[發(fā)明專利]一種基于孔中爬行機器人的快速脫纜裝置及方法

有效

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• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113187557B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆文超;李萍;陳彥宇;王云宏;汲方林;王博;叢琳;田小超
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F17/00;E21F17/06
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 趙中霞

本發(fā)明公開一種基于孔中爬行機器人的快速脫纜裝置及方法，包括孔中爬行機器人、傳感器線纜、快速脫纜裝置；快速脫纜裝置在孔中爬行機器人的最前端，傳感器線纜與快速脫纜裝置最前端連接；快速脫纜裝置包括可伸縮連桿、設(shè)在可伸縮連桿前部的可回收卡爪機構(gòu)、套在可伸縮連桿上的固定套筒、套在固定套筒上的螺紋套筒、設(shè)在螺紋套筒后端且與螺紋套筒內(nèi)壁螺紋連接的絲杠以及套在螺紋套筒外的外殼且外殼前端與固定套筒前端固定連接。本發(fā)明能實現(xiàn)將傳感器線纜推送至孔內(nèi)指定位置并快速脫纜，操作簡單、方便靈活、與煤壁的接觸度好、可靠性高、方便回收、施工成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于孔內(nèi)物探監(jiān)測的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于孔中爬行機器人的快速脫纜裝置及方法。

背景技術(shù)

孔內(nèi)物探的監(jiān)測手段在煤礦井下應(yīng)用逐漸增多，常用的孔內(nèi)監(jiān)測傳感器光纖類的居多，主要原因是光纖傳感器是無源的在煤礦井下使用安全系數(shù)高，目前基于爬行傳感機器人的推送方式應(yīng)運而生，成為深孔推送工具的主力軍，長時間監(jiān)測的線纜類的傳感器還未有過嘗試，主要原因是線纜類的傳感器會在機器人出孔過程中出現(xiàn)纏繞拖拽出孔的情況，又不能將成本較高的爬行機器人長時間放置在孔內(nèi)增加施工材料成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種基于孔中爬行機器人的快速脫纜裝置及方法，其具有操作簡單、方便靈活、與煤壁的接觸度好、可靠性高、方便回收、施工成本低等特點。

為達到上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：

一種快速脫纜裝置，包括可伸縮連桿、設(shè)在可伸縮連桿前部的可回收卡爪機構(gòu)、套在可伸縮連桿上的固定套筒、套在固定套筒上的螺紋套筒、設(shè)在螺紋套筒后端且與螺紋套筒內(nèi)壁螺紋連接的絲杠以及套在螺紋套筒外的外殼且外殼前端與固定套筒前端固定連接；

所述可伸縮連桿包括依次相連的后部桿、伸縮部和前部桿，在伸縮部上套有彈簧，在前部桿上套有移動環(huán)且移動環(huán)連接所述可回收卡爪機構(gòu)；在移動環(huán)上設(shè)有第一半圓槽，后部桿上設(shè)有第二半圓槽；在固定套筒上設(shè)有與第一半圓槽相對的第一通孔以及與第二半圓槽相對的第二通孔，在第一通孔與第一半圓槽內(nèi)設(shè)有第一滾珠，在第二通孔與第二半圓槽內(nèi)設(shè)有第二滾珠；在螺紋套筒前部設(shè)有靠近第一通孔的第一環(huán)形槽且第一環(huán)形槽位于第一通孔前方，在螺紋套筒上還設(shè)有靠近第二通孔的第二環(huán)形槽且第二環(huán)形槽位于第二通孔前方；

螺紋套筒能在絲杠作用下軸向移動，當(dāng)螺紋套筒初始狀態(tài)時，彈簧壓縮，可回收卡爪機構(gòu)處于回收狀態(tài)；當(dāng)螺紋套筒軸向后移時，第一環(huán)形槽先對準(zhǔn)第一通孔使第一滾珠不再對移動環(huán)軸向限位，彈簧推動伸縮部伸長同時推動移動環(huán)軸向移動使可回收卡爪機構(gòu)打開；當(dāng)螺紋套筒繼續(xù)軸向后移時，第二環(huán)形槽對準(zhǔn)第二通孔使第二滾珠不再對后部桿軸向限位，可回收卡爪機構(gòu)支撐孔壁帶動其連接的傳感器線纜留在鉆孔內(nèi)實現(xiàn)快速脫纜。

本發(fā)明還包括如下技術(shù)特征：

具體的，所述外殼內(nèi)壁設(shè)有軸向布設(shè)的第一限位傳感器和第二限位傳感器，且在螺紋套筒沒有軸向后移時，第一限位傳感器與螺紋套筒后端的軸向距離等于第一環(huán)形槽與第一通孔間的軸向距離，第二限位傳感器與螺紋套筒后端的軸向距離等于第二環(huán)形槽與第二通孔間的軸向距離。

具體的，所述固定套筒內(nèi)壁設(shè)有第三限位傳感器，螺紋套筒內(nèi)壁設(shè)有第四限位傳感器，且在螺紋套筒沒有軸向后移時，第三限位傳感器與移動環(huán)前端對齊，第四限位傳感器與后部桿后端對齊。

具體的，所述可回收卡爪機構(gòu)包括連桿、撐桿和設(shè)在前部桿前端的固定塊；所述連桿兩端分別與移動環(huán)和撐桿中部鉸接，撐桿端部與固定塊鉸接；當(dāng)移動環(huán)軸向前移時，連桿能推動撐桿打開以支撐在孔壁上；所述連桿有多個且沿移動環(huán)周向均布，對應(yīng)的撐桿也有多個且與連桿一一對應(yīng)。

具體的，所述固定塊上能連接傳感器線纜；所述外殼前端設(shè)有多個放置槽，當(dāng)可回收卡爪機構(gòu)處于回收狀態(tài)時，撐桿端部能放置于放置槽內(nèi)。