CN118089684B - 一种土木工程用地形勘测装置 - Google Patents
一种土木工程用地形勘测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118089684B CN118089684B CN202410501507.9A CN202410501507A CN118089684B CN 118089684 B CN118089684 B CN 118089684B CN 202410501507 A CN202410501507 A CN 202410501507A CN 118089684 B CN118089684 B CN 118089684B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- deformation
- moving part
- sliding
- snake
- side wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 8
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 7
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 241001597062 Channa argus Species 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000013439 planning Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V9/00—Prospecting or detecting by methods not provided for in groups G01V1/00 - G01V8/00
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明属于勘测装置技术领域,具体公开了一种土木工程用地形勘测装置,包括蛇形体,所述蛇形体设有数据采集端,所述数据采集端用于对缝洞地形的实地地形数据进行采集,蛇形体具有分节,所述分节包括分节壳体、形变臂和行走组件,分节壳体外侧壁上滑动设置有移动件,形变臂一端安装在所述移动件上,且另一端远离移动件固定设置在分节壳体的另一端,行走组件用于触地行走。本发明通过形变臂发生形变进而带动行走组件向外扩张移动,进而能够与倾斜角度较大的缝洞地形结构的相对的侧壁发生接触,此时,缝洞地形结构的相对的侧壁对地形勘测装置形成夹击,无论是行进还是后退均能实现,能够在倾斜角度过大的缝洞地形中行走,具备较佳的地面适应能力。
Description
技术领域
本发明属于勘测装置技术领域,特别涉及一种土木工程用地形勘测装置。
背景技术
地形勘测作为土木工程中的一个关键步骤,其涉及收集和分析地面上的自然和人造特征。地形勘测对于土木工程后续的工程设计、规划和施工至关重要,因为它提供了项目现场的详细三维视图。
缝洞地形勘测是一种专门针对地下空洞、裂缝和其他地质结构进行的勘测活动。这种勘测对于评估地下工程的安全性、规划隧道建设、地下储藏设施的选址以及研究地质灾害风险至关重要。在对缝洞进行地形勘测时需要进行实地勘测,通过直接观察和测量地表裂缝、沉降等现象来收集数据。由于缝洞内部结构复杂,进而在对缝洞地形进行实地勘测时需要借助诸如蛇形体的机器人等特殊设备的配合。现有的蛇形机器人在进入行走面斜度角度较大的缝洞时,由于其在斜度较大的状态时受到自身重力影响较大,此时蛇形机器人无法有效的与行走面进行充分接触,导致行走时所提供的摩擦力降低,会存在从行走面的低处往行走面的高处行进较难的问题,致使无法有效的行走,需要依靠外力拖拽才能从完成从缝洞地形中顺利进入并取出的过程。
