【技术实现步骤摘要】
本申请涉及岩溶管道轨迹确定，具体涉及一种地下岩溶多支流管道轨迹确定装置及方法。
技术介绍
1、我国西南地区岩溶分布最为广泛，在间歇性抬升的区域构造背景和亚热带季风气候条件下，形成了极为发育的地下三维空间网络，具有极高的非均质性和各向异性特征。一方面，地下河蕴藏着丰富的地下水资源，可以生产、生活提供优质水源；另一方面，由于地下河管道和洞穴的发育，自然条件和人为活动影响诱发的塌陷、渗漏、隧道突水等灾害给岩溶区基础建设、水库、隧道等工程带来了难以估量的生命和财产损失。因此，精确获取岩溶地下河的三维径迹，对有效降低岩溶水文地质工程地质勘查的成本具有重要的潜在价值；对岩溶地区的水资源开发、防灾减灾具有重要的意义。
2、公开号为cn107664777a的专利公开了一种地下河管道三维轨迹探测器，利用胶囊装置内设的多种传感器检测地下河管道轨迹，在此基础上，还可加装声呐等探测设备，对管道底部地形进行探测。但是，由于地下河管道的地形复杂，胶囊装置顺河而下时会穿越多种管道地形，例如管道顶壁向下发育石柱/石块、窄道、管道底部零散分布大块碎石等，这些地形会对这种胶囊装置的顺利通行造成影响，复杂管道地形环境可能将胶囊装置卡住，被堵住的胶囊装置则丧失了管道轨迹监测功能，空间位置坐标则不会再变化。而且，现有这种地下河管道三维轨迹探测器很难实现回收，导致成本高昂。
3、因此，为了使胶囊装置顺河而下时保证其顺畅移动，本申请提供一种地下岩溶多支流管道轨迹确定装置。
技术实现思路
1、针对现有技术
2、第一方面，本申请提供了地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，包括：
3、第一传感器安装仓；
4、外壳，所述第一传感器安装仓安装在外壳顶部开口；
5、环形气囊，环绕所述外壳设置，所述环形气囊与所述外壳之间环设有多个可伸缩的连接气管，所述连接气管一端与所述环形气囊连接且连通，另一端与所述外壳连接并且与所述外壳内部气室连通；
6、第一弹性收缩件，与所述连接气管连接，被配置为朝所述环形气囊的中心方向拉动所述环形气囊，所述环形气囊撑开时的张力大于所述第一弹性收缩件的拉力；
7、水仓，连接在所述外壳的底部，所述水仓的一侧设有闸门组件，用于控制所述水仓一侧水口的启闭；
8、滑动推板组件，滑动连接在所述水仓中；
9、第二弹性收缩件，与所述滑动推板组件连接，将所述滑动推板组件保持在原始位置；
10、双向气泵，一端与所述连接气管连接且连通，相对的另一端延伸到所述水仓中，并且位于所述滑动推板组件的一侧，所述水口位于所述滑动推板组件另一侧，所述双向气泵的吹力大于所述第二弹性收缩件的收缩力；
11、其中，所述管道轨迹确定装置包括收缩模式和水下升降模式，当所述管道轨迹确定装置处于收缩模式时，所述环形气囊收缩到所述外壳周侧；当所述管道轨迹确定装置处于水下升降模式时，所述管道轨迹确定装置能够上升和下降。
12、在本申请实施例提供的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置中，所述收缩模式包括：所述双向气泵启动，将所述环形气囊中的气体抽出到所述水仓中，所述第一弹性收缩件收缩带动所述环形气囊收缩到所述外壳周侧；
13、所述水下升降模式包括：当所述管道轨迹确定装置下降时，控制所述闸门组件打开，水从水口进入所述水仓，所述管道轨迹确定装置下降到预设深度后，关闭所述闸门；
14、当所述管道轨迹确定装置上升时，所述双向气泵将气体泵入所述水仓中，推动所述滑动推板组件朝所述闸门组件移动，直至所述闸门组件附近区域中充满水，所述闸门组件开启所述水口，继续推动所述滑动推板组件朝所述闸门组件移动，直至剩余预定水量，关闭所述闸门，所述第二弹性收缩件拉动所述滑动推板组件复位，所述管道轨迹确定装置上升。
15、在本申请实施例提供的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置中，还包括陀螺仪传感器，当所述陀螺仪传感器检测所述管道轨迹确定装置倾覆，控制所述双向气泵向所述水仓充气，推动所述滑动推板组件朝所述闸门组件移动，直至所述滑动推板组件移动到所述闸门组件附近，且所述滑动推板组件与所述闸门组件区域中充满水，使得所述水仓的重心转移到所述水仓的一侧；当所述陀螺仪传感器检测所述管道轨迹确定装置复位后，控制所述双向气泵将所述水仓中的气体抽出，所述第二弹性收缩件拉动所述滑动推板组件复位，所述水仓中的水均匀铺设所述水仓的大部分区域。
