CN116466412B - 一种巷道爆破后残留雷管检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种巷道爆破后残留雷管检测装置及方法，属于检测技术领域，用于解决现有技术中通过人工手持探测仪对爆破断面和爆破矿渣进行探测，危险性高，探测耗时久，效率低的问题。包括：车体，机械臂机构、伸展机构、探测终端和标记机构，机械臂机构安装在车体上；伸展机构设在机械臂机构的活动端；探测终端固定安装在伸展机构上，标记机构用于在环境中做标识。通过机械臂机构带动伸展机构进入到待检测区域，伸展机构展开，伸展机构上的探测终端对爆破后矿石碎渣或爆破壁面进行全面的检测。当探测终端发现有雷管残留，标记机构在对应场地上做好标识；自动化实现巷道残留雷管探测，安全性能高，检测效率高。

Description

一种巷道爆破后残留雷管检测装置及方法

技术领域

本发明属于检测技术领域，特别是涉及一种巷道爆破后残留雷管检测装置及方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，工程爆破技术广泛应用于大型露天矿山、公路、铁路、桥梁、隧道、采石场、水电站、城市轨道交通等领域；工程爆破极大地加速了我国的基础设施建设，为我国经济建设做出贡献的同时，爆破施工中的安全问题也越来越严峻。

针对巷道掘进爆破中，时常会出现残留炸药残留雷管的现象，未爆的雷管通常不易被发现，会给爆破后清渣作业的工人带来巨大的生命安全隐患；已有许多矿山出现钻凿炮孔时钻机碰到未爆雷管而发生爆炸事故的现象；传统方法是采用手持金属探测仪对爆破断面和爆破矿渣进行探测，人工进入爆破后巷道进行检测危险性高，金属探测仪探测范围窄，实现全方面探测耗时久，效率低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种巷道爆破后残留雷管检测装置，用于解决现有技术中通过人工手持探测仪对爆破断面和爆破矿渣进行探测，危险性高，探测耗时久，效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种巷道爆破后残留雷管检测装置；包括：车体，机械臂机构、伸展机构、探测终端和标记机构，机械臂机构安装在车体上；伸展机构设在机械臂机构的活动端；探测终端固定安装在伸展机构上，探测终端用于探测雷管；标记机构固定安装在伸展机构上，标记机构用于在环境中做标识。

当巷道爆破完成后，车体带动整个设备进入到爆破现场，通过机械臂机构带动伸展机构进入到待检测区域，伸展机构展开，伸展机构上的探测终端对爆破后矿石碎渣或爆破壁面进行检测，探测终端可以为金属探测器、射线探测器等探测设备。当探测终端发现有雷管残留，标记机构在对应场地上做上标识，待后续专业人员处理。自动化实现巷道残留雷管探测，安全性能高，由于伸展机构展开后，伸展机构上设置有若干探测终端，可以同时对大范围探索，检测效率高。

可选地，机械臂机构包括旋转臂、摆动臂、旋转头和执行臂；旋转臂通过舵机转动安装在车体上，摆动臂的一端通过舵机铰接连接；旋转头通过舵机转动安装在摆动臂的另一端；执行臂通过舵机和旋转头铰接连接，伸展机构安装在执行臂上。

通过旋转臂、摆动臂、旋转头和执行臂的协同运动，可以带动探测终端在一定范围内任意移动。灵活性高，地形适应性强。

可选地，伸展机构包括第一导轨、直线驱动件、第一滑块、连杆和安装杆；第一导轨沿着执行臂的长度方向上固定安装，第一滑块和第一导轨滑动配合，安装杆和执行臂端部铰接，连杆一端和第一滑块铰接，连杆的另一端和安装杆铰接，直线驱动件固定安装在执行臂上，直线驱动件的活动端和第一滑块固定连接。沿着安装杆的长度方向上布置有若干探测终端。

直线驱动件带动第一滑块在第一导轨上做直线运动，第一滑块运动过程中通过连杆带动安装杆运动，其中，当滑块向着旋转头滑动时，安装杆向着执行臂折叠收拢；当滑块向着安装杆方向滑动时，安装杆展开。执行臂上至少布置有一组伸展机构。

可选地，标记机构包括标记枪、第二导轨、第二滑块、丝杆、电机和伸缩件；第二导轨沿着安装杆长度方向固定连接，丝杆和安装杆固定连接，丝杆和第二导轨互相平行，第二滑块和第二导轨滑动配合，第二滑块和丝杆螺纹配合，电机和安装杆固定连接，电机和丝杆传动连接；伸缩件固定安装在第二滑块上，标记枪固定安装在伸缩件的活动端。