如公开号为CN112975926B的中国发明专利公开一种蛇形机器人,其主要是用于野外探测或应急救援中,通过万向轴将各机器人分节进行连接,而在机器人分节上又环绕着履带,通过多履带分布且两条履带触地的结构特征提高行走性能,使得蛇形机器人更适合在野外行走。在使用时,伸入垂直或者倾斜角度过大的缝洞时,虽然可顺利进入,但是作业完成后从该类缝洞取出时则需要人员拖拽才能顺利取出,极大的降低了设备的灵活性。同时,由于缝洞地形复杂,对于某些存在障碍凸起的地方,拖拽极易造成蛇形机器人与障碍相撞导致机身受损的问题。再如CN103612683B的中国发明专利公开一种履带式多关节蛇形机器人,用于灾难救援、探测、消防、运输以及太空探索等领域,其通过连接模块将多个关节模块进行连接,每个关节模块采用三个相同的面组成的三棱柱结构设计,每个侧面与地面接触都可以驱动机器人前进,虽然使得机器人具备一定的地面适应能力,但是其针对垂直或者倾斜角度过大的缝洞地形时,仍然会受到自身重力影响,在不借助外界助力的情况下,难以有效的朝高位行进。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明的目的是提供一种土木工程用地形勘测装置,对于垂直或者倾斜角度过大的缝洞地形时也能够有效的行走,具备较佳的地面适应能力。
本发明的技术方案是:一种土木工程用地形勘测装置,包括蛇形体,所述蛇形体设有数据采集端,所述数据采集端用于对缝洞地形的实地地形数据进行采集,蛇形体具有分节,所述分节包括分节壳体、形变臂和行走组件。
分节壳体外侧壁上滑动设置有移动件。形变臂有多个,多个所述形变臂的一端安装在所述移动件上,且另一端远离移动件固定设置在分节壳体的另一端;多个形变臂围绕分节壳体分布,形变臂设置在移动件上的端部随移动件的移动向另一端靠近,形变臂自身发生形变使形变臂中心点距离分节壳体侧壁的有效距离增大。行走组件设置在所述形变臂中心处,用于触地行走。
进一步的,所述分节壳体为柱体结构或橄榄球体结构。
更进一步地,所述分节壳体内设置有动力组件,所述动力组件用于对所述移动件提供动力。
更进一步地,所述分节壳体为柱体结构,分节壳体外侧壁上沿轴线方向开设有与形变臂数目相同的滑槽,所述移动件位于所述滑槽内,且能够沿滑槽的槽长方向移动。
更进一步地,所述动力组件采用第一动力组件,所述第一动力组件包括丝杠和电机。
丝杠位于所述滑槽内且沿滑槽的槽长方向分布,所述移动件采用第一滑块,所述第一滑块螺纹设置在所述丝杠上;电机具有输出端,所述输出端与所述丝杠连接。
更进一步地,所述滑槽的截面、第一滑块的截面均为T型结构,所述第一滑块卡接在滑槽内,且第一滑块与滑槽接触面上均设置有万向滚珠。
更进一步地,所述分节壳体为橄榄球体结构,所述动力组件采用第二动力组件,所述第二动力组件包括滑轨、移动轮组和牵引件。
滑轨设置在所述分节壳体外侧壁上,且沿分节壳体的外圆弧分布;移动轮组,滑动设置在滑轨上,且移动轮组具有夹持缝隙,所述滑轨卡接在所述夹持缝隙内;所述移动件采用第二滑块,所述第二滑块通过移动轮组滑动设置在滑轨上,且能够沿滑轨进行移动;牵引件有两个,两个牵引件均设置在所述第二滑块上,两个牵引件均具有牵引端,所述牵引端一一对应设置在分节壳体的两端。
进一步地,所述形变臂包括安装座和形变杆。
安装座表面开设有安装槽,两端均开设有安装孔;所述行走组件卡设在所述安装槽内;形变杆有两组,两组所述形变杆的一端均设置在所述安装孔内,靠近移动件一侧的一组形变杆的另一端设置在移动件上,另一组形变杆的另一端固定设置在分节壳体上。
更进一步地,所述形变杆包括杆体和套体。
杆体为可形变金属材料,杆体上设置有多个环槽;套体套设在所述杆体上。
更进一步地,所述套体外侧壁上规则排布有鳞片。
本发明的工作方法:在对斜度较大的缝洞地形进行地形勘测时,通过移动件的移动带动形变臂设置在移动件上的端部朝向另一端靠近,使得形变臂发生形变使设置在形变臂中心处的行走组件向远离分节壳体的方向移动,直至行走组件与缝洞的外侧壁进行接触。其中,多个形变臂发生形变的过程中,致使缝洞地形结构至少一组相对的侧壁与靠近其的行走组件接触,缝洞地形结构的相对的侧壁对地形勘测装置形成夹击,行走组件运行并带动装置在斜度较大的缝洞地形中行进。并利用数据采集端对缝洞地形的实地地形数据进行采集。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明通过形变臂发生形变进而带动行走组件向外扩张移动,进而能够与倾斜角度较大的缝洞地形结构的相对的侧壁发生接触,此时,缝洞地形结构的相对的侧壁对地形勘测装置形成夹击,无论是行进还是后退均能实现,能够在倾斜角度过大的缝洞地形中行走,具备较佳的地面适应能力。
