CN116677368A - 超前地质预报孔视频探测装置及探测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种超前地质预报孔视频探测装置及探测方法，其中的超前地质预报孔视频探测装置包括包括：摄像模块、连接件、位置检测模块、数据处理模块以及电源模块；其中，摄像模块包含用于拍摄地质钻孔孔壁的地质图像的摄像头和光源；连接件用于连接摄像模块和凿岩钻孔设备；位置检测模块用于获取摄像模块的位置信息；数据处理模块用于获取并存储地质图像和位置信息；电源模块与摄像模块、位置检测模块和数据处理模块电连接以向三者供电；数据处理模块包含：处理器、存储卡以及视频输出端口；本申请的有益效果在于：提供了一种工作稳定且能够适于在非竖直地质钻孔内作业的的超前地质预报孔视频探测装置及探测方法。

Description

超前地质预报孔视频探测装置及探测方法

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，具体而言，涉及一种超前地质预报孔视频探测装置及探测方法。

背景技术

诸如凿岩台车，凿岩钻机等设备在工作时，需要在待作业区域利用钻孔等零部件对地层进行钻孔作业，以便后续向钻出的地质钻孔中放入炸药进行爆破，或是在地质钻孔内进行地质勘探等工作。钻孔结束后往往需要将一摄像装置放入地质钻孔内部，以获取摄像装置在地质钻孔内所在位置的图像，即使得地质钻孔具有超前地质预报功能，方便使用者了解地质钻孔所在地层的地质构造，钻孔壁面裂缝等信息，进而指导后续的爆破、勘探等作业。由于钻孔深度可达20m以上，给摄像装置供电的线缆需要很长，且在摄像装置在地质钻孔内移动过程中，线缆容易接触地质钻孔的孔壁并阻碍摄像装置正常移动，使用时多有不便。

相关技术中，公开号为CN104822049B的中国专利文献公开了一种简易便携式岩体破裂演化内窥装置，其通过并将摄像头和导线设在内伸件内部来对保护微型针孔摄像头及与该摄像头连接的导线；但对于如何解决摄像头在深孔内移动时供电线缆使用不便的问题，相关技术并未给出任何技术启示。

发明内容

本申请的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本申请的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

本申请的一些实施例提出了一种超前地质预报孔视频探测装置及探测方法，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

第一方面，本申请一些实施例提供了一种超前地质预报孔视频探测装置，用于连接至一凿岩钻孔设备以在凿岩钻孔设备的驱动下插入一地质钻孔内并记录地质钻孔所在地层的信息，该超前地质预报孔视频探测装置包括：摄像模块、连接件、位置检测模块、数据处理模块以及电源模块。其中，摄像模块包含用于拍摄地质钻孔孔壁的地质图像的摄像头和用于照明的光源；摄像头与光源固定设置在摄像模块沿第一方向的同一端以使光源在摄像头拍摄地质图像时向地质钻孔内照明；连接件用于连接摄像模块和凿岩钻孔设备以使凿岩钻孔设备驱动摄像模块插入地质钻孔内；位置检测模块用于获取摄像模块在孔洞内拍摄地质图像时的位置信息；数据处理模块用于获取并存储地质图像和位置信息；电源模块与摄像模块、位置检测模块和数据处理模块电连接以向三者供电；电源模块固定设置在连接件内部；数据处理模块包含：处理器、存储卡以及视频输出端口；处理器用于获取并处理地质图像和位置信息；存储卡用于存储处理器所获取的地质图像和位置信息；视频输出端口用于从存储卡调取地质图像和位置信息；处理器、存储卡以及视频输出端口电性连接。

进一步的，数据处理模块还包含：壳体；其中，壳体固定连接至连接件；壳体形成有供处理器放入的容纳腔以及一端与容纳腔连通的若干连接腔；连接腔沿垂直于第一方向的第二方向的一端开放设置；存储卡和视频输出端口设置于两个相异的连接腔内，且存储卡和视频输出端口沿第二方向位于壳体的同一端。

进一步的，数据处理模块还包括：调节开关；其中，调节开关电连接至电源模块和光源以调节光源照明时的亮度；调节开关以第二方向所在直线为转轴与壳体转动连接；调节开关和视频输出端口沿第二方向分别位于壳体的两端。

