位卡槽和开口交替布置，在每一个第二定位卡槽正上方的圆形基座上表面上均安装有一个紧固螺栓Ⅱ。

所述可拆卸支架是顶部带有球头且长短可调节的杆件。

当扫描装置处于竖直工作状态时，抱箍Ⅱ与三根可拆卸支架配合使用；当扫描装置处于水平或倾斜工作状态时，抱箍Ⅱ、带有球头的圆形连接件、带有弧形板的圆形连接件及可拆卸支架配合使用。

所述滑轨装置包括导轨钢丝绳和设备固定板，所述导轨钢丝绳是设备固定板滑动过程中的滑道，两根导轨钢丝绳一端通过弹簧扣固定在升降装置的导轨钢丝绳连接孔上，另一端依次穿过设备固定板的导轨钢丝绳孔和定滑轮后端部连接到棘轮紧线器上，棘轮紧线器通过弹簧扣安装于升降装置的最低端的圆管外壁底部，在升降装置升到指定位置后摇动棘轮紧线器上的摇把将导轨钢丝绳张紧，保证设备固定板在导轨钢丝绳上平稳升降。

所述设备固定板包括板体，所述板体的正面安装有带有梯形滑槽的快接卡扣，通过快接卡扣安装三维激光扫描设备，板体的背面顶部设置有牵引钢丝绳孔，板体背面底部对称开设有豁口，豁口处通过轮架安装有定滑轮，定滑轮上方板体背面安装有导轨钢丝绳孔。其中牵引钢丝绳孔用来与牵引钢丝绳连接，导轨钢丝绳孔用来穿过导轨钢丝绳并对其进行约束，定滑轮用于减小设备固定板在导轨钢丝绳上滑动时的摩擦阻力。

所述牵引装置包括绞盘与牵引钢丝绳，所述绞盘通过快接卡扣固定在升降装置最底端的圆筒外侧，所述牵引钢丝绳缠绕在绞盘上并穿过顶部连接装置上的定滑轮，通过弹簧扣连接到设备固定板的牵引钢丝绳孔上，以实现设备固定板的升降。

一种用于地下空区三维激光扫描多向辅助探测方法，包括如下步骤：

步骤1、定位

在待测空区附近找到一个安全合适的工作地点，并将探测装置搬运至此处；

步骤2、扫描装置组装

当竖直探测时：

将顶部连接装置固定在升降装置顶部，将绞盘卡接在升降装置一侧的快接卡扣上，将棘轮紧线器通过弹簧扣与升降装置连接，将导轨钢丝绳穿过设备固定板并与顶部连接装置连接，将牵引钢丝绳绕过顶部连接装置并与设备固定板连接；

将抱箍Ⅱ固定于升降装置上，三根可拆卸支架的球头均由抱箍Ⅱ的开口处进入环形滑槽，并滑动至第一定位卡槽处由紧固螺栓Ⅰ固定，之后调节可拆卸支架的高度，使探测装置保持稳定；

当水平或倾斜探测时：

将顶部连接装置固定在升降装置顶部，将绞盘卡接在升降装置一侧的快接卡扣上，将棘轮紧线器通过弹簧扣与升降装置连接，将导轨钢丝绳穿过设备固定板并与顶部连接装置连接，将牵引钢丝绳绕过顶部连接装置并与设备固定板连接；

将抱箍Ⅱ固定于升降装置上，调整升降装置处于水平，并使抱箍Ⅱ的其中一个定位卡槽面朝向地面，将圆形连接件的球头由抱箍Ⅱ的开口处进入环形滑槽，并滑动至面向地面的定位卡槽处由紧固螺栓Ⅰ固定，三根可拆卸支架的球头均由圆形连接件的开口处进入环形滑槽，并滑动至定位卡槽处由紧固螺栓Ⅱ固定，之后调节可拆卸支架的高度，使探测装置保持稳定；再将另外三根可拆卸支架安装在带有弧形板的圆形连接件上，弧形板支撑于自下而上数第二段圆管上，调节可拆卸支架的高度，使探测装置保持稳定；

步骤3、升降装置升起

依据待测空区实际情况，将升降装置逐节拔出至所需高度，在拔出的同时，不断反向摇动绞盘和棘轮紧线器，释放牵引钢丝绳和导轨钢丝绳；当探测装置处于水平或倾斜工作状态时，在升降装置升起至一定高度后，将可拆卸支架放置于升降装置前端，同时调整可拆卸支架的高度，对升降装置起到支撑作用；

