[發明專利]巖體結構自動化探測裝備

在審

• 申請號: 201911421781.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111076061A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 李術才;秦承帥;劉洪亮;石少帥;孫子正;胡杰;范宏運;崔蘭玉;周申;楊光宇
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F16M11/42
• 分類號: F16M11/42;G01V8/10;G01D21/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

1.巖體結構自動化探測裝備，其特征在于，包括：

車架本體，所述車架本體上設置有驅動模塊、速度調配模塊和數據采集模塊，所述驅動模塊、速度調配模塊和數據采集模塊均與中央處理器相連；

所述速度調配模塊，包括可形成全景紅外感知網絡的紅外測距傳感器，所述紅外測距傳感器用于感應環繞車架本體周圍相對預設水平面的地勢高度以及相對于車架本體的距離并一起傳送至中央處理器；所述中央處理器用于根據接收到的相對預設水平面的地勢高度以及相對于車架本體的距離，劃分當前區域危險等級，進而控制驅動模塊運行來調配行進速度，實現智能行進；

所述數據采集模塊，包括可開合的密封機艙，所述機艙內設置有三維激光掃描設備，所述三維激光掃描設備與舉升機構相連，所述舉升機構與中央處理器相連，所述中央處理器用于控制舉升機構動作來實現三維激光掃描設備的升降。

2.如權利要求1所述的巖體結構自動化探測裝備，其特征在于，所述車架本體底部設置有底盤車架，所述底盤車架兩側分別設置有履帶式底盤；所述履帶式底盤包括獨立承載式底盤懸架，所述獨立承載式底盤懸架為克里斯+蒂瑪蒂結構。

3.如權利要求1所述的巖體結構自動化探測裝備，其特征在于，所述驅動模塊由驅動電機、蝸輪蝸桿減速機和鏈輪傳動組成，所述中央處理器用于利用S形加速曲線算法驅動電機帶動蝸輪蝸桿減速機運動，動蝸輪蝸桿減速機通過鏈輪傳動帶動履帶式底盤運動，實現巖體結構自動化探測裝備的前進、后退及轉向運動。

4.如權利要求1所述的巖體結構自動化探測裝備，其特征在于，所述主動避障模塊包括若干個超聲傳感器，這些超聲傳感器環繞車架本體周圍，可感知車架本體預設距離范圍內高度超過預設高度閾值的障礙物，并實時傳輸障礙物的位置信息至中央處理器，由中央處理器輸出報警信息及向驅動模塊輸出自動剎車指令。

5.如權利要求1所述的巖體結構自動化探測裝備，其特征在于，所述密封機艙包括機艙本體，所述機艙本體上設置有艙門蓋，所述機艙本體與艙門蓋邊緣處加裝有密封裝置，用以保證密封機艙的氣密性。

6.如權利要求5所述的巖體結構自動化探測裝備，其特征在于，所述艙門蓋分為左右兩扇，內部設置有加強筋以增加抗碰撞強度；所述艙門蓋還設置有導流槽，用以在閉合時防止施工隧道內滴水侵入車身內部；

或

所述密封機艙內設置有減震保護層。

7.如權利要求1所述的巖體結構自動化探測裝備，其特征在于，所述舉升機構包括：

舉升底座，所述舉升底座上安裝有導軌，所述導軌上設置有滑塊，所述滑塊與升降桿，所述升降桿上安裝有三維激光掃描設備，所述滑塊上安裝有滾珠絲桿，所述滾珠絲桿的另一端還與支撐臂鉸接連接，所述滾珠絲桿與步進電機相連。

8.如權利要求1所述的巖體結構自動化探測裝備，其特征在于，所述數據采集模塊，還包括：

影像獲取設備，其搭載于所述三維激光掃描設備上，采用自動調整的三級曝光模式，根據光線強度自動調整白平衡；

影像獲取設備與三維激光掃描設備的相對坐標中心重合，經過旋轉獲取的全景影像像素點坐標無需平移、旋轉變換，直接匹配于三維激光點云坐標。

9.如權利要求1所述的巖體結構自動化探測裝備，其特征在于，所述數據采集模塊，還包括：

光照補償模塊，所述光照補償模塊包括LED燈板和閃射燈，所述閃射燈環繞設置在車架本體上；所述LED燈板與轉動機構相連，所述轉動機構與中央處理器相連。

10.如權利要求1所述的巖體結構自動化探測裝備，其特征在于，所述數據采集模塊，還包括：

自動平衡模塊，所述自動平衡模塊安裝在三維激光掃描設備的安裝平臺上；

所述自動平衡模塊由三維陀螺儀、X軸調平機構、Y軸調平機構組成；

所述三維陀螺儀用于檢測三維激光掃描設備當前的位置并傳送至中央處理器，所述中央處理器用于對接收的三維激光掃描設備當前的位置經過卡爾曼濾波后計算需調整的角度，換算對應角度值后分別控制X軸調平機構和Y軸調平機構，使得三維激光掃描設備的安裝平臺穩定。