进一步的，超前地质预报孔视频探测装置还包括：第一扶正器；其中，第一扶正器固定设置于摄像模块的外围；第一扶正器具有沿第一方向贯穿设置的第一穿孔以供摄像模块从第一穿孔穿过。

进一步的，超前地质预报孔视频探测装置还包括：第二扶正器；其中，第二扶正器固定设置于连接件的外围；第二扶正器具有沿第一方向贯穿设置的第二穿孔以供连接件从第二穿孔穿过；位置检测模块和数据处理模块沿第一方向位于第一扶正器和第二扶正器之间。

进一步的，位置检测模块包含：安装件、滚轮、光栅和编码器；其中，安装件固定连接于摄像模块和数据处理模块之间；滚轮与安装件转动连接；光栅与滚轮相连以在滚轮转动时同步转动；编码器与光栅配合以在光栅转动时获取光栅的转动角度进而获取位置信息；编码器与处理器电性连接以向处理器提供位置信息。

进一步的，安装件包含：固定部、支撑部和扭簧；其中，固定部沿第一方向的两端分别固定连接至摄像模块和壳体；支撑部一端转动连接于固定部；扭簧设置于固定部与支撑部之间；固定部设有沿第二方向贯穿设置的避让槽；支撑部至少部分位于避让槽内；支撑部远离固定部的一端与滚轮转动连接。

进一步的，安装件还包括：中轴；其中，中轴与固定部转动连接；支撑部以中轴的轴心线为转动中心与固定部构成转动连接；固定部内部设有容纳光栅和编码器的内腔；中轴至少部分插入内腔且与光栅同轴固定连接；中轴通过带传动的方式与滚轮相连以使滚轮转动时带动光栅同步转动；内腔封闭设置。

进一步的，第一方向所在直线、第二方向所在直线以及中轴的轴线相互垂直设置。

第二方面，本申请一些实施例还提供了一种用于实施超前地质预报孔视频探测装置的超前地质预报孔视频探测方法，包括：利用凿岩钻孔设备形成地质钻孔后，提出凿岩钻孔设备的钻头，将超前地质预报孔视频探测装置通过螺纹连接在钻杆前端，一段一段地送入地质钻孔内；编码器设置为反转，反转不发出脉冲信号，当到达孔底后，往地质钻孔外提拉钻杆，滚轮正转，开始发出脉冲信号滚轮旋转的同时带动光栅旋转，编码器记录光栅旋转的角度，通过计算将光栅旋转的角度转换成视频探测装置在地质钻孔内的直线位移，根据设置的起始点，确定摄像模块在地质钻孔内的位置；编码器将摄像模块在地质钻孔内的位置信息转换成电信号后通过电子电路传输至数据处理模块；探测完成后，将地质图像与位置信息标定，并将标定后的地质图像存储至存储卡；从存储卡或视频输出端口处获取标定后的地质图像；根据标定后的地质图像获取地层裂缝、构造信息。

本申请的有益效果在于：提供了一种工作稳定且能够适于在非竖直地质钻孔内作业的的超前地质预报孔视频探测装置及探测方法。

更具体而言，本申请的一些实施例可能具有以下具体的有益效果：

提供的超前地质预报孔视频探测装置，通过内置的电源模块向摄像模块供电，在探测摄像过程中无需外接电源线，能够避免外接电源线卡在待测孔内而使探测装置移动受阻。尤其是对于在岩山侧壁上开设的地质钻孔等非竖直地质钻孔内使用时，外接电源线的使用方式需要与孔深相应长度的电源线，电源线在自重作用下容易接触孔壁并与孔壁刮蹭，而采用内置电源的方式则避免了供电线路刮蹭孔壁而导致供电不畅的问题，更适于在非竖直地质钻孔内使用。

设置第一扶正器和第二扶正器接触孔壁，辅助支撑探测装置使探测装置在地质钻孔内移动平稳。

利用滚轮、光栅与编码器的配合实现探测装置在地质钻孔内所处深度的检测，因在后续使用时能够将探测装置在孔内位置与摄像模块拍摄的图像匹配，方便使用者明确地质钻孔孔壁裂缝、地层构造等在孔内的具体位置。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