步骤4、导轨钢丝绳张紧

当升降装置拔出至合适长度后，正向摇动棘轮紧线器的摇把将导轨钢丝绳张紧；

步骤5、三维激光扫描设备安装

正向摇动绞盘将设备固定板调整至合适位置，打开并调试三维激光扫描设备，待三维激光扫描设备开始正常工作后，将三维激光扫描设备卡接在设备固定板正面的快接卡扣上；

步骤6、空区扫描

三维激光扫描设备安装完成后，开始摇动绞盘，在三维激光扫描设备上升和下降的过程中完成对空区的一次动态扫描；

步骤7、扫描结束

扫描完成后，保存采集数据，将三维激光扫描设备收回并从设备固定板取出，扫描结束。

本发明的技术效果为：

(1)利用升降装置和固定支撑装置，实现在地下超大超高采空区中三维激光扫描多向探测。

(2)通过摇动棘轮紧线器的摇把将导轨钢丝绳张紧，并利用牵引装置使牵引钢丝绳顺利牵引设备固定板，实现了扫描设备在滑道上平稳安全的滑行。

(3)该探测装置使用简单、探测高效、携行方便、安全可靠。

附图说明

图1为本发明地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置沿竖向探测示意图；

图2为本发明顶部连接装置的斜轴测视图；

图3为本发明抱箍Ⅱ的斜轴测视图；

图4为本发明带有球头的圆形连接件的斜轴测视图；

图5为本发明带有弧形板的圆形连接件的斜轴测视图；

图6为本发明设备固定板正面的斜轴测视图；

图7为本发明设备固定板背面的斜轴测视图；

图8为本发明地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置沿倾斜探测示意图；

11-升降装置；12-顶部连接装置；121-导轨钢丝绳连接孔；122-定滑轮Ⅰ，123-T字形钢管；21-抱箍Ⅱ；211-第一定位卡槽；212-紧固螺栓Ⅰ；22-可拆卸支架；23-圆形基座，231-紧固螺栓Ⅱ；232-第二定位卡槽；233-球头；234-弧形板；31-导轨钢丝绳；32-设备固定板；321-快接卡扣；322-定滑轮Ⅱ；323-导轨钢丝绳孔；324-牵引钢丝绳孔；33-棘轮紧线器；41-绞盘；42-牵引钢丝绳，5-抱箍Ⅰ；6-弹簧扣；7-把手。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图7所示，一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置，包括升降装置11、顶部连接装置12、固定支撑装置、滑轨装置和牵引装置；所述升降装置11顶部安装有顶部连接装置12，升降装置11上套装有固定支撑装置，滑轨装置一端安装在顶部连接装置12上，另一端安装在升降装置11上，所述牵引装置一端安装在升降装置11上，另一端安装在滑轨装置上。

所述升降装置11为该探测装置的主体，由多个依次嵌套设置的圆管组成，从下至上设置的圆管孔径依次由大到小排布，在每一节圆管的两侧均可拆卸安装有用于辅助升降的铝制把手7，铝制把手7顶部圆管上安装有抱箍Ⅰ5，其中最顶端一节圆管的顶部设置有带凹槽的圆形平台，最低端的圆管为圆柱形的杆体。升降装置11升起时，安装铝制把手7，并打开抱箍Ⅰ5，通过拉拽铝制把手7将圆管由上到下逐节抽出，而后扣紧抱箍Ⅰ5使相邻两个圆管的位置保持不变；升降装置11降下时，打开抱箍Ⅰ5，圆管由下到上逐节收回并拆下铝制把手7，而后扣紧抱箍Ⅰ5。本实施例中，升降装置11闭合时高度为1.25m，最大伸长高度为8m，最大管径为89.7mm，总重为9kg。

所述顶部连接装置12包括一根T字形钢管123，所述T字形钢管123竖直部分插入升降装置11顶部凹槽内并通过紧固螺栓固定于升降装置11的圆形平台上；T字形钢管123水平部分为中空钢管，在中空钢管两端管壁底部开设有豁口，同时在中空钢管两端管壁底部焊接有轮架，且在轮架上安装有定滑轮Ⅰ122，定滑轮Ⅰ122顶部穿过豁口延伸至中空钢管内部，在中空钢管一端的两侧各安装有一个导轨钢丝绳连接孔121，其中定滑轮Ⅰ122可以减小牵引钢丝绳42在牵引过程中的摩擦阻力，导轨钢丝绳连接孔121通过弹簧扣6连接导轨钢丝绳31。