在实际使用中,对于垂直的缝洞地形,无需借助外部拖拽,具备较高的移动灵活性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2是本发明的局部结构示意图;
图3是本发明第一动力组件的局部结构示意图;
图4是本发明第二动力组件的局部结构示意图;
图5是本发明形变臂的局部结构示意图;
图6是本发明形变杆的局部结构示意图;
图7是本发明形变臂形变前后的结构图。
其中,1-分节、2-连接件、3-分节壳体、30-滑槽、301-第一滑块、3010-万向滚珠、31-第一动力组件、311-丝杠、32-第二动力组件、321-滑轨、322-第二滑块、3220-移动轮组、4-形变臂、41-安装座、4101-安装槽、4102-安装孔、42-形变杆、421-杆体、4210-环槽、422-套体、423-鳞片、5-行走组件。
具体实施方式
下面结合附图1到附图7,对本发明的具体实施方式进行详细描述。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征;在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
缝洞勘探是土木工程中一个重要的领域,特别是在涉及到复杂地质条件的工程项目中。在土木工程中,缝洞勘探通常用于评估和监测地下结构的完整性、稳定性以及潜在的风险。以下是缝洞勘探在土木工程中的几个关键应用:一、隧道和地下设施的建设:在隧道和其他地下设施的建设过程中,缝洞勘探可以帮助工程师了解地层的结构和特性,从而设计出适应地下条件的支护系统。二、对于已经建成的基础设施,如桥梁、道路和建筑物,缝洞勘探可以用来监测其结构健康状况,及时发现裂缝、空洞和其他缺陷,以便采取维修或加固措施。三、在地震多发区,缝洞勘探可以用来评估地震活动对地下结构的影响,以及预测未来可能发生的地震对现有结构的潜在危害。四、在进行大型工程项目之前,缝洞勘探可以用来评估工程对地下水、土壤和周围生态系统的可能影响。五、寻找水资源、矿产资源或其他自然资源时,缝洞勘探是必不可少的步骤,它可以帮助确定资源的位置、储量和提取的可行性。
进而,可以看出缝洞地形勘测对土木工程具备重要意义。但是现有技术中的在对缝洞地形进行实地勘测时需要借助特殊的蛇形机器人,其在实际使用对于斜度较大的缝洞地形,无法往高处有效的移动,通常是利用绳体、线缆等将蛇形机器人下方至缝洞地形中进行作业,而在作业完毕后通过绳体、线缆等外界连接件依靠外力拖拽将蛇形机器人从缝洞中拉出。然而在拖拽过程中,由于速度无法有效的把控,常会将蛇形机器人卡在缝洞中,进而需要往复前进、后退的调整位置,才能将蛇形机器人从缝洞中拉出,这样就为勘测工作带来了极大的不便。
因此,本发明提出一种土木工程用地形勘测装置,其利用形变臂4的形变致使设置在形变臂4上的行走组件5向外扩张移动,致使地形勘测装置的有效外径增大后卡接在缝洞地形的侧壁上进行移动,可适应不同结构的缝洞地形。进而可在缝洞地形中较为便捷的移动,可进一步在利用数据采集端对缝洞地形的实地地形数据进行采集。
需要说明的是,本发明中涉及到的电路连接均采用常规的电路连接方式,不涉及到任何创新。
实施例1
如图1、图2所示的一种土木工程用地形勘测装置,包括蛇形体,蛇形体设有数据采集端,数据采集端用于对缝洞地形的实地地形数据进行采集,蛇形体具有分节1,分节1有多个,相邻两个分节1通过连接件2连接,其中,本实施例连接件2采用万向关节,并且,连接件2的外部套设有保护套;分节1具有数据采集端,数据采集端用于对缝洞地形的实地地形数据进行采集。
分节1包括分节壳体3、形变臂4和行走组件5。分节壳体3外侧壁上滑动设置有移动件。形变臂4有多个,多个形变臂4的一端安装在移动件上,且另一端远离移动件固定设置在分节壳体3的另一端;多个形变臂4围绕分节壳体3分布,形变臂4设置在移动件上的端部随移动件的移动向另一端靠近,形变臂4自身发生形变使形变臂4中心点距离分节壳体3侧壁的有效距离增大。优选的,形变臂4有9~15个,本实施例形变臂4有9个。行走组件5设置在形变臂4中心处,用于触地行走,其中,本实施例提出的行走组件5采用市售的履带式行走机构。