另外，贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。

在附图中：

图1是根据本申请一种实施例的超前地质预报孔视频探测装置的结构示意图；

图2是图1所示的超前地质预报孔视频探测装置的爆炸视图；

图3是图1所示的超前地质预报孔视频探测装置的剖视图；

图4是图1所示实施例中连接件的剖视图；

图5是图1所示实施例中数据处理模块的爆炸视图；

图6是图1所示实施例中数据处理模块的剖视图；

图7是图1所示实施例中摄像模块的爆炸视图；

图8是图1所示实施例中数据处理模块的剖视图；

图9是图1所示实施例中位置检测模块的结构示意图；

图10是图1所示实施例中位置检测模块的爆炸视图；

图11是图1所示实施例中位置检测模块的剖视图；

图12为将图1所示的超前地质预报孔视频探测装置与凿岩钻孔设备装配时的结构示意图。

附图中各附图标记的含义:

100、超前地质预报孔视频探测装置；

110、摄像模块；110a、保护空间；111、外套；111a、隔离部；112、摄像头；113、光源；114、护罩；

120、连接件；121、螺纹孔；122、电源仓；

130、位置检测模块；131、安装件；131a、固定部；131b、支撑部；131c、扭簧；131d、中轴；131e、避让槽；131f、内腔；131g、导线槽；132、滚轮；133、光栅；134、编码器；

140、数据处理模块；141、处理器；142、存储卡；143、视频输出端口；144、壳体；144a、容纳腔；144b、连接腔；145、调节开关；146、挡盖；

150、电源模块；151、充电接口；

160、第一扶正器；161、第一穿孔；

170、第二扶正器；171、第二穿孔；

180、第一类电路板；181、导电环；

190、第二类电路板；191、导电触点；

a1、第一方向；a2、第二方向；a3、公垂线；a4、中轴的轴线；α、倾角；

200、凿岩钻孔设备；210、钻杆。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关本申请相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

参考图1至图12，本申请的一些实施例提供的超前地质预报孔视频探测装置100，能够用于连接至一凿岩钻孔设备200以在凿岩钻孔设备200的驱动下插入一地质钻孔内并记录地质钻孔所在地层的信息。该超前地质预报孔视频探测装置100包括：摄像模块110、连接件120、位置检测模块130、数据处理模块140以及电源模块150、第一扶正器160以及第二扶正器170。

摄像模块110包含：外套111、摄像头112和光源113。

位置检测模块130包含：安装件131、滚轮132、光栅133和编码器134。

具体来说，摄像头112用于拍摄地质钻孔孔壁的地质图像。光源113用于照明，优选采用LED灯。摄像头112与光源113固定设置在摄像模块110沿第一方向a1的同一端以使光源113在摄像头112拍摄地质图像时向地质钻孔内照明。实际运用时，第一方向a1即地质钻孔的深度延伸方向。也即摄像头112和光源113设置在探测装置的一端，从而在探测装置在地质钻孔内移动时，光源113在地质钻孔内提供照明，摄像头112得以拍摄地质钻孔内的图像。

连接件120用于连接摄像模块110和凿岩钻孔设备200以使凿岩钻孔设备200驱动摄像模块110插入地质钻孔内。考虑到凿岩钻孔设备200的钻杆201端部往往设置有外螺纹，以通过螺纹连接的方式与另一钻杆201完成对接，从而利用多根钻杆201钻出不同深度的地质钻孔。参考图4，连接件120被构造为沿第一方向a1的一端设有螺纹孔121，以使连接件120能够通过螺纹连接的方式安装到钻杆201端部，进而使凿岩钻杆201设备的钻杆201在伸入地质钻孔内时能够带动探测装置在钻杆201内移动。以便摄像模块110在地质钻孔内不同位置完成摄像。

位置检测模块130沿第一方向a1设置在摄像模块110与连接件120之间，用于获取摄像模块110在孔洞内拍摄地质图像时的位置信息，从而在摄像头112拍摄地质图像时，利用位置检测模块130获取探测装置在地质钻孔内的深度位置。

