本實(shí)用新型涉及紅外探測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種紅外探水裝置。

背景技術(shù)：

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是利用鉆探和現(xiàn)代物探等手段，探測(cè)隧道、隧洞、地下廠房等地下工程的巖土體開挖面前方的地質(zhì)情況，力圖在施工前掌握前方的巖土體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)，以及地下水、瓦斯等的賦存情況、地應(yīng)力情況等地質(zhì)信息，為進(jìn)一步的施工提供指導(dǎo)，以避免施工及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)生涌水、瓦斯突出、巖爆、大變形等等地質(zhì)災(zāi)害，保證施工的安全和順利進(jìn)行。

紅外探水法因其探測(cè)時(shí)間短、不影響施工、解譯直觀等優(yōu)點(diǎn)，成為了隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)最常用的方法之一，而傳統(tǒng)紅外探測(cè)以人工布置測(cè)線為主，難以進(jìn)行全方位探測(cè)，并且不夠直觀。

故此，山東大學(xué)許振浩等發(fā)明設(shè)計(jì)了“一種車載式全斷面紅外探測(cè)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)裝置及其方法”。裝置主要包括探測(cè)車、數(shù)碼攝像記錄系統(tǒng)、掌子面紅外探測(cè)系統(tǒng)、斷面紅外探測(cè)系統(tǒng)、隧道測(cè)距及參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)和計(jì)算控制處理系統(tǒng)。其中，數(shù)碼攝像記錄系統(tǒng)設(shè)置于車輛前端，掌子面紅外探測(cè)系統(tǒng)安裝在車前部，可多角度旋轉(zhuǎn)，斷面紅外探測(cè)系統(tǒng)設(shè)置于數(shù)碼攝像記錄系統(tǒng)后端，可沿轉(zhuǎn)抽旋轉(zhuǎn)，隧道測(cè)距及參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)固定于探測(cè)車頂端，計(jì)算控制處理系統(tǒng)置于車輛內(nèi)部，探測(cè)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)距離由計(jì)算機(jī)控制處理，從而進(jìn)行測(cè)線布置。

車載式紅外探測(cè)系統(tǒng)理論上可快速、精確地實(shí)施紅外探水預(yù)報(bào)，但是結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，占用空間大，多種車載設(shè)備導(dǎo)致使用成本較高，且容易損壞，數(shù)據(jù)質(zhì)量雖提高，但顯得不大經(jīng)濟(jì)。另外，由于整體結(jié)構(gòu)較大，車輛在近隧道掌子面段移動(dòng)不方便，特別是小斷面隧道，不夠靈活，且紅外探水的精度本身可能受大型機(jī)械影響，探測(cè)車也會(huì)成為影響因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種紅外探水裝置。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種紅外探水裝置，包括手持部，所述手持部的頂部設(shè)置有羅盤、水準(zhǔn)氣泡以及方位角步進(jìn)電機(jī)，所述方位角步進(jìn)電機(jī)的輸出軸通過(guò)L形架接第一垂直角電機(jī)，所述第一垂直角電機(jī)的輸出軸通過(guò)平行于所述L形架的橫桿的一字架接第二垂直角電機(jī)，所述第二垂直角電機(jī)的輸出軸上通過(guò)承臺(tái)固定有紅外探頭，所述方位角步進(jìn)電機(jī)、第一垂直角電機(jī)、第二垂直角電機(jī)均連接設(shè)置在所述手持部上的顯示控制裝置并根據(jù)所述顯示控制裝置的指令工作，所述顯示控制裝置通過(guò)藍(lán)牙與所述紅外探頭進(jìn)行通信。

優(yōu)選的，所述的一種紅外探水裝置，其中：所述手持部是中心區(qū)域?yàn)殓U空結(jié)構(gòu)的圓角矩形殼體，所述圓角矩形殼體的兩側(cè)形成把手。

