一种地质调查用山体岩缝探测方法及探测装置与流程

本发明涉及地质调查，具体为一种地质调查用山体岩缝探测方法及探测装置。

背景技术：

1、山体岩缝探测是了解山体结构与稳定性的关键手段，它不仅揭示了岩石的形成过程及其随时间的变化规律，还反映了地壳运动的情况，如地震活动和板块构造等，通过对岩缝分布及特性的研究，可以预测潜在的地质灾害风险，比如山体失稳或滑坡的可能性；

2、现有的探测装置在进行监测时，通常需要对岩石和土壤进行钻孔。虽然这些装置在面对较为松软的土壤时能够顺利钻入，但在探测装置遇到坚硬的岩石环境下，由于缺乏足够的冲击力推动，钻孔结构难以穿透岩石层采集数据的问题。此外，在某些垂直岩壁上执行钻孔任务时，如果没有外部固定支撑设备，整个装置的稳定性会大大降低，进而影响钻孔效果。同时，考虑到自然界中岩缝往往呈现出不规则分布的特点，从而要求探测设备能够灵活调整其位置与角度，以便更好地适应不同形状的岩缝。

3、因此需要一种地质调查用山体岩缝探测方法及探测装置对上述问题做出改善。

技术实现思路

1、为了解决探测装置对山体岩缝进行探测时，某些垂直岩壁上执行钻孔任务时，如果没有外部固定支撑设备，整个装置的稳定性会大大降低，进而影响钻孔效果，本发明提供一种地质调查用山体岩缝探测方法及探测装置，以解决上述的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种地质调查用山体岩缝探测方法及探测装置，包括安装基座，所述安装基座的底部外壁上设置有探测组件，所述探测组件的一侧且位于安装基座底部侧壁上设置有固定组件，所述安装基座的基面上成环形阵列设置有转动块，所述转动块的外壁上转动连接有第一固定板，所述第一固定板的侧壁上转动连接有转杆，所述转杆的外壁上转动连接有第二固定板，所述第二固定板的外壁上螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的一端安装有驱动电机，所述驱动电机的外壁上设置有连接壳体，并且连接壳体的端口处转动连接有螺纹杆，所述转动块的一侧且位于安装基座的内壁上设置有控制器；

4、所述探测组件包括连接底座，所述连接底座安装在安装基座的底部外壁上，所述连接底座的外壁上安装有定位壳体，所述定位壳体相对立的内壁上转动连接有转轴，所述转轴的外壁上转动连接有转动套筒，其中转动套筒从前往后设置有两组且分别位于转轴的外壁上，所述转动套筒的外壁上安装有钻孔探测件，所述转动套筒之间且位于定位壳体的内壁上设置有步进电机，所述步进电机的驱动轴安装有螺纹丝杆，所述螺纹丝杆的外壁上螺纹连接有定位板，所述定位板的外壁上对称设置有定位块，所述定位块的外壁上转动连接有连接板，所述连接板的一端经过连接块转动连接在钻孔探测件的外壁上。

5、作为本发明优选的方案，所述钻孔探测件包括安装壳体，所述安装壳体对称设置有两组且分别安装在转动套筒的外壁上，并且安装壳体的外壁上连接有连接块，所述安装壳体的外壁上内嵌安装有丝杆电机，所述丝杆电机的一端安装有限位块，所述限位块的外壁上成环形阵列设置有裂缝传感器，所述裂缝传感器的一侧且位于限位块的外壁上转动连接有顶杆，其中顶杆经过限位弹簧固定在限位块的外壁上，并且限位弹簧设置有多组且成环形结构，所述限位块的外壁上且位于裂缝传感器相对立的位置设置有插针，所述插针设置有多组且成环形阵列结构，所述插针的一侧且位于安装壳体的内壁上滑动连接有滑板。

6、作为本发明优选的方案，所述滑板的材质为塑料薄片材质，所述滑板的一侧且位于安装壳体的内壁上滑动连接有塑料膜壳体，并且塑料膜壳体的内腔设置有粘结剂，所述安装壳体的外壁上设置有固定壳体，所述固定壳体的外壁上安装有无刷电机，所述无刷电机经过转动杆安装有限位套筒，所述限位套筒的外壁上设置有第一壳体，所述第一壳体的内壁上成环形阵列设置有滚珠，并且滚珠的外壁上套接有第二壳体。

7、作为本发明优选的方案，所述第一壳体和第二壳体相对于限位套筒的中心轴倾斜15度，所述第二壳体的外壁上设置有拉杆，所述固定壳体内腔且位于安装壳体的外壁上套接有安装筒，其中安装筒固定在固定壳体的内壁上，所述安装筒的外壁上开设有限位滑槽，所述限位滑槽的内壁上滑动连接有滑动块。