数据处理模块140用于获取并存储地质图像和位置信息，并处理地质图像与拍摄地质图像时的位置信息，将二者标的并对应起来，便于后续取用地质图像时，明确拍摄时的位置信息。

参考图3、图5以及图6，数据处理模块140包含：处理器141、存储卡142、视频输出端口143、壳体144以及调节开关145。处理器141与摄像头112、位置检测模块130电性连接，用于获取并处理地质图像和位置信息。存储卡142用于存储处理器141所获取的地质图像和位置信息。视频输出端口143用于从存储卡142调取地质图像和位置信息，视频输出端口143可采用HDMI端口，DVI端口，type-c接口等。处理器141、存储卡142以及视频输出端口143电性连接。也即在后续可通过与视频输出端口143对应的数据传输线和可观看视频的终端(如手机，电脑显示器等)来跳去存储卡142中的地质图像及位置信息。也可将存储卡142从数据处理模块140中取出后，放置到对应的终端中调取地质图像及位置信息。

电源模块150固定设置在连接件120内部，即连接件120内部具有供电源模块150插入的电源仓122，使电源模块150能够安装到连接件120上，并与摄像模块110、位置检测模块130和数据处理模块140电连接以向三者供电。电源模块150具体包含至少一颗电池，电池可采用可充电锂电池，碱性电池等。

采用以上方案，通过电源模块150给摄像模块110位置检测模块130、数据处理模块140等供电，以完成地质图像的采集，并在探测装置从地质钻孔取出后，利用外部终端调取地质图像。在探测摄像过程中无需外接电源线，能够避免外接电源线卡在待测孔内而使探测装置移动受阻。尤其是对于在岩山侧壁上开设的地质钻孔等非竖直地质钻孔内使用时，外接电源线的使用方式需要与孔深相应长度的电源线，电源线在自重作用下容易接触孔壁并与孔壁刮蹭，而采用内置电源的方式则避免了供电线路刮蹭孔壁而导致供电不畅的问题，更适于在非竖直地质钻孔内使用。且通过位置检测模块130能够获取探测装置拍摄地质图像时的位置信息，便于使用者确定地质图像中孔壁裂缝等在地质钻孔内的确切位置。

数据处理模块140的壳体144沿第一方向a1的一端固定连接至连接件120，另一端固定连接至位置检测模块130，也即数据处理模块140位于连接件120和位置检测模块130之间。壳体144与连接件120之间的连接方式优选采用螺纹连接。

参考图4与图5，在连接件120沿第一方向a1远离螺纹的一端固定有第一类电路板180，该第一类电路板180与电源模块150电连接，且在第一类电路板180上设有同轴设置的若干导电环181。对应的，在壳体144沿第一方向a1靠近连接件120的一端固定有第二类电路板190，该第二类电路板190上设有若干导电触点191，导电触点191与数据处理模块140电连接。导电触点191通过金属弹簧等方式连接到第二类电路板190上，使导电触点191相对第二类电路板190可伸缩。导电触点191与导电环181接触。在装配连接件120与壳体144时，导电触点191与各导电环181接触，从而实现电源模块150与数据处理模块140的电连接。

当然，也可在连接件120上设置与电源模块150电连接的第二类电路板190，并对应在壳体144上设置与数据处理模块140电连接的第一类电路板180。

参考图4，当电源模块150的电池采用锂电池等可充电电池时，电源模块150设有可给电池充电的充电接口151，充电接口一端露出第一类电路板180外，以在分离连接件120与壳体144后，通过在充电接口处插入相应的充电线，实现对电池的充电。

参考图6，壳体144形成有供处理器141放入的容纳腔144a以及一端与容纳腔144a连通的若干连接腔144b。连接腔144b沿垂直于第一方向a1的第二方向a2的一端开放设置。存储卡142和视频输出端口143设置于两个相异的连接腔144b内，也即存储卡142可拆卸安装在连接腔144b内，以便根据需要从连接腔144b内取下存储卡142以将存储卡142安装到其他终端上调取地质图像。存储卡142和视频输出端口143沿第二方向a2位于壳体144的同一端。便于使用者操作。

