一种水平钻孔摄像的推进装置及其使用方法
阅读说明：本技术 一种水平钻孔摄像的推进装置及其使用方法 (Propelling device for horizontal drilling camera shooting and using method thereof ) 是由 王玺 王剑波 刘焕新 杜树浩 李施庆 刘兴全 姜明伟 范玉赟 刘震 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本公开提出了一种水平钻孔摄像的推进装置及其使用方法,包括摄像机、居中器、多节液压油缸和线缆收纳盒；所述摄像机通过居中器设置在所述多节液压油缸的一端,所述多节液压油缸的另一端设置有线缆收纳盒,所述线缆收纳盒内设置有发条式结构；所述发条式结构上绕有线缆；本公开中的推进装置是一种结构简单、能够在钻孔内自动伸缩以及适应性强的钻孔摄像装置；通过本公开的推进装置,克服了矿山井下现有的钻孔摄像设备操作复杂化、自动化程度低、成像不稳定、监测成本高等问题。(The invention provides a propelling device for horizontal drilling and camera shooting and a using method thereof, wherein the propelling device comprises a camera, a centering device, a plurality of sections of hydraulic oil cylinders and a cable storage box; the camera is arranged at one end of the multi-section hydraulic oil cylinder through a centering device, a cable storage box is arranged at the other end of the multi-section hydraulic oil cylinder, and a clockwork structure is arranged in the cable storage box; the spiral spring type structure is wound with a cable; the propelling device in the disclosure is a drilling camera device which has a simple structure, can automatically stretch in a drilling hole and has strong adaptability; through this disclosed advancing device, overcome the mine in the pit current drilling camera equipment operation complicated, degree of automation is low, the formation of image is unstable, monitor with high costs the problem.)
技术领域
本公开属于矿山井下岩层监测技术领域，尤其涉及一种水平钻孔摄像的推进装置及其使用方法。
背景技术
近年来，随着矿产资源的开发逐渐趋于深部化，岩层高应力的现象也越发明显，尤其对于超千米深井开采而言，在岩体开挖卸荷后，原岩应力发生改变，由高卸荷应力引起的地压显现现象层出不穷，因而需要对围岩的岩层结构、性质、裂隙以及离层状况进行较为详细的监测，从而采取相应措施以避免意外的发生，保障人员和财产安全；经过多年的研究发展，目前在矿山常通过监测钻孔中的裂隙发生扩展情况，来间接反应岩石内部的实时应力状态，目前在这一方面做出成绩的主要方法有：CN2354158Y数字式全景钻孔摄像装置；CN205792884U一种可往返监测的钻孔摄像仪；CN111502633A一种适用于上倾钻孔孔内摄像装置及方法；CN204810452U一种矿用本安型钻孔摄像装置。
本公开发明人发现，上述研究成果虽然能够实现对钻孔的监测，但仍存在以下问题：(1)钻孔摄像结构复杂，不易操作，对技术人员要求较高，导致监测成本过高；(2)水平钻孔摄像装置需要人工推进和收放线，且对于人员不易到达的位置，操作比较困难；(3)处在移动状态的摄像机，在钻孔中难以居中、固定，影响推进效果和摄像精度。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种水平钻孔摄像的推进装置及其使用方法；本公开中的推进装置是一种结构简单、能够在钻孔内自动伸缩以及适应性强的钻孔摄像装置；通过本公开的推进装置，克服了矿山井下现有的岩层监测设备大型繁杂化、操作复杂化以及监测成本高等问题。
为了实现上述目的，第一方面，本公开提供了一种水平钻孔摄像的推进装置，采用如下技术方案：
一种水平钻孔摄像的推进装置，包括摄像机、居中器、多节液压油缸和线缆收纳盒；
所述摄像机通过居中器设置在所述多节液压油缸的一端，所述多节液压油缸的另一端设置有线缆收纳盒，所述线缆收纳盒内设置有发条式结构；所述发条式结构上绕有线缆。
进一步的，所述居中器包括空心圆柱，所述摄像机设置在所述空心圆柱的一端；所述空心圆柱远离所述摄像机一端的外壁上，周向设置多个行走机构。
进一步的，所述行走机构包括铰接于所述空心圆柱远离所述摄像机一端外壁上的连杆，所述连杆远离所述空心圆柱的一端设置有行走轮；所述连杆与所述空心圆柱之间还连接有弹簧。
进一步的，所述空心圆柱远离所述摄像机的一端内侧设置有螺纹，与所述多节液压油缸螺纹连接。
进一步的，所述居中器，用于维持整个液压油缸前进的方向，保证所述摄像机始终位于钻孔的中心轴线上。
进一步的，所述摄像机上连接有线缆；所述线缆全部放置于推进装置的内部，线缆一端连接所述摄像机，另一端连接所述线缆收纳盒中的发条式结构。
进一步的，所述线缆绕于所述发条式结构的外侧；在所述多节液压油缸加压伸长时，所述线缆给所述发条式结构蓄力，在所述多节液压油缸卸压收缩时，所述线缆在所述发条式结构的拉力作用下收紧。
进一步的，所述多节液压油缸远离所述居中器的一端设置有液压油缸进路与出路管，通过所述液压油缸进路与出路管与外置液压机连接。
进一步的，所述线缆收纳盒远离所述多节液压油缸的一侧设置有外部接口。
为了实现上述目的，第二方面，本公开还提供了一种水平钻孔摄像的推进装置使用方法，采用如下技术方案：
一种水平钻孔摄像的推进装置使用方法，采用了如第一方面中所述的水平钻孔摄像的推进装置，主要内容包括：
根据待测钻孔的直径，选择与待测钻孔的直径对应的推进装置，保证推进装置的最大直径与钻孔直径相配合；
将所述居中器旋转固定到所述多节液压油缸顶端上；
将推进装置外端的液压油进路与出路管与外部液压机相连接，然后将所述多节液压油缸伸进待测钻孔中；
打开所述液压机，控制所述多节液压油缸的伸展与缩放。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
1.本公开采用多节液压油缸作为前端的微型摄像机的载体，改变了操作摄像装置的方式，仅需将推进装置放入钻孔中，在外部操作液压机即可，实现了钻孔内摄像的准确可控和便携化，适用范围更广泛；
2.本公开采用装置内走线的方式，将线缆布置于多节液压油缸的内部，并利用了发条式结构的独特性，达到了装置自动收放线的功能，同时保护了线缆免受孔内复杂环境的破坏，延长了装置的使用时间；
3.本公开居中器周向设置多个连杆，连杆的中间设置有凸出结构，弹簧一端连接在此凸出结构上，另一端连接在空心圆筒上，可随着钻孔的内径大小改变拉伸量，从而使行走轮与孔壁牢牢接触，保证了固定性；并且保证微型摄像机始终位于钻孔的中心轴线上，提高了推进稳定性和摄像精度；
4.本公开中方案简化了装置的整体结构，便于携带且易于操作，降低了矿山孔内监测的成本。
附图说明
构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
图1为本公开实施例1的推进装置的待机状态下的结构图；
图2为本公开实施例1的装置尾部线缆收纳盒的结构示意图；
图3为本公开实施例1的装置工作状态下的整体结构示意图；
图4为本公开实施例1的居中器结构示意图；
其中，1、摄像机；2、多节液压油缸；21、液压油缸进路与出路管；3、线缆收纳盒；4、线缆；5、发条式结构；6、外部接口；7、居中器；8、空心圆柱；9、连杆；10、弹簧；11、固定块；12、行走轮，13、凸出结构。
具体实施方式
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下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例1：
如图1所示，本公开提供了一种水平钻孔摄像的推进装置，包括摄像机1、居中器7、多节液压油缸2和线缆收纳盒3；
所述摄像机1通过所述居中器7设置在所述多节液压油缸2的一端，所述多节液压油缸2的另一端设置有线缆收纳盒3，所述线缆收纳盒3内设置有发条式结构5。
优选的，所述摄像机1设置为微型摄像机，所述微型摄像机放置于所述多节液压油缸2的顶端，采用精密型摄像机，用于对钻孔内部四周围岩的具体发展状态及表现形式进行拍摄记录。
在本实施例中，所述居中器7包括空心圆柱8，所述摄像机1设置在所述空心圆柱8的一端；所述空心圆柱8远离所述摄像机1一端的外壁上，周向设置多个行走机构；所述行走机构包括铰接于所述空心圆柱8远离所述摄像机1一端外壁上的连杆9，所述连杆9远离所述空心圆柱8的一端设置有行走轮12；所述连杆9与所述空心圆柱8之间还连接有弹簧10；所述空心圆柱8远离所述摄像机1的一端内侧设置有螺纹，与所述多节液压油缸2螺纹连接。
所述居中器7主要安放于最前端一节的液压缸上，用于维持整个所述多节液压油缸2前进的方向，保证微型摄像头始终位于钻孔的中心轴线上；具体的，在所述空心圆柱8的内侧设置有螺纹，与位于所述多节液压油缸2前端的外螺纹相配合，在所述空心圆柱8的外侧设置有四组固定块，每组固定块有两个，在两个固定块的中间均开有圆孔，用于固定所述连杆9的位置；所述连杆9一端呈T形，放置于两个所述固定块中间，可以自由转动，所述连杆9另一端呈Y形，在Y形结构中间放置行走轮12，所述行走轮12可沿钻孔内壁自由转动；在所述连杆9的中间设置有凸出结构13，所述弹簧10一端连接在所述凸出结构13上，另一端连接在所述空心圆筒8上，其可随着钻孔的内径大小改变拉伸量，从而使所述行走轮12与孔壁牢牢接触；优选的，所述行走机构设置有四组，分别位于所述空心圆柱8的四个不同方向上。
在本实施例中，所述摄像机1上连接有线缆4；所述线缆4全部放置于推进装置的内部，所述线缆4一端连接所述摄像机1，另一端连接所述线缆收纳盒3中的所述发条式结构5；具体的，所述线缆4采用内部走线的方式，将所述线缆4全部放置于推进装置的内部，所述线缆4一端连接位于前端的微型摄像机，一端连接位于后端部的所述线缆收纳盒3中的发条式结构5上，所述多节液压油缸2的伸缩不影响所述线缆4。
所述线缆收纳盒3位于所述多节液压油缸2的尾端，与所述多节液压油缸2固定在一起，所述线缆收纳盒3内部采用发条式结构5，将所述线缆4绕于所述发条式结构5的外侧，在所述多节液压油缸2加压时，所述多节液压油缸2伸长带动所述线缆4伸长，所述线缆4从而开始给所述发条式结构5蓄力，在给所述多节液压油缸2卸压时，所述多节液压油缸2收缩，此时所述线缆4在所述发条式结构5的拉力作用下慢慢收紧，从而达到了所述线缆4自动收放的效果。
在本实施例中，所述多节液压油缸2远离所述居中器7的一端设置有液压油缸进路与出路管21(出路管图中未标出)，通过所述液压油缸进路与出路管21与外置液压机连接；具体的，所述多节液压油缸2作为此推进装置的主体，通过对外置液压机的操作，控制液压油从所述液压油缸进路与出路管21通过，来达到自动调节所述多节液压油缸2的伸展与收缩，从而带动位于顶端的微型摄像机在孔内自由移动，在最前端一节的液压缸顶端设置有螺纹，用于与所述居中器7相配合。
在本实施例中，所述线缆收纳盒3远离所述多节液压油缸2的一侧设置有外部接口。
实施例2：
一种水平钻孔摄像的推进装置使用方法，其特征在于，采用了如实施例1中所述的水平钻孔摄像的推进装置，主要内容包括：
步骤一：根据所需观测钻孔的直径，选择合适直径的推进装置，保证推进装置的最大直径与钻孔直径相配合；
步骤二：将居中器旋转固定到液压缸顶端上；
步骤三：将此推进装置外端的液压油进路与出路管与外部液压机相连接，然后将带有居中器的前端的液压油缸缓缓伸进待测钻孔中；
步骤四：打开液压机，通过开关控制多节液压油缸的伸展与缩放。
以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。
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