一种自行式地应力测试用空芯包体安装装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种自行式地应力测试用空芯包体安装装置，其中安装装置采用两段式钢筒结构，每段钢筒设置限位器用于分别固定每段钢筒，同时每段钢筒内设轴向向推进器，控制器控制轴向推进器与限位器彼此配合将空芯包体送入小孔实现安装过程，同时使用者通过显示器观察方位角度，并控制调位器调节空芯包体方位以对准小孔，能轻松调整空芯包体相对小孔的位置。应用本实用新型专利技术的安装装置在地应力测试时对测孔的深度几乎无限制，安装过程自动化程度高，一次成功率高，操作简便。

A Self-propelled Installation Device for Hollow Inclusion for in-situ Stress Testing

The utility model proposes a self-propelled installation device for hollow inclusion for in-situ stress testing, in which the installation device adopts a two-stage steel cylinder structure, each section of the steel cylinder is equipped with a limiter to fix each section of the steel cylinder separately, while each section of the steel cylinder is equipped with an axial propeller, and the controller controls the cooperation of the axial propeller and the limiter to feed the hollow inclusion into a small hole to realize the installation process, and at the same time, to make the hollow inclusion fit into the The user observes the azimuth angle through the display and controls the adjuster to adjust the azimuth of the hollow inclusion to align the holes, which can easily adjust the position of the hollow inclusion relative to the holes. The installation device of the utility model has the advantages of almost unlimited depth of the measuring hole during in-situ stress testing, high automation in the installation process, high success rate at one time and simple operation.

【技术实现步骤摘要】
一种自行式地应力测试用空芯包体安装装置
本技术涉及岩体地应力测试
，更具体地，涉及一种自行式地应力测试用空芯包体安装装置。
技术介绍
地应力测试是工程岩体稳定性分析及工程设计的重要参数。目前，地应力测试使用较广的方法是套孔应力解除法。而采用套孔应力解除法需要钻很深的套孔，其深度一般要超过隧道最大跨度的2倍。因此对于隧道，其跨度一般都有5—6m，则套孔的深度至少要超过10m；对于更大跨度的隧道或硐室，套孔的深度则更大。对于这种很深的套孔，在其底部小孔内安装空芯包体比较困难。其主要原因有：①套孔较深，安装长杆长，导致包体安装时推送安装长杆需要很大的力量，增大安装难度；②套孔所在岩层并非均匀一致，导致套孔孔壁并非都是均匀光滑，中间肯定存在凹陷之处，这对包体安装时推送安装长杆有很大的阻力；③由于套孔过深，则很难通过安装杆来改变包体于小孔的相对位置，导致包体入孔困难。实际测试中由于这些原因导致空芯包体安装常常不能一次到位，使得安装过程反复，测试成本增加，测试难度大。