16、在本申请实施例提供的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置中，所述连接气管包括伸缩管和固定管，所述伸缩管与所述固定管套接在一起，且所述伸缩管能够相对所述固定管滑动，所述伸缩管与所述环形气囊连接，所述固定管连接在所述外壳上，并且延伸到所述外壳内，所述第一弹性伸缩件包括拉簧，所述第一弹性伸缩件的一端连接在所述固定管上，相对的另一端与所述伸缩管的内壁连接，所述第一弹性伸缩件包括拉簧。
17、在本申请实施例提供的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置中，还包括多个牵拉绳，所述牵拉绳的一端连接在所述伸缩管外壁上，多个所述牵拉绳相对的另一端间隔且均匀地连接在所述环形气囊的内壁面上。
18、在本申请实施例提供的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置中，所述滑动推板组件包括横板和纵板，所述横板朝所述闸门组件方向延伸设置，所述横板与所述水仓底壁连接，所述纵板上设有与所述横板卡合的连接槽，所述纵板通过所述连接槽与所述横板连接并且相对所述横板滑动，所述纵板与所述水仓内部顶壁贴合。
19、在本申请实施例提供的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置中，所述横板与所述纵板均包括两个，两个所述横板与两个所述纵板交叉设置，以形成井字形结构，所述双向气泵在所述水仓的进气口位于井字形结构的中心区域，所述第二弹性伸缩件包括拉簧，设置在井字形结构的中心区域。
20、在本申请实施例提供的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置中，井字形结构偏移所述水仓的中心设置，且相对所述水口远离设置，所述横板与所述纵板均采用密度大于或等于7.5g/cm3的材料制成。
21、在本申请实施例提供的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置中，所述闸门组件包括驱动电机和闸板，所述闸板通过所述水仓侧壁开设的密封槽滑动连接在所述水仓侧壁，所述驱动电机位于所述外壳内，所述闸板位于所述水仓中，并且与所述驱动电机穿设到所述水仓的伸缩端连接。
22、第二方面，本申请还提供一种地下岩溶多支流管道轨迹确定方法，使用第一方面任一项所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置；所述轨迹确定方法包括如下步骤：
23、将多个所述管道轨迹确定装置从落水洞、天窗等投放点投入岩溶管道，所述管道轨迹确定装置顺流而下，在地下管道中移动，并实时获取所有管道轨迹确定装置的三维空间位置坐标信息，基于获取的三维空间位置坐标信息得本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，所述收缩模式包括：所述双向气泵启动，将所述环形气囊中的气体抽出到所述水仓中，所述第一弹性收缩件收缩带动所述环形气囊收缩到所述外壳周侧；
3.根据权利要求2所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，还包括陀螺仪传感器，当所述陀螺仪传感器检测所述管道轨迹确定装置倾覆，控制所述双向气泵向所述水仓充气，推动所述滑动推板组件朝所述闸门组件移动，直至所述滑动推板组件移动到所述闸门组件附近，且所述滑动推板组件与所述闸门组件区域中充满水，使得所述水仓的重心转移到所述水仓的一侧；当所述陀螺仪传感器检测所述管道轨迹确定装置复位后，控制所述双向气泵将所述水仓中的气体抽出，所述第二弹性收缩件拉动所述滑动推板组件复位，所述水仓中的水均匀铺设所述水仓的大部分区域。
