CN206825442U - 一种行走机构及岩体孔径测孔机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及深部岩体测孔试验设备领域，具体而言，涉及一种行走机构及岩体孔径测孔机器人。本实用新型公开了一种行走机构，包括：底板；与底板连接的中心轴；以及设置在底板上的活动结构；活动结构包括滑套以及多个活动件，多个活动件绕中心轴间隔设置；滑套与中心轴滑动配合。活动件包括行走轮、第一连接件以及第二连接件；第一连接件的一端与底板可转动地连接，另一端与行走轮可转动地连接。第二连接件的一端与滑套可转动地连接，另一端与第一连接件可转动地连接。多个活动件均包括回复件，回复件的一端与底板连接，另一端与第一连接件连接。该装置结构简单，弹簧更换方便，同时降低打滑的概率。

Description

一种行走机构及岩体孔径测孔机器人

技术领域

本实用新型涉及深部岩体测孔试验设备领域，具体而言，涉及一种行走机构及岩体孔径测孔机器人。

背景技术

现阶段，我国的矿产资源、水电输水隧洞和地下厂房、交通隧洞等都在往深部发展，这些工程需要在具有较大埋深的山体或地下岩体中开挖。这些岩体工程在施工和运营期间的稳定性问题是岩石力学工作者最为关心的问题，而岩体的变形特征和规律则是判断围岩是否处于安全稳定状态的直接体现。

钻孔测试是观察和测量岩体变形特征和规律的常用方法。该种方法需要在围岩上钻取一定孔径的钻孔，然后利用推杆将测试用传感器等元件推入钻孔中，以测量并获得围岩的物理参数，例如声波波速等，进而得到围岩的破裂信息。常用的测量元件有摄像头，声发射与接收探头等。其中声发射与接收探头需要在有水耦合的状态下工作并测量围岩的声波波速。

目前，传统测量设备结构较为复杂，在测试的过程中容易在孔中发生打滑的现象，影响到测试工作的进行。

其次，由于测试的工作环境较为苛刻，需要定时的对测量设备的弹性部件进行维护，而现有的测量设备在对弹性部件进行维护的过程中，其步骤繁多，花费的工时较长，严重的影响到测试工作的正常进行。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种行走机构，该行走机构结构简单，能够降低更换弹簧的难度，降低后期维护的成本。同时降低在使用时发生打滑的概率。

本实用新型的第二个目的在于提供一种岩体孔径测孔机器人，该岩体孔径测孔机器人通过采用上述的行走机构，能够有效的降低在使用岩体孔径测孔机器人时发生打滑的概率，同时该装置结构简单，能够降低更换弹簧的难度，降低后期维护的成本。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种行走机构，包括：

底板；

与底板连接的中心轴；

以及设置在底板上的活动结构；

活动结构包括滑套以及多个活动件，多个活动件绕中心轴间隔设置；

滑套与中心轴滑动配合；

活动件包括行走轮、第一连接件以及第二连接件；第一连接件的一端与底板可转动地连接，另一端与行走轮可转动地连接；

第二连接件的一端与滑套可转动地连接，另一端与第一连接件可转动地连接；

多个活动件均包括回复件，回复件的一端与底板连接，另一端与第一连接件连接。

通过多个活动件绕中心轴的轴线间隔设置，并且在外力的作用下，使得第一连接件在受力后克服回复件的弹性回复力相对于底板转动，在第一连接件转动的同时带动第二连接件变换位置，通过第二连接件的位置变化，带动滑套在中心轴上沿中心轴的轴线滑动。由此，第一连接件在受到外力后，当外力大于回复件的弹性回复力时，便会使得多个活动件相互靠近向中心轴处移动，处于收缩状态；当外力消失或是外力小于回复件的弹性回复力时，在回复件的弹性回复力作用下，使得多个活动件相互向远离中心轴处移动，处于回复状态。在多个第一连接件在外力作用转动时，改变了设置在第一连接件上的行走轮相对于绕中心轴所形成的最大外径的大小，由此使得该行走机构能够在孔中移动的过程中，在孔径发生变化时依然能够适应并在孔中移动。保证在回复件的作用下活动件能够同时均匀的外扩或收缩。