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对现有技术不足和缺陷，提供一种自行式地应力测试用空芯包体安装装置。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种自行式地应力测试用空芯包体安装装置，包括第一钢筒、第二钢筒、后端控制器；其中第一钢筒内设小套筒、调位器、第一轴向推进器，所述小套筒前端设有限位卡口用于固定空芯包体的定位销，所述调位器固定于第一钢筒头部用于调节空芯包体导向杆方位，所述第一轴向推进器固定于第一钢筒尾部且第一轴向推进器包括第一活塞杆，所述第一活塞杆顶端与小套筒后端连接用于推动小套筒向第一钢筒头部方向移动使得与小套筒前端固定的空芯包体进入小孔；第二钢筒位于第一钢筒后方，内设第二轴向推进器，所述第二轴向推进器包括第二活塞杆，所述第二活塞杆顶端与第一轴向推进器后端连接用于推动第一钢筒往孔内移动使得与小套筒固定的空芯包体进入大孔；第一钢筒侧表面设置第一限位器、第二钢筒侧表面设置第二限位器；所述后端控制器通过通讯电缆分别连接并控制调位器、第一轴向推进器以及第二轴向推进器移动，后端控制器通过通讯电缆分别连接并控制第一限位器、第二限位器固定于孔壁上。进一步地，第一轴向推进器与第二轴向推进器为液压缸，包括油缸、油泵、缸筒、活塞杆，活塞杆设于缸筒内腔，油泵通过三位四通电磁阀连接至输油管路，后端控制器通过通讯电缆控制油泵开关、三位四通电磁阀通电以控制液压油流向与流量。更进一步地，活塞杆部分设置位移传感器，当位移传感器检测活塞杆移动至最大位移位置，反馈报警信号。进一步地，调位器包括与钢筒内壁连接的两支伸缩杆，其中一支伸缩杆径向水平设置，一支伸缩杆径向竖直设置，后端控制器控制伸缩杆收缩或者弹出，用于微调空芯包体导向头方位以对准小孔轴心。进一步地，第一限位器与第二限位器均包括环绕钢筒的三支伸缩杆组成，每支伸缩杆之间间隔120°，后端控制器通过通讯电缆分别连接第一限位器、第二限位器，用于控制第一限位器、第二限位器的伸缩杆弹出卡住孔壁以实现固定一钢筒或者第二钢筒。更进一步地，每支所述的伸缩杆伸出极限位置高于滚轮外表面10mm，缩回极限位置低于滚轮外表面5mm。更进一步地，每支所述的伸缩杆顶部设置位移传感器，当伸缩杆位移超出最大值时发出报警信号。进一步地，第一钢筒侧表面与第二钢筒侧表面分别设置多对滚轮。进一步地，所述后端控制器的面板包括多个按键用于指令第一钢筒、第二钢筒、第一限位器、第二限位器、调位器执行动作。进一步地，还包括后端显示单元，第一钢筒前端设置摄像头、中部设置电子罗盘，摄像头、电子罗盘分别通过通讯电缆连接至后端显示单元。本技术的有益效果：一、安装装置采用两段式钢筒结构，每段钢筒设置限位器用于分别固定每段钢筒，同时每段钢筒内设轴向向推进器，控制器控制轴向推进器与限位器彼此配合将空芯包体送入小孔实现安装过程，在地应力测试时对测孔的深度几乎无限制，安装过程自动化程度高；二、设置调位器、电子罗盘、摄像头，使用者通过显示器观察方位角度，并控制调位器调节空芯包体方位以对准小孔，能轻松调整空芯包体相对小孔的位置，方便实现空芯包体的安装，一次成功率高，操作简便。附图说明图1为空芯包体安装装置的结构示意图。图2为空芯包体安装示意图。图3为安装装置沿图1中A-A剖视图。图4为安装装置沿图1中B-B剖视图。图5为安装装置沿图1中C-C剖视图。图6为安装装置沿图1中D-D剖视图。图7为安装装置沿图1中E-E剖视图。图8为安装装置沿图1中F-F剖视图。图9为安装装置中控制器操作面板平面图。图10为安装装置中推进器结构示意图。图11为安装装置中推进器的电磁控制阀三种状态。图中：1、5-钢筒，2、2′、2〞-滚轮，3、3′-限位器，4、6-轴向推进器，7-空芯包体后端小套筒连接螺栓，8-空芯包体后端小套筒，9-空芯包体后端小套筒限位卡口，10-调位器，11、15、22、30、36-导线，12-摄像头，13-电子罗盘，14-控制器，16-显示器，17-定向销，18-空芯包体，19-大孔，20-导向杆，21-小孔，23-油缸，24-无杆腔，25-推进器活塞杆，26-有杆腔，27-连接板，28、29、33、34-油管，32、三位四通阀，35-油泵。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术作进一步的说明。一种自行式地应力测试用空芯包体安装装置，如图1所示，包括钢筒1、钢筒5、控制器14、显示器16。钢筒1位于钢筒5后方，钢筒1内设轴向推进器4，钢筒1侧表面设有滚轮2以及限位器3。钢筒5前端安装摄像头12、调位器10，中间位置装有电子罗盘13、小套筒8，后端安装轴向推进器6，钢筒5侧表面设有多对滚轮2′与2〞以及限位器3′。控制器14通过线路连接调位器10、轴向推进器4、轴向推进器6、限位器3、限位器3′，显示器16通过线路连接摄像头12、电子罗盘13。其中钢筒5内的调位器如图7所示包括两支伸缩杆，其中一支伸缩杆径向水平设置，一支伸缩杆径向竖直设置，控制器14可以控制伸缩杆收缩或者伸长，用于固定并微调空芯包体导向杆方位以对准小孔轴心。当需要调整空芯包体导向杆方位时，使用者可以通过显示设备观察安装装置内部电子罗盘所反馈的当前方位，通过控制器控制调位器的伸缩杆动作微调导向杆角度实现对准功能。本实施例中调位器中伸缩杆能够伸长的极限位置距中点5cm。钢筒5内的小套筒8前端设有有限位卡口用于固定空芯包体的定位销，轴向推进器6的活塞杆顶端通过连接板与小套筒8后端固定。当需要将空芯包体送入小孔时，控制器控制轴向推进器6工作，活塞杆移动可以推动小套筒移动，即可以使得与小套筒连接的空芯包体移动。钢筒1内设的轴向推进器4的活塞杆顶端通过连接板与钢筒5的后端固定。当需要将空芯包体在大孔内移动时，控制器控制轴向推进器4工作，活塞杆移动可以钢筒5移动，即可以使得钢筒5内的空芯包体移动。本实施例中轴向推进器4、6为液压缸结构，如图10所示，包括油缸23、油泵35、缸筒、活塞杆25，活塞杆设于缸筒内腔，将缸筒分为有杆腔26、无杆腔14，油泵35通过三位四通电磁阀32连接至输油管路28、29，控制器14通过通讯电缆控制油泵36开关、三位四通电磁阀32通电情况以控制液压油流向如图11所示，以及流量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自行式地应力测试用空芯包体安装装置，其特征在于，包括第一钢筒、第二钢筒、后端控制器；第一钢筒内设小套筒、调位器、第一轴向推进器，所述小套筒前端设有限位卡口用于固定空芯包体的定位销，所述调位器固定于第一钢筒头部用于调节空芯包体导向杆方位，所述第一轴向推进器固定于第一钢筒尾部且第一轴向推进器包括第一活塞杆，所述第一活塞杆顶端与小套筒后端连接用于推动小套筒向第一钢筒头部方向移动使得与小套筒前端固定的空芯包体进入小孔；第二钢筒位于第一钢筒后方，内设第二轴向推进器，所述第二轴向推进器包括第二活塞杆，所述第二活塞杆顶端与第一钢筒后端连接用于推动第一钢筒往孔内移动使得与小套筒固定的空芯包体进入大孔；第一钢筒侧表面设置第一限位器、第二钢筒侧表面设置第二限位器；所述后端控制器通过通讯电缆分别连接并控制调位器、第一轴向推进器以及第二轴向推进器移动，后端控制器通过通讯电缆分别连接并控制第一限位器、第二限位器固定于孔壁上。

【技术特征摘要】
1.一种自行式地应力测试用空芯包体安装装置，其特征在于，包括第一钢筒、第二钢筒、后端控制器；第一钢筒内设小套筒、调位器、第一轴向推进器，所述小套筒前端设有限位卡口用于固定空芯包体的定位销，所述调位器固定于第一钢筒头部用于调节空芯包体导向杆方位，所述第一轴向推进器固定于第一钢筒尾部且第一轴向推进器包括第一活塞杆，所述第一活塞杆顶端与小套筒后端连接用于推动小套筒向第一钢筒头部方向移动使得与小套筒前端固定的空芯包体进入小孔；第二钢筒位于第一钢筒后方，内设第二轴向推进器，所述第二轴向推进器包括第二活塞杆，所述第二活塞杆顶端与第一钢筒后端连接用于推动第一钢筒往孔内移动使得与小套筒固定的空芯包体进入大孔；第一钢筒侧表面设置第一限位器、第二钢筒侧表面设置第二限位器；所述后端控制器通过通讯电缆分别连接并控制调位器、第一轴向推进器以及第二轴向推进器移动，后端控制器通过通讯电缆分别连接并控制第一限位器、第二限位器固定于孔壁上。2.根据权利要求1所述的一种自行式地应力测试用空芯包体安装装置，其特征在于，第一轴向推进器与第二轴向推进器为液压缸，包括油缸、油泵、缸筒、活塞杆，活塞杆设于缸筒内腔，油泵通过三位四通电磁阀连接至输油管路，后端控制器通过通讯电缆控制油泵开关、三位四通电磁阀通电以控制液压油流向与流量。3.根据权利要求2所述的一种自行式地应力测试用空芯包体安装装置，其特征在于，活塞杆部分设置位移传感器，当位移传感器检测活塞杆移动至最大位移位置，反馈报警信号。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶洲元，周志华，祝方才，赵伏军，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43