集中性小溶洞综合探测设备

文档序号:33546 发布日期:2021-09-24 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 集中性小溶洞综合探测设备 (Centralized small karst cave comprehensive detection equipment ) 是由 肖豹 蒋春桂 徐瑜洵 管致卫 郝云静 赵禹 曾乐 张亮 冯新儒 于 2021-06-23 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种集中性小溶洞综合探测设备,包括用于探测的地质雷达和用于装载地质雷达的辅助移动装置,所述辅助移动装置上设置有平衡云台,所述地质雷达安装在平衡云台上;所述平衡云台包括装配支架,用于安装地质雷达;连接支架,与辅助移动装置装配;控制组件,设置在连接支架上,与装配支架联动,用于控制装配支架调整地质雷达平衡;联动组件,设置在装配支架和控制组件之间,用于配合控制组件驱动装配支架背向地质雷达偏转的方向转动。本发明能够让地质雷达在探测时减少地面不平整的影响。(The invention discloses a centralized small karst cave comprehensive detection device which comprises a geological radar for detection and an auxiliary moving device for loading the geological radar, wherein a balance holder is arranged on the auxiliary moving device; the balance holder comprises an assembly bracket for mounting the geological radar; the connecting bracket is assembled with the auxiliary moving device; the control assembly is arranged on the connecting support, is linked with the assembling support and is used for controlling the assembling support to adjust the balance of the geological radar; and the linkage assembly is arranged between the assembling support and the control assembly and is used for matching with the control assembly to drive the assembling support to rotate in a direction opposite to the deflection direction of the geological radar. The method can reduce the influence of uneven ground when the geological radar detects.)

集中性小溶洞综合探测设备

技术领域

本发明涉及施工设备

技术领域

,具体为集中性小溶洞综合探测设备。

背景技术

岩溶又称为喀斯特地貌,是水流对碳酸盐岩等可溶性岩石的化学及物理作用所产生的地质现象,是溶沟、溶隙、溶洞、暗河等一系列现象的统称。我国碳酸盐岩层分布十分广泛,裸露于地表的碳酸盐岩面积有203万km2,加上覆盖和埋藏于地下的碳酸盐岩,岩溶分布总面积达363万多km2,约占整个国土面积的1/3,主要分布在长江流域一带及西南片区。岩溶作用将使岩体结构及表观发生显著变化,改变了岩体周围的应力状态,严重破坏了岩体的完整性,大大降低了岩土体的强度和稳定性。

由于水对可溶性岩石综合作用的复杂性,致使岩溶区工程地质条件和水文地质条件非常复杂,在进行岩溶区工程地质勘探时,仅靠传统的常规方法难以探明其发育和分布情况。同时,由于目前对岩溶认识不足,其工程处理的方法也不完善,导致的工程事故频出,由此可见,工程建设前期选择合理的岩溶勘察方法是保证后续工作顺利开展的前提,也是目前工程实践中急需解决的问题。

现有技术的常用技术采用物探、钻探方法,这些方法存在一定局限性,容易将破碎带上集中发育的小裂隙、小溶洞误作规模较大的溶洞处理。因此现有技术大多采用地质雷达和高密度电法等进行探测,最后钻探、爆破对探测结果在进行验证,能够提高探测的准确度。

由于传统的地质雷达一般采用多人协助搬运发射机和接收机,效率低下,为此不少人提出了便携式的能够具有车载移动功能的地质雷达,例如中国专利申请号为CN201821884616.X的实用新型专利,公开了一种地质雷达探测辅助装置,能够装载地质雷达并进行推动搬运,但是上述方案在使用过程中,会发现需要探测的地面基本都不太平整,这样就会影响到地质雷达在探测时的信号发射角度,如果角度偏斜的过大,就会出现探测反馈的信号出现误差,进而导致探测不准。

发明内容

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种集中性小溶洞综合探测设备,能够让地质雷达在探测时减少地面不平整的影响。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:集中性小溶洞综合探测设备,包括用于探测的地质雷达和用于装载地质雷达的辅助移动装置,所述辅助移动装置上设置有平衡云台,所述地质雷达安装在平衡云台上;所述平衡云台包括

装配支架,用于安装地质雷达;

连接支架,与辅助移动装置装配;

