一种智能爆破岩体强度测定机器人及测定方法技术

本发明专利技术提供一种智能爆破岩体强度测定机器人及测定方法，属于智能爆破测定设备技术领域。本发明专利技术通过深度测定模块和强度测定模块等设计，解决了现有技术中矿山等野外工地爆破智能化程度不高和操作者根据经验或钻杆设备等反馈的参数信息计算得到的岩石强度数值不够精确的问题。本机器人包括深度测定模块、强度测定模块、测定数据处理模块和测定行走模块，所述强度测量部件安装在所述测定行走模块的端部，所述强度测定模块包括强度测量部件、升降部件和旋转部件，所述升降部件驱动所述强度测量部件在所述测定行走模块的上表面和炮孔的底部之间升降，所述强度测量部件包括强度测量端，所述旋转部件驱动所述强度测量端沿炮孔内壁的周向转动。内壁的周向转动。内壁的周向转动。

【技术实现步骤摘要】
一种智能爆破岩体强度测定机器人及测定方法


[0001]本专利技术属于智能爆破测定设备
，特别是涉及一种智能爆破岩体强度测定机器人及测定方法。

技术介绍

[0002]爆破是利用炸药在空气、水、土石介质或物体中爆炸所产生的压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用，达到预期目的的一门技术。包括药包或装药在土石介质或结构物中爆炸时，使土石介质或结构物产生压缩、变形、破坏、松散和抛掷的现象，主要用于土石方工程，以及金属建筑物和构筑物的拆除等。在露天爆破的工地，例如矿山之类的爆破现场，会在爆破区域进行布孔、炮孔钻孔、炸药装填、炮孔回填和爆破警戒等工作。
[0003]近些年，智能爆破开始逐渐应用到露天爆破的工地，所谓智能爆破，即是在露天钻凿炮孔的时候，通过操作者的经验和钻杆等设备反馈的参数信息，得到不同位置岩土的大概强度，对于不同强度岩土爆破区域的炮孔，装填不同密度的炸药，即给强度高的岩土区域装填密度大的炸药，给强度低的岩土区域装填密度小的炸药，保证难爆破高强度的岩石能被炸碎，低强度的岩石区域也能节约炸药使用量。
[0004]目前常见的智能爆破装药前的工艺流程包括工人使用测量杆测量炮孔的深度，根据钻孔时记录的岩土强度数据，计算好装药量，然后再向炮孔中装药即投放药包，这套工艺流程人力使用较多，存在施工危险性，智能化程度有待提高，同时根据操作者的经验和钻杆等设备反馈的参数信息计算得到的岩土强度是一个大概数值，不够精确。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种智能爆破岩体强度测定机器人及测定方法，用于解决现有技术中智能化程度不高和操作者根据经验和钻杆等设备反馈的参数信息计算得到的岩土强度数值不够精确的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种智能爆破岩体强度测定机器人，包括深度测定模块、强度测定模块、测定数据处理模块和测定行走模块，所述深度测定模块、所述强度测定模块和所述测定数据处理模块安装在所述测定行走模块上；所述强度测量模块安装在所述测定行走模块的端部，所述强度测定模块包括强度测量部件、升降部件和旋转部件，所述升降部件驱动所述强度测量部件在所述测定行走模块的上表面和炮孔的底部之间升降，所述强度测量部件包括强度测量端，所述旋转部件驱动所述强度测量端沿炮孔内壁的周向转动。
[0006]可选的，所述升降部件包括伸缩杆，所述伸缩杆包括固定端和伸缩端；所述伸缩杆的固定端安装在所述测定行走模块上，所述伸缩杆的伸缩端和所述强度测量部件连接。
[0007]可选的，所述旋转部件包括连接块、旋转杆和旋转动力件；所述伸缩杆的固定端固定安装在所述测定行走模块的上表面上，所述伸缩杆的伸
缩端和所述连接块的一端固定连接，所述连接块的另一端和所述旋转杆的一端转动连接且转动轴线垂直于所述测定行走模块的上表面，并在垂直于测定行走模块上表面的方向上相限定，所述强度测量部件固定安装在所述旋转杆的另一端，所述旋转动力件驱动所述旋转杆转动。
[0008]可选的，所述旋转部件还包括主动带轮、从动带轮和传动带，所述传动带环绕所述主动带轮和所述从动带轮的外壁，所述旋转杆穿过所述从动带轮的中心且和所述从动带轮键连接，所述旋转动力件驱动所述主动带轮转动，并通过所述传动带带动所述从动带轮转动，所述从动带轮转动带动所述旋转杆转动。
[0009]可选的，所述强度测量部件包括强度仪、无杆气缸和第一摄像头；所述无杆气缸固定安装在所述旋转杆的另一端，所述强度仪安装在所述无杆气缸上，所述强度测量端设置在所述强度仪上，所述无杆气缸驱动所述强度测量端沿炮孔的径向移动；所述第一摄像头固定安装在所述旋转杆上且位于所述强度仪的上方。
[0010]可选的，所述强度测定模块还包括位移部件，所述位移部件安装在所述测定行走模块上；所述位移部件包括位移动力件、位移滑轨和位移安装板，所述位移安装板滑动安装在所述位移滑轨上，所述位移动力件驱动所述位移安装板在所述位移滑轨上滑动；所述升降部件、所述旋转部件和所述强度测量部件安装在所述位移安装板上，所述位移安装板上开设有下降槽，所述强度测量部件通过所述下降槽从所述测定行走模块的上表面上下降到炮孔内。
