[发明专利]一种特种作业勘探爬行装置

说明书

本发明涉及一种特种作业勘探爬行装置，包括固定支架杆件和多个螺旋机构，所述螺旋机构分为左旋螺旋机构和右旋螺旋机构，螺旋机构相互平行设置后固定于固定支架杆件上，多个螺旋机构之间通过左旋和右旋保持平衡转动，调整钻进方向时，改变相应螺旋机构的轴向力。与现有技术相比，本发明的机器人结构简单、驱动效率高，具有钻进和转向功能，适用于地质勘探、矿难搜索救援等，有较高的可靠性和实用性。

技术领域

本发明涉及地质资源与地质工程探测领域，尤其是涉及一种特种作业勘探爬行装置。

背景技术

目前，地质勘探、矿难搜索救援等作业，往往在地面搭设大型开挖设备，往往具有费时、能耗大、成本高和受地面环境条件限制等缺点，因此实际应用效果并不理想。钻地机器人由于其体积小、功耗低、运动灵活等特点，很适合承担地下施工、救援等任务，已成为近年来国内外研究的热点。

此前国内已经研制出用于地下铺管的非开挖“穿地龙”特种作业机器人和用于海底沉船打捞的拱泥机器人，此类机器人动力源一般为液动或气动，结构上都采用往复冲击挤压泥土前进，具有能耗高、控制系统复杂等缺点。西北工业大学设计出一种土质环境下仿蚯蚓拱洞机器人，具有三个可轴向伸缩和径向胀缩的体节，模仿蚯蚓蠕动爬行方式钻进，然而这种机器人还处于理论研究和虚拟模拟阶段，距离实用化还有较大差距。日本开发了一种用于地质勘测的小型钻掘机器人“DigBot”，该机器人采用“双重反转钻头”的设计，用来消除钻进过程中泥土的阻力矩，机器人后部采用电磁螺线管提供机器人前进推力，但是这种方法提供的推力有限，而且不具备转向功能。美国研制出一种自推进深孔钻进设备“IDDS”，分为前后两节，采用仿尺蠖运动方式前进，用于地外行星探测也可用于地球上进行地下钻进，但是该机器人结构复杂，制造成本昂贵，不适合大批量生产应用。虽然钻地机器人在国内外研究多年，但由于地下土壤环境复杂，对机器人的性能要求高，很多钻地机器人还处于实验室研究阶段。

中国专利CN2484155公开了一种水下自动攻泥机器人蠕动爬行机构，主要由前躯体、后躯体、倒戗片、油缸体、活塞杆组成，其中：后躯体与油缸体固连、活塞杆与前躯体固连，前躯体与油缸体滑动接触连接，在前、后躯体外表面分别设有倒戗片；所述活塞杆由工作油缸驱动。它能代替潜水员、工作效率高，但是其动力源采用液动，结构上采用往复冲击挤压泥土前进，存在能耗高、控制系统复杂等缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种特种作业勘探爬行装置，结构简单，能够实现在地下自推进和调整方向，为日后通过携带传感器深入土壤进行地质勘探、矿难搜索救援或采集土壤样本等任务提供了很好的平台。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种特种作业勘探爬行装置，包括固定支架杆件和多个螺旋机构，所述螺旋机构分为左旋螺旋机构和右旋螺旋机构，螺旋机构相互平行设置后固定于固定支架杆件上，多个螺旋机构之间通过左旋和右旋保持平衡转动，调整钻进方向时，改变相应螺旋机构的轴向力。

所述螺旋机构的数量至少为三个。

所述左旋螺旋机构和右旋螺旋机构的数量相差小于等于1。

所述螺旋机构包括电机转动装置、旋转壳体和螺旋叶片，所述电机转动装置设于旋转壳体内，并带动旋转壳体转动，所述螺旋叶片设于旋转壳体的外壁上，螺旋叶片分为左旋螺旋叶片和右旋螺旋叶片。

所述电机转动装置包括减速电机、电机安装壳、滚动轴承、联轴器、连接杆件和紧定销钉，所述电机安装壳设于旋转壳体内，电机安装壳的的外壁通过滚动轴承连接旋转壳体的内壁，所述减速电机设于电机安装壳内，减速电机的通过联轴器与连接杆件相连，所述连接杆件通过紧定销钉连接旋转壳体的端部。

所述螺旋机构的尾部设有储物腔，所述储物腔设有端盖。

所述固定支架杆件在钻进方向上设有呈锐角的棱边。