一种用于矿产开采所形成的地下空间构造的探测设备的制作方法

1.本发明涉及地下勘测技术领域，特别涉及一种用于矿产开采所形成的地下空间构造的探测设备。


背景技术：

2.矿产开采过后需要对所形成的地下空间构造进行信息采集，多会采用人工进入利用仪器进行采集，不仅浪费人力，而且危险性更高，因此需要一种用于矿产开采所形成的地下空间构造的探测设备，此设备无需人工再次进入，只需在远处操控，设备可自行行走以及探测，先进的稳定性，可以保证采集数据的精准性更高。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提供一种一种用于矿产开采所形成的地下空间构造的探测设备，减少了人工采集危险性，提高了工作效率。
4.本发明所使用的技术方案是：一种用于矿产开采所形成的地下空间构造的探测设备，包括激光探测部分、辅助避障车轮组部分、悬挂系统、摄像头部分、车架部分；
5.所述的激光探测部分的圆头连接杆转动安装在车架部分的底盘上端的半圆形凹槽内，辅助避障车轮组部分固定安装在车架部分的底盘的侧面，两个悬挂系统分别固定安装在车架部分的底盘的前后两端，摄像头部分固定安装在车架部分的底盘的前端；
6.所述的激光探测部分包括：圆盘永久磁铁、底座a、万向节、激光探测头、圆弧拨片a、圆弧拨片b、伺服电机a、伺服电机b、配重块a；
7.所述的圆盘永久磁铁滑动安装在固定板上的滑槽内，底座a固定安装在圆盘永久磁铁上端，万向节固定安装在底座a的中间，万向节上固定安装有激光探测头，激光探测头与圆弧拨片a、圆弧拨片b的内侧滑动连接，圆弧拨片a与圆弧拨片b转动安装在底座a上的铰座上，同时分别与伺服电机a、伺服电机b的电机轴固定连接，伺服电机a与伺服电机b固定安装在底座a外侧的底板上，底座a外侧的地板上还固定安装有配重块a；
8.优选的，所述的激光探测部分包括：底座b、固定板、平衡杆、配重块b、避障感应头、液压杆、电磁线圈、圆头连接杆；
9.所述的底座b下端的半圆形凹槽与圆头连接杆上端转动连接，圆头连接杆的下端与底盘上端的半圆形凹槽转动连接；固定板固定安装在底座b上，平衡杆与液压杆的一端分别转动安装在固定板侧面的上下两个铰座上，液压杆的另一端转动安装在平衡杆上的铰座上；配重块b与避障感应头分别固定安装在平衡杆的另一端；电磁线圈固定安装在底座b的上端；
10.优选的，所述的辅助避障车轮组部分包括：气缸、连接头、固定支架、伸缩杆、辅助车轮支架、辅助车轮；
11.所述的气缸固定安装在底盘上，连接头的侧面与气缸的伸缩轴固定连接，连接头上的伸缩杆滑动安装在固定支架上的圆孔内，固定支架固定安装在底盘的侧面；伸缩杆的
一端转动连接在连接头上端的铰座上，伸缩杆的另一端转动安装在辅助车轮支架的铰座上，辅助车轮支架的一端转动安装在连接头下端的铰座上，辅助车轮支架的另一端转动安装有辅助车轮；
12.优选的，所述的悬挂系统包括：横梁、减震器、扭力臂、车轮；
13.所述的横梁固定安装在底盘的下端，扭力臂的一端与横梁的下端转动连接，另一端转动安装有车轮；减震器的两端转动连接在横梁和扭力臂上的铰座上；
14.优选的，所述的摄像头部分包括：摄像头支架、摄像头动力臂、摄像头；
15.所述的摄像头支架固定安装在底盘上，摄像头动力臂转动安装在摄像头支架上，摄像头与摄像头动力臂转动连接；
16.优选的，所述的车架部分包括：底盘、数据处理器、锂电池；
17.所述的数据处理器与锂电池相邻固定安装在底盘的后端；
18.由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：
19.(1)激光探测部分采用磁悬浮技术，可以有效的抵消行驶过程中产生的颠簸，从而使其稳定性更好，采集信息更加精准。
20.(2)辅助避障车轮组部分可以根据实时路况进行避障，当感应头感应到有障碍物时，可以升降车身，并且辅助车轮可以横向伸缩，更加提高了避障的效率。
21.(3)数据处理器外壳采用钛合金材料制成，并且设计为锥形，可以有效的减轻落石带来的损伤，从而更好的保证采集好的数据不被损坏。
附图说明
22.图1、图2、图3为本发明的整体结构示意图。
23.图4、图5、图6为本发明的第二形态的整体结构示意图。
24.图7、图8为本发明的激光探测部分的结构示意图。
25.图9为本发明的激光探测部分的爆炸视图。
26.图10、图11为本发明的激光探测头部分的细节结构示意图。
27.图12为本发明的辅助避障车轮组部分的结构示意图。