控制组件,设置在连接支架上,与装配支架联动,用于控制装配支架调整地质雷达平衡;

联动组件,设置在装配支架和控制组件之间,用于配合控制组件驱动装配支架背向地质雷达偏转的方向转动。

作为本发明的进一步改进,所述联动组件包括与控制组件配合的转轴、与转轴配合的连杆、若干个设置在转轴和连杆之间的齿轮;所述齿轮均匀分布在转轴周围且与转轴啮合;所述连杆的一端设置有装配孔,所述装配孔套接在齿轮的外部且与齿轮啮合,所述连杆的另一端与装配支架安装,所述连接支架上上对应齿轮的位置设置有定位杆,所述定位杆的一端与连接支架装配,另一端与齿轮的轴承能够相对转动的连接。

作为本发明的进一步改进,所述定位杆与连接支架能够相对转动的连接。

作为本发明的进一步改进,所述控制组件包括设置在地质雷达上的陀螺仪、与陀螺仪连接的第一通信模块、用于驱动转轴转动的步进电机、与步进电机连接的控制器、与控制器电连接的第二通信模块,所述陀螺仪获取地质雷达偏转的角度,并通过第一通信模块实时发送当前偏转角度给控制器,控制器获取该偏转角度并驱动转轴转动,带动装配支架朝偏转角度相反的方向转动。

作为本发明的进一步改进,所述装配支架上设置用于驱动地质雷达保持水平的平衡机构,且该平衡机构在控制组件驱动装配支架朝地质雷达偏转的反向转动到位后驱动地质雷达返回水平位置。

作为本发明的进一步改进,所述控制组件控制装配支架朝地质雷达偏转的反向转动的角度为两倍的地质雷达偏转角度但不超过90度。

作为本发明的进一步改进,所述装配孔的开口处设置有密封件,该密封件采用光敏树脂制成,所述装配孔靠近开口的位置设置有沿装配孔周向开设的用于装配密封件的环形的装配槽。

作为本发明的进一步改进,所述密封件内填充有记忆合金制成的骨架。

作为本发明的进一步改进,所述骨架采用的记忆合金的变态温度为 -10~45℃,在该变态温度下骨架处于展开状态。

本发明的有益效果,

1.由于地面的不平整会出现地质雷达相对地面的角度出现偏转,此时通过控制组件和联动组件驱动装配支架背向地质雷达偏转的方向转动,能够将偏转的角度进行校正,进而让地质雷达相对地面的角度重新回到与原先相同的位置。

2.现有技术中得云台技术一般直接采用对需要控制平衡的设备进行转动方式下的角度调整,而本方案是对装配支架进行调整,并且通过联动组件,在具体的使用过程中,联动组件可以采用具有一定长度的连接件,此时控制组件在驱动联动组件时会具有一定弧长,带着装配支架在该弧长的线路上移动,能够让地质雷达也在该弧长的线路上移动同时调整角度,在该移动作用下地质雷达会具有一定的位移,在不平整的地面上能够背向凸起的方向移动,进而避免地质雷达被地面磕碰,因此相比现有技术中一般的云台来说,本方案更加适合在地质探测上使用。

附图说明

图1为本发明的整体结构侧视示意图;

图2为本发明的联动结构示意图;

图3为本发明的平衡调整状态示意图;

图4为本发明的连杆剖面结构示意图;

图5为本发明的密封件剖面结构示意图。

附图标号:1、地质雷达;2、辅助移动装置;3、平衡云台;4、装配支架; 5、连接支架;51、定位杆;6、控制组件;61、陀螺仪;62、第一通信模块; 63、步进电机;64、控制器;65、第二通信模块;7、联动组件;71、转轴;72、连杆;721、装配孔;722、装配槽;73、齿轮;8、平衡机构;9、密封件;10、骨架。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。

参照图1-5所示,

集中性小溶洞综合探测设备,包括用于探测的地质雷达1和用于装载地质雷达1的辅助移动装置2,所述辅助移动装置2上设置有平衡云台3,所述地质雷达1 安装在平衡云台3上;所述平衡云台3包括

装配支架4,用于安装地质雷达1;

连接支架5,与辅助移动装置2装配;

控制组件6,设置在连接支架5上,与装配支架4联动,用于控制装配支架4 调整地质雷达1平衡;