所述固定支撑装置由抱箍Ⅱ21、带有弧形板的圆形连接件、带有球头的圆形连接件及可拆卸支架22组成，当竖直探测时，所述抱箍Ⅱ21安装于升降装置11的最底端的圆筒中上部，且升降装置11沿竖直方向设置，所述抱箍Ⅱ21上安装有可拆卸支架22；当水平或倾斜设置时，所述抱箍Ⅱ21安装于升降装置11的最底端的圆筒中上部，且升降装置11沿水平方向设置，其中一个可拆卸支架22通过带有球头的圆形连接件与抱箍Ⅱ21连接，另一个可拆卸支架22通过带有弧形板的圆形连接件支撑升降装置11的圆管。

所述抱箍Ⅱ21为一个具有开口的环形件，抱箍Ⅱ21的开口处对称设置有两个向外延伸的带孔连接板，所述抱箍Ⅱ21外弧面中部加工有环形滑槽，在环形滑槽的上下槽面加工有正对设置的开口，且开口沿周向设置有三组，在环形滑槽的下槽面开设有第一定位卡槽211，第一定位卡槽211和开口交替布置，在每一个第一定位卡槽211正上方的抱箍Ⅱ21上表面上均安装有一个紧固螺栓Ⅰ212。

所述带有球头的圆形连接件包括圆形基座23，圆形基座23的上表面中部设置有球头233，在圆形基座23的外弧面中部加工有环形滑槽，在环形滑槽的上下槽面加工有正对设置的开口，且开口沿周向设置有三组，在环形滑槽的下槽面开设有第二定位卡槽232，第二定位卡槽232和开口交替布置，在每一个第二定位卡槽232正上方的圆形基座23上表面上均安装有一个紧固螺栓Ⅱ321。

所述带有弧形板的圆形连接件包括圆形基座23，圆形基座23的上表面中部设置有弧形板234，在圆形基座23的外弧面中部加工有环形滑槽，在环形滑槽的上下槽面加工有正对设置的开口，且开口沿周向设置有三组，在环形滑槽的下槽面开设有第二定位卡槽232，第二定位卡槽232和开口交替布置，在每一个第二定位卡槽232正上方的圆形基座23上表面上均安装有一个紧固螺栓Ⅱ321。

所述可拆卸支架22是顶部带有球头且长短可调节的杆件，每根最大伸出长度为0.5m。

当扫描装置处于竖直工作状态时，抱箍Ⅱ21与三根可拆卸支架22配合使用；当扫描装置处于水平或倾斜工作状态时，抱箍Ⅱ21、带有球头的圆形连接件、带有弧形板的圆形连接件及可拆卸支架22配合使用。

所述滑轨装置包括导轨钢丝绳31和设备固定板32，所述导轨钢丝绳31是设备固定板32滑动过程中的滑道，两根导轨钢丝绳31一端通过弹簧扣固定在升降装置11的导轨钢丝绳连接孔121上，另一端依次穿过设备固定板32的导轨钢丝绳孔323和定滑轮Ⅰ122后端部连接到棘轮紧线器33上，棘轮紧线器33通过弹簧扣安装于升降装置11的最低端的圆管外壁底部，在升降装置11升到指定位置后摇动棘轮紧线器33上的摇把将导轨钢丝绳31张紧，保证设备固定板32在导轨钢丝绳31上平稳升降。

所述设备固定板32包括板体，所述板体的正面安装有带有梯形滑槽的快接卡扣321，通过快接卡扣321安装三维激光扫描设备，板体的背面顶部设置有牵引钢丝绳孔324，板体背面底部对称开设有豁口，豁口处通过轮架安装有定滑轮Ⅱ322，定滑轮Ⅱ322上方板体背面安装有导轨钢丝绳孔323。其中牵引钢丝绳孔324用来与牵引钢丝绳42连接，导轨钢丝绳孔323用来穿过导轨钢丝绳31并对其进行约束，定滑轮Ⅱ322用于减小设备固定板32在导轨钢丝绳31上滑动时的摩擦阻力。