28.图13、图14为本发明的辅助避障车轮组部分的细节结构示意图。
29.图15为本发明的悬挂系统的结构示意图。
30.图16为本发明的摄像头部分的结构示意图。
31.图17为本发明的车架部分的结构示意图。
32.附图标号：1-激光探测部分；2-辅助避障车轮组部分；3-悬挂系统；4-摄像头部分；5-车架部分；101-圆盘永久磁铁；102-底座a；103-万向节；104-激光探测头；105-圆弧拨片a；106-圆弧拨片b；107-伺服电机a；108-伺服电机b；109-配重块a；110-底座b；111-固定板；112-平衡杆；113-配重块b；114-避障感应头；115-液压杆；116-电磁线圈；117-圆头连接杆；201-气缸；202-连接头；203-固定支架；204-伸缩杆；205-辅助车轮支架；206-辅助车轮；301-横梁；302-减震器；303-扭力臂；304-车轮；401-摄像头支架；402-摄像头动力臂；403-摄像头；501-底盘；502-数据处理器；503-锂电池。
具体实施方式
33.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.实施例如图1-17所示，一种用于矿产开采所形成的地下空间构造的探测设备，包括激光探测部分1、辅助避障车轮组部分2、悬挂系统3、摄像头部分4、车架部分5；
36.激光探测部分1的圆头连接杆117转动安装在车架部分5的底盘501上端的半圆形凹槽内，辅助避障车轮组部分2固定安装在车架部分5的底盘501的侧面，两个悬挂系统3分别固定安装在车架部分5的底盘501的前后两端，摄像头部分4固定安装在车架部分5的底盘501的前端；激光探测部分1用于对地下空间进行全方位的激光探测任务以及回传数据，激光探测部分1采用磁悬浮技术保持探头稳定，实现设备移动探测，辅助避障车轮组部分2用于完成对复杂路况的避障任务，悬挂系统3用于减轻车身行驶中抖动，与激光探测部分1的磁悬浮稳定功能配合实现双重稳定的效果，摄像头部分4可实现悬挂系统360度无死角旋转，并且采用红外夜视技术，适用于地下空间无视觉障碍工作，车架部分5的后端配备了钛合金外壳保护的数据处理器502和超长续航的锂电池503，为采集数据做出强有力的支撑。
37.本发明实施例的一个可选实施方式中，如图7、图8、图9、图10所示，激光探测部分1包括：圆盘永久磁铁101、底座a102、万向节103、激光探测头104、圆弧拨片a105、圆弧拨片b106、伺服电机a107、伺服电机b108、配重块a109；
38.圆盘永久磁铁101滑动安装在固定板111上的滑槽内，底座a102固定安装在圆盘永久磁铁101上端，万向节103固定安装在底座a102的中间，万向节103上固定安装有激光探测头104，激光探测头104与圆弧拨片a105、圆弧拨片b106的内侧滑动连接，圆弧拨片a105与圆弧拨片b106转动安装在底座a102上的铰座上，同时分别与伺服电机a107、伺服电机b108的电机轴固定连接，圆弧拨片a105、圆弧拨片b106配合万向节103实现了激光探测头104的任意角度旋转，从而完成探测任务，伺服电机a107与伺服电机b108固定安装在底座a102外侧的底板上，底座a102外侧的地板上还固定安装有配重块a109，配重块a109保证了机构的稳定；
39.具体的，伺服电机a107和伺服电机b108工作，带动圆弧拨片a105和圆弧拨片b106旋转，通过与万向节103的配合，使激光探测头104任意旋转，从而采集数据并回传。
40.本发明实施例的一个可选实施方式中，如图图7、图8、图9、图11所示激光探测部分1包括：底座b110、固定板111、平衡杆112、配重块b113、避障感应头114、液压杆115、电磁线圈116、圆头连接杆117；
41.底座b110下端的半圆形凹槽与圆头连接杆117上端转动连接，圆头连接杆117的下端与底盘501上端的半圆形凹槽转动连接；固定板111固定安装在底座b110上，平衡杆112与液压杆115的一端分别转动安装在固定板111侧面的上下两个铰座上，平衡杆112可以使探
头始终保持水平，液压杆115的另一端转动安装在平衡杆112上的铰座上；配重块b113与避障感应头114分别固定安装在平衡杆112的另一端；电磁线圈116固定安装在底座b110的上端；
42.具体的，当路面有颠簸的情况下电磁线圈116与圆盘永久磁铁101之间产生的磁力可以有效的抵消颠簸，从而使探头保持稳定，同时液压杆115将平衡杆112顶起，配合圆头连接杆117的活动使激光探测部分1即使在不平的路面上也能保持水平状态；
