本實(shí)用新型是屬于巖體工程鉆孔攝像技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種對(duì)巖體工程內(nèi)的鉆孔進(jìn)行攝像的裝置，具體的說是一種智能化數(shù)字式鉆孔全景攝像裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大規(guī)模的巖體工程建設(shè)正在興起，如隧道、蓄水大壩，地下的礦山井巷、水電引水隧洞、地下廠房和核廢料處置庫(kù)等。上述巖體工程在施工和運(yùn)營(yíng)期間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題是巖石力學(xué)工作者最為關(guān)心的問題，而巖體的變形特征和規(guī)律則是判斷圍巖是否處于安全穩(wěn)定狀態(tài)的直接體現(xiàn)。巖體變形和破壞的關(guān)鍵部位大多位于諸如裂隙、節(jié)理、層理、斷層等不連續(xù)結(jié)構(gòu)面上，而結(jié)構(gòu)面通常用其幾何特征來表示，因此結(jié)構(gòu)面幾何特征的采集技術(shù)、方法和手段的科學(xué)性、先進(jìn)性、完整性、準(zhǔn)確性尤為重要。

鉆孔攝像技術(shù)因其可以直觀的反映巖石的破裂損傷程度而被現(xiàn)場(chǎng)施工人員和科研工作者喜愛，鉆孔攝像技術(shù)不僅可以獲得鉆孔壁面破裂(結(jié)構(gòu)面、微裂隙)的位置、產(chǎn)狀、寬度等信息，還可以通過分析不同時(shí)間拍攝的鉆孔壁面信息計(jì)算圍巖的變形大小和規(guī)律。

隨著巖體工程埋深的增大，高地應(yīng)力災(zāi)害和高放射性污染愈發(fā)嚴(yán)重，這對(duì)鉆孔探測(cè)工作人員的生命安全造成了極大的威脅。在對(duì)上述巖體工程進(jìn)行施工、測(cè)試時(shí)均具有極大的危險(xiǎn)性，在這種環(huán)境中利用常規(guī)的鉆孔攝像觀測(cè)圍巖的變形、破壞程度時(shí)，操作人員的生命安全面臨極大的威脅。同時(shí)，現(xiàn)有的鉆孔攝像只能適用于一種孔徑的探測(cè)，不能適用于多種孔徑的鉆孔。另外，現(xiàn)有的鉆孔攝像需要用數(shù)根連接桿將鉆孔攝像儀器連續(xù)推入鉆孔內(nèi)部以獲得整個(gè)鉆孔軸線方向的孔壁圍巖信息，需要耗費(fèi)較大的體力和時(shí)間。最后，現(xiàn)有的鉆孔攝像裝置只能用于對(duì)鉆孔內(nèi)地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀 察，不能對(duì)它們進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算和分析(如確定結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、間距、隙寬等)，也就不能進(jìn)行更深入地統(tǒng)計(jì)與分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了克服背景技術(shù)的不足之處，而提供一種智能化數(shù)字式鉆孔全景攝像裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述第一目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：智能化數(shù)字式鉆孔全景攝像裝置，包括裝置本體，其特征在于：所述裝置本體包括防水殼體、安裝于防水殼體外部前端的透明管、安裝在防水殼體內(nèi)部的電池、多個(gè)位于防水殼體前端的驅(qū)動(dòng)輪、多個(gè)位于防水殼體后端的從動(dòng)輪、位于防水殼體內(nèi)部的電機(jī)；透明管內(nèi)安裝有能對(duì)鉆孔進(jìn)行全景攝像的全景攝像機(jī)構(gòu)，電池的輸出端與電機(jī)連接，電機(jī)的輸出端連接有傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸的輸出端通過前輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)輪連接；每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪與防水殼體之間均安裝有位于防水殼體內(nèi)部前端，并能使驅(qū)動(dòng)輪在鉆孔內(nèi)行走過程中變徑的前輪變徑機(jī)構(gòu)，每個(gè)從動(dòng)輪與防水殼體之間均安裝有位于防水殼體內(nèi)部后端，并能使從動(dòng)輪在鉆孔內(nèi)行走過程中變徑的后輪變徑機(jī)構(gòu)；所述全景攝像機(jī)構(gòu)、前輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、前輪變徑機(jī)構(gòu)和后輪變徑機(jī)構(gòu)均與位于地面上的分析控制系統(tǒng)無線連接。