数据处理模块140的调节开关145电连接至电源模块150和光源113以调节光源113照明时的亮度。调节开关145以第二方向a2所在直线为转轴与壳体144转动连接。例如可采用转动调节开关145的方式，调节电源模块150与光源113之间电路的电阻值，达到调节光源113亮度的目的。调节开关145同时与数据处理模块140、位置检测模块130以及摄像头112电连接，以在转动调节开关145时起到控制电源模块150数据处理模块140、位置检测模块130以及摄像头112之间电路通断的作用。

调节开关145和视频输出端口143沿第二方向a2分别位于壳体144的两端。相较于三者沿第二方向a2位于壳体144同一端的方案，能够降低壳体144的轴向尺寸。

壳体144在安装调节开关145，视频输出端口143以及存储卡142的位置均可拆设置有挡盖146，以在探测装置插入地质钻孔完成探测工作的过程中，对三者提供保护。

参考图7至图8，对于摄像模块110，摄像头112和光源113固定设置在外套111沿第一方向a1远离位置检测模块130的一端。外套111沿第一方向a1远离摄像头112的一端固定连接至位置检测模块130。外套111沿第一方向a1靠近摄像头112的一端固定设置有护罩114，护罩114可由透明亚克力，玻璃等透光材料制成，摄像头112位于护罩114于外套111合围形成的保护空间110a的内部，以通过护罩114避免地质钻孔内的碎石等接触摄像头112。

参考图7，外套111靠近摄像头112的一端的中部设置有隔离部111a，护罩114和摄像头112固定设置在隔离部111a上。光源113位于隔离部111a的外围，且隔离部111a凸出于光源113设置。这样一来，通过隔离部111a隔开光源113于摄像头112，能够避免光源113发出的光线直射摄像头112而导致摄像头112过度曝光，从而保证摄像头112成像质量。

参考图8，第一扶正器160固定设置于摄像模块110的外围。第一扶正器160具有沿第一方向a1贯穿设置的第一穿孔161以供摄像模块110从第一穿孔161穿过。具体来说，外套111至少一部分插入穿孔，从而将第一扶正器160套设于外套111外部，并使摄像头112，光源113等在第二方向a2上均位于第一扶正器160内侧。第一扶正器160优选采用橡胶等软质材料制成。探测装置在地质钻孔内移动时，第一扶正器160接触地质钻孔孔壁，以辅助制成探测装置，使探测装置移动平稳，且探测装置在接触孔壁上的石块等凸起时产生塑性形变，能够降低摄像头112的晃动，确保摄像头112成像质量。

参考图4，第二扶正器170固定设置于连接件120的外围。第二扶正器170具有沿第一方向a1贯穿设置的第二穿孔171以供连接件120从第二穿孔171穿过。第一扶正器160优选采用橡胶等软质材料制成。位置检测模块130和数据处理模块140沿第一方向a1位于第一扶正器160和第二扶正器170之间。采用以上方案，探测装置在地质钻孔内移动时，第一扶正器160和第二扶正器170接触孔壁，辅助支撑探测装置，以使探测装置在地质钻孔内移动更平稳。

参考图9至图11，对于位置检测模块130，安装件131固定连接于摄像模块110和数据处理模块140之间。滚轮132与安装件131转动连接。光栅133与滚轮132相连以在滚轮132转动时同步转动。编码器134与光栅133配合以在光栅133转动时获取光栅133的转动角度进而获取位置信息。编码器134与处理器141电性连接以向处理器141提供位置信息。光栅133与编码器134配合以获取光栅133转动角度为市面上成熟的技术手段，例如常用的鼠标的滚轮132即有采用光栅133编码器134配合来获取光栅133转动角度的方案，其结构与原理这里不再赘述。

探测装置在地质钻孔内移动的过程中，滚轮132接触孔壁而转动，进而使光栅133转动，编码器134通过获取光栅133的转动角度，进而能够计算处移动过程中滚轮132移动的距离，也即探测装置移动的距离，从而获得摄像头112在拍摄地质图像时，在地质钻孔内所处的深度位置信息。