需要说明的是:移动件有多个,其与形变臂4为一一对应关系,并且每一个移动件为独立运行,且各移动件之间的移动相互不受干扰。
在对斜度较大的缝洞地形进行地形勘测时,如图4所示,通过移动件的移动带动形变臂4设置在移动件上的端部朝向另一端靠近,使得形变臂4发生形变使设置在形变臂4中心处的行走组件5向远离分节壳体3的方向移动,直至行走组件5与缝洞的外侧壁进行接触。其中,多个形变臂4发生形变的过程中,致使缝洞地形结构至少一组相对的侧壁与靠近其的行走组件5接触,缝洞地形结构的相对的侧壁对地形勘测装置形成夹击,行走组件5运行并带动装置在斜度较大的缝洞地形中行进。并利用数据采集端对缝洞地形的实地地形数据进行采集。
优选的,分节壳体3为柱体结构或橄榄球体结构。柱体结构、橄榄球体结构通常能够更好地适应空间限制,使得材料可以更加均匀且有效地分布在需要支撑的区域,减少浪费。并且,柱体结构、橄榄球体结构均较好的力学性能,如抗压、抗拉和抗扭转能力,从而提高整个系统的稳定性和可靠性。由于分节壳体3外部需要装配多个围绕分节壳体3间隔均匀布设的形变臂4,进而采用外侧壁为规则图形的柱体结构或橄榄球体结构。
优选的,分节壳体3内设置有动力组件,动力组件用于对移动件提供动力。动力组件作为动力源被集成在分节壳体3的内部,这可以简化整个系统的设计和组装,提高整体效率。需要说明的是:动力组件的数目与移动件、形变臂4的数目相同,由于每一个移动件需要独立运行,进而动力组件与移动件一一对应,各动力组件独立运行。
优选的,如图3所示,分节壳体3为柱体结构,分节壳体3外侧壁上沿轴线方向开设有与形变臂4数目相同的滑槽30,移动件位于滑槽30内,且能够沿滑槽30的槽长方向移动。如图2、图7所示,滑槽30布设在分节壳体3的外侧壁上且与分节壳体3的轴线保持平行,通过滑槽30能够对移动件的实际移动进行限位,进而使得每个形变臂4在发生形变时始终保持在其对应的平面内进行形变,进而促使行走组件5随形变臂4的形变有效的向外扩张移动,与待勘测的缝洞地形的侧壁有效的接触并具备一定的压力,从而能够保证行走组件5在垂直或者倾斜的缝洞地形中有效行走。并且,通过滑槽30限制形变臂4的移动范围,可以实现对形变臂4运动的精确控制,从而确保机械装置的行走组件5向外扩张移动距离的准确性。
优选的,动力组件采用第一动力组件31,第一动力组件31包括丝杠311和电机。
丝杠311位于滑槽30内且沿滑槽30的槽长方向分布,移动件采用第一滑块301,第一滑块301螺纹设置在丝杠311上。电机具有输出端,输出端与丝杠311连接。
第一动力组件31采用了较为常规的丝杠-滑块机构,整体结构简单,易于制造和维护。由于丝杠-滑块机构的特性,可以实现非常高的位置精度和重复定位精度,在实际使用中可对第一滑块301的实际位置进行精准把控,进而能够有效的控制形变臂4的弧度变化,从而对行走组件5的外扩移动进行有效把控。并且,该设计中将丝杠311和电机直接通过联轴器连接,由于电机直接驱动丝杠,无需额外的传动装置,因此具备较低的能耗。
优选的,滑槽30的截面、第一滑块301的截面均为T型结构,第一滑块301卡接在滑槽30内,且第一滑块301与滑槽30接触面上均设置有万向滚珠3010。
利用T型结构的滑槽30能够对第一滑块301进行有效的限位,避免第一滑块301从滑槽30上脱落。而万向滚珠3010可以减小滑块与滑槽之间的摩擦,使运动更加平稳,降低耗能,并且有效的延长了第一滑块301、滑槽30的使用寿命。该设计的T型结构和万向滚珠3010的结构均较为简单,前期易于制造、后期便于维护。
优选的,如图5所示,形变臂4包括安装座41和形变杆42。
安装座41表面开设有安装槽4101,两端均开设有安装孔4102;行走组件5卡设在安装槽4101内;形变杆42有两组,两组形变杆42的一端均设置在安装孔4102内,靠近移动件一侧的一组形变杆42的另一端设置在移动件上,另一组形变杆42的另一端固定设置在分节壳体3上。
