一种基于LIBS技术的隧道挖掘用无人探测装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于隧道挖掘探测技术领域，特别涉及一种基于LIBS技术的隧道挖掘用无人探测装置及其控制方法，包括第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件和补料组件；所述第一驱动组件的底部与第二驱动组件的活动连接，所述第三驱动组件固定连接在第二驱动组件的一侧外壁，所述补料组件的顶部固定连接在第二驱动组件的底部，所述补料组件的输出端与第三驱动组件的输入端相互连通且配合使用；通过第三驱动组件和补料组件的配合使用，对隧道管道壁的表面进行清洁除尘，通过第二电动推杆推动第三装配板，使光谱仪探测头与隧道管道壁活动贴合进行隧道管道壁LIBS探测，提高了无人探测装置在隧道恶劣环境下，对隧道钢管壁的探测精准度。对隧道钢管壁的探测精准度。对隧道钢管壁的探测精准度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LIBS技术的隧道挖掘用无人探测装置及其控制方法


[0001]本专利技术属于隧道挖掘探测
，特别涉及一种基于LIBS技术的隧道挖掘用无人探测装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着我国道路建设的技术水平不断提高，铁路、高速公路的建设不断深入各种复杂的地质环境，使得隧道工程施工中，地质问题越来越复杂，安全隐患也丰富多变，对于隧道设计勘察和施工期地质超前预报的要求越来越高。
[0003]经检索，现有技术中，中国技术申请号：CN201910579482.3，申请日：2019
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30，公开了一种实时探测隧道地质条件的盾构机，包括：盾构机本体，所述盾构机本体挖掘隧道；探测系统，所述探测系统探测隧道；及数据传输系统，所述数据传输系统发送探测数据。本申请所提供的盾构机通过电测波脉冲探测装置、激发极化探测装置及地震波探测装置多维度提高探测准确度。通过刀盘上设置的穿孔，随时将电测波脉冲探测装置、激发极化探测装置及地震波探测装置伸出刀盘进行探测。通过数据传输系统实时将探测数据传输至接收端。由于接收端与探测装置通过无线数据传输。因此，工作人员可携带接收端至任意地方，可以在现场，也可以在总指挥部进行远程遥控现场，实时调整和发布挖掘计划。
[0004]但该装置仍存在以下缺陷：虽然能够携带接收端至任意地方，可以在现场，也可以在总指挥部进行远程遥控现场，实时调整和发布挖掘计划，但无法对隧道管道壁中的金属材质进行精准的探测，尤其是在恶劣的隧道环境下，不利于探测工作的进展。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种基于LIBS技术的隧道挖掘用无人探测装置，包括第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件和补料组件；所述第一驱动组件的底部与第二驱动组件的活动连接，所述第三驱动组件固定连接在第二驱动组件的一侧外壁，所述补料组件的顶部固定连接在第二驱动组件的底部，所述补料组件的输出端与第三驱动组件的输入端相互连通且配合使用；
[0006]所述第一驱动组件包括第一装配板；所述第一装配板的底部嵌入安装有LIBS光谱仪，所述LIBS光谱仪的一侧外壁固定连接有第一电动推杆，所述LIBS光谱仪的另一侧外壁固定连接有第二电动推杆；
[0007]所述第二驱动组件包括第二装配板；所述第二装配板的表面嵌入安装有高清摄像头、温度传感器和湿度传感器，所述第二装配板的一侧壁活动卡接有第三装配板，所述第三装配板的表面嵌入安装有光谱仪探测头，所述第二装配板的一侧内壁与第一电动推杆的输出端传动连接，所述第三装配板的一侧内壁与第二电动推杆的输出端传动连接。