在上述技術(shù)方案中，所述前輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括頭部立板、驅(qū)動(dòng)連接板、渦輪、蝸桿和齒輪，所述傳動(dòng)軸上設(shè)有階梯槽，頭部立板套裝在階梯槽上并與傳動(dòng)軸形成軸肩限位，頭部立板上安裝有渦輪支撐座，渦輪安裝在渦輪支撐座上，傳動(dòng)軸的輸出端依次與蝸桿、渦輪、齒輪和驅(qū)動(dòng)輪連接，所述驅(qū)動(dòng)連接板一端與渦輪支撐座鉸接，另一端安裝驅(qū)動(dòng)輪。

在上述技術(shù)方案中，所述前輪變徑機(jī)構(gòu)包括第一拉緊板、第一支桿滑座、第一限位板、第一限位軸、第一限位桿和套裝在第一限位軸上的第一彈簧，所述第一限位板與防水殼體側(cè)壁連接，傳動(dòng)軸前端設(shè)有限位槽，第一限位軸一端與防水殼體前端連接，另一端貫穿第一限位板并位于限位槽內(nèi)，第一限位桿一端與第一限位板連接，另一端與防水殼體頂部連接，第一支桿滑座套裝在第一限位軸和第一限位桿上，第一彈簧套裝在第一限位 軸上，第一彈簧一端與第一支桿滑座連接，另一端與防水殼體頂部連接，第一拉緊板一端與第一支桿滑座鉸接，另一端與第一驅(qū)動(dòng)連接板中部鉸接。

在上述技術(shù)方案中，所述后輪變徑機(jī)構(gòu)包括第二拉緊板、第二支桿滑座、第二限位板、第二限位軸、第二限位桿,和套裝在第二限位軸上的第二彈簧，所述第二限位板與防水殼體側(cè)壁連接，第二限位軸一端與防水殼體尾部連接，另一端電機(jī)后端連接，第二限位桿一端與第二限位板連接，另一端與防水殼體尾部連接，第二支桿滑座套裝在第二限位軸和第二限位桿上，第二彈簧套裝在第二限位軸上，第二彈簧一端與第二支桿滑座連接，另一端與防水殼體尾部連接，第二拉緊板一端與第二支桿滑座鉸接，另一端與驅(qū)動(dòng)連接板中部鉸接。

在上述技術(shù)方案中，所述全景攝像機(jī)構(gòu)包括磁性羅盤、錐面反射、照明設(shè)備、定位傳感器、圖像傳感器、全景攝像頭和攝像頭底座，磁性羅盤安裝于透明管頂部，照明設(shè)備安裝在透明管側(cè)壁上，定位傳感器和圖像傳感器均安裝在透明管側(cè)壁上，錐面反射與透明管側(cè)壁連接并位于磁性羅盤和照明設(shè)備之間，攝像頭底座安裝于防水殼體頂部，全景攝像頭安裝在攝像頭底座上。

本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的測(cè)試裝置與現(xiàn)有的鉆孔攝像裝置相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、現(xiàn)有的鉆孔攝像裝置需要用數(shù)根連接桿將鉆孔攝像儀器連續(xù)推入鉆孔內(nèi)部以獲得整個(gè)鉆孔軸線方向的孔壁圍巖信息，需要耗費(fèi)較大的體力和時(shí)間。而且在大埋深、高應(yīng)力的巖體工程環(huán)境中，巖爆和沖擊地壓等動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生的概率大大增加，對(duì)操作人員的生命安全造成極大的威脅。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆孔攝像裝置的無線遙控，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，智能行走，速度可控，不需要人工將鉆孔攝像裝置放入待測(cè)區(qū)域，大大提高了安全性。

2、現(xiàn)有的鉆孔攝像裝置，大都不能用于多角度鉆孔測(cè)試，只能實(shí)現(xiàn)單一孔徑的測(cè)試，本實(shí)用新型可適用于多種孔徑多種角度的鉆孔，也可適用于變孔徑的鉆孔，并且可在有水的環(huán)境中使用。

3、現(xiàn)有的鉆孔攝像裝置只能用于對(duì)鉆孔內(nèi)的地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察，不能 實(shí)現(xiàn)更深一步的分析處理。本實(shí)用新型由于設(shè)置有地面控制系統(tǒng)，故它可以實(shí)現(xiàn)圖像的數(shù)字化及計(jì)算機(jī)處理，實(shí)現(xiàn)鉆孔孔壁的展開360°柱面圖像的實(shí)時(shí)顯示，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資料的計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)、分析、與處理。