通过在安装座41上设置安装槽4101,可以方便地安装和更换行走组件5,提高了结构的灵活性和可维护性,便于后期对行走组件5的维护。而安装孔4102的存在使得形变臂4可以轻松地与其他部件连接,简化了安装过程。形变杆42的设计允许它们在移动件和分节壳体3之间传递力量,这样的布局有助于提高整个系统的稳定性和承载能力。两组形变杆42的设计可能意味着系统可以根据不同的工作条件调整其配置,以适应不同的负载和环境。
优选的,如图6所示,形变杆42包括杆体421和套体422。杆体421为可形变金属材料,具体为镁合金材质,杆体421上设置有多个环槽4210;套体422套设在杆体421上。镁合金是一种典型的轻质金属,其密度仅为钢的四分之一,铝的一半,使用镁合金作为杆体421的材料可以有效减轻整个系统的重量。并且,镁合金具有良好的延展性和韧性,可以在受力时发生形变,从而吸收能量,保护其他部件不受损害。杆体421上的多个环槽4210在杆体421发生弯曲时通过环槽4210之间的压缩对部分形变产生的负荷进行消减,可以增加杆体421的抗扭弯性能,进一步提高系统的稳定性。套体422的设置一方面能够有效的降低杆体421的在实际使用中与缝洞地形侧壁接触导致在行进过程中对其造成损伤,并且套体422可以方便地拆卸和更换,有利于系统的维护和保养。
优选的,套体422外侧壁上规则排布有鳞片423。在实际使用时,利用鳞片423可以增加形变杆42的抗扭弯性能,进一步提高系统的稳定性。并且,鳞片423通常能有效降低接触面之间的摩擦系数,从而减少运动阻力,提高系统的运行效率。而鳞片的排布可能会对套体422的结构强度产生积极影响,通过合理的设计,可以提高其抵抗外力的能力。
需要说明的是:蛇形体除本实施例提出的方案外还具备能够实现目前现有的蛇形体的控制等必要的自身应有的功能,即本实施例还具备智控模块系统,这一部分并不属于本申请着重表现技术手段,且采用常规的蛇形机器人的智能控制系统能够实现,在此不进行赘述。
上述实施例的工作方法是:
将本实施例提出的地形勘测装置放入斜度较大的缝洞地形进行地形勘测时,如图4所示,通过移动件的移动带动形变臂4设置在移动件上的端部朝向另一端靠近,其中,电机带动丝杠311转动,进而控制第一滑块301在丝杠311上移动。
第一滑块301移动后,带动形变杆42的一端向靠近固定在分节壳体3上的一端移动,形变杆42发生形变后促使行走组件5向外扩张移动,直至行走组件5与缝洞的外侧壁进行接触。需要说明的是:本实施例行走组件5上设置有压力感应模块,用于感应行走组件5与行走地面之间的压力。
其中,多个形变臂4发生形变的过程中,致使缝洞地形结构至少一组相对的侧壁与靠近其的行走组件5接触,缝洞地形结构的相对的侧壁对地形勘测装置形成夹击,行走组件5运行并带动装置在斜度较大的缝洞地形中行进。需要说明的是:并非每个形变臂4保持同步形变,而是每个形变臂4的形变受其对应的移动件控制,而每个形变臂4对应的移动件各自运行互不影响。并利用数据采集端对缝洞地形的实地地形数据进行采集,其中,本实施例数据采集端为红外线摄像设备。
其中,通过红外线摄像设备对缝洞地形内的实地地形数据进行采集,采集完毕后,通过智控模块系统触发移动件的移动,使行走组件5向外扩张与缝洞地形的外侧壁进行接触行走。
需要说明的是:也可采用其他类型的数据采集端对待测的缝洞地形进行有效的勘测。当采用其他可行的数据采集端对缝洞地形进行采集时也需要搭配红外线摄像设备,此时红外线摄像设备用于观测行走路径,例如,当红外线摄像设备监测到地形勘测装置行进至缝洞地形的最内端后,反馈至智控模块系统,控模块系统识别后对移动件传达退出缝洞地形的指令,即智控模块系统触发移动件的移动,使行走组件5向外扩张与缝洞地形的外侧壁进行接触行走。
并且,行走组件5能够进行正、反向的移动,即前进时蛇形体的“蛇头部”为后退时的“蛇尾部”,整个装置从前进状态转换后退状态的过程中并不在缝洞地形中进行调头处理,仅需将前进状态下的蛇形体的“蛇尾部”作为后退状态下的蛇形体的“蛇头部”。
本发明前述对工作原理进行阐述时,仅围绕行走组件5向外扩张移动进行阐述,而行走组件5向外扩张移动后复位的过程,即行走组件5向内收缩移动的过程是形变臂4设置在移动件上的端部向远离另一端移动,远离与上述步骤相反,再次不进行赘述。
实施例2
与实施例1不同的是:
