一种岩土工程围岩裂隙探测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种岩土工程围岩裂隙探测装置及方法，包括壳体、平移机构、四个定位器、多个测距装置以及驱动机构。壳体内固定有平移机构，平移机构带动移动件水平移动；四个定位器位于同一平面上，该平面与移动件的移动方向平行；其中三个定位器固定在壳体内，另一定位器固定在移动件上；一个测距装置固定在壳体上并且探测方向与移动件的移动方向平行；其余测距装置均固定在移动件的侧壁上并且探测方向均与移动件的移动方向垂直；壳体上固定有驱动机构；本发明专利技术提供的探测装置能进入到宽度较大的裂缝内部，并在裂隙内部自由移动到不同的位置，以不同的位置为探测点测量数据，通过测量的全部数据建立围岩裂隙三维坐标模型。的全部数据建立围岩裂隙三维坐标模型。的全部数据建立围岩裂隙三维坐标模型。

【技术实现步骤摘要】
一种岩土工程围岩裂隙探测装置及方法


[0001]本专利技术属于岩土工程
，特别涉及一种岩土工程围岩裂隙探测装置及方法。

技术介绍

[0002]裂隙是岩石受力后断开并沿断裂面无显著位移的断裂构造。裂隙按其成因分为原生和次生裂隙两类。前者是在成岩过程中形成，后者则是岩石成岩后遭受外力所成。按力的来源又分为非构造和构造两类裂隙。前者由外力地质作用而成，如风化、滑坡、坍塌等裂隙，它们常局限于地表，规模不大且分布不规则。后者则由构造作用形成，分布极广而有规律，延伸较长且深，可切穿不同岩层。裂隙对工程建设影响较大，特别是对隧道及地下工程的稳定性影响更大。
[0003]现有技术中虽然也有围岩裂隙探测装置，但是只能探测到裂隙的长度和局部裂隙的深度，而岩石在出现裂隙时通过表面观察只能观察到表面裂缝的长度和宽度，对于宽度很小的裂缝可采用超声波探测的方式探测到裂隙的深度。但是对于宽度较大的裂缝采样超声波探测的方式也仅仅只能探测到裂隙的深度，即通过探测到表面长度和深度只能确定裂隙的二维截面形状，而并不能探测清楚裂隙内部的各个位置的高度数据，也就不能确定整个裂隙断层内部的三维立体形状，而对裂隙断层全貌的掌握直接影响岩土工程后期加固施工的方式，所以对围岩裂隙断层全貌的掌握是至关重要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种岩土工程围岩裂隙探测装置，能进入到宽度较大的裂缝内，并在裂隙内部移动到不同的位置，以不同的位置为探测点探测围岩裂隙边沿点的坐标数据，通过测量的全部数据建立围岩裂隙三维坐标模型，实现对围岩裂隙断层全貌的掌握。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种岩土工程围岩裂隙探测装置，包括：
[0007]壳体；平移机构，固定在所述壳体内，平移机构包括移动件，所述移动件在平移机构的带动下在壳体内沿直线运动；
[0008]四个定位器，四个定位器位于同一平面上，该平面与所述移动件的移动方向平行；其中三个所述定位器固定在所述壳体内，另一定位器固定在所述移动件上；
[0009]多个测距装置，一个测距装置固定在所述壳体上，该测距装置的探测方向与所述移动件的移动方向平行；其余测距装置均固定在所述移动件的侧壁上，其余测距装置的探测方向均与所述移动件的移动方向垂直；所述壳体上与所述其余测距装置相对的位置均开设有允许测距装置测距时穿过的通槽；
[0010]驱动机构，固定在所述壳体上用于带动探测装置前进。
[0011]上述探测装置包括控制系统，控制系统包括：
[0012]数据接收模块，接收所述定位器的位置坐标数据，接收多个所述测距装置测量的
距离数据；
[0013]数据处理模块，确定三维坐标系的坐标原点，获取所述数据接收模块接收的数据并对数据进行处理；根据三个固定在壳体上的定位器的位置坐标数据确定一个平面，另一个固定在移动件上的定位器的位置坐标数据为探测点所在的位置坐标数据；根据测距装置测量的距离数据和所述探测点所在的位置坐标数据确定测距装置测量的围岩裂隙边沿上的点的位置坐标数据；