在本实用新型的一种实施例中：

回复件包括弹簧。

在本实用新型的一种实施例中：

回复件的一端与底板可拆卸地连接，回复件的另一端与第一连接件可拆卸地的连接。

在本实用新型的一种实施例中：

活动结构还包括用于限制活动件相互靠近的限位结构。

在本实用新型的一种实施例中：

限位结构包括至少一根导向柱以及限位板；

导向柱设置于底板上；

限位板套设在中心轴上，并位于滑套与底板之间，限位板上设有与导向柱配合的导向通孔；

限位板具备与第二连接件抵靠的限制活动件相互靠近的限位状态，以及限位板远离第二连接件的放松状态。

在本实用新型的一种实施例中：

限位结构包括设置在中心轴远离底板一端的限位块。

在本实用新型的一种实施例中：

第一连接件包括两块连接板；

第一连接件还包括连接两块连接板的第一连接轴、第二连接轴以及第三连接轴；

第一连接轴与行走轮可转动地连接，第二连接轴与回复件的一端连接，第三连接轴与第二连接件可转动地连接。

一种岩体孔径测孔机器人，包括：

沿预设轴线方向延伸的主体，沿预设轴线方向主体具备相对的两端；

两个上述的行走机构，两个行走机构分别设置在主体的两端；

以及用于驱动行走轮转动的动力机构。

在本实用新型的一种实施例中：

动力机构用于驱动主体一端的行走轮转动。

在本实用新型的一种实施例中：

动力机构包括设置在主体内的电机，以及与电机及行走轮传动连接的传动机构。

本实用新型的技术方案至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的行走机构结构简单，能够降低更换弹簧的难度，降低后期维护的成本。同时降低在使用时发生打滑的概率。

本实用新型提供的岩体孔径测孔机器人通过采用上述的行走机构，能够有效的降低在使用岩体孔径测孔机器人时发生打滑的概率，同时该装置结构简单，能够降低更换弹簧的难度，降低后期维护的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例中岩体孔径测孔机器人的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中行走机构的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中活动结构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中活动件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中第一连接件的结构示意图。

图标：200-岩体孔径测孔机器人；300-行走机构；310-底板；320-中心轴；330-活动结构；340-活动件；350-限位板；360-导向柱；341-行走轮；331-滑套；349-回复件；348-第一连接件；347-第二连接件；342-连接板；343-第一连接轴；344-第二连接轴；345-第三连接轴。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参考图1，图1示出了实施例中提供的岩体孔径测孔机器人200的具体结构。从图1中可以看出，该岩体孔径测孔机器人200包括沿预设轴线方向(图1中箭头所示方向)延伸的主体，沿预设轴线方向主体具备相对的两端，两个行走机构300分别设置在主体的两端，以及用于驱动行走轮341转动的动力机构。

从图2中可以看出，行走机构300包括底板310、中心轴320以及活动结构330。

需要说明的是，在本实施例中，该行走机构300安装在岩体孔径测孔机器人200上，用于在岩体孔径测孔机器人200在测试岩孔时与孔的内壁接触，并在外力的作用下，带动岩体孔径测孔机器人200移动，在移动的过程中，通过活动结构330相对与中心轴320的距离的改变，适应在测试过程中孔径的变化，保证活动结构330紧贴孔壁，起支撑和辅助行走的作用。

其中，中心轴320与底板310连接，并且需要说明的是，中心轴320在与底板310连接的过程中可相对于底板310垂直，使得中心轴320的轴线方向与所安装该行走机构300的岩体孔径测孔机器人200的轴线方向重合。

请参照图3并结合图2，活动结构330设置在底板310上，并且活动结构330包括滑套331以及多个活动件340，多个活动件340绕中心轴320间隔设置。

具体的，滑套331与中心轴320滑动配合。活动件340包括行走轮341、第一连接件348以及第二连接件347；第一连接件348的一端与底板310可转动地连接，另一端与行走轮341可转动地连接。第二连接件347的一端与滑套331可转动地连接，另一端与第一连接件348可转动地连接。