[0008]进一步的，所述第一装配板的顶部拐角处均固定连接有第一电机，若干组所述第一电机的输出端均传动连接有螺旋桨。
[0009]进一步的，所述第一电动推杆与第二电动推杆以LIBS光谱仪的中轴线为中心处呈
对称设置，所述第一装配板的底部且靠近第一电机的一侧固定连接有两组支腿杆，两组所述支腿杆以第一装配板的中轴线为中心处呈对称设置。
[0010]进一步的，所述第二驱动组件还包括第四装配板；所述第四装配板的顶部固定连接有第三电动推杆，且所述第三电动推杆的输出端与LIBS光谱仪的底部传动连接，所述第四装配板的顶部固定连接有防尘密封环，且所述防尘密封环的内壁活动贴合连接在第二装配板、第三装配板的外壁，所述防尘密封环的表面开设有若干组第一通孔，若干组所述第一通孔分别与高清摄像头、温度传感器、湿度传感器和光谱仪探测头相互连通且配合使用。
[0011]进一步的，所述第三驱动组件包括导风壳体和清洁机构；所述导风壳体为环形结构，且所述导风壳体固定连接在防尘密封环的外壁，所述导风壳体的内壁开设有导流槽，且所述导流槽均与若干组第一通孔相互连通，所述清洁机构固定连接在导风壳体的一侧外壁。
[0012]进一步的，所述清洁机构包括风扇和注料部；所述风扇固定连接在导风壳体的一侧外壁，且所述风扇与导风壳体相互连通，所述风扇的一侧外壁固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端传动连接有第四电动推杆，且所述第四电动推杆的输出端传动连接有第一联动板。
[0013]进一步的，所述风扇的另一侧外壁转动连接有第五电动推杆，所述第五电动推杆的输出端传动连接有第二联动板，所述第二联动板与第一联动板远离风扇的一端均开设有第二通孔，两组所述第二通孔上活动卡接有清洁辊，所述注料部固定连接在风扇的底部，所述注料部与清洁辊相互连通且配合使用，所述第一联动板的一侧壁固定连接有第一限位片，所述第二联动板的一侧壁固定连接有第二限位片，所述第二限位片与第一限位片上贯穿且滑动连接有导向块。
[0014]进一步的，所述注料部包括集料壳体；所述集料壳体的内壁固定连接有隔离板，所述隔离板的顶部设置有碱液储存腔，且所述隔离板的底部设置有清水储存腔，所述集料壳体的外壁且靠近碱液储存腔的一侧嵌入安装有第一雾化喷阀，所述集料壳体的外壁且靠近清水储存腔的一侧嵌入安装有第二雾化喷阀，所述集料壳体的外壁且靠近碱液储存腔的另一侧嵌入安装有第一加注嘴，所述集料壳体的外壁且靠近清水储存腔的另一侧嵌入安装有第二加注嘴。
[0015]进一步的，所述补料组件包括补料壳体；所述补料壳体的顶部固定连接在第四装配板的底部，所述补料壳体的内壁固定连接有第一限位板和第二限位板，所述第一限位板和第二限位板呈倾斜设置，且所述第一限位板和第二限位板内设置有若干组未使用清洁辊，所述补料壳体的一侧壁开设有注料槽，所述补料壳体的另一侧壁开设有出料槽，且所述出料槽位于靠近清洁辊的一侧，所述补料壳体的内壁顶端固定连接有第六电动推杆，且所述第六电动推杆的输出端与未使用清洁辊的顶部活动卡接
[0016]一种基于LIBS技术的隧道挖掘用无人探测装置实施，包括以下步骤：
[0017]通过第一驱动组件将LIBS光谱仪飞行移动至隧道管道壁的任意探测位置；
[0018]通过第一电动推杆推动第二装配板，使高清摄像头、温度传感器和湿度传感器水平移动至隧道管道壁的附近检测管道壁的探测环境；
[0019]通过第三驱动组件和补料组件的配合使用，对隧道管道壁的表面进行清洁除尘；
[0020]通过第二电动推杆推动第三装配板，使光谱仪探测头与隧道管道壁活动贴合进行
隧道管道壁LIBS探测。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1、通过第一驱动组件将LIBS光谱仪飞行移动至隧道管道壁的任意探测位置，通过第一电动推杆推动第二装配板，使高清摄像头、温度传感器和湿度传感器水平移动至隧道管道壁的附近检测管道壁的探测环境，通过第三驱动组件和补料组件的配合使用，对隧道管道壁的表面进行清洁除尘，通过第二电动推杆推动第三装配板，使光谱仪探测头与隧道管道壁活动贴合进行隧道管道壁LIBS探测，提高了无人探测装置在隧道恶劣环境下，对隧道钢管壁的探测精准度。