優(yōu)選的，所述的一種紅外探水裝置，其中：所述手持部上還設(shè)置有電量指示燈。

優(yōu)選的，所述的一種紅外探水裝置，其中：所述手持部的背面還設(shè)置有照明燈及攝像頭。

優(yōu)選的，所述的一種紅外探水裝置，其中：所述手持部的底部中心位置開設(shè)有腳架連接口。

優(yōu)選的，所述的一種紅外探水裝置，其中：所述手持部的頂部還設(shè)置有水準(zhǔn)氣泡。

優(yōu)選的，所述的一種紅外探水裝置，其中：所述顯示控制裝置包括電性連接的顯示屏以及控制芯片，所述顯示屏位于所述圓角矩形殼體的鏤空區(qū)域，且所述顯示屏的兩側(cè)與所述圓角矩形殼體的兩側(cè)保持間隙。

優(yōu)選的，所述的一種紅外探水裝置，其中：所述顯示控制裝置還包括若干用于控制所述方位角步進(jìn)電機(jī)、第一垂直角電機(jī)、第二垂直角電機(jī)的控制按鈕或所述顯示屏是安裝有控制所述方位角步進(jìn)電機(jī)、第一垂直角電機(jī)、第二垂直角電機(jī)的組態(tài)軟件的觸控屏。

優(yōu)選的，所述的一種紅外探水裝置，其中：所述控制按鈕包括位于左把手正面的電源開關(guān)、方位角電機(jī)開關(guān)、第一垂直角電機(jī)開關(guān)、第二垂直角電機(jī)開關(guān)以及位于右把手正面的正向轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕和反向轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整體框架相對(duì)車載式探測(cè)裝置要大大縮小，組成部件也大大簡(jiǎn)化，適用于小空間區(qū)域內(nèi)的操作，并且通過(guò)設(shè)置把手便于手持進(jìn)行操作，能夠避免因探測(cè)車等設(shè)備對(duì)探測(cè)精度的影響，同時(shí)結(jié)合羅盤，保證探測(cè)的精度；進(jìn)一步，由于紅外探頭設(shè)置在多角度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，能夠大大增加探測(cè)的覆蓋范圍，實(shí)現(xiàn)多角度掃描。

通過(guò)設(shè)置照明燈及攝像頭能夠在昏暗的條件下提供照明，并結(jié)合攝像頭能夠?qū)μ綔y(cè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄，便于為切實(shí)了解勘探現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境提供視圖資料。

腳架連接口可以用于連接腳架，從而可以從手持轉(zhuǎn)為腳架固定操作，從而進(jìn)一步節(jié)省操作人員的體力，也可以避免人為手持不固定對(duì)探測(cè)精度的影響，更加人性化，并且結(jié)合水準(zhǔn)氣泡，也能夠進(jìn)一步保證探測(cè)的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1 是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的背面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的目的、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，將通過(guò)下面優(yōu)選實(shí)施例的非限制性說(shuō)明進(jìn)行圖示和解釋。這些實(shí)施例僅是應(yīng)用本實(shí)用新型技術(shù)方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。

本實(shí)用新型揭示了一種紅外探水裝置，如附圖1所示，包括手持部1，所述手持部1的形狀可以是已知的能夠滿足手持要求的形狀，如其可以是各種POS機(jī)的造型、平板電腦的造型等，本實(shí)施例中，所述手持部1是中心區(qū)域?yàn)殓U空結(jié)構(gòu)的圓角矩形殼體，所述圓角矩形殼體的兩側(cè)形成把手。

所述圓角矩形殼體的頂部設(shè)置有用于確定方向的羅盤2，所述羅盤2在所述圓角矩形殼體頂部的位置可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，以便于用戶觀察為準(zhǔn)。

所述圓角矩形殼體的頂部還設(shè)置有方位角步進(jìn)電機(jī)4，所述方位角步進(jìn)電機(jī)4位于所述圓角型矩形殼體的一側(cè)頂角處，如附圖1所示為左側(cè)頂角處，并且其能夠帶動(dòng)設(shè)置在其輸出軸上的部件整體沿水平方向旋轉(zhuǎn)，即以Z軸為軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，所述方位角步進(jìn)電機(jī)4的輸出軸通過(guò)L形架5接第一垂直角電機(jī)6，所述L形架5的橫桿的自由端連接在所述方位角步進(jìn)電機(jī)4的輸出軸上，所述L形架5的豎桿的自由端固定有所述第一垂直角電機(jī)6，從而使所述第一垂直角電機(jī)6與方位角步進(jìn)電機(jī)4形成一定的高度差。當(dāng)然在其他實(shí)施例中，所述方位角步進(jìn)電機(jī)4的輸出軸也可以通過(guò)其他形狀的支架接第一垂直角電機(jī)6，如一字桿、弧形桿等。