参考图10，对于滚轮132与安装件131的连接关系，具体来说，安装件131包含：固定部131a、支撑部131b、扭簧131c和中轴131d。

固定部131a沿第一方向a1的两端分别固定连接至摄像模块110和壳体144。例如，安装件131沿第一方向a1的一端与壳体144螺纹连接，另一端与外套111螺纹连接。支撑部131b一端转动连接于固定部131a。扭簧131c设置于固定部131a与支撑部131b之间。固定部131a设有沿第二方向a2贯穿设置的避让槽131e。支撑部131b至少部分位于避让槽131e内。

滚轮132接触地质钻孔的孔壁时，扭簧131c对滚轮132施压，使其接触孔壁并在探测装置移动时相对孔壁滚动。当孔壁接触滚轮132的位置存在凹陷或凸出的碎石时，扭簧131c对滚轮132施加的弹力使滚轮132能够越过凹陷或凸出的碎石，并与孔壁保持接触。贯穿设置的避让槽131e可供碎石通过，尤其是在非竖直地质钻孔内使用时，孔壁处因接触第一扶正器160和第二扶正器170而可能导致孔壁处的碎石掉落，避让槽131e的设置能够避免碎石堵塞在固定部131a而导致滚轮132和支撑件不能正常摆动，使探测装置移动顺畅。

参考图11，支撑部131b远离固定部131a的一端与滚轮132转动连接。支撑部131b相对固定部131a转动的转动中心线和滚轮132相对支撑部131b转动的转动中心线平行设置，且二者的公垂线a3倾斜于第一方向a1所在直线设置，但倾角α不宜过大，以降低滚轮132接触地质钻孔的孔壁时被卡住的可能性。优选的，该倾角α的取值范围为15°至45°，例如可以是15°至20°，20°至25°，25°至30°，30°至35°，35°至40°，40°至45°。

参考图10与图11，安装件131的中轴131d与固定部131a转动连接。支撑部131b以中轴131d的轴心线为转动中心与固定部131a构成转动连接，即支撑部131b靠近中轴131d的一端与固定部131a铰接，而中轴131d本身与支撑部131b转动连接。固定部131a内部设有容纳光栅133和编码器134的内腔131f。内腔131f封闭设置，因光栅133与编码器134工作时，因工作原理导致外部的光照容易干扰二者正常工作，封闭设置的内腔131f能使二者稳定工作。中轴131d至少部分插入内腔131f且与光栅133同轴固定连接。中轴131d一端插入支撑部131b内部，并通过带传动的方式与滚轮132相连以使滚轮132转动时带动光栅133同步转动。

也即支撑部131b摆动时，支撑部131b与滚轮132绕中轴131d转动，中轴131d不自转。而滚轮132自转时，则通过带轮带动中轴131d转动，进而使光栅133与编码器134配合以获取探测装置在地质钻孔内的位置信息。

第一方向a1所在直线、第二方向a2所在直线以及中轴131d的轴线相互垂直设置。应当理解，该部分为限制与第一方向a1、第二方向a2和中轴131d轴线相关的各个结构之间的位置关系的技术特征，而非对第一方向a1、第二方向a2和中轴131d轴线本身的限定。

参考图11，固定部131a靠近壳体144的一端固定设置有前述的第一类电路板180和第二类电路板190中的一个。对应的，壳体144靠近固定部131a的一端固定设置有的第一类电路板180和第二类电路板190中的另一个，以通过第一类电路板180和第二类电路板190的配合实现位置检测模块130与数据处理模块140之间的信号传输，以及位置检测模块130与电源模块150的电连接。

固定部131a靠近外套111的一端固定设置有前述的第一类电路板180和第二类电路板190中的一个。对应的，外套111靠近固定部131a的一端固定设置有的第一类电路板180和第二类电路板190中的另一个，以通过第一类电路板180和第二类电路板190的配合实现电源模块150与摄像模块110之间的电连接。

具体来说，固定部131a设有导线槽131g，导线槽131g与内腔131f连通，且导线槽131g沿第一方向a1的两端贯穿固定部131a。以便在导线槽131g内设置相应的作为电源线和信号线的导线，通过这些导线连接编码器134与固定部131a沿第一方向a1靠近壳体144一端的第一类电路板180或第二类电路板190，以及连接分别设置在固定部131a沿两端的第一类电路板180或第二类电路板190，进而实现位置检测模块130，摄像模块110与电源模块150，数据处理模块140之间的电力传输或信号传输。