另外，多个活动件340均包括回复件349，回复件349的一端与底板310连接，另一端与第一连接件348连接。

综上，在本实施例中，通过多个活动件340绕中心轴320的轴线间隔设置，并且在外力的作用下，使得第一连接件348在受力后克服回复件349的弹性回复力相对于底板310转动，在第一连接件348转动的同时带动第二连接件347变换位置，通过第二连接件347的位置变化，带动滑套331在中心轴320上沿中心轴320的轴线滑动。由此，第一连接件348在受到外力后，当外力大于回复件349的弹性回复力时，便会使得多个活动件340相互靠近向中心轴320处移动，处于收缩状态；当外力消失或是外力小于回复件349的弹性回复力时，在回复件349的弹性回复力作用下，使得多个活动件340相互向远离中心轴320处移动，处于回复状态。在多个第一连接件348在外力作用转动时，改变了设置在第一连接件348上的行走轮341相对于绕中心轴320所形成的最大外径的大小，由此使得该行走机构300能够在孔中移动的过程中，在孔径发生变化时依然能够适应并在孔中移动。保证在回复件349的作用下活动件340能够同时均匀的外扩或收缩，从而保证了整个装置搭载的设备的轴线保持一致。

需要说明的是，活动结构330可包括多个绕中心轴320的轴线间隔设置的多个活动件340，而在本实施例中，采用的是设置三个活动件340的方式，并且相邻的活动件340之间间隔120度设置。

另外，需要说明的是，在本实施例中，中心轴320为空心轴，在使用的过程中，中心轴320不仅起中心定位和支承作用，其空心内部还可走线。由此，将该岩体孔径测孔机器人200内部的管线沿中心轴320的中空内腔布置，然后用电缆皮包裹。在本实用新型的其他实施例中，中心轴320也可设置为实心轴，通过将将该岩体孔径测孔机器人200内部的管线沿中心轴320的轴线布置，使得该中心轴320在起中心定位和支承作用的同时，还可为管线导向。

进一步地，在本实施例中，每个活动件340均对应设置有一个回复件349，由此，在设置回复件349的过程中，采取的是将回复件349相对布置在活动结构330相对于中心轴320所形成环形轮廓的外周的设置方式。这样的设置方式降低了对回复件349的维护难度，缩短了维护的周期。另外，通过在每个活动件340上均对应设置一个回复件349，能够有效降低在行进中遇到障碍时发生打滑的概率。

请再次参照图3，回复件349的作用是提供弹性回复力，使得行走轮341在于岩体孔的内壁接触时能够起到支撑整个设备的作用。在本实施例中，在安装回复件349时，回复件349的一端与底板310可拆卸地连接，回复件349的另一端与第一连接件348可拆卸地的连接。其次，回复件349采用的是弹簧，以降低维护的成本以及难度。

在本实施例中，请参照图2，活动结构330还包括用于限制活动件340相互靠近的限位结构。目的是限制多个活动件340绕中心轴320所形成的最大外圆的大小。

具体的，限位结构包括至少一根导向柱360以及限位板350。在本实施例中，绕中心轴320设置有三个导向柱360，并且导向柱360设置于底板310上，限位板350套设在中心轴320上，并位于滑套331与底板310之间，限位板350上设有与导向柱360配合的导向通孔。由此，限位板350具备与第二连接件347抵靠的限制活动件340相互靠近的限位状态，以及限位板350远离第二连接件347的放松状态。需要说明的是，当处于限位状态时，多个活动件340绕中心轴320所形成的最大外圆处于最小状态。

进一步地，在本实用新型的其他实施例中，限位结构还可采用在中心轴320远离底板310一端设置限位块的方式，通过在中心轴320上设置限制滑套331移动的方式实现限制多个第一活动件340的活动范围，起到限制活动件340绕中心轴320所形成的最大外圆参数的作用。

请参照图4及图5，通过在活动件340上设置行走轮341，使得采用该行走机构300的岩体孔径测孔机器人200与岩体孔的内壁为滚动接触，降低了与岩体孔的内壁的摩擦。同时配合回复件349的弹性回复力作用，起到起支撑和辅助行走的作用。在本实施例中，第一连接件348包括两块连接板342，第一连接件348还包括连接两块连接板342(图5中只示出其中一块连接板342)的第一连接轴343、第二连接轴344以及第三连接轴345。其中，第一连接轴343与行走轮341(图5中未示出)可转动地连接，第二连接轴344与回复件349的一端连接，第三连接轴345与第二连接件347可转动地连接。这样的设置方式能够提高支撑的稳定性。

进一步地，动力机构在驱动该岩体孔径测孔机器人200在岩体孔中移动时，可以选择性的驱动两端的行走机构300或是其中一端的行走机构300。其次，动力机构包括设置在主体内的电机，以及与电机及行走轮341传动连接的传动机构。