当探测终端检测到有雷管残留时，通过电机旋转带动丝杆旋转，丝杆旋转过程中带动第二滑块沿着第二导轨运动，第二滑块将标记枪带到对应探测终端附近，伸缩件伸长，使得标记枪靠近障碍物，并在障碍物上做好标记。

可选地，检测装置还包括距离探测机构，距离探测机构用于探测终端距离障碍物之间的距离。距离探测机构包括若干测距传感器，执行臂的端部固定安装有至少一个测距传感器，安装杆的自由端固定安装有至少一个测距传感器。通过执行臂端部的测距传感器和安装杆上的测距传感器可以测得安装杆距离障碍物的距离，机械臂机构根据测得的数据将安装杆送到待测区域合适的位置，同时根据两者距离差值调整安装杆的角度。

可选地，直线驱动件和伸缩件为电动推杆或者气缸。

本发明提供一种巷道爆破后残留雷管检测方法，包括如下步骤：

调整步骤：

当巷道爆破完成后，车体带动整个设备进入到爆破现场，将执行臂伸展到待进检测区域，直线驱动件控制第一滑块朝着执行臂的端部运动，第一滑块通过连杆带动安装杆展开合适的角度，执行臂端部的测距传感器和安装杆自由端的测距传感器分别测量出距离障碍物的距离值，根据距离值控制探测终端靠近障碍物；

探测步骤：

启动探测终端，探测障碍物中是否有雷管残留，同时通过执行臂移动探测终端，探测终端电性连接有报警器，当检测到有雷管残留时，报警器发出警报，标记枪移动到在对应位置，标记枪在障碍物表面做出标识。

整个检测过程实现了全自动化，人工只需要后台操作，现场探测无人化，安全性能高，检测效率高。同时，也可以在检测装置上装配摄像头便于后台人员观测现场情况，探测终端在探测雷管时，同时可以对爆破情况进行探测，如爆破后矿石大小、裂缝大小走向等进行全方位探测，适用性强。

附图说明

图1显示为本发明的巷道爆破后残留雷管检测装置的立体结构示意图（一）；

图2显示为本发明的巷道爆破后残留雷管检测装置的立体结构示意图（二）；

图3显示为本发明的伸展机构和标记机构的立体结构示意图；

图4显示为本发明图3中局部A的放大图。

附图标记说明：

1-车体；

2-机械臂机构；201-旋转臂；202-摆动臂；203-旋转头；204-执行臂；

3-标记机构；301-标记枪；302-第二导轨；303-第二滑块；304-丝杆；305-电机；306-伸缩件；

4-探测终端；

5-伸展机构；501-第一导轨；502-直线驱动件；503-第一滑块；504-连杆；505-安装杆。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。

请参阅图1至图4，本发明提供一种巷道爆破后残留雷管检测装置，包括：车体1，机械臂机构2、伸展机构5、探测终端4和标记机构3，机械臂机构2安装在车体1上；伸展机构5设在机械臂机构2的活动端；探测终端4固定安装在伸展机构5上，探测终端4用于探测雷管；标记机构3固定安装在伸展机构5上，标记机构3用于在环境中做标识。

当巷道爆破完成后，车体1带动整个设备进入到爆破现场，通过机械臂机构2带动伸展机构5进入到待检测区域，伸展机构5展开，伸展机构5上的探测终端4对爆破后矿石碎渣或爆破壁面进行检测，探测终端4可以为金属探测器、射线探测器等探测设备。当探测终端4发现有雷管残留，标记机构3在对应场地上做标识，待后续专业人员处理。自动化实现巷道残留雷管探测，安全性能高，由于伸展机构5展开后，伸展机构5上设置有若干探测终端4，可以同时对大范围探索，检测效率高。

本实施例中，请参阅图1-图4，机械臂机构2包括旋转臂201、摆动臂202、旋转头203和执行臂204；旋转臂201通过舵机转动安装在车体1上，摆动臂202的一端通过舵机铰接连接；旋转头203通过舵机转动安装在摆动臂202的另一端；执行臂204通过舵机和旋转头203铰接连接，伸展机构5安装在执行臂204上。