本申请的一些实施例还提供了超前地质预报孔视频探测方法，用于实施前述的超前地质预报孔视频探测装置，该探测方法包括：

利用凿岩钻孔设备200形成地质钻孔后，提出凿岩钻孔设备200的钻头，将超前地质预报孔视频探测装置通过螺纹连接在钻杆201前端，一段一段地送入地质钻孔内。

编码器设置为反转，反转不发出脉冲信号，当到达孔底后，往地质钻孔外提拉钻杆201，滚轮正转，开始发出脉冲信号滚轮旋转的同时带动光栅旋转，编码器记录光栅旋转的角度，通过计算将光栅旋转的角度转换成视频探测装置在地质钻孔内的直线位移，根据设置的起始点，确定摄像模块在地质钻孔内的位置。

编码器将摄像模块在地质钻孔内的位置信息转换成电信号后通过电子电路传输至数据处理模块。

探测完成后，将地质图像与位置信息标定，并将标定后的地质图像存储至存储卡。从存储卡或视频输出端口处获取标定后的地质图像。根据标定后的地质图像获取地层裂缝、构造信息。

以上探测方法，与现有的通过外接电力和信号线路将图像信息实时传输到外接视频输出终端，实现在线视频信号传输不同，以上探测方法采用离线式视频信号传输，即先将采集的地质图像和位置信息存储在存储卡内，探测完成且探测装置从地质钻孔取出后，再从存储卡调取数据。随不能实时传输数据，但在实际施工时无需现场布线，因而整体的操作时间仍然可控，且免去了现场布线的麻烦，探测装置在钻孔内移动顺畅，因而操作更为方便。

以上示例仅作为本申请的超前地质预报孔视频探测装置在工程机械上实际使用时的举例说明，并非超前地质预报孔视频探测装置在工程机械上仅有这一种实施方案，不应视为对本发明实际应用领域的限制。

以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种超前地质预报孔视频探测装置，用于连接至一凿岩钻孔设备以在凿岩钻孔设备的驱动下插入一地质钻孔内并记录地质钻孔所在地层的信息，包括：

摄像模块，包含用于拍摄所述地质钻孔孔壁的地质图像的摄像头和用于照明的光源；

其中，所述摄像头与所述光源固定设置在所述摄像模块沿第一方向的同一端以使所述光源在所述摄像头拍摄所述地质图像时向所述地质钻孔内照明；

其特征在于：

所述超前地质预报孔视频探测装置还包括：

连接件，用于连接所述摄像模块和所述凿岩钻孔设备以使所述凿岩钻孔设备驱动所述摄像模块插入所述地质钻孔内；

位置检测模块，用于获取所述摄像模块在所述孔洞内拍摄所述地质图像时的位置信息；

数据处理模块，用于获取并存储所述地质图像和所述位置信息；

电源模块，与所述摄像模块、所述位置检测模块和所述数据处理模块电连接以向三者供电；

其中，所述电源模块固定设置在所述连接件内部；

所述数据处理模块包含：

处理器，用于获取并处理所述地质图像和所述位置信息；

存储卡，用于存储所述处理器所获取的地质图像和所述位置信息；

视频输出端口，用于从所述存储卡调取所述地质图像和所述位置信息；

其中，所述处理器、所述存储卡以及所述视频输出端口电性连接。

2.根据权利要求1所述的超前地质预报孔视频探测装置，其特征在于：

所述数据处理模块还包含：

壳体，固定连接至所述连接件；

其中，所述壳体形成有供所述处理器放入的容纳腔以及一端与所述容纳腔连通的若干连接腔；所述连接腔沿垂直于所述第一方向的第二方向的一端开放设置；所述存储卡和所述视频输出端口设置于两个相异的所述连接腔内，且所述存储卡和所述视频输出端口沿所述第二方向位于所述壳体的同一端。

