無人值守全自動電磁探測裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦巷道或者工程隧道全自動電磁探測裝置及相關(guān)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁探測裝置是功能強(qiáng)大的地質(zhì)探測儀器，用于周圍地質(zhì)構(gòu)造勘探、富水構(gòu)造勘探和地面工程勘探。電磁探測以地殼中巖、礦石的導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性和介電性為主要物性基礎(chǔ)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，通過觀測和研究電磁場的時(shí)間和空間分布規(guī)律，來尋找地下有用礦產(chǎn)資源和解決地質(zhì)、環(huán)境工程等問題的一種物探儀器。對地質(zhì)環(huán)境深入的了解，可以發(fā)現(xiàn)地質(zhì)的變化和工程環(huán)境的優(yōu)劣，使一些地質(zhì)災(zāi)難可以預(yù)料，提高了整個(gè)礦井的安全性，對煤礦安全就顯得十分有意義。
[0003]電磁探測的原理屬時(shí)間域電磁感應(yīng)方法，即在發(fā)送回線上供一個(gè)電流脈沖方波，一般利用方波電流關(guān)閉的瞬間產(chǎn)生一個(gè)向地下傳播的一次磁場。在一次場的激勵(lì)下地質(zhì)體將產(chǎn)生渦流，其大小取決于地質(zhì)體的導(dǎo)電程度(傳導(dǎo)電流和位移電流共同作用)。在一次場消失后，該渦流不能立即消失，它將有一個(gè)過渡(衰減)過程。該過渡又產(chǎn)生一個(gè)衰減的二磁場向地表傳播，由地面的接收回線接收二次磁場，該二次磁場的變化將反映地下地質(zhì)體的電性分布情況。
[0004]目前的電磁探測裝置都是手持式的，需要人調(diào)整位置進(jìn)行測量，但有些位置比較狹小且危險(xiǎn)，可能對人身造成傷害。手持遙控器或者在井上遠(yuǎn)程操作控制支撐桿的旋轉(zhuǎn)，調(diào)整線圈的角度，前輪的前進(jìn)、后退來控制線圈的位置等，使得電磁探測過程可以通過遠(yuǎn)程控制自動完成，操作人員無需在現(xiàn)場，尤其在煤礦井下應(yīng)用時(shí)減輕了勞動強(qiáng)度，提高了工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了克服以上使用中的不足，提供一種更加便捷，移動方便，角度可調(diào)，可伸縮全自動電磁探測裝置。
[0006]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
全自動電磁探測裝置，其整體呈現(xiàn)筒形結(jié)構(gòu)，其主要包括前后軸承盤，通過中心支撐桿固定，并且前盤支撐桿稍微伸出前軸承，便于旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動；前盤軸承外壁向外延伸形成一個(gè)筒狀，可以將電機(jī)內(nèi)置其中；前后圓盤設(shè)有支撐裝置，末端有滾輪；中心支撐桿上附有四邊形骨架。
[0007]四邊形骨架有四根一端于支撐桿相連的在同一平面內(nèi)的可伸縮桿組成，另一端有固定線圈的卡扣，方便裝卸發(fā)射和接收線圈，并在支開時(shí)，用圓形鎖環(huán)卡死，使支架更加穩(wěn)定。
[0008]所述的可伸縮支撐桿和骨架桿均可以自由伸縮，根據(jù)探測線圈的大小來調(diào)整，桿上都有卡槽，固定更加牢固；前盤八字伸縮支撐桿和后盤支撐桿末端都有滾輪，通過遙控裝置調(diào)整支撐桿的旋轉(zhuǎn)，以及前輪的滾動，方便電磁探測的測量。
[0009]所述前盤筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)有電機(jī)，遙控可以驅(qū)動前輪的運(yùn)動，也可以驅(qū)動中心支撐桿和前盤支撐桿的旋轉(zhuǎn)，通過這樣的可以調(diào)整電磁探測的位置和角度。
[0010]電磁探測裝置上安裝有無線通信模塊、攝像頭、音頻模塊和喇叭，可以接收來自其他設(shè)備發(fā)來的控制信息，也可以將探測信息發(fā)送給其他設(shè)備。
[0011]所述探測方法包括人機(jī)交互步驟；控制命令下發(fā)步驟；數(shù)據(jù)采集步驟；數(shù)據(jù)處理步驟；數(shù)據(jù)存儲步驟，可以控制電磁探測裝置實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、打開線圈、拍照、數(shù)據(jù)上傳、發(fā)送報(bào)警信息、收起線圈等功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的定時(shí)自動采集與存儲，當(dāng)處理數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)有危險(xiǎn)存在時(shí)，自動發(fā)送預(yù)警信息，并通過喇叭報(bào)警。
[0012]發(fā)明優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明的使用非常易于操作。使用前，根據(jù)實(shí)際工作狀況和測量的參數(shù)，調(diào)整支撐桿的長度，以不影響線圈的自由運(yùn)動為準(zhǔn)，然后控制電機(jī)推出骨架桿，將線圈自動撐開固定于四邊形的骨架上，遙控驅(qū)動輪子的方向和運(yùn)動，達(dá)到工作地點(diǎn)；然后轉(zhuǎn)動中心支撐桿，使四邊形的骨架面正對工作面，進(jìn)行相應(yīng)的測量，需要的角度和位置都可以通過遙控遠(yuǎn)距離控制。測量結(jié)束后，移出測量工作地點(diǎn)，將線圈收起并縮進(jìn)骨架桿，縮進(jìn)支撐桿，整個(gè)裝置接近圓柱型，更易于攜帶。
[0013]整個(gè)裝置使用了鋁制材料和硬塑料，這樣既增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的剛性，還避免測量裝置自身對電磁探測電磁信號產(chǎn)生干擾。
[0014]由于采用了可伸縮桿、無線控制模塊和電機(jī)，并且將電磁探測裝置集成在一個(gè)設(shè)備上，使得電磁探測過程可以通過遠(yuǎn)程控制自動完成，操作人員無需在現(xiàn)場，尤其在煤礦井下應(yīng)用時(shí)減輕了勞動強(qiáng)度，提高了工作效率。
[0015]【附圖說明】:
圖1:全自動電磁探測結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2:支架使用時(shí)狀態(tài)圖；
圖3:前盤結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4:圓形鎖卡不意圖。
[0016]其中I,中心支撐桿；2，前內(nèi)置電機(jī)倉；3，前盤(前軸承)；4，后盤(后軸承)；5,前支撐桿；6，滾輪；7，支架桿；8，卡扣；9，圓形鎖卡；10，CT線圈；11，支撐旋轉(zhuǎn)軸。
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0018]實(shí)施實(shí)例:
整個(gè)裝置呈筒狀結(jié)構(gòu)，包括中心支撐桿1，兩端分別設(shè)有前后兩個(gè)圓盤3和4。前后都有支撐桿，并且末端有滾輪6。
[0019]四邊形骨架由4根支架，是由一端和中心支撐桿連接并在同一平面內(nèi)呈發(fā)射狀的可伸縮桿組成，末端有卡扣，可以方便裝卸線圈。
[0020]所有伸縮桿均有環(huán)扣，可以應(yīng)用于不同的工況。先調(diào)整好支撐桿的長度和高度，便于線圈的安裝；然后拉出支架桿，將圓形鎖卡卡住支架桿，更加牢固，達(dá)到合適的長度，將線圈卡入卡扣中；固定完畢后，調(diào)整前輪的角度，使此裝置進(jìn)入待檢測的區(qū)域，再通過調(diào)整中心支撐桿的角度，朝向待檢測面，就可以進(jìn)行工作了。
[0021]電磁探測裝置上安裝有無線通信模塊、攝像頭、音頻模塊和喇叭，可以接收來自其他設(shè)備發(fā)來的控制信息。