[0014]数据统计模块，将所述数据处理模块处理后所得的全部位置坐标数据绘制到同一三维坐标系中；
[0015]中央处理器，用于协调所述数据接收模块、所述数据处理模块以及所述数据统计模块的工作。
[0016]多个上述测距装置均为激光测距装置，激光测距装置的数量为五个，五个激光测距装置均与所述中央处理器连接，五个激光测距装置依次为前边沿测距装置、左边沿测距装置、右边沿测距装置、上边沿测距装置以及下边沿测距装置；
[0017]所述前边沿测距装置固定在所述壳体外侧前端，前边沿测距装置的激光发射方向与所述移动件的移动方向平行并向围岩裂隙前边沿发射激光测距；
[0018]所述左边沿测距装置固定在所述移动件的外侧壁，左边沿测距装置的激光发射方向垂直于所述移动件的移动方向并向围岩裂隙左边沿发射激光测距；
[0019]所述右边沿测距装置固定在所述移动件的外侧壁，右边沿测距装置的激光发射方向垂直于所述移动件的移动方向并向围岩裂隙右边沿发射激光测距；
[0020]所述上边沿测距装置固定在所述移动件的外侧壁，上边沿测距装置的激光发射方向垂直于所述移动件的移动方向并向围岩裂隙上边沿发射激光测距；
[0021]所述下边沿测距装置固定在所述移动件的外侧壁，下边沿测距装置的激光发射方向垂直于所述移动件的移动方向并向围岩裂隙下边沿发射激光测距。
[0022]上述平移机构包括：
[0023]螺杆，水平放置在所述壳体内，螺杆的左端通过轴承与壳体连接，螺杆的右端通过轴承与竖直固定在壳体内的挡板连接；
[0024]螺母，与所述螺杆螺纹连接；所述移动件套设在螺母外侧；所述左边沿测距装置、所述右边沿测距装置、所述上边沿测距装置以及所述下边沿测距装置均固定在移动件的侧壁上；所述移动件的侧壁还通过导向机构与所述壳体连接；
[0025]第一电机，固定在所述挡板上，其输出轴与所述螺杆右端固定连接；所述第一电机与所述中央处理器连接。
[0026]上述驱动机构包括两个驱动组件，每个驱动组件均包括：
[0027]驱动轴，横向贯穿所述壳体；
[0028]驱动轮，分别套设在所述驱动轴两侧；
[0029]从动齿轮，套设在所述驱动轴外侧；
[0030]主动齿轮，与所述从动齿轮啮合；
[0031]第二电机，其输出轴与所述主动齿轮的中心转轴连接；所述第二电机与所述中央处理器连接；
[0032]其中，一个驱动组件的驱动轴横向贯穿所述壳体前端，另一个驱动组件的驱动轴
横向贯穿所述壳体后端。
[0033]上述驱动轮包括圆盘和多个摩擦组件，多个摩擦组件绕圆盘中心周向均布，每个摩擦组件均包括：
[0034]杆体，一端与所述圆盘固定连接；
[0035]摩擦件，一端通过转轴与所述杆体另一端连接，摩擦件另一侧可拆卸连接有橡胶摩擦垫。
[0036]上述壳体前端固定有掘进机构，掘进机构包括固定在所述壳体前端的第三电机，第三电机的输出轴与螺旋钻头连接，第三电机的外侧套设有外壳体，外壳体固定在所述壳体前端；所述第三电机与所述中央处理器连接。
[0037]上述壳体上固定有用于开关上述通槽的开关组件，所述开关组件包括：
[0038]两个滑槽，分别开设在壳体与通槽相对位置的左右两侧；
[0039]两个滑动板，分别与两个所述滑槽滑动连接；
[0040]两个电磁铁，分别固定在两个所述滑动板相对的一侧；所述两个电磁铁均与所述中央处理器连接。
[0041]上述壳体为圆筒形，壳体上端固定有定位机构，所述定位机构包括电动推杆，电动推杆固定在所述壳体上开设的凹槽内，电动推杆的伸缩端与定位板连接，定位板上固定有用于与围岩裂隙内壁接触的柔性橡胶垫连接；所述电动推杆与所述中央处理器连接。
[0042]一种岩土工程围岩裂隙探测方法，包括如下步骤：