4、本實(shí)用新型適用范圍廣，可應(yīng)用于多種孔徑的鉆孔攝像觀察，操作便捷，方便智能，安全性高，集鉆孔攝像觀察和信息處理的系統(tǒng)裝置。

附圖說明

圖1為裝置本體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中前半部分的局部放大示意圖。

圖3為圖1中后半部分的局部放大示意圖。

圖4是圖2中A-A處的延剖面方向的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1-裝置本體,2-防水殼體,3-透明管,41-驅(qū)動(dòng)輪，42-電池，43-從動(dòng)輪，44-電機(jī)，45-傳動(dòng)軸，5-全景攝像機(jī)構(gòu),51-磁性羅盤，52-錐面反射，53-照明設(shè)備，54-定位傳感器，55-圖像傳感器，56-全景攝像頭，57-攝像頭底座，6-前輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，60-渦輪調(diào)整件，61-頭部立板，62-驅(qū)動(dòng)連接板，63-渦輪，64-蝸桿，65-齒輪，66-階梯槽，67-渦輪支撐座，68-渦輪軸，69-渦輪緊固軸，7-前輪變徑機(jī)構(gòu)，71-第一拉緊板，72-第一支桿滑座，73-第一限位板，74-限位軸，75-第一限位桿，76-第一彈簧，77-限位槽，8-后輪變徑機(jī)構(gòu),81-第二拉緊板，82-第二支桿滑座，83-第二限位板，84-第二限位軸，85-第二限位桿，86-第二彈簧，9-固定板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施情況，但它們并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定，僅作舉例而已。同時(shí)通過說明使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)更加清楚和容易理解。

參閱附圖可知：智能化數(shù)字式鉆孔全景攝像裝置，包括裝置本體1，所述裝置本體1包括防水殼體2、安裝于防水殼體2外部前端的透明管3、安裝在防水殼體2內(nèi)部的電池42、多個(gè)位于防水殼體2前端的驅(qū)動(dòng)輪41、多 個(gè)位于防水殼體2后端的從動(dòng)輪43、位于防水殼體2內(nèi)部的電機(jī)44；透明管3內(nèi)安裝有能對(duì)鉆孔進(jìn)行全景攝像的全景攝像機(jī)構(gòu)5，電池42的輸出端與電機(jī)44連接，電機(jī)44的輸出端連接有傳動(dòng)軸45，傳動(dòng)軸45的輸出端通過前輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6與驅(qū)動(dòng)輪41連接；驅(qū)動(dòng)輪41與防水殼體2之間安裝有位于防水殼體2內(nèi)部前端，并能使驅(qū)動(dòng)輪41在鉆孔內(nèi)行走過程中變徑的前輪變徑機(jī)構(gòu)7，從動(dòng)輪43與防水殼體2之間安裝有位于防水殼體2內(nèi)部后端，并能使從動(dòng)輪43在鉆孔內(nèi)行走過程中變徑的后輪變徑機(jī)構(gòu)8；所述全景攝像機(jī)構(gòu)5、前輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6、前輪變徑機(jī)構(gòu)7和后輪變徑機(jī)構(gòu)8均與位于地面上的分析控制系統(tǒng)(圖中未標(biāo)出)無線連接。所述前輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6包括頭部立板61、驅(qū)動(dòng)連接板62、渦輪63、蝸桿64和齒輪65，所述傳動(dòng)軸45上設(shè)有階梯槽66，頭部立板61套裝在階梯槽66上并與傳動(dòng)軸45形成軸肩限位，頭部立板61上安裝有渦輪支撐座67，渦輪63安裝在渦輪支撐座67上，傳動(dòng)軸45的輸出端依次與蝸桿64、渦輪63、齒輪65和驅(qū)動(dòng)輪41連接，所述驅(qū)動(dòng)連接板62一端與渦輪支撐座67鉸接，另一端安裝驅(qū)動(dòng)輪41。

所述前輪變徑機(jī)構(gòu)7包括第一拉緊板71、第一支桿滑座72、第一限位板73、第一限位軸74、第一限位桿75和套裝在第一限位軸74上的第一彈簧76，所述第一限位板73與防水殼體2側(cè)壁連接，傳動(dòng)軸45前端設(shè)有限位槽77，第一限位軸74一端與防水殼體2前端連接，另一端貫穿第一限位板73并位于限位槽77內(nèi)，第一限位桿75一端與第一限位板73連接，另一端與防水殼體2頂部連接，第一支桿滑座72套裝在第一限位軸74和第一限位桿75上，第一彈簧76套裝在第一限位軸74上，第一彈簧76一端與第一支桿滑座72連接，另一端與防水殼體2頂部連接，第一拉緊板71一端與第一支桿滑座72鉸接，另一端與第一驅(qū)動(dòng)連接板62中部鉸接。