43.本发明实施例的一个可选实施方式中，如图12、图13、图14所示，辅助避障车轮组部分2包括：气缸201、连接头202、固定支架203、伸缩杆204、辅助车轮支架205、辅助车轮206；
44.气缸201固定安装在底盘501上，连接头202的侧面与气缸201的伸缩轴固定连接，连接头202上的伸缩杆滑动安装在固定支架203上的圆孔内，固定支架203固定安装在底盘501的侧面；伸缩杆204的一端转动连接在连接头202上端的铰座上，伸缩杆204的另一端转动安装在辅助车轮支架205的铰座上，辅助车轮支架205的一端转动安装在连接头202下端的铰座上，辅助车轮支架205的另一端转动安装有辅助车轮206；
45.具体的，当避障感应头114感应到周围有障碍物时，气缸201工作，可对连接头202进行推拉，使辅助车轮206横向躲避障碍物，同时在伸缩杆204的作用下，辅助车轮支架205向下旋转，使车体升高，可以躲避较大的障碍物。
46.本发明实施例的一个可选实施方式中，如图15所示，悬挂系统3包括：横梁301、减震器302、扭力臂303、车轮304；
47.横梁301固定安装在底盘501的下端，扭力臂303的一端与横梁301的下端转动连接，另一端转动安装有车轮304；减震器302的两端转动连接在横梁301和扭力臂303上的铰座上，减震器302与扭力臂303的配合使车身在颠簸的路面上抖动更小。
48.本发明实施例的一个可选实施方式中，如图16所示，摄像头部分4包括：摄像头支架401、摄像头动力臂402、摄像头403；
49.摄像头支架401固定安装在底盘501上，摄像头动力臂402转动安装在摄像头支架401上，摄像头支架401内部安装有转动电机，使得摄像头动力臂402可以水平方向任意旋转，从而带动摄像头403在水平方向任意旋转，摄像头403与摄像头动力臂402转动连接，摄像头动力臂402内部设有转动电机，使得摄像头403可以在垂直方向任意旋转。
50.本发明实施例的一个可选实施方式中，如图17所示，车架部分5包括：底盘501、数据处理器502、锂电池503；
51.数据处理器502与锂电池503相邻固定安装在底盘501的后端，数据处理器502用于接收激光探测头104采集的信息，数据处理器502的外壳采用钛合金材料，并且设计为锥形，在被掉落物砸到后可以有效的保护重要数据。
52.工作原理：本发明在使用时，通过远程遥控从而采集地下空间构造等信息，通过摄像头支架401可以为操控者传回地下的实时画面，从而方便操控，采集信息时，伺服电机a107和伺服电机b108工作，带动圆弧拨片a105和圆弧拨片b106旋转，通过与万向节103的配合，使激光探测头104任意旋转，从而采集数据并回传给数据处理器502并且进行储存；当路面有颠簸的情况下电磁线圈116与圆盘永久磁铁101之间产生的磁力可以有效的抵消颠簸，从而使探头保持稳定，同时液压杆115将平衡杆112顶起，配合圆头连接杆117的活动使激光
探测部分1即使在不平的路面上也能保持水平状态，磁悬浮机构以及独立悬挂机构双重稳定实现了数据采集的精准性；在设备行驶过时，当避障感应头114感应到周围有障碍物时，气缸201工作，可对连接头202进行推拉，从而使辅助车轮206横向移动，同时在伸缩杆204的作用下，辅助车轮支架205向下旋转，使车体升高，可以躲避较大的障碍物；整个采集过程中操作简单，有效避障，采集数据精准，大大提高了效率，保证了工作人员的人身安全并且减少了人力资源的浪费。

技术特征：
1.一种用于矿产开采所形成的地下空间构造的探测设备，包括激光探测部分(1)、辅助避障车轮组部分(2)、悬挂系统(3)、摄像头部分(4)、车架部分(5)；其特征在于：所述的激光探测部分(1)的圆头连接杆(117)转动安装在车架部分(5)的底盘(501)上端的半圆形凹槽内，辅助避障车轮组部分(2)固定安装在车架部分(5)的底盘(501)的侧面，两个悬挂系统(3)分别固定安装在车架部分(5)的底盘(501)的前后两端，摄像头部分(4)固定安装在车架部分(5)的底盘(501)的前端；所述的激光探测部分(1)包括：圆盘永久磁铁(101)、底座a(102)、万向节(103)、激光探测头(104)、圆弧拨片a(105)、圆弧拨片b(106)、伺服电机a(107)、伺服电机b(108)、配重块a(109)；所述的圆盘永久磁铁(101)滑动安装在固定板(111)上的滑槽内，底座a(102)固定安装在圆盘永久磁铁(101)上端，万向节(103)固定安装在底座a(102)的中间，万向节(103)上固定安装有激光探测头(104)，激光探测头(104)与圆弧拨片a(105)、圆弧拨片b(106)的内侧滑动连接，圆弧拨片a(105)与圆弧拨片b(106)转动安装在底座a(102)上的铰座上，同时分别与伺服电机a(107)、伺服电机b(108)的电机轴固定连接，伺服电机a(107)与伺服电机b(108)固定安装在底座a(102)外侧的底板上，底座a(102)外侧的地板上还固定安装有配重块a(109)。2.根据权利要求1所述的一种用于矿产开采所形成的地下空间构造的探测设备，其特征在于：所述的激光探测部分(1)包括：底座b(110)、固定板(111)、平衡杆(112)、配重块b(113)、避障感应头(114)、液压杆(115)、电磁线圈(116)、圆头连接杆(117)；所述的底座b(110)下端的半圆形凹槽与圆头连接杆(117)上端转动连接，圆头连接杆(117)的下端与底盘(501)上端的半圆形凹槽转动连接；固定板(111)固定安装在底座b(110)上，平衡杆(112)与液压杆(115)的一端分别转动安装在固定板(111)侧面的上下两个铰座上，液压杆(115)的另一端转动安装在平衡杆(112)上的铰座上；配重块b(113)与避障感应头(114)分别固定安装在平衡杆(112)的另一端；电磁线圈(116)固定安装在底座b(110)的上端。3.根据权利要求1所述的一种用于矿产开采所形成的地下空间构造的探测设备，其特征在于：所述的辅助避障车轮组部分(2)包括：气缸(201)、连接头(202)、固定支架(203)、伸缩杆(204)、辅助车轮支架(205)、辅助车轮(206)；所述的气缸(201)固定安装在底盘(501)上，连接头(202)的侧面与气缸(201)的伸缩轴固定连接，连接头(202)上的伸缩杆滑动安装在固定支架(203)上的圆孔内，固定支架(203)固定安装在底盘(501)的侧面；伸缩杆(204)的一端转动连接在连接头(202)上端的铰座上，伸缩杆(204)的另一端转动安装在辅助车轮支架(205)的铰座上，辅助车轮支架(205)的一端转动安装在连接头(202)下端的铰座上，辅助车轮支架(205)的另一端转动安装有辅助车轮(206)。4.根据权利要求1所述的一种用于矿产开采所形成的地下空间构造的探测设备，其特征在于：所述的悬挂系统(3)包括：横梁(301)、减震器(302)、扭力臂(303)、车轮(304)；所述的横梁(301)固定安装在底盘(501)的下端，扭力臂(303)的一端与横梁(301)的下端转动连接，另一端转动安装有车轮(304)；减震器(302)的两端转动连接在横梁(301)和扭力臂(303)上的铰座上。
5.根据权利要求1所述的一种用于矿产开采所形成的地下空间构造的探测设备，其特征在于：所述的摄像头部分(4)包括：摄像头支架(401)、摄像头动力臂(402)、摄像头(403)；所述的摄像头支架(401)固定安装在底盘(501)上，摄像头动力臂(402)转动安装在摄像头支架(401)上，摄像头(403)与摄像头动力臂(402)转动连接。6.根据权利要求1所述的一种用于矿产开采所形成的地下空间构造的探测设备，其特征在于：所述的车架部分(5)包括：底盘(501)、数据处理器(502)、锂电池(503)；所述的数据处理器(502)与锂电池(503)相邻固定安装在底盘(501)的后端。

技术总结
一种用于矿产开采所形成的地下空间构造的探测设备，包括激光探测部分、辅助避障车轮组部分、悬挂系统、摄像头部分、车架部分；激光探测部分用于对地下空间进行全方位的激光探测任务以及回传数据，激光探测部分采用磁悬浮技术保持探头稳定，实现设备移动探测，辅助避障车轮组部分用于完成对复杂路况的避障任务，悬挂系统用于减轻车身行驶中抖动，与激光探测部分的磁悬浮稳定功能配合实现双重稳定的效果，摄像头部分可实现悬挂系统60度无死角旋转，并且采用红外夜视技术，适用于地下空间无视觉障碍工作，车架部分的后端配备了钛合金外壳保护的数据处理器和超长续航的锂电池，为采集数据做出强有力的支撑。集数据做出强有力的支撑。集数据做出强有力的支撑。


技术研发人员：李岳 王艳华 贾庆辉
受保护的技术使用者：李岳
技术研发日：2021.12.04
技术公布日：2022/3/8