[0043]将探测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩土工程围岩裂隙探测装置，其特征在于，包括；壳体(1)；平移机构，固定在所述壳体(1)内，平移机构包括移动件(2)，所述移动件(2)在平移机构的带动下在壳体(1)内沿直线运动；四个定位器(3)，四个定位器(3)位于同一平面上，该平面与所述移动件(2)的移动方向平行；其中三个所述定位器(3)固定在所述壳体(1)内，另一定位器(3)固定在所述移动件(2)上；多个测距装置，一个测距装置固定在所述壳体(1)上，该测距装置的探测方向与所述移动件(2)的移动方向平行；其余测距装置均固定在所述移动件(2)的侧壁上，其余测距装置的探测方向均与所述移动件(2)的移动方向垂直；所述壳体(1)上与所述其余测距装置相对的位置均开设有允许测距装置测距时穿过的通槽(4)；驱动机构，固定在所述壳体(1)上用于带动探测装置前进。2.如权利要求1所述的一种岩土工程围岩裂隙探测装置，其特征在于，所述探测装置包括控制系统，控制系统包括：数据接收模块，接收所述定位器(3)的位置坐标数据，接收多个所述测距装置测量的距离数据；数据处理模块，确定三维坐标系的坐标原点，获取所述数据接收模块接收的数据并对数据进行处理；根据三个固定在壳体(1)上的定位器(3)的位置坐标数据确定一个平面，另一个固定在移动件(2)上的定位器(3)的位置坐标数据为探测点所在的位置坐标数据；根据测距装置测量的距离数据和所述探测点所在的位置坐标数据确定测距装置测量的围岩裂隙边沿上的点的位置坐标数据；数据统计模块，将所述数据处理模块处理后所得的全部位置坐标数据绘制到同一三维坐标系中；中央处理器，用于协调所述数据接收模块、所述数据处理模块以及所述数据统计模块的工作。3.如权利要求2所述的一种岩土工程围岩裂隙探测装置，其特征在于，多个所述测距装置均为激光测距装置，激光测距装置的数量为五个，五个激光测距装置均与所述中央处理器连接，五个激光测距装置依次为前边沿测距装置(5)、左边沿测距装置(6)、右边沿测距装置(7)、上边沿测距装置(8)以及下边沿测距装置(9)；所述前边沿测距装置(5)固定在所述壳体(1)外侧前端，前边沿测距装置(5)的激光发射方向与所述移动件(2)的移动方向平行并向围岩裂隙前边沿发射激光测距；所述左边沿测距装置(6)固定在所述移动件(2)的外侧壁，左边沿测距装置(6)的激光发射方向垂直于所述移动件(2)的移动方向并向围岩裂隙左边沿发射激光测距；所述右边沿测距装置(7)固定在所述移动件(2)的外侧壁，右边沿测距装置(7)的激光发射方向垂直于所述移动件(2)的移动方向并向围岩裂隙右边沿发射激光测距；所述上边沿测距装置(8)固定在所述移动件(2)的外侧壁，上边沿测距装置(8)的激光发射方向垂直于所述移动件(2)的移动方向并向围岩裂隙上边沿发射激光测距；所述下边沿测距装置(9)固定在所述移动件(2)的外侧壁，下边沿测距装置(9)的激光发射方向垂直于所述移动件(2)的移动方向并向围岩裂隙下边沿发射激光测距。
4.如权利要求3所述的一种岩土工程围岩裂隙探测装置，其特征在于，所述平移机构包括：螺杆(10)，水平放置在所述壳体(1)内，螺杆(10)的左端通过轴承与壳体(1)连接，螺杆(10)的右端通过轴承与竖直固定在壳体(1)内的挡板(12)连接；螺母(11)，与所述螺杆(10)螺纹连接；所述移动件(2)套设在螺母(11)外侧；所述左边沿测距装置(6)、所述右边沿测距装置(7)、所述上边沿测距装置(8)以及所述下边沿测距装置(9)均固定在移动件(2)的侧壁上；所述移动件(2)的侧壁还通过导向机构与所述壳体(1)连接；第一电机(13)，固定在所述挡板(12)上，其输出轴与所述螺杆(10)右端固定连接；所述第一电机(13)与所述中央处理器连接。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云，刘广进，佟海，高海军，
申请(专利权)人：山西云泉岩土工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：