所述牵引装置包括绞盘41与牵引钢丝绳42，所述绞盘41通过快接卡扣321固定在升降装置11最底端的圆筒外侧，所述牵引钢丝绳42缠绕在绞盘41上并穿过顶部连接装置12上的定滑轮Ⅰ122，通过弹簧扣连接到设备固定板32的牵引钢丝绳孔324上，以实现设备固定板32的升降。

一种用于地下空区三维激光扫描多向辅助探测方法，包括如下步骤：

步骤1、定位

在待测空区附近找到一个安全合适的工作地点，并将探测装置搬运至此处；

步骤2、扫描装置组装

当竖直探测时：

将顶部连接装置12固定在升降装置11顶部，将绞盘41卡接在升降装置11一侧的快接卡扣321上，将棘轮紧线器33通过弹簧扣与升降装置11的导轨钢丝绳连接孔121连接，将导轨钢丝绳31穿过设备固定板32并与顶部连接装置12连接，将牵引钢丝绳42绕过顶部连接装置12并与设备固定板32连接；

将抱箍Ⅱ21固定于升降装置11上，三根可拆卸支架22的球头均由抱箍Ⅱ21的开口处进入环形滑槽，并滑动至第一定位卡槽211处由紧固螺栓Ⅰ212固定，之后调节可拆卸支架22的高度，使探测装置保持稳定；

当水平或倾斜探测时：

将顶部连接装置12固定在升降装置11顶部，将绞盘41卡接在升降装置11一侧的快接卡扣321上，将棘轮紧线器33通过弹簧扣与升降装置11连接，将导轨钢丝绳31穿过设备固定板32并与顶部连接装置12连接，将牵引钢丝绳42绕过顶部连接装置12并与设备固定板32连接；

将抱箍Ⅱ21固定于升降装置11上，调整升降装置11处于水平，并使抱箍Ⅱ21的其中一个定位卡槽面朝向地面，将带有球头的圆形连接件的球头233由抱箍Ⅱ21的开口处进入环形滑槽，并滑动至面向地面的定位卡槽处由紧固螺栓Ⅰ212固定，三根可拆卸支架22的球头均由带有球头的圆形连接件的开口处进入环形滑槽，并滑动至定位卡槽处由紧固螺栓Ⅱ231固定，之后调节可拆卸支架22的高度，使探测装置保持稳定；再将另外三根可拆卸支架22安装在带有弧形板的圆形连接件上，弧形板234支撑于自下而上数第二段圆管上，调节可拆卸支架22的高度，使探测装置保持稳定，如图8所示；

步骤3、升降装置11升起

依据待测空区实际情况，将升降装置11逐节拔出至所需高度，在拔出的同时，不断反向摇动绞盘41和棘轮紧线器33，释放牵引钢丝绳42和导轨钢丝绳31；当探测装置处于水平或倾斜工作状态时，在升降装置11升起至一定高度后，将可拆卸支架22放置于升降装置11前端，同时调整可拆卸支架22的高度，对升降装置11起到支撑作用；

步骤4、导轨钢丝绳31张紧

当升降装置11拔出至合适长度后，正向摇动棘轮紧线器33的摇把将导轨钢丝绳31张紧；

步骤5、三维激光扫描设备安装

正向摇动绞盘41将设备固定板32调整至合适位置，打开并调试三维激光扫描设备，待三维激光扫描设备开始正常工作后，将三维激光扫描设备卡接在设备固定板32正面的快接卡扣321上；

步骤6、空区扫描

三维激光扫描设备安装完成后，开始摇动绞盘41，在三维激光扫描设备上升和下降的过程中完成对空区的一次动态扫描；

步骤7、扫描结束

扫描完成后，保存采集数据，将三维激光扫描设备收回并从设备固定板32取出，扫描结束。

Claims (10)

1.一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置，其特征在于，包括升降装置、顶部连接装置、固定支撑装置、滑轨装置和牵引装置；所述升降装置顶部安装有顶部连接装置，升降装置上套装有固定支撑装置，滑轨装置一端安装在顶部连接装置上，另一端安装在升降装置上，所述牵引装置一端安装在升降装置上，另一端安装在滑轨装置上。