通过旋转臂201、摆动臂202、旋转头203和执行臂204的协同运动，可以带动探测终端4在一定范围内任意移动。灵活性高，地形适应性强。

本实施例中，请参阅图1-图3，伸展机构5包括第一导轨501、直线驱动件502、第一滑块503、连杆504和安装杆505；第一导轨501沿着执行臂204的长度方向上固定安装，第一滑块503和第一导轨501滑动配合，安装杆505和执行臂204端部铰接，连杆504一端和第一滑块503铰接，连杆504的另一端和安装杆505铰接，直线驱动件502固定安装在执行臂204上，直线驱动件502的活动端和第一滑块503固定连接。沿着安装杆505的长度方向上布置有若干探测终端4。

直线驱动件502带动第一滑块503在第一导轨501上做直线运动，第一滑块503运动过程中通过连杆504带动安装杆505运动，其中，当第一滑块503向着旋转头203滑动时，安装杆505向着执行臂204折叠收拢；当第一滑块503向着安装杆505方向滑动时，安装杆505展开。执行臂204上至少布置有一组伸展机构5，可以根据场地选择展开的安装杆505数量，调整工作的探测终端4的数量。

本实施例中，请参阅图1-图4，标记机构3包括标记枪301、第二导轨302、第二滑块303、丝杆304、电机305和伸缩件306；第二导轨302沿着安装杆505长度方向固定连接，丝杆304和安装杆505固定连接，丝杆304和第二导轨302互相平行，第二滑块303和第二导轨302滑动配合，第二滑块303和丝杆304螺纹配合，电机305和安装杆505固定连接，电机305和丝杆304传动连接；伸缩件306固定安装在第二滑块303上，标记枪301固定安装在伸缩件306的活动端。标记枪301可以为喷墨或者喷漆式喷枪。

当探测终端4检测到有雷管残留时，通过电机305旋转带动丝杆304旋转，丝杆304旋转过程中带动第二滑块303沿着第二导轨302运动，第二滑块303将标记枪301带到对应探测终端4附近，伸缩件306伸长，使得标记枪301靠近障碍物，并在障碍物上做好标记。便于后续清理人员清理。现有技术都是现场工作人员手持探测仪探测到残留雷管后，人工在对应地点做标记。本实施例中，喷枪自动做标记，效率高，同时安全性高。

本实施例中，请参阅图1-图4。在执行臂204的自由端固定安装一个探测终端4和标记枪301。当面对狭小空间探测时，安装杆505折叠收拢，安装杆505上的探测终端4也一并被折叠起来。这样执行臂带动其端部的一个探测终端4进行探测，执行臂204端部的标记枪301进行标记。同时，可以根据环境空间大小选择展开安装杆505的数量。既能对狭小空间进行探测，同时也能大范围快速探测，场地适应性强，自动探测并自动标记，检测效率高。

本实施例中，请参阅图1-图4，检测装置还包括距离探测机构，距离探测机构用于探测终端4距离障碍物之间的距离。距离探测机构包括若干测距传感器，执行臂204的端部固定安装有至少一个测距传感器，安装杆505的自由端固定安装有至少一个测距传感器。通过执行臂204端部的测距传感器和安装杆505上的测距传感器可以测得安装杆505两端距离障碍物的距离值，机械臂机构2根据测得的数据将安装杆505送到待测区域合适的位置，同时根据两者距离差值调整安装杆505的角度；当测得的两个距离值相等或者数值相差不大时，说明此时探测终端4正对着障碍物的待检测面，并且障碍物的待检测面相对平整，探测终端4可以直接测量；当测得的两个距离值相差过大时，说明障碍物表面不平整，探测终端4同时覆盖范围可能过大，此时就需要调整安装杆505的角度，甚至可以折叠收拢安装杆505，只采用执行臂204端部的一个探测终端4进行小范围探测。探测终端4和障碍物始终保持在一个最佳的距离和角度；使得探测终端4探测效果更好，同时场地适应性更强。

本实施例中，请参阅图1-图4，直线驱动件502和伸缩件306为电动推杆或者气缸。

本发明提供一种巷道爆破后残留雷管检测方法，包括如下步骤：

调整步骤：

当巷道爆破完成后，车体1带动整个设备进入到爆破现场，将执行臂204伸展到待进检测区域，直线驱动件502控制第一滑块503朝着执行臂204的端部运动，第一滑块503通过连杆504带动安装杆505展开合适的角度，执行臂204端部的测距传感器和安装杆505自由端的测距传感器分别探测出距离障碍物的距离值，根据距离值控制探测终端4靠近障碍物并调整探测终端4的角度；