[0011]可选的，所述深度测定模块安装在所述测定行走模块的端部，所述深度测定模块包括测量绳、下沉块、卷绳轮、卷绳动力件和第二摄像头，所述下沉块底部安装有接触传感器；所述测量绳上设置有长度标识，所述测量绳的一端和所述卷绳轮固定连接，所述测量绳的另一端安装有所述下沉块，所述卷绳动力件驱动所述卷绳轮转动，所述卷绳轮转动带动所述测量绳环绕在所述卷绳轮上或者从所述卷绳轮上放下；所述第二摄像头安装在所述行走测定模块的端部且朝向所述测量绳。
[0012]可选的，所述测量绳的外表面上包裹有水写布。
[0013]可选的，还包括标定模块，所述测定行走模块包括测定底盘；所述标定模块包括标定动力件、标定盘和标定筒，所述标定盘安装在所述底盘的下方，所述标定筒有多个，每个所述标定筒均包括接料端和出料端，多个所述标定筒沿所述标定盘的周向和所述标定盘分别固定连接，所述出料端位于所述标定盘的下方，不同所述标定筒内装有不同颜色的颜料。
[0014]基于前文所述的一种智能爆破岩体强度测定机器人的测定方法，包括如下步骤：测定炮孔深度：所述测定行走模块移动至某一炮孔处，所述深度测定模块测定炮孔具体深度并将数据传递到测定数据处理模块；测定炮孔强度：所述升降部件驱动所述强度测量端下降到炮孔内，所述旋转部件驱动所述强度测量端沿炮孔的内壁周向转动，测量炮孔不同深度处和不同周向位置处的强度，并将数据传递到所述测定数据处理模块；
数据处理：所述测定数据处理模块将接收到的数据进行处理后传递给所述智能爆破岩体强度测定机器人，所述智能爆破岩体强度测定机器人对炮孔做上标记。
[0015]如上所述，本专利技术的一种智能爆破岩体强度测定机器人及测定方法，至少具有以下有益效果：1.本专利技术通过深度测定模块、强度测定模块、测定数据处理模块和测定行走模块的设计，利用深度测定模块测定炮孔的深度，利用强度测定模块测定炮孔内壁即炮孔所在位置岩土的强度，所述升降部件和所述旋转部件使得强度测量部件能够测量炮孔内壁不同深度不同位置处的强度，这样获得的测量结果更加精确，并将测得的数据传递给测定数据处理模块进行处理，从而代替了使用人力去测量炮孔深度，提高了爆破的智能化程度，也解决了操作者根据经验和钻杆等设备反馈的参数信息计算得到的岩土强度数值不够精确的问题。
[0016]2.本专利技术通过标定模块的设计，能够根据测定数据处理模块反馈的信息，及时地对相应的炮孔作出相应的标记，为进行后续爆破作业的设备提供必要的信息，进一步提升爆破过程的智能化程度。
附图说明
[0017]图1显示为本专利技术的一种智能爆破岩体强度测定机器人的示意图。
[0018]图2显示为本专利技术的深度测定模块的示意图。
[0019]图3显示为俯视图2时的轴向视图。
[0020]图4显示为本专利技术的强度测量部件的示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能爆破岩体强度测定机器人，其特征在于：包括深度测定模块、强度测定模块、测定数据处理模块和测定行走模块，所述深度测定模块、所述强度测定模块和所述测定数据处理模块安装在所述测定行走模块上；所述强度测量模块安装在所述测定行走模块的端部，所述强度测定模块包括强度测量部件、升降部件和旋转部件，所述升降部件驱动所述强度测量部件在所述测定行走模块的上表面和炮孔的底部之间升降，所述强度测量部件包括强度测量端，所述旋转部件驱动所述强度测量端沿炮孔内壁的周向转动。2.根据权利要求1所述的一种智能爆破岩体强度测定机器人，其特征在于：所述升降部件包括伸缩杆，所述伸缩杆包括固定端和伸缩端；所述伸缩杆的固定端安装在所述测定行走模块上，所述伸缩杆的伸缩端和所述强度测量部件连接。3.根据权利要求2所述的一种智能爆破岩体强度测定机器人，其特征在于：所述旋转部件包括连接块、旋转杆和旋转动力件；所述伸缩杆的固定端固定安装在所述测定行走模块的上表面上，所述伸缩杆的伸缩端和所述连接块的一端固定连接，所述连接块的另一端和所述旋转杆的一端转动连接且转动轴线垂直于所述测定行走模块的上表面，并在垂直于测定行走模块上表面的方向上相限定，所述强度测量部件固定安装在所述旋转杆的另一端，所述旋转动力件驱动所述旋转杆转动。4.根据权利要求3所述的一种智能爆破岩体强度测定机器人，其特征在于：所述旋转部件还包括主动带轮、从动带轮和传动带，所述传动带环绕所述主动带轮和所述从动带轮的外壁，所述旋转杆穿过所述从动带轮的中心且和所述从动带轮键连接，所述旋转动力件驱动所述主动带轮转动，并通过所述传动带带动所述从动带轮转动，所述从动带轮转动带动所述旋转杆转动。5.根据权利要求3所述的一种智能爆破岩体强度测定机器人，其特征在于：所述强度测量部件包括强度仪、无杆气缸和第一摄像头；所述无杆气缸固定安装在所述旋转杆的另一端，所述强度仪安装在所述无杆气缸上，所述强度测量端设置在所述强度仪上，所述无杆气缸驱动所述强度测量端沿炮孔的径向移动；所述第一摄像头固定安装在所述旋转杆上且位于所述强度仪的上方。6.根据权利要求5所述的一种智能爆破岩体强度测定机器人，其特征在于：所述强度测定模块还包括位移部件，所述位移部...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建国，张伟，李进华，陈杰，徐培良，张小华，关思，李祥龙，胡启文，胡涛，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：