3.根据权利要求2所述的超前地质预报孔视频探测装置，其特征在于：

所述数据处理模块还包括：

调节开关，电连接至所述电源模块和所述光源以调节所述光源照明时的亮度；

其中，所述调节开关以所述第二方向所在直线为转轴与所述壳体转动连接；所述调节开关和所述视频输出端口沿所述第二方向分别位于所述壳体的两端。

4.根据权利要求1所述的超前地质预报孔视频探测装置，其特征在于：

所述超前地质预报孔视频探测装置还包括：

第一扶正器，固定设置于所述摄像模块的外围；

其中，所述第一扶正器具有沿所述第一方向贯穿设置的第一穿孔以供所述摄像模块从所述第一穿孔穿过。

5.根据权利要求4所述的超前地质预报孔视频探测装置，其特征在于：

所述超前地质预报孔视频探测装置还包括：

第二扶正器，固定设置于所述连接件的外围；

其中，所述第二扶正器具有沿所述第一方向贯穿设置的第二穿孔以供所述连接件从所述第二穿孔穿过；所述位置检测模块和所述数据处理模块沿所述第一方向位于所述第一扶正器和所述第二扶正器之间。

6.根据权利要求2至5任意一项所述的超前地质预报孔视频探测装置，其特征在于：

所述位置检测模块包含：

安装件，固定连接于所述摄像模块和所述数据处理模块之间；

滚轮，与所述安装件转动连接；

光栅，与所述滚轮相连以在所述滚轮转动时同步转动；

编码器，与所述光栅配合以在所述光栅转动时获取所述光栅的转动角度进而获取所述位置信息；

其中，所述编码器与所述处理器电性连接以向所述处理器提供所述位置信息。

7.根据权利要求6所述的超前地质预报孔视频探测装置，其特征在于：

所述安装件包含：

固定部，沿所述第一方向的两端分别固定连接至所述摄像模块和所述壳体；

支撑部，一端转动连接于所述固定部；

扭簧，设置于所述固定部与所述支撑部之间；

其中，所述固定部设有沿所述第二方向贯穿设置的避让槽；所述支撑部至少部分位于所述避让槽内；所述支撑部远离所述固定部的一端与所述滚轮转动连接。

8.根据权利要求7所述的超前地质预报孔视频探测装置，其特征在于：

所述安装件还包括：

中轴，与所述固定部转动连接；

其中，所述支撑部以所述中轴的轴心线为转动中心与所述固定部构成转动连接；所述固定部内部设有容纳所述光栅和所述编码器的内腔；所述中轴至少部分插入所述内腔且与所述光栅同轴固定连接；所述中轴通过带传动的方式与所述滚轮相连以使所述滚轮转动时带动所述光栅同步转动；所述内腔封闭设置。

9.根据权利要求8所述的超前地质预报孔视频探测装置，其特征在于：

所述第一方向所在直线、所述第二方向所在直线以及所述中轴的轴线相互垂直设置。

10.一种用于实施权利要求6至9任意一项所述的超前地质预报孔视频探测装置的超前地质预报孔视频探测方法，其特征在于，包括：

利用凿岩钻孔设备形成地质钻孔后，提出凿岩钻孔设备的钻头，将超前地质预报孔视频探测装置通过螺纹连接在钻杆前端，一段一段地送入所述地质钻孔内；

所述编码器设置为反转，反转不发出脉冲信号，当到达孔底后，往所述地质钻孔外提拉钻杆，所述滚轮正转，开始发出脉冲信号；

所述滚轮旋转的同时带动所述光栅旋转，所述编码器记录所述光栅旋转的角度，通过计算将所述所述光栅旋转的角度转换成视频探测装置在地质钻孔内的直线位移，根据设置的起始点，确定所述摄像模块在所述地质钻孔内的位置；

所述编码器将所述摄像模块在所述地质钻孔内的位置信息转换成电信号后通过电子电路传输至所述数据处理模块；

探测完成后，结合计算的位移，将所述地质图像与所述位置信息标定，并将标定后的地质图像存储至所述存储卡；

从所述存储卡或所述视频输出端口处获取标定后的地质图像；根据标定后的地质图像获取地层裂缝、构造信息。