2.根据权利要求1所述的一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置，其特征在于：所述升降装置为该探测装置的主体，由多个依次嵌套设置的圆管组成，从下至上设置的圆管孔径依次由大到小排布，在每一节圆管的两侧均可拆卸安装有用于辅助升降的把手，把手顶部圆管上安装有抱箍Ⅰ，其中最顶端一节圆管的顶部设置有带凹槽的圆形平台，最低端的圆管为圆柱形的杆体；升降装置升起时，安装把手，并打开抱箍Ⅰ，通过拉拽把手将圆管由上到下逐节抽出，而后扣紧抱箍Ⅰ使相邻两个圆管的位置保持不变；升降装置降下时，打开抱箍Ⅰ，圆管由下到上逐节收回并拆下把手，而后扣紧抱箍Ⅰ。

3.根据权利要求1所述的一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置，其特征在于：所述顶部连接装置包括一根T字形钢管，所述T字形钢管竖直部分插入升降装置顶部凹槽内并通过紧固螺栓固定于升降装置的圆形平台上；T字形钢管水平部分为中空钢管，在中空钢管两端管壁底部开设有豁口，同时在中空钢管两端管壁底部焊接有轮架，且在轮架上安装有定滑轮，定滑轮顶部穿过豁口延伸至中空钢管内部，在中空钢管一端的两侧各安装有一个导轨钢丝绳连接孔，其中定滑轮可以减小牵引钢丝绳在牵引过程中的摩擦阻力，导轨钢丝绳连接孔通过弹簧扣连接导轨钢丝绳。

4.根据权利要求1所述的一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置，其特征在于：所述固定支撑装置由抱箍Ⅱ、带有弧形板的圆形连接件、带有球头的圆形连接件及可拆卸支架组成，当竖直探测时，所述抱箍Ⅱ安装于升降装置的最底端的圆筒中上部，且升降装置沿竖直方向设置，所述抱箍Ⅱ上安装有可拆卸支架；当水平或倾斜设置时，所述抱箍Ⅱ安装于升降装置的最底端的圆筒中上部，且升降装置沿水平方向设置，其中一个可拆卸支架通过带有球头的圆形连接件与抱箍Ⅱ连接，另一个可拆卸支架通过带有弧形板的圆形连接件支撑升降装置的圆管。

5.根据权利要求4所述的一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置，其特征在于：所述抱箍Ⅱ为一个具有开口的环形件，抱箍Ⅱ的开口处对称设置有两个向外延伸的带孔连接板，所述抱箍Ⅱ外弧面中部加工有环形滑槽，在环形滑槽的上下槽面加工有正对设置的开口，且开口沿周向设置有三组，在环形滑槽的下槽面开设有第一定位卡槽，第一定位卡槽和开口交替布置，在每一个第一定位卡槽正上方的抱箍Ⅱ上表面上均安装有一个紧固螺栓Ⅰ。

6.根据权利要求4所述的一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置，其特征在于：所述带有球头的圆形连接件包括圆形基座，圆形基座的上表面中部设置有球头，在圆形基座的外弧面中部加工有环形滑槽，在环形滑槽的上下槽面加工有正对设置的开口，且开口沿周向设置有三组，在环形滑槽的下槽面开设有第二定位卡槽，第二定位卡槽和开口交替布置，在每一个第二定位卡槽正上方的圆形基座上表面上均安装有一个紧固螺栓Ⅱ；

所述带有弧形板的圆形连接件包括圆形基座，圆形基座的上表面中部设置有弧形板，在圆形基座的外弧面中部加工有环形滑槽，在环形滑槽的上下槽面加工有正对设置的开口，且开口沿周向设置有三组，在环形滑槽的下槽面开设有第二定位卡槽，第二定位卡槽和开口交替布置，在每一个第二定位卡槽正上方的圆形基座上表面上均安装有一个紧固螺栓Ⅱ。

7.根据权利要求1所述的一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置，其特征在于：所述滑轨装置包括导轨钢丝绳和设备固定板，所述导轨钢丝绳是设备固定板滑动过程中的滑道，两根导轨钢丝绳一端通过弹簧扣固定在升降装置的导轨钢丝绳连接孔上，另一端依次穿过设备固定板的导轨钢丝绳孔和定滑轮后端部连接到棘轮紧线器上，棘轮紧线器通过弹簧扣安装于升降装置的最低端的圆管外壁底部，在升降装置升到指定位置后摇动棘轮紧线器上的摇把将导轨钢丝绳张紧，保证设备固定板在导轨钢丝绳上平稳升降。

8.根据权利要求1所述的一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置，其特征在于：所述设备固定板包括板体，所述板体的正面安装有带有梯形滑槽的快接卡扣，通过快接卡扣安装三维激光扫描设备，板体的背面顶部设置有牵引钢丝绳孔，板体背面底部对称开设有豁口，豁口处通过轮架安装有定滑轮，定滑轮上方板体背面安装有导轨钢丝绳孔；其中牵引钢丝绳孔用来与牵引钢丝绳连接，导轨钢丝绳孔用来穿过导轨钢丝绳并对其进行约束，定滑轮用于减小设备固定板在导轨钢丝绳上滑动时的摩擦阻力。

9.根据权利要求1所述的一种地下空区三维激光扫描多向辅助探测装置，其特征在于：所述牵引装置包括绞盘与牵引钢丝绳，所述绞盘通过快接卡扣固定在升降装置最底端的圆筒外侧，所述牵引钢丝绳缠绕在绞盘上并穿过顶部连接装置上的定滑轮，通过弹簧扣连接到设备固定板的牵引钢丝绳孔上，以实现设备固定板的升降。

10.根据权利要求1所述的一种用于地下空区三维激光扫描多向辅助探测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、定位

在待测空区附近找到一个安全合适的工作地点，并将探测装置搬运至此处；

步骤2、扫描装置组装

当竖直探测时：

将顶部连接装置固定在升降装置顶部，将绞盘卡接在升降装置一侧的快接卡扣上，将棘轮紧线器通过弹簧扣与升降装置连接，将导轨钢丝绳穿过设备固定板并与顶部连接装置连接，将牵引钢丝绳绕过顶部连接装置并与设备固定板连接；

将抱箍Ⅱ固定于升降装置上，三根可拆卸支架的球头均由抱箍Ⅱ的开口处进入环形滑槽，并滑动至第一定位卡槽处由紧固螺栓Ⅰ固定，之后调节可拆卸支架的高度，使探测装置保持稳定；

当水平或倾斜探测时：

将顶部连接装置固定在升降装置顶部，将绞盘卡接在升降装置一侧的快接卡扣上，将棘轮紧线器通过弹簧扣与升降装置连接，将导轨钢丝绳穿过设备固定板并与顶部连接装置连接，将牵引钢丝绳绕过顶部连接装置并与设备固定板连接；

将抱箍Ⅱ固定于升降装置上，调整升降装置处于水平，并使抱箍Ⅱ的其中一个定位卡槽面朝向地面，将圆形连接件的球头由抱箍Ⅱ的开口处进入环形滑槽，并滑动至面向地面的定位卡槽处由紧固螺栓Ⅰ固定，三根可拆卸支架的球头均由圆形连接件的开口处进入环形滑槽，并滑动至定位卡槽处由紧固螺栓Ⅱ固定，之后调节可拆卸支架的高度，使探测装置保持稳定；再将另外三根可拆卸支架安装在带有弧形板的圆形连接件上，弧形板支撑于自下而上数第二段圆管上，调节可拆卸支架的高度，使探测装置保持稳定；

步骤3、升降装置升起

依据待测空区实际情况，将升降装置逐节拔出至所需高度，在拔出的同时，不断反向摇动绞盘和棘轮紧线器，释放牵引钢丝绳和导轨钢丝绳；当探测装置处于水平或倾斜工作状态时，在升降装置升起至一定高度后，将可拆卸支架放置于升降装置前端，同时调整可拆卸支架的高度，对升降装置起到支撑作用；

步骤4、导轨钢丝绳张紧

当升降装置拔出至合适长度后，正向摇动棘轮紧线器的摇把将导轨钢丝绳张紧；

步骤5、三维激光扫描设备安装

正向摇动绞盘将设备固定板调整至合适位置，打开并调试三维激光扫描设备，待三维激光扫描设备开始正常工作后，将三维激光扫描设备卡接在设备固定板正面的快接卡扣上；

步骤6、空区扫描

三维激光扫描设备安装完成后，开始摇动绞盘，在三维激光扫描设备上升和下降的过程中完成对空区的一次动态扫描；

步骤7、扫描结束

扫描完成后，保存采集数据，将三维激光扫描设备收回并从设备固定板取出，扫描结束。

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