[發明專利]隧道隱伏溶洞空間探測設備及探測方法

有效

• 申請號: 201710514822.5
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107246864B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 李術才;林鵬;許振浩;潘東東;王欣桐;高斌;何樹江
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01C7/06
• 分類號: G01C7/06
• 代理公司: 37221 濟南圣達知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙敏玲

1.一種隧道隱伏溶洞空間探測設備，其特征在于，包括自動調節激光測距儀、連接桿、定向調平儀和控制裝置；

所述自動調節激光測距儀，可以測量出溶洞邊界節點相對激光測距儀中心的空間坐標位置；

所述連接桿，一端與自動調節激光測距儀連接，另一端與定向調平儀相連；

所述定向調平儀，用于測量探測設備的走向和傾角；

所述控制裝置，用于控制自動調節激光測距儀環向轉動、縱向轉動和進行激光測距，并記錄測量數據；根據探測設備傾角、走向和長度，利用三角幾何關系計算激光測距儀中心的空間坐標位置；

所述的自動調節激光測距儀，包括環向旋轉機構、縱向旋轉機構和激光測距儀；所述的環向旋轉機構可實現激光測距儀的環向旋轉，并記錄環向旋轉角度；縱向旋轉機構可實現激光測距儀的縱向旋轉，并記錄縱向旋轉角度；激光測距儀可測量溶洞邊界節點距激光測距儀中心的距離；

所述的連接桿的外面套裝有一個保護套管；用于在設備插入鉆孔時保護自動調節激光測距儀，保護套管包裹著連接桿，允許連接桿前后滑動和轉動。

2.如權利要求1所述的一種隧道隱伏溶洞空間探測設備，其特征在于，所述的定向調平儀由底盤、轉動軸、水準器、磁針、方位角刻度盤、傾斜水準器、傾角指針和傾角刻度盤組成；所述的底盤與連接桿通過轉動軸連接，底盤可繞轉動軸轉動；所述的方位角刻度盤水平的鑲嵌在所述的底盤上，且方位角刻度盤上安裝有磁針，磁針和方位角刻度盤可以測量探測設備的走向；所述的水準器安裝在底盤上，用來判定定向調平儀是否水平；所述的傾角刻度盤安裝在底盤的一側，傾角指針安裝在所述的旋轉軸上，隨著所述的旋轉軸旋轉；傾斜水準器設置在傾角指針上，調節傾斜水準器，通過傾角指針和傾角刻度盤測得探測設備的傾角。

3.如權利要求1所述的一種隧道隱伏溶洞空間探測設備，其特征在于，所述的控制裝置安裝在定向調平儀的后端。

4.如權利要求1所述的一種隧道隱伏溶洞空間探測設備，其特征在于，所述的控制裝置內設有數據存儲裝置和USB數據讀取接口，用于存儲數據。

5.利用權利要求1-4任一所述的隧道隱伏溶洞空間探測設備進行探測的方法，其特征在于，包括以下幾步：

1)進行鉆孔至隱伏溶洞，將探測設備通過鉆孔插入隱伏溶洞，插入過程保持保護套管套住自動調節激光測距儀，防止自動調節激光測距儀在插入隱伏溶洞時受到破壞；

2)將保護套管退出，顯露出自動調節激光測距儀；

3)通過旋轉連接桿和轉動底盤，調節定向調平儀的水平，當水準泡居中時表示定向調平儀達到水平狀態；調節傾斜水準器，使傾斜水準泡居中，此時通過傾角指針和傾角刻度盤讀取探測設備傾角；通過磁針和方位角刻度盤讀取探測設備走向；根據探測設備傾角、走向和長度，利用三角幾何關系計算激光測距儀中心的空間坐標位置；

4)通過控制裝置控制激光測距儀測量溶洞邊界節點的距離，通過控制環向旋轉機構和縱向旋轉機構改變待測量溶洞邊界節點的位置，并記錄該位置的相對角度，通過三角幾何關系計算每個溶洞邊界節點的坐標位置；

5)測量結束后，將保護套管重新套住自動調節激光測距儀，將探測設備收回，通過USB接口將數據信息導出，進行處理，繪制隱伏溶洞三維圖。