优选的,分节壳体3为橄榄球体结构,动力组件采用第二动力组件32,如图4所示,第二动力组件32包括滑轨321、移动轮组3220和牵引件。
滑轨321设置在分节壳体3外侧壁上,且沿分节壳体3的外圆弧分布;移动轮组3220滑动设置在滑轨321上,且移动轮组3220具有夹持缝隙,滑轨321卡接在夹持缝隙内;移动件采用第二滑块322,第二滑块322通过移动轮组3220滑动设置在滑轨321上,且能够沿滑轨321进行移动;牵引件有两个,两个牵引件均设置在第二滑块322上,两个牵引件均具有牵引端,牵引端一一对应设置在分节壳体3的两端。
在实际使用中,通过两个牵引件对第二滑块322进行牵拉,进而控制第二滑块322在滑轨321上实际滑动位置,第二滑块322移动后,带动形变杆42的一端在分节壳体3上进行移动,进而调整形变杆42发生形变,促使行走组件5向外扩张移动或向内收缩移动,直至行走组件5满足缝洞结构。
由于本实施例采用橄榄球体结构的分节壳体3,其具备较强的抗冲击能力,并且,橄榄球体结构更加紧凑,便于安装和使用。移动轮组3220的设置可以减小第二动力组件32在运动过程中的摩擦力,使得运动更加平稳。其中,如图4所示,本实施例移动轮组3220包括三个呈等腰三角形结构分布的轮子。滑轨321卡接在移动轮组3220的夹持缝隙内,可以精确地控制第二动力组件32的位置,提高设备的稳定性。利用两个牵引件实现在两个相反方向上对第二滑块322进行牵引,并且其中一个牵引件处于牵引状态时,则另一个牵引件处于舒展状态,以至于使得第二滑块322在两个牵引件的配合下能够在滑轨321上实现有效的移动。本实施例牵引件采用市售的牵引绳以及与其匹配的线缆牵引装置,其中,牵引绳的端部设置在对应设置在分节壳体3的端部。第二动力组件32的设计可以方便地进行维护和检修,提高设备的使用寿命。
上述电子元件的具体型号未作特殊指定,均可以选用市售的普通产品,只要能够满足本发明的使用需求即可。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种土木工程用地形勘测装置,包括蛇形体,所述蛇形体设有数据采集端,所述数据采集端用于对缝洞地形的实地地形数据进行采集,蛇形体具有分节(1),其特征在于,所述分节(1)包括:
分节壳体(3),外侧壁上滑动设置有移动件,分节壳体(3)为柱体结构或橄榄球体结构;
形变臂(4),有多个,多个所述形变臂(4)的一端安装在所述移动件上,且另一端远离移动件固定设置在分节壳体(3)的另一端;多个形变臂(4)围绕分节壳体(3)分布,形变臂(4)设置在移动件上的端部随移动件的移动向另一端靠近,形变臂(4)自身发生形变使形变臂(4)中心点距离分节壳体(3)侧壁的有效距离增大;以及
行走组件(5),设置在所述形变臂(4)中心处,用于触地行走;
所述形变臂(4)包括:安装座(41),表面开设有安装槽(4101),两端均开设有安装孔(4102);所述行走组件(5)卡设在所述安装槽(4101)内;以及
形变杆(42),有两组,两组所述形变杆(42)的一端均设置在所述安装孔(4102)内,靠近移动件一侧的一组形变杆(42)的另一端设置在移动件上,另一组形变杆(42)的另一端固定设置在分节壳体(3)上;
所述分节壳体(3)上设置有动力组件,所述动力组件用于对所述移动件提供动力;
当所述分节壳体(3)为柱体结构时,分节壳体(3)外侧壁上沿轴线方向开设有与形变臂(4)数目相同的滑槽(30),所述移动件位于所述滑槽(30)内,且能够沿滑槽(30)的槽长方向移动;所述动力组件采用第一动力组件(31),所述第一动力组件(31)包括:丝杠(311),位于所述滑槽(30)内且沿滑槽(30)的槽长方向分布,所述移动件采用第一滑块(301),所述第一滑块(301)螺纹设置在所述丝杠(311)上;以及电机,具有输出端,所述输出端与所述丝杠(311)连接;
当所述分节壳体(3)为橄榄球体结构时,所述动力组件采用第二动力组件(32),所述第二动力组件(32)包括:滑轨(321),设置在所述分节壳体(3)外侧壁上,且沿分节壳体(3)的外圆弧分布;移动轮组(3220),滑动设置在滑轨(321)上,且移动轮组(3220)具有夹持缝隙,所述滑轨(321)卡接在所述夹持缝隙内;所述移动件采用第二滑块(322),所述第二滑块(322)通过移动轮组(3220)滑动设置在滑轨(321)上,且能够沿滑轨(321)进行移动;以及牵引件,有两个,两个牵引件均设置在所述第二滑块(322)上,两个牵引件均具有牵引端,所述牵引端一一对应设置在分节壳体(3)的两端;