联动组件7,设置在装配支架4和控制组件6之间,用于配合控制组件6驱动装配支架4背向地质雷达1偏转的方向转动。

装载地质雷达1的辅助移动装置2可以参考中国专利申请号为 CN201821884616.X的实用新型专利,在该专利公开的技术基础上进行改进。通过在该辅助移动装置2上设置平衡云台3对地质雷达1的平衡进行控制,使其能够稳定朝向地面进行探测,避免应为地面不平整导致地质雷达1在探测时探测位置出现较大的偏差,导致探测范围不断变化而产生探测效果不好。

在具体的设计中,通过将装配支架4能够对地质雷达1进行安装,连接支架5 能够将平衡云台3安装在辅助移动装置2上,借助控制组件6能够对装配支架4的平衡进行调整,而联动组件7能够配合控制组件6对装配支架4进行驱动,在具体的驱动过程中,由于地面的不平整会出现地质雷达1相对地面的角度出现偏转,此时通过控制组件6和联动组件7驱动装配支架4背向地质雷达1偏转的方向转动,能够将偏转的角度进行校正,进而让地质雷达1相对地面的角度重新回到与原先相同的位置。

现有技术中得云台技术一般直接采用对需要控制平衡的设备进行转动方式下的角度调整,而本申请是对装配支架4进行调整,并且通过联动组件7,在具体的使用过程中,联动组件7可以采用具有一定长度的连接件,此时控制组件6 在驱动联动组件7时会具有一定弧长,带着装配支架4在该弧长的线路上移动,能够让地质雷达1也在该弧长的线路上移动同时调整角度,在该移动作用下地质雷达1会具有一定的位移,在不平整的地面上能够背向凸起的方向移动,进而避免地质雷达1被地面磕碰,因此相比现有技术中一般的云台来说,本方案更加适合在地质探测上使用。

以下提供一种便于实施的联动组件7结构,所述联动组件7包括与控制组件6 配合的转轴71、与转轴71配合的连杆72、若干个设置在转轴71和连杆72之间的齿轮73;所述齿轮73均匀分布在转轴71周围且与转轴71啮合;所述连杆72的一端设置有装配孔721,所述装配孔721套接在齿轮73的外部且与齿轮73啮合,所述连杆72的另一端与装配支架4安装,所述连接支架5上上对应齿轮73的位置设置有定位杆51,所述定位杆51的一端与连接支架5装配,另一端与齿轮73的轴承能够相对转动的连接。

在该联动组件7结构下,控制组件6在与联动组件7产生配合时,通过联动组件7带动转轴71转动的方式能够带着齿轮73转动,然后通过转轴71周围的齿轮73 进行传动,利用转轴71周围的齿轮73驱动连杆72转动,进而带着装配支架4调整位置,利用定位杆51对齿轮73进行定位,能够避免转轴71在转动过程中带着齿轮73在连杆72和转轴71之间的空间绕着转轴71进行公转,导致驱动连杆72转动的效果变差。相比直接将转轴71和连杆72进行配合的方式来说,本方案能够让转轴71转动的方向与连杆72转动的方向相反,这种控制作用下能够与控制组件6 产生配合,控制组件6控制转轴71朝向地质雷达1偏转的角度进行转动,只需要让转轴71转动与地质雷达1偏转角度一致的角度即可让连杆72回正,进而让地质雷达1返回原来的位置,在控制上更加简单。其次,减小对控制组件6强度上的要求,如果控制组件6需要足够的强度去支撑装配支架4和地质雷达1,则会出现与控制组件6配合的转轴71需要足够的直径,此时会大大增加设备的重量,不利于探测时长时间推动行走,通过多个定位杆51进行分摊受力能够很好的缓解该问题,而转轴71只需要与控制组件6配合进行转动即可,可以大大减小对支撑强度的要求。

优选的,所述定位杆51与连接支架5能够相对转动的连接。该方案下能够让齿轮73转动时受到的阻力通过转轴71转动进行部分抵消。

以下提供一种便于实施的控制组件6方案,所述控制组件6包括设置在地质雷达1上的陀螺仪61、与陀螺仪61连接的第一通信模块62、用于驱动转轴71转动的步进电机63、与步进电机63连接的控制器64、与控制器64电连接的第二通信模块65,所述陀螺仪61获取地质雷达1偏转的角度,并通过第一通信模块62实时发送当前偏转角度给控制器64,控制器64获取该偏转角度并驱动转轴71转动,带动装配支架4朝偏转角度相反的方向转动。