8、作为本发明优选的方案，所述滑动块相对立的内壁上转动连接有拉杆，所述滑动块的外壁上安装有顶筒，并且顶筒滑动连接在安装壳体的外壁上，所述顶筒的外壁上设置有限位环，所述限位环经过定位弹簧固定在安装筒的内壁上，所述顶筒的一侧且位于安装壳体的外壁上滑动连接有钻筒，其中钻筒和安装筒的连接方式为转动连接。

9、作为本发明优选的方案，所述固定壳体的一侧且位于钻筒的外壁上设置有连接齿轮，所述连接齿轮的一侧且位于钻筒的外壁上成环形开设有连通槽，所述连通槽的一侧且位于安装壳体的端口处插拔安装有挡板，所述限位套筒的一侧且位于转动杆的外壁上设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮的外壁上啮合连接有连接齿轮。

10、作为本发明优选的方案，所述固定组件包括安装底板，所述安装底板设置有多组且分别位于安装基座的底部外壁上，并且安装底板成环形结构，所述安装底板的外壁上安装有倾斜杆，所述倾斜杆的一端安装有限位壳体。

11、作为本发明优选的方案，所述限位壳体的内壁上滑动连接有定位插销，所述定位插销的外壁上安装有压缩弹簧，并且压缩弹簧的一端固定在限位壳体的内壁上，所述压缩弹簧的一侧且位于定位插销的外壁上开设有限位卡槽，所述限位卡槽的一侧且位于限位壳体的内壁上开设有限位槽。

12、作为本发明优选的方案，所述限位槽的内壁上滑动连接有插杆，所述插杆的一端插入限位卡槽进行固定，所述插杆的另一端经过连接弹簧固定在限位槽的内壁上，所述限位壳体的端口处滑动连接有滑动筒，所述滑动筒的外壁上安装有强磁铁环，所述强磁铁环位于插杆的斜下方，并且强磁铁环和插杆的连接方式为磁性连接。

13、所述控制器经过导线分别连接有驱动电机、步进电机、丝杆电机、裂缝传感器和无刷电机且连接方式为电性连接，所述钻孔探测件设置有两组且分别位于转动套筒的外壁上，且钻孔探测件成对称结构。

14、一种地质调查用山体岩缝探测方法，其步骤具体如下：

15、操作步骤一：通过将连接壳体固定在无人机的底部，使无人机作为装置外部升力提供源，当装置经过外部升力移动到岩缝的一侧时，首先打开控制器的开关，进而使控制器控制驱动电机进行运转，同时驱动电机的驱动轴带动螺纹杆进行转动，基于上述连接关系以及结构，当螺纹杆进行转动，同时螺纹杆带动第二固定板上移，基于上述连接关系，当第二固定板上移时，第二固定板经过转杆对第一固定板施加拉力，进而使第一固定板经过转动块对安装基座施加拉力，只需要控制器控制驱动电机分别运转，进而使安装基座多处受力位移，以便于调整安装基座的倾斜角度；

16、操作步骤二：通过控制器控制步进电机进行运转，当步进电机运转时，步进电机的驱动轴带动螺纹丝杆进行转动，当螺纹丝杆转动时，螺纹丝杆螺纹连接带动定位板向上移动，当定位板下移时，定位板带动定位块进行下移，使定位块经过连接板施加推力，进而使连接板经过连接块推动钻孔探测件向两侧移动，钻孔探测件受力带动转动套筒在转轴的外壁上分别向两侧移动，同时经过无人机的摄像头实时的判断装置的位置；

17、操作步骤三：当装置位于岩缝一侧的岩壁时，当装置紧贴岩壁时，由于滑动筒受到岩壁的挤压，滑动筒在限位壳体的外壁上滑动，进而使滑动筒带动强磁铁环向一侧移动，当强磁铁环移动到限位槽的一侧时，强磁铁环对插杆产生磁性吸附，进而使插杆在限位槽的内壁上向一侧移动，当插杆移出限位卡槽的内腔时，此时定位插销失去插杆的固定，被压缩的压缩弹簧伸展开，进而使压缩弹簧对定位插销施加推力，定位插销插入岩壁进行固定；