所述第一垂直角電機(jī)6能夠驅(qū)動(dòng)連接在其輸出軸上的設(shè)備以X軸或Y軸為軸心旋轉(zhuǎn)，所述第一垂直角電機(jī)6的輸出軸通過(guò)一字架7接第二垂直角電機(jī)8，所述一字架7與所述L形架的橫桿平行，從而使所述第二垂直角電機(jī)8與所述第一垂直角角電機(jī)6處于同一平面上。

所述第二垂直角電機(jī)8能夠驅(qū)動(dòng)連接在其輸出軸上的設(shè)備以X軸或Y軸為軸心旋轉(zhuǎn)，且其旋轉(zhuǎn)方向與所述第一垂直角電機(jī)6不相同；所述第二垂直腳電機(jī)8的輸出軸上設(shè)置有承臺(tái)10，所述承臺(tái)10固定有紅外探頭9，并且可以手動(dòng)調(diào)節(jié)所述紅外探頭9在所述承臺(tái)10上的水平安置角度，所述方位角步進(jìn)電機(jī)4、第一垂直角電機(jī)6、第二垂直角電機(jī)8均連接設(shè)置在所述手持部1上的顯示控制裝置11并根據(jù)所述顯示控制裝置11的指令工作，所述顯示控制裝置11通過(guò)藍(lán)牙與所述紅外探頭9進(jìn)行通信。

具體的，如附圖1所示，所述顯示控制裝置11包括電性連接的顯示屏16以及控制芯片，所述顯示屏16用于顯示探測(cè)軟件的界面，供選擇工作模式，并實(shí)時(shí)顯示探測(cè)結(jié)果，其位于所述圓角矩形殼體的鏤空區(qū)域，且其兩側(cè)與所述圓角矩形殼體的兩側(cè)保持間隙；所述控制芯片中安裝有探測(cè)軟件，為了進(jìn)行軟件操作，所述圓角矩形殼體設(shè)置有對(duì)應(yīng)的操作鍵，從而實(shí)現(xiàn)各種功能的選擇，當(dāng)然也可以直接將所述顯示屏16設(shè)置為觸控屏，從而可以直接在顯示屏上進(jìn)行相應(yīng)功能的選擇；并且所述控制芯片上集成有用于與所述紅外探頭9上的藍(lán)牙通訊從模塊進(jìn)行通信的藍(lán)牙通訊主模塊。

進(jìn)一步，如附圖1所示，所述顯示控制裝置11還包括若干用于控制所述方位角步進(jìn)電機(jī)4、第一垂直角電機(jī)6、第二垂直角電機(jī)8的控制按鈕以及與所述控制按鈕電性連接的電機(jī)控制主板，所述控制按鈕包括位于左把手正面的方位角電機(jī)開關(guān)18、第一垂直角電機(jī)開關(guān)19、第二垂直角電機(jī)開關(guān)20以及位于右把手正面的正向轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕21和反向轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕22，所述方位角電機(jī)開關(guān)18、第一垂直角電機(jī)開關(guān)19、第二垂直角電機(jī)開關(guān)20分別用于手動(dòng)控制相應(yīng)的電機(jī)是否可以啟動(dòng)，所述正向轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕21和反向轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕22用于控制對(duì)應(yīng)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，上述各開關(guān)均連接所述電機(jī)控制主板，所述電機(jī)控制主板電性連接上述各電機(jī)及所述控制芯片，當(dāng)然所述電機(jī)控制主板也可以與所述控制芯片集成在一起。

更進(jìn)一步，所述圓角矩形殼體內(nèi)還設(shè)置有用于為上述各用電部件供電的電源，并且，如附圖1所示，所述左把手正面還設(shè)置有電源開關(guān)17，所述電源開關(guān)17用以控制所述電源為整個(gè)設(shè)備供電；同時(shí)，為了便于及時(shí)了解電源的電量，所述手持部1上還設(shè)置有用于指示剩余電量的電量指示燈12，所述電量指示燈12可以是已知的各種可行的指示裝置，如通過(guò)燈的常亮、閃爍等表示不同的狀態(tài)或通過(guò)不同顏色的燈表示不同的狀態(tài)等。

工作時(shí)，先將所有電機(jī)回歸0度狀態(tài)，隨后通過(guò)所述羅盤2確定探測(cè)初始位置，即探測(cè)裝置處于隧道中線上并面對(duì)隧道掘進(jìn)方向，再利用開挖后測(cè)量人員每循環(huán)必測(cè)定的已知中線點(diǎn)和掘進(jìn)角度，兩點(diǎn)一線，調(diào)整整個(gè)裝置的方向使羅盤2指針?lè)暇蜻M(jìn)方位角度，即使裝置達(dá)到了探測(cè)初始位置，過(guò)程中可使用紅外探頭的紅外打點(diǎn)功能輔助瞄中線點(diǎn)。

在進(jìn)行探測(cè)初始位置設(shè)定后，一般狀態(tài)下，可以通過(guò)所述控制芯片中的探測(cè)軟件，根據(jù)隧道斷面大小、形式選擇具體的探測(cè)模式，如掃描模式、自動(dòng)或手動(dòng)模式、顯示模式及自定義模式等，具體的功能可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行軟件的編譯，選定模式后，所述紅外探頭進(jìn)行探測(cè)，所述控制芯片實(shí)時(shí)接收、存儲(chǔ)所述紅外探頭檢測(cè)的數(shù)據(jù)；進(jìn)一步可以配置手機(jī)藍(lán)牙遙控操作。

當(dāng)處于緊急、特殊情況下選擇手動(dòng)模式時(shí)，啟動(dòng)紅外探頭后，可以通過(guò)上述的方位角電機(jī)開關(guān)18、第一垂直角電機(jī)開關(guān)19、第二垂直角電機(jī)開關(guān)20手動(dòng)啟動(dòng)方位角步進(jìn)電機(jī)4、第一垂直角電機(jī)6、第二垂直角電機(jī)8，并通過(guò)所述正向轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕21和反向轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕22控制每個(gè)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度從而調(diào)整紅外探頭10的探測(cè)位置，實(shí)現(xiàn)多角度探測(cè)。

另一方面，考慮到隧道中往往環(huán)境較為昏暗，因此，如附圖2所示，在所述圓角矩形殼體的背面還設(shè)置有照明燈13，同時(shí)為了便于準(zhǔn)確獲取隧道現(xiàn)場(chǎng)的情況，所述圓角矩形殼體的背面還設(shè)置有攝像頭14。

更進(jìn)一步，如附圖1、附圖2所示，為了便于提供穩(wěn)定的操作平臺(tái)，所述圓角矩形殼體的底部中心位置開設(shè)有腳架連接口15，所述圓角矩形殼體的頂部還設(shè)置有用于確定整個(gè)紅外探水裝置是否處于水平狀態(tài)的水準(zhǔn)氣泡3，當(dāng)利用腳架時(shí)，通過(guò)所述腳架連接口15接腳架后，并通過(guò)所述水準(zhǔn)氣泡3調(diào)整腳架支撐腳的高度，將整個(gè)紅外探水裝置調(diào)平，從而保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1整體結(jié)構(gòu)相同，其區(qū)別點(diǎn)在于：所述顯示屏16是安裝有控制所述方位角步進(jìn)電機(jī)4、第一垂直角電機(jī)6、第二垂直角電機(jī)8的組態(tài)軟件的觸控屏，可以通過(guò)所述觸控屏及組態(tài)軟件直接控制所述方位角步進(jìn)電機(jī)4、第一垂直角電機(jī)6、第二垂直角電機(jī)8的工作，因此可以省去實(shí)施例1中的控制按鈕，從而使整體結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化。

本實(shí)用新型尚有多種實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。