探测步骤：

启动探测终端4，探测障碍物中是否有雷管残留，同时通过执行臂204移动探测终端4，探测终端4电性连接有报警器，当检测到有雷管残留时，报警器发出警报，标记枪301移动到在对应位置，标记枪301在障碍物表面做出标识。

整个检测过程实现了全自动化，人工只需要后台操作，现场探测无人化，安全性能高，检测效率高。同时，也可以在检测装置上装配摄像头便于后台人员观测现场情况，探测终端4在探测雷管时，同时可以对爆破情况进行探测，如爆破后矿石大小、裂缝大小走向等进行全方位探测，适用性强。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种巷道爆破后残留雷管检测装置，其特征在于，包括：

车体，

机械臂机构，所述机械臂机构安装在所述车体上；

伸展机构，所述伸展机构设在所述机械臂机构的活动端；

探测终端，所述探测终端固定安装在所述伸展机构上，所述探测终端用于探测雷管；

标记机构，所述标记机构固定安装在所述伸展机构上，所述标记机构用于在环境中做标识；

所述机械臂机构包括旋转臂、摆动臂、旋转头和执行臂；

所述旋转臂通过舵机转动安装在所述车体上，所述摆动臂的一端通过舵机铰接连接；所述旋转头通过舵机转动安装在所述摆动臂的另一端；所述执行臂通过舵机和所述旋转头铰接连接，所述伸展机构安装在所述执行臂上；

所述伸展机构包括第一导轨、直线驱动件、第一滑块、连杆和安装杆；

所述第一导轨沿着所述执行臂的长度方向上固定安装，所述第一滑块和所述第一导轨滑动配合，所述安装杆和所述执行臂端部铰接，所述连杆一端和所述第一滑块铰接，所述连杆的另一端和所述安装杆铰接，所述直线驱动件固定安装在所述执行臂上，所述直线驱动件的活动端和所述第一滑块固定连接，所述探测终端固定安装在所述安装杆上；

所述标记机构包括标记枪、第二导轨、第二滑块、丝杆、电机和伸缩件；

所述第二导轨沿着所述安装杆长度方向固定连接，所述丝杆和所述安装杆固定连接，所述丝杆和所述第二导轨互相平行，所述第二滑块和所述第二导轨滑动配合，所述第二滑块和所述丝杆螺纹配合，所述电机和所述安装杆固定连接，所述电机和所述丝杆传动连接；所述伸缩件固定安装在所述第二滑块上，所述标记枪固定安装在所述伸缩件的活动端；

还包括距离探测机构，所述距离探测机构用于探测所述探测终端距离障碍物之间的距离。

2.根据权利要求1所述的巷道爆破后残留雷管检测装置，其特征在于：所述执行臂上至少布置有一组所述伸展机构。

3.根据权利要求1或2所述的巷道爆破后残留雷管检测装置，其特征在于：沿着所述安装杆的长度方向上布置有若干探测终端。

4.根据权利要求1所述的巷道爆破后残留雷管检测装置，其特征在于：所述距离探测机构包括若干测距传感器，所述执行臂的端部固定安装有至少一个所述测距传感器，所述安装杆的自由端固定安装有至少一个所述测距传感器。

5.根据权利要求1所述的巷道爆破后残留雷管检测装置，其特征在于：所述直线驱动件和所述伸缩件为电动推杆或者气缸。

6.一种巷道爆破后残留雷管检测方法，其特征在于，采用了权利要求1所述的巷道爆破后残留雷管检测装置，包括如下步骤：

调整步骤：

当巷道爆破完成后，检测装置进入到爆破现场，将执行臂伸展到待进检测区域，直线驱动件控制第一滑块朝着执行臂的端部运动，所述第一滑块通过连杆带动安装杆展开合适的角度，所述执行臂端部的测距传感器和所述安装杆自由端的测距传感器分别测量出距离障碍物的距离值，根据距离值控制探测执行终端靠近障碍物；

探测步骤：

启动所述探测终端，探测障碍物中是否有雷管残留，同时通过执行臂移动探测终端，所述探测终端电性连接有报警器，当检测到有雷管残留时，所述报警器发出警报，标记枪移动到在对应位置，所述标记枪在障碍物表面做出标识。