18、操作步骤四：通过控制器控制无刷电机进行运转，使无刷电机经过转动杆带动限位套筒进行转动，进而使限位套筒带动第一壳体进行转动，基于上述结构以及连接关系，当第一壳体转动时，第一壳体带动滚珠进行转动，当第一壳体在限位套筒的带动下往复进行转动，此时第一壳体的顶端带动滚珠由限位套筒的左侧移动到右侧，反之，第一壳体的顶端带动滚珠由限位套筒的右侧移动到左侧，使滚珠对第二壳体施加横向推力，进而第二壳体在限位套筒的外壁上横向往复位移，当第二壳体进行位移时，第二壳体也会带动拉杆横向往复位移；

19、操作步骤五：通过当拉杆受力横向位移时，使拉杆经过滑动块带动顶筒进行横向位移，进而使顶筒在安装壳体的外壁上滑动，当顶筒横向往复移动时，使顶筒对钻筒施加冲击，钻筒向一侧对岩石挤压，当无刷电机带动转动杆进行转动时，转动杆带动驱动齿轮进行转动，进而使驱动齿轮带动连接齿轮进行转动，当连接齿轮转动时，连接齿轮带动钻筒进行转动对岩石进行钻孔，钻筒在对岩石钻孔时，同时钻筒还受到顶筒冲击力；

20、操作步骤六：当钻孔完成后，控制器控制丝杆电机进行运转，使丝杆电机对限位块在安装壳体的内壁上进行位移，当限位块横向位移时，限位块同时带动滑板和塑料膜壳体向一侧移动，当塑料膜壳体移动到钻孔的内壁相抵接，由于受到钻孔的内壁抵住，限位块带动插针插入塑料薄片材质的滑板，当插针接触塑料膜壳体时，插针扎破塑料膜壳体，进而使塑料膜壳体内腔的粘结剂充入钻孔内腔，当粘结剂固化后，对山体岩缝进行加固；

21、操作步骤七：通过当限位块移入钻孔内腔时，裂缝传感器也位于钻孔的内腔，当限位块移动到安装壳体的外侧时，由于顶杆失去安装壳体的限位，此时限位弹簧对顶杆施加拉力，使顶杆在限位块的外壁上向外侧移动，进而使顶杆抵住钻孔的内壁进行固定，随后裂缝传感器对岩缝进行监测。

22、与现有技术相比，本发明通过在地质调查用山体岩缝探测装置中设置驱动电机和螺纹杆，进而实现探测设备能够灵活调整其位置与角度，使探测设备能够更好的对齐岩缝，控制器控制驱动电机分别运转，进而使安装基座多处受力位移，以便于调整安装基座的倾斜角度，进而适合不同的形状岩缝，装置的调整效果更好，从而解决岩缝往往呈现出不规则分布的特点，从而要求探测设备能够灵活调整其位置与角度，以便更好地适应不同形状的岩缝。

23、本发明通过在地质调查用山体岩缝探测装置中设置固定组件中的滑动筒受到岩壁的挤压，进而使滑动筒带动强磁铁环向一侧移动，强磁铁环对插杆产生磁性吸附，当插杆移出限位卡槽的内腔时，被压缩的压缩弹簧伸展开，进而使压缩弹簧对定位插销施加推力，定位插销插入岩壁进行固定，使装置的稳定性更好，从而解决了某些垂直岩壁上执行钻孔任务时，如果没有外部固定支撑设备，整个装置的稳定性会大大降低，进而影响钻孔效率的问题。

24、本发明通过在地质调查用山体岩缝探测装置中设置探测组件能够实现钻筒在对岩石钻孔时，同时钻筒还受到顶筒冲击力，探测装置更好的对岩石进行钻孔，限位套筒经过第一壳体带动滚珠进行转动，滚珠对第二壳体施加横向推力，随后第二壳体也会带动拉杆横向往复位移，进而使顶筒对钻筒施加冲击，钻筒向一侧对岩石挤压，同时驱动齿轮带动连接齿轮进行转动，连接齿轮带动钻筒进行转动对岩石进行钻孔，探测装置更好的对岩石进行钻孔，从而解决了探测装置遇到坚硬的岩石环境下，由于缺乏足够的冲击力推动，钻孔结构难以穿透岩石层采集数据的问题。

25、本发明通过在地质调查用山体岩缝探测装置中设置探测组件，将裂缝传感器存储在安装壳体的内腔，当装置在进行移动时，安装壳体对裂缝传感器进行保护，限位弹簧对顶杆施加拉力，使顶杆在限位块的外壁上向外侧移动，进而使顶杆抵住钻孔的内壁进行固定，随后裂缝传感器对岩缝进行监测，同时限位块带动插针插入塑料薄片材质的滑板，当插针接触塑料膜壳体时，插针扎破塑料膜壳体，进而使塑料膜壳体内腔的粘结剂充入钻孔内腔，当粘结剂固化后，对山体岩缝进行加固。