所述形变杆(42)包括:杆体(421),为可形变金属材料,杆体(421)上设置有多个环槽(4210);以及套体(422),套设在所述杆体(421)上。
2.如权利要求1所述的一种土木工程用地形勘测装置,其特征在于,所述滑槽(30)的截面、第一滑块(301)的截面均为T型结构,所述第一滑块(301)卡接在滑槽(30)内,且第一滑块(301)与滑槽(30)接触面上均设置有万向滚珠(3010)。
3.如权利要求1所述的一种土木工程用地形勘测装置,其特征在于,所述套体(422)外侧壁上规则排布有鳞片(423)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410501507.9A CN118089684B (zh) | 2024-04-25 | 2024-04-25 | 一种土木工程用地形勘测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410501507.9A CN118089684B (zh) | 2024-04-25 | 2024-04-25 | 一种土木工程用地形勘测装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118089684A CN118089684A (zh) | 2024-05-28 |
CN118089684B true CN118089684B (zh) | 2024-07-23 |
Family
ID=91161897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410501507.9A Active CN118089684B (zh) | 2024-04-25 | 2024-04-25 | 一种土木工程用地形勘测装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN118089684B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103112514A (zh) * | 2013-03-11 | 2013-05-22 | 北京理工大学 | 一种机器蛇封闭表皮驱动装置 |
CN109751048A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-05-14 | 北京理工大学 | 一种蛇形仿生机器人缝洞型油藏勘测系统及方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1416624A (en) * | 1973-02-13 | 1975-12-03 | Soil Stabilisation Ltd | Earth boring equipment and a method of boring holes in earth |
US20060156851A1 (en) * | 2004-12-02 | 2006-07-20 | Jacobsen Stephen C | Mechanical serpentine device |
US20110295426A1 (en) * | 2010-05-25 | 2011-12-01 | Georgeson Gary E | Robotic snakes for use in non-destructive evaluation and maintenance operations |
CN112975926B (zh) * | 2021-03-19 | 2023-07-21 | 韶关市融德创新有限公司 | 一种蛇形机器人 |
CN114013530A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-08 | 嘉兴学院 | 一种用于地形勘测的仿生机器人 |