[0022]所述探測方法包括人機(jī)交互步驟；控制命令下發(fā)步驟；數(shù)據(jù)采集步驟；數(shù)據(jù)處理步驟；數(shù)據(jù)存儲步驟，可以控制電磁探測裝置實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、打開線圈、拍照、數(shù)據(jù)上傳、發(fā)送報(bào)警信息、收起線圈等功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的定時(shí)自動采集與存儲，當(dāng)處理數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)有危險(xiǎn)存在時(shí)，自動發(fā)送預(yù)警信息，并通過喇叭報(bào)警。
[0023]本發(fā)明可以進(jìn)行如下操作:使用前，根據(jù)實(shí)際工作狀況和測量的參數(shù)，調(diào)整支撐桿的長度，以不影響線圈的自由運(yùn)動為準(zhǔn)，然后控制電機(jī)推出骨架桿，將線圈自動撐開固定于四邊形的骨架上，遙控驅(qū)動輪子的方向和運(yùn)動，達(dá)到工作地點(diǎn)；然后轉(zhuǎn)動中心支撐桿，使四邊形的骨架面正對工作面，進(jìn)行相應(yīng)的測量，需要的角度和位置都可以通過遙控遠(yuǎn)距離控制。測量結(jié)束后，移出測量工作地點(diǎn)，將線圈取下并縮進(jìn)骨架桿，縮進(jìn)支撐桿，整個(gè)裝置接近圓柱型，更易于攜帶。整個(gè)裝置使用了鋁制材料和硬塑料，這樣既增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的剛性，還避免測量裝置自身對電磁探測電磁信號產(chǎn)生干擾。
[0024]由于采用了可伸縮桿、無線控制模塊和電機(jī)，并且將電磁探測裝置集成在一個(gè)設(shè)備上，使得電磁探測過程可以通過遠(yuǎn)程控制自動完成，操作人員無需在現(xiàn)場，尤其在煤礦井下應(yīng)用時(shí)減輕了勞動強(qiáng)度，提高了工作效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.全自動電磁探測裝置，其特征在于:裝置中有一個(gè)中心伸縮支撐桿，支撐桿前后分別有兩個(gè)軸承，它們一起構(gòu)成前后兩個(gè)固定盤；軸承外壁向外延伸，形成筒狀結(jié)構(gòu)，電磁探測裝置主機(jī)及電機(jī)就置于這個(gè)筒狀結(jié)構(gòu)中；前后盤都裝有伸縮支撐桿，末端安裝有滾輪；中心支撐桿上安裝有四根可伸縮桿，這四根伸縮桿的一端與支撐桿相連，且在同一平面內(nèi)；支撐桿末端有卡扣，便于安裝檢測線圈；電磁探測裝置上安裝有無線通信模塊、攝像頭、音頻模塊和喇叭，可以接收來自其他設(shè)備發(fā)來的控制信息，控制電磁探測裝置實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、打開線圈、拍照、數(shù)據(jù)上傳、發(fā)送報(bào)警信息、收起線圈等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動電磁探測裝置整體可以伸縮，包括可伸縮的中心支撐桿，兩端圓盤的支撐桿以及支架桿；兩端分別連接由兩個(gè)軸承組成的前、后盤，前后盤設(shè)有支撐裝置，末端有滾輪；前圓盤的圓筒內(nèi)設(shè)電機(jī)驅(qū)動裝置，驅(qū)動兩個(gè)支撐桿的旋轉(zhuǎn)和前輪的運(yùn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動電磁探測裝置，其特征在于:所述支架，橫桿都是可伸縮桿的，便于各種工況的使用。
4.根據(jù)權(quán)利2所述全自動電磁探測裝置，其特征在于:中心支撐桿上附有四個(gè)可伸縮的支架，末端有卡扣來固定裝置的線圈；其前盤八字支撐桿一端通過軸和前盤相連，末端安裝有滾輪，可以根據(jù)線圈大小進(jìn)行調(diào)整，而且這根支撐桿也可以360°旋轉(zhuǎn)，便于各個(gè)方向的移動。
5.根據(jù)權(quán)利I所述全自動電磁探測裝置，其特征在于:支架桿帶有電磁探測線圈卡扣，可以將線圈牢牢的固定在支架桿上。
6.根據(jù)權(quán)利I所述全自動電磁探測裝置，其特征在于:前盤和后盤主要由兩個(gè)軸承構(gòu)成，通過電機(jī)驅(qū)動控制支撐桿轉(zhuǎn)動，調(diào)整線圈的朝向，驅(qū)動前盤支撐桿的輪子來調(diào)整線圈的位置。
7.根據(jù)權(quán)利I所述全自動電磁探測裝置，其特性在于:通過遙控或遠(yuǎn)程操作電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對線圈的角度和位置，可以應(yīng)用于狹小空間或者危險(xiǎn)的場所，利于在煤礦巷道使用。
8.根據(jù)權(quán)利I所述全自動電磁探測裝置，其特性在于:電磁探測裝置上安裝有無線通信模塊、攝像頭、音頻模塊和喇機(jī)，可以接收來自其他設(shè)備發(fā)來的控制信息，控制電磁探測裝置實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、打開線圈、拍照、數(shù)據(jù)上傳、發(fā)送報(bào)警信息、收起線圈等。
9.根據(jù)權(quán)利I所述全自動電磁探測裝置，其特性在于:線圈、骨架桿可以通過控制電機(jī)自動縮進(jìn)支撐桿內(nèi)，也可以從支撐桿內(nèi)通過控制電機(jī)自動伸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁探測裝置，其特征在于:由于采用了可伸縮桿、無線控制模塊和電機(jī)，并且將電磁探測裝置集成在一個(gè)設(shè)備上，使得電磁探測過程可以通過遠(yuǎn)程控制自動完成，工作人員無需在現(xiàn)場操作。
11.根據(jù)權(quán)利I所述全自動電磁探測裝置，其特性在于:整個(gè)裝置外殼使用了鋁制材料和硬塑料，這樣既增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的剛性，還避免測量裝置自身對電磁探測電磁信號產(chǎn)生干擾。
12.所述的電磁探測方法，其特征在于:所述方法包括人機(jī)交互步驟；控制命令下發(fā)步驟；數(shù)據(jù)采集步驟；數(shù)據(jù)處理步驟；數(shù)據(jù)存儲步驟，可以控制電磁探測裝置實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、打開線圈、拍照、數(shù)據(jù)上傳、發(fā)送報(bào)警信息、收起線圈等功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的定時(shí)自動采集與存儲，當(dāng)處理數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)有危險(xiǎn)存在時(shí)，自動發(fā)送預(yù)警信息，并通過喇叭報(bào)警。
【專利摘要】本發(fā)明是一種無人值守全自動電磁探測裝置與方法。裝置中有一個(gè)中心伸縮支撐桿，支撐桿前后分別有兩個(gè)軸承，它們一起構(gòu)成前后兩個(gè)固定盤。軸承外壁向外延伸，形成筒狀結(jié)構(gòu)，電磁探測裝置主機(jī)及電機(jī)就置于這個(gè)筒狀結(jié)構(gòu)中。前后盤都裝有伸縮支撐桿，末端安裝有滾輪。中心支撐桿上安裝有四根可伸縮桿，這四根伸縮桿的一端與支撐桿相連；支撐桿末端有卡扣。電磁探測裝置上安裝有無線通信模塊、攝像頭、音頻模塊和喇叭。探測方法包括：人機(jī)交互步驟；控制命令下發(fā)步驟；數(shù)據(jù)采集步驟；數(shù)據(jù)處理步驟；數(shù)據(jù)存儲步驟，可以控制電磁探測裝置實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、打開線圈、拍照、數(shù)據(jù)上傳、發(fā)送報(bào)警信息、收起線圈等功能。
【IPC分類】G01V3-12
【公開號】CN104777518
【申請?zhí)枴緾N201410011704
【發(fā)明人】劉志高, 王建磊, 王佳偉
【申請人】北京華安奧特科技有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年1月10日