[0023]2、通过导风壳体套接在防尘密封环的外壁，利用风扇向一侧的持续转动将导风壳体内注入气体，并利用导流槽将气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于LIBS技术的隧道挖掘用无人探测装置，其特征在于：包括第一驱动组件(1)、第二驱动组件(2)、第三驱动组件(3)和补料组件(4)；所述第一驱动组件(1)的底部与第二驱动组件(2)的活动连接，所述第三驱动组件(3)固定连接在第二驱动组件(2)的一侧外壁，所述补料组件(4)的顶部固定连接在第二驱动组件(2)的底部，所述补料组件(4)的输出端与第三驱动组件(3)的输入端相互连通且配合使用；所述第一驱动组件(1)包括第一装配板(11)；所述第一装配板(11)的底部嵌入安装有LIBS光谱仪(14)，所述LIBS光谱仪(14)的一侧外壁固定连接有第一电动推杆(15)，所述LIBS光谱仪(14)的另一侧外壁固定连接有第二电动推杆(16)；所述第二驱动组件(2)包括第二装配板(21)；所述第二装配板(21)的表面嵌入安装有高清摄像头(22)、温度传感器(23)和湿度传感器(24)，所述第二装配板(21)的一侧壁活动卡接有第三装配板(25)，所述第三装配板(25)的表面嵌入安装有光谱仪探测头(26)，所述第二装配板(21)的一侧内壁与第一电动推杆(15)的输出端传动连接，所述第三装配板(25)的一侧内壁与第二电动推杆(16)的输出端传动连接。2.根据权利要求1所述一种基于LIBS技术的隧道挖掘用无人探测装置，其特征在于：所述第一装配板(11)的顶部拐角处均固定连接有第一电机(12)，若干组所述第一电机(12)的输出端均传动连接有螺旋桨(13)。3.根据权利要求2所述一种基于LIBS技术的隧道挖掘用无人探测装置，其特征在于：所述第一电动推杆(15)与第二电动推杆(16)以LIBS光谱仪(14)的中轴线为中心处呈对称设置，所述第一装配板(11)的底部且靠近第一电机(12)的一侧固定连接有两组支腿杆(17)，两组所述支腿杆(17)以第一装配板(11)的中轴线为中心处呈对称设置。4.根据权利要求1所述一种基于LIBS技术的隧道挖掘用无人探测装置，其特征在于：所述第二驱动组件(2)还包括第四装配板(27)；所述第四装配板(27)的顶部固定连接有第三电动推杆(28)，且所述第三电动推杆(28)的输出端与LIBS光谱仪(14)的底部传动连接，所述第四装配板(27)的顶部固定连接有防尘密封环(29)，且所述防尘密封环(29)的内壁活动贴合连接在第二装配板(21)、第三装配板(25)的外壁，所述防尘密封环(29)的表面开设有若干组第一通孔(210)，若干组所述第一通孔(210)分别与高清摄像头(22)、温度传感器(23)、湿度传感器(24)和光谱仪探测头(26)相互连通且配合使用。5.根据权利要求1所述一种基于LIBS技术的隧道挖掘用无人探测装置，其特征在于：所述第三驱动组件(3)包括导风壳体(31)和清洁机构(33)；所述导风壳体(31)为环形结构，且所述导风壳体(31)固定连接在防尘密封环(29)的外壁，所述导风壳体(31)的内壁开设有导流槽(32)，且所述导流槽(32)均与若干组第一通孔(210)相互连通，所述清洁机构(33)固定连接在导风壳体(31)的一侧外壁。6.根据权利要求5所述一种基于LIBS技术的隧道挖掘用无人探测装置，其特征在于：所述清洁机构(33)包括风扇(331)和注料部(339)；所述风扇(331)固定连接在导风壳体(31)的一侧外壁，且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田恐虎，张庆贺，李育宗，高敏，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：