CN116619399A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-08-22 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种仿蛇形机器人及基于仿蛇形机器人的洞穴探测方法 |
-
2024
- 2024-04-25 CN CN202410501507.9A patent/CN118089684B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103112514A (zh) * | 2013-03-11 | 2013-05-22 | 北京理工大学 | 一种机器蛇封闭表皮驱动装置 |
CN109751048A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-05-14 | 北京理工大学 | 一种蛇形仿生机器人缝洞型油藏勘测系统及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN118089684A (zh) | 2024-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2021227236A1 (zh) | 基于盾构机施工噪声的多波场地震探测方法与系统 | |
CN109375262B (zh) | 基于检波器布设装置、钻爆法隧道超前预报系统及方法 | |
CN103737589B (zh) | 岩体工程无线遥控综合测孔机器人 | |
CN104454010A (zh) | 一种深井巷道掘进施工动态综合监测预警系统与预警方法 | |
CN103713335A (zh) | 隧道掘进机搭载的综合超前地质探测系统 | |
CN109751975A (zh) | 一种多节自由组合全自动深部位移测斜仪 | |
CN109115168B (zh) | 堆积体滑坡大变形柔性监测装置及监测与分析方法 | |
CN115263432B (zh) | 一种深埋隧洞稳定性和安全性监测分析系统 | |
CN110454231A (zh) | 一种隧道安全预警机器人装置 | |
CN214174639U (zh) | 一种应用于盾构隧道掘进的机载超前地质预报系统 | |
CN109387151B (zh) | 一种室内试验中隧道模型位移与收敛的量测方法 | |
CN118089684B (zh) | 一种土木工程用地形勘测装置 | |
CN116859487A (zh) | 用于tbm的钻探物探一体化探测装置及超前探测方法 | |
CN114658482B (zh) | 一种tbm施工岩爆微震自动监测智能预警系统及方法 | |
CN116026714A (zh) | 一种水平孔岩石硬度测量装置 | |
CN102691521A (zh) | 掘进工作面监测系统的安装方法 | |
CN111123352B (zh) | 适用于隧道超前地质预报的检波器快速固定装置 | |
CN115615646A (zh) | 一种能多维度运动的多功能隧道模型试验装置 | |
CN212658241U (zh) | 一种边坡变形预警装置 | |
CN106027965B (zh) | 智能化数字式钻孔全景摄像装置的全景摄像方法 | |
CN104297780A (zh) | 一种石油地质勘探激光超声波检测及数据传输系统 | |
CN209673270U (zh) | 一种监测隧洞爆破过程对边坡影响的装置 | |
CN118309417A (zh) | 地下工程围岩钻孔地应力测试与孔壁窥探成像系统及方法 | |
RU2376470C1 (ru) | Устройство для измерения деформации шпуров | |
CN118817000B (zh) | 岩体多频段波形特征及温度一体化同步监测装置及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |