[發明專利]深部巖體綜合變孔徑測孔機器人及其使用方法

有效

• 申請號: 201610238809.7
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN105717200B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 周輝;張忠林;盧景景;張傳慶;胡大偉;楊凡杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N29/265
• 分類號: G01N29/265;G01N21/01
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

1.一種深部巖體綜合變孔徑測孔機器人，其特征在于：它的頭部的主要包括鉆孔攝像頭(4)、驅動輪(9)和頭部水囊(16)；中部主要包括電機(23)；底部主要包括底部水囊(24)和從動輪(25)；整體的外部為外殼(20)；

所述的鉆孔攝像頭(4)設置在透明管(3)內的底座(5)上，透明管(3)的最前端以堵頭(1)封閉，透明管(3)的前端內部同軸安裝有反射鏡(2)；探頭底座(5)同軸安裝在中間軸(15)的前方；鉆孔攝像頭(4)后方的數據線利用外部的六邊形的外殼(20)連接監控設備；

在所述的中間軸(15)上同軸套裝一個彈簧(6)和一個支桿滑座(7)；該中間軸(15)的底部同軸套裝在連接軸(19)的頂部；

在支桿滑座(7)上以中間軸(15)為圓心均勻安裝三組行走驅動裝置；每組行走驅動裝置主要包括頭部驅動輪(9)、驅動連接板(10)、渦輪(13)和渦輪支撐座(14)；頭部拉緊板(12)的一端安裝在支桿滑座(7)上，另一端安裝在驅動連接板(10)中部的齒輪(11)的異側面；每個驅動連接板(10)的兩端分別安裝驅動輪(9)和渦輪(13)；每個渦輪(13)通過渦輪軸(13.1)和渦輪緊固軸(13.2)安裝在渦輪支撐座(14)上；每個渦輪緊固軸(13.2)上渦輪(13)的兩側還分別設置有渦輪調整件(13.3)；

彈簧(6)設置在探頭底座(5)和支桿滑座(7)之間，向三個驅動輪(9)提供外張力；保證三個驅動輪(9)能夠外擴并支撐在探孔管道內壁內；

所述的每個渦輪(13)的外輪面與連接軸(19)的頂部接觸，且三個渦輪(13)的接觸點位于同一個圓周上；頭部立板(18)的中心貫穿套裝在連接軸(19)的頸部；三個渦輪支撐座(14)和三個驅動定位軸(8)以連接軸(19)為圓心均勻相間安裝套裝在頭部立板(18)上；

在該深部巖體綜合變孔徑測孔機器人的中部，穿過水囊支撐架(17)的連接軸(19)通過其底部設置的動密封件(22)連接電機(23)；

連接軸(19)同軸套裝在水囊支撐架(17)和頭部水囊(16)的中心；頭部水囊(16)內設置有檢測探頭(21)；在頭部水囊(16)底部設置有充水管(31)；充水管(31)的兩端分別連接頭部水囊(16)和底部水囊(24)；充水支管(26)的一端以三通的方式連接在充水管(31)中部，充水支管(26)的另一端延伸出整個裝置的底部與外部的注水泵相連；

在水囊支撐架(17)上的底部水囊(24)內設置有檢測探頭(21)；

在底部水囊(24)的后方也設置有同軸套裝的中間軸(15)、彈簧(6)和支桿滑座(7)；底部的支桿滑座(7)上以中間軸(15)為圓心均勻相間安裝三個底部拉緊板(28)和三個驅動定位軸(8)；每個底部拉緊板(28)的一端安裝在支桿滑座(7)上，另一端安裝在一個從動連接板(29)中部；每個從動連接板(29)的兩端分別安裝從動輪(25)和從動支撐座(30)上；三個從動支撐座(30)和三個底部定位軸(33)均勻相間安裝在頭底板立板(32)上；

電機(23)的轉矩通過連接軸(19)傳遞給蝸桿(13.4)，再經過渦輪(13)、齒輪(11)傳遞到驅動輪(9)上；驅動輪(9)旋轉并與探孔管道的內壁產生摩擦力，就產生了本驅動裝置行走的動力；當行走的動力大于阻力的時候，本驅動裝置即可開始行走；電機(23)的正轉和反轉可以控制本驅動裝置的前進和后退。

2.根據權利要求1所述的深部巖體綜合變孔徑測孔機器人，其特征在于：所述的頭部水囊(16)和底部水囊(24)中的檢測探頭(21)分別為聲波探頭或聲發射探頭；它們的導線由側面引出后與相應設備聲波儀或聲發射儀器連接。

3.根據權利要求1或2所述的深部巖體綜合變孔徑測孔機器人，其特征在于：所述的外殼(20)內設置一個或多個傳感器(27)，該傳感器為定位傳感器。

4.根據權利要求3所述的深部巖體綜合變孔徑測孔機器人，其特征在于：所述的頭部水囊(16)和底部水囊(24)為材料相同、外徑相同的圓環形，外部直徑范圍是50mm～150mm。

5.根據權利要求4所述的深部巖體綜合變孔徑測孔機器人，其特征在于：所述的頭部水囊(16)和底部水囊(24)的外部直徑大于鉆孔直徑。