所述后輪變徑機(jī)構(gòu)8包括第二拉緊板81、第二支桿滑座82、第二限位板83、第二限位軸84、第二限位桿85,和套裝在第二限位軸84上的第二彈簧86，所述第二限位板83與防水殼體2側(cè)壁連接，第二限位軸84一端與防水殼體2尾部連接，另一端電機(jī)44后端連接，第二限位桿85一端與第二限位板83連接，另一端與防水殼體2尾部連接，第二支桿滑座82套裝 在第二限位軸84和第二限位桿85上，第二彈簧86套裝在第二限位軸84上，第二彈簧86一端與第二支桿滑座82連接，另一端與防水殼體2尾部連接，第二拉緊板81一端與第二支桿滑座82鉸接，另一端與驅(qū)動(dòng)連接板62中部鉸接。

所述全景攝像機(jī)構(gòu)5包括磁性羅盤51、錐面反射52、照明設(shè)備53、定位傳感器54、圖像傳感器55、全景攝像頭56和攝像頭底座57，磁性羅盤51安裝于透明管3頂部，照明設(shè)備53安裝在透明管3側(cè)壁上，定位傳感器54和圖像傳感器55均安裝在透明管3側(cè)壁上，錐面反射52與透明管3側(cè)壁連接并位于磁性羅盤51和照明設(shè)備53之間，攝像頭底座57安裝于防水殼體2頂部，全景攝像頭56安裝在攝像頭底座57上。

實(shí)際工作時(shí)，電機(jī)44和傳動(dòng)軸45都是通過固定板9安裝在防水殼體2內(nèi)部的。

本實(shí)用新型的全景攝像方法包括如下步驟，

步驟1：將裝置本體1放入探孔內(nèi)，所述裝置本體1外徑尺寸不小于鉆孔的最大直徑；

步驟2：?jiǎn)?dòng)分析控制系統(tǒng)，在分析控制系統(tǒng)上設(shè)置裝置本體1的行走速度，并通過分析控制系統(tǒng)、定位傳感器54、前輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6和電機(jī)44，使裝置本體1在鉆孔內(nèi)前進(jìn)或后退；

步驟3：通過定位傳感器54和圖像傳感器55將裝置本體1在鉆孔內(nèi)運(yùn)走過程中拍攝到的圖像信息，實(shí)時(shí)傳輸給分析控制系統(tǒng)；

步驟4：當(dāng)裝置本體1在前進(jìn)過程中遇到障礙物時(shí)，

驅(qū)動(dòng)輪41依次通過位于防水殼體2前端的驅(qū)動(dòng)連接板62、防水殼體2前端的頭部拉緊板71和防水殼體2前端的支桿滑座72，使位于防水殼體2前端的彈簧76伸長(zhǎng)，此時(shí)裝置本體1通過電機(jī)44和前輪驅(qū)動(dòng)裝置使驅(qū)動(dòng)輪41向前運(yùn)動(dòng)，并使驅(qū)動(dòng)輪41越過障礙物；

從動(dòng)輪43依次通過位于防水殼體2后端的驅(qū)動(dòng)連接板62、位于防水殼體2后端的頭部拉緊板71和位于防水殼體2后端的支桿滑座72，使位于防水殼體2后端的彈簧76壓縮，此時(shí)裝置本體1通過電機(jī)44和前輪驅(qū)動(dòng)裝置使驅(qū)動(dòng)輪41繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，從而使動(dòng)輪越過障礙物；

步驟6：當(dāng)裝置本體1在后退過程中遇到障礙物時(shí)，

從動(dòng)輪43依次通過位于防水殼體2后端的驅(qū)動(dòng)連接板62、位于防水殼體2后端的頭部拉緊板71和位于防水殼體2后端的支桿滑座72，使位于防水殼體2后端的彈簧76伸長(zhǎng)，此時(shí)裝置本體1通過電機(jī)44和前輪驅(qū)動(dòng)裝置使驅(qū)動(dòng)輪41向后運(yùn)動(dòng)，從而使從動(dòng)輪43越過障礙物；

驅(qū)動(dòng)輪41依次通過位于防水殼體2前端的驅(qū)動(dòng)連接板62、防水殼體2前端的頭部拉緊板7112和防水殼體2前端的支桿滑座72，使位于防水殼體2前端的彈簧76壓縮，此時(shí)裝置本體1通過電機(jī)44和前輪驅(qū)動(dòng)裝置使驅(qū)動(dòng)輪41繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng)，并使從動(dòng)輪43越過障礙物。

實(shí)際工作時(shí)，為了增強(qiáng)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，攝像頭底座57可與位于防水殼體22前端的限位軸74同軸布置。照明設(shè)備53能夠?qū)崿F(xiàn)管道內(nèi)照明，便于全景攝像頭4的攝像監(jiān)控。