4.根据权利要求1所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，所述连接气管包括伸缩管和固定管，所述伸缩管与所述固定管套接在一起，且所述伸缩管能够相对所述固定管滑动，所述伸
5.根据权利要求4所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，还包括多个牵拉绳，所述牵拉绳的一端连接在所述伸缩管外壁上，多个所述牵拉绳相对的另一端间隔且均匀地连接在所述环形气囊的内壁面上。
6.根据权利要求1所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，所述滑动推板组件包括横板和纵板，所述横板朝所述闸门组件方向延伸设置，所述横板与所述水仓底壁连接，所述纵板上设有与所述横板卡合的连接槽，所述纵板通过所述连接槽与所述横板连接并且相对所述横板滑动，所述纵板与所述水仓内部顶壁贴合。
7.根据权利要求6所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，所述横板与所述纵板均包括两个，两个所述横板与两个所述纵板交叉设置，以形成井字形结构，所述双向气泵在所述水仓的进气口位于井字形结构的中心区域，所述第二弹性伸缩件包括拉簧，设置在井字形结构的中心区域。
8.根据权利要求7所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，井字形结构偏移所述水仓的中心设置，且相对所述水口远离设置，所述横板与所述纵板均采用密度大于或等于7.5g/cm3的材料制成。
9.根据权利要求1所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，所述闸门组件包括驱动电机和闸板，所述闸板通过所述水仓侧壁开设的密封槽滑动连接在所述水仓侧壁，所述驱动电机位于所述外壳内，所述闸板位于所述水仓中，并且与所述驱动电机穿设到所述水仓的伸缩端连接。
10.一种地下岩溶多支流管道轨迹确定方法，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置；所述方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，所述收缩模式包括：所述双向气泵启动，将所述环形气囊中的气体抽出到所述水仓中，所述第一弹性收缩件收缩带动所述环形气囊收缩到所述外壳周侧；
3.根据权利要求2所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，还包括陀螺仪传感器，当所述陀螺仪传感器检测所述管道轨迹确定装置倾覆，控制所述双向气泵向所述水仓充气，推动所述滑动推板组件朝所述闸门组件移动，直至所述滑动推板组件移动到所述闸门组件附近，且所述滑动推板组件与所述闸门组件区域中充满水，使得所述水仓的重心转移到所述水仓的一侧；当所述陀螺仪传感器检测所述管道轨迹确定装置复位后，控制所述双向气泵将所述水仓中的气体抽出，所述第二弹性收缩件拉动所述滑动推板组件复位，所述水仓中的水均匀铺设所述水仓的大部分区域。
4.根据权利要求1所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，所述连接气管包括伸缩管和固定管，所述伸缩管与所述固定管套接在一起，且所述伸缩管能够相对所述固定管滑动，所述伸缩管与所述环形气囊连接，所述固定管连接在所述外壳上，并且延伸到所述外壳内，所述第一弹性伸缩件包括拉簧，所述第一弹性伸缩件的一端连接在所述固定管上，相对的另一端与所述伸缩管的内壁连接，所述第一弹性伸缩件包括拉簧。
5.根据权利要求4所述的地下岩溶多支流管道轨迹确定装置，其特征在于，还包括多个牵拉绳，所述牵拉绳...
【专利技术属性】
技术研发人员：任坤，曾洁，潘晓东，彭聪，程瑞瑞，张文平，宋晨，
申请(专利权)人：中国地质科学院岩溶地质研究所，
类型：发明
国别省市：
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