该岩体孔径测孔机器人200的工作原理是：

设置在主体内的动力装置为该岩体孔径测孔机器人200提供动力，通过传动机构将动力传递给设置在两端的活动结构330上的行走轮341。由此带动该岩体孔径测孔机器人200在岩体孔中移动。

在移动的过程中，随着岩体孔的孔径的变化，活动件340在弹性回复件349所提供弹性回复力以及岩体孔内壁所施加的外力作用下，通过改变多个活动件340绕中心轴320所形成的最大外圆，并使得该外圆的半径与正经过的岩体孔的内径适应，使得该岩体孔径测孔机器人200能够在孔径发生变化时，完成岩体孔中移动的目的。

其次，由于每个活动件340均对应设置有一个回复件349，由此，在设置回复件349的过程中，采取的是将回复件349相对布置在活动结构330相对于中心轴320所形成环形轮廓的外周的设置方式。这样的设置方式降低了对回复件349的维护难度，缩短了维护的周期。通过在每个活动件340上均对应设置一个回复件349，能够有效降低在行进中遇到障碍时发生打滑的概率。

另外，回复件349的作用是提供弹性回复力，使得行走轮341在于岩体孔的内壁接触时能够起到支撑整个设备的作用。在安装回复件349时，回复件349的一端与底板310可拆卸地连接，回复件349的另一端与第一连接件348可拆卸地的连接。其次，回复件349采用的是弹簧，以降低维护的成本以及难度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种行走机构，其特征在于，包括：

底板；

与所述底板连接的中心轴；

以及设置在所述底板上的活动结构；

所述活动结构包括滑套以及多个活动件，多个所述活动件绕所述中心轴间隔设置；

所述滑套与所述中心轴滑动配合；

所述活动件包括行走轮、第一连接件以及第二连接件；所述第一连接件的一端与所述底板可转动地连接，另一端与所述行走轮可转动地连接；

所述第二连接件的一端与所述滑套可转动地连接，另一端与所述第一连接件可转动地连接；

多个所述活动件均包括回复件，所述回复件的一端与所述底板连接，另一端与所述第一连接件连接。

2.根据权利要求1所述的行走机构，其特征在于：

所述回复件包括弹簧。

3.根据权利要求1所述的行走机构，其特征在于：

所述回复件的一端与所述底板可拆卸地连接，所述回复件的另一端与所述第一连接件可拆卸地的连接。

4.根据权利要求1所述的行走机构，其特征在于：

所述活动结构还包括用于限制所述活动件相互靠近的限位结构。

5.根据权利要求4所述的行走机构，其特征在于：

所述限位结构包括至少一根导向柱以及限位板；

所述导向柱设置于所述底板上；

所述限位板套设在所述中心轴上，并位于所述滑套与所述底板之间，所述限位板上设有与所述导向柱配合的导向通孔；

所述限位板具备与所述第二连接件抵靠的限制所述活动件相互靠近的限位状态，以及所述限位板远离所述第二连接件的放松状态。

6.根据权利要求4所述的行走机构，其特征在于：

所述限位结构包括设置在所述中心轴远离所述底板一端的限位块。

7.根据权利要求1所述的行走机构，其特征在于：

所述第一连接件包括两块连接板；

所述第一连接件还包括连接两块所述连接板的第一连接轴、第二连接轴以及第三连接轴；

所述第一连接轴与所述行走轮可转动地连接，所述第二连接轴与所述回复件的一端连接，所述第三连接轴与所述第二连接件可转动地连接。

8.一种岩体孔径测孔机器人，其特征在于，包括：

沿预设轴线方向延伸的主体，沿所述预设轴线方向所述主体具备相对的两端；

两个如权利要求1-7中任意一项所述的行走机构，两个所述行走机构分别设置在所述主体的两端；

以及用于驱动所述行走轮转动的动力机构。

9.根据权利要求8所述的岩体孔径测孔机器人，其特征在于：

所述动力机构用于驱动所述主体一端的所述行走轮转动。

10.根据权利要求8所述的岩体孔径测孔机器人，其特征在于：

所述动力机构包括设置在所述主体内的电机，以及与所述电机及所述行走轮传动连接的传动机构。