實(shí)際工作時(shí)，本申請(qǐng)以安裝三至五個(gè)驅(qū)動(dòng)輪為宜，其中驅(qū)動(dòng)輪的最佳數(shù)目為三個(gè)。優(yōu)選的，在支桿滑座17上以中心軸18為圓心均勻相間安裝三組前輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

如圖4所示，頭部拉緊板61的一端安裝在支桿滑座72上，另一端安裝在驅(qū)動(dòng)連接板62中部的齒輪65的異側(cè)面。每個(gè)驅(qū)動(dòng)連接板62的兩端分別安裝驅(qū)動(dòng)輪41和渦輪63。每個(gè)渦輪63通過渦輪軸68和渦輪緊固軸69安裝在渦輪支撐座67上。每個(gè)渦輪緊固軸69上渦輪63的兩側(cè)還分別設(shè)置有渦輪調(diào)整件60，更好的安裝渦輪63，保證渦輪63正常轉(zhuǎn)動(dòng)。每個(gè)渦輪63的外輪面與傳動(dòng)軸45的頂部接觸，且三個(gè)渦輪63的接觸點(diǎn)位于同一個(gè)圓周上。頭部立板61的中心貫穿套裝在傳動(dòng)軸45的頸部。三個(gè)渦輪支撐座67和三個(gè)第一限位軸74以傳動(dòng)軸45為圓心均勻相間安裝套裝在頭部立板61上。

實(shí)際工作時(shí)，電機(jī)44的轉(zhuǎn)矩通過傳動(dòng)軸45傳遞給蝸桿64，再經(jīng)過渦輪63、齒輪65到驅(qū)動(dòng)輪41上；驅(qū)動(dòng)輪41旋轉(zhuǎn)并與鉆孔管道內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦力，這也就是本裝置的行走的動(dòng)力。當(dāng)動(dòng)力大于阻力的時(shí)候，本實(shí)用新型即可開始行走。電機(jī)44的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)可以控制本裝置的前進(jìn)和后退。定位傳感器54和圖像傳感器55實(shí)時(shí)傳輸該裝置本體1行進(jìn)的速率和位置等信 息，通過分析控制系統(tǒng)控制本實(shí)用新型。

實(shí)際工作時(shí)，需要選擇合適剛度系數(shù)的彈簧制成第一彈簧76和第二彈簧86，第一彈簧76設(shè)置在全景攝像頭底座57和第一支桿滑座72之間，向三個(gè)驅(qū)動(dòng)輪41會(huì)提供合適的外張力；保證三個(gè)驅(qū)動(dòng)輪41能夠外擴(kuò)支撐在探孔管道內(nèi)壁內(nèi)。

在鉆孔或管道內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，需要相應(yīng)的變徑以保證本裝置的行進(jìn)。對(duì)變徑起作用的也是第一彈簧76和第二彈簧86。當(dāng)本裝置行走遇到障礙物時(shí)，一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)輪41接觸到障礙物后，驅(qū)動(dòng)輪41向內(nèi)收縮，通過驅(qū)動(dòng)連接板62、第一拉緊板71作用在支桿滑座72上；第一彈簧76壓縮，通過三個(gè)驅(qū)動(dòng)輪45同時(shí)穩(wěn)定的向內(nèi)收縮；上述動(dòng)作可以滿足變徑和越障的要求。探孔管道內(nèi)壁擴(kuò)大時(shí)，相應(yīng)的彈簧76伸長(zhǎng)。

在第一支桿滑座72上均勻相間設(shè)置三個(gè)第一拉緊板71和三個(gè)第一限位軸74，能夠保證在第一彈簧76作用下三組行走驅(qū)動(dòng)裝置能夠同時(shí)均勻的外擴(kuò)或收縮，從而保證了整個(gè)裝置搭載的設(shè)備的軸線保持一致，特別適合全景攝像機(jī)構(gòu)5對(duì)探孔管道前方的監(jiān)控。

和前輪變徑機(jī)構(gòu)7不同的是，由于從動(dòng)輪43不需要與電機(jī)44相連，該處不設(shè)置渦輪63、蝸桿64和齒輪65。同樣的，第二彈簧86向三個(gè)從動(dòng)輪43提供合適的外張力；保證三個(gè)從動(dòng)輪43也貼緊探孔管道內(nèi)壁，起支撐和輔助行走的作用。

本實(shí)用新型的智能化全景攝像裝置通用各種鉆孔；針對(duì)鉆孔的不同情況具體操作過程類似。通常情況下，本實(shí)用新型的尺寸一般為56mm、59mm、75mm、71mm、110mm、130mm等。

其它未說明的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。