将陀螺仪61设置在地质雷达1上,能够实时获取地质雷达1的偏转位置,然后通过第一通信模块62和第二通信模块65配合,将该偏转的数据发送给控制器 64,控制器64实时接收该数据并控制步进电机63转动,利用步进电机63驱动转轴71转动。控制器64也可以按照在地质雷达1偏转到最大位置时发送给控制器64 的偏转角度数据为驱动参照角度,控制器64控制步进电机63带着转轴71转动,带着连杆72反向转动相同的角度,即可使地质雷达1大致回正,然后通过实时获取偏转角度进行微调,能够让回调效率更高。采用的步进电机63具有较强的自锁效果,固定效果更好,能够避免移动过程中地质雷达1随意摆动。

作为另一种平衡的实施例,所述装配支架4上设置用于驱动地质雷达1保持水平的平衡机构8,且该平衡机构8在控制组件6驱动装配支架4朝地质雷达1偏转的反向转动到位后驱动地质雷达1返回水平位置。

在装配支架4上设置了另一个用于控制地质雷达1平衡的平衡机构8,两者相互配合能够利用装配支架4在调整时带来的位移来规避地面的磕碰,装配支架4 在调整时产生弧度可以是会让地质雷达1的偏转角度过度调整的,在该过度调整的作用下能够让地质雷达1更加远离地面不平整的位置,然后在利用平衡机构8 进行调节,能够让地质雷达1处于水平位置,同时还能够保持较好的位置,偏离让辅助移动装置2产生倾斜的不平整的地面,具有更好的保护作用。而这种平衡机构8可以采用现有技术中的云台所采用的平衡方式。

更进一步的,所述控制组件6控制装配支架4朝地质雷达1偏转的反向转动的角度为两倍的地质雷达1偏转角度但不超过90度。为了避免造成设备损伤,设定装配支架4反向转动的角度上限为90度,避免装配支架4转动过度而让装配支架4 和连接支架5之间产生碰撞。设定为两倍的角度能够简化操作,并且具有足够的距离来避免与不平整的地面磕碰。

为了提高装配孔721出的防尘效果,所述装配孔721的开口处设置有密封件 9,该密封件9采用光敏树脂制成,所述装配孔721靠近开口的位置设置有沿装配孔721周向开设的用于装配密封件9的环形的装配槽722。由于地质探测需要户外进行,转轴71处的防尘效果更是会影响设备工作的寿命。

基于该方案,光敏树脂作为一种3D打印使用的材料,能够借助3D打印技术对密封件9进行生产,密封件9在需要接受光照后进行硬化,因此能够在装配时借助其未完全硬化的状态进行装配,装配完之后利用光照进行硬化,让密封件9 与装配槽722的配合能够进行更深入的连接。能够提高配合效果,自然密封防尘效果也就更好。

更进一步的,为了提高安装强度,所述密封件9内填充有记忆合金制成的骨架10。

更具体的,所述骨架10采用的记忆合金的变态温度为-10~45℃,在该变态温度下骨架10处于展开状态。

采用该记忆合金的骨架10能够让密封件9提高支撑强度,也能够提高抗击效果,避免普通的磕碰就导致该密封件9损坏。另外,记忆合金能够配合3D打印带来的温度,在3D打印出的密封件9还处于温度相对较高的状态时,同时也还未受到光照硬化时,能够将收缩状态的记忆合金嵌入密封件9中,等待密封件9冷却,此时记忆合金也随着降温,能够进入到变态温度的范围,在记忆合金进入到变态温度的范围中时产生状态变化,能够出现展开状态,进而支撑开密封件9,在密封件9装配到装配孔721中后,利用光照硬化进行处理,能够完成最后装配。其中-10℃的选择是为了在温度较低时选择,本方案主要目的在于选择一个变态温度为45℃的记忆合金,与3D打印时的温度更好配合,在用户安装时也不会出现烫伤的问题。设定在-10~45℃能够让本领域技术人员根据实际工况需求进行选择。以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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