[发明专利]一种新型钻孔图像采集机器人及其使用方法

说明书

本发明公开了一种新型钻孔图像采集机器人及其使用方法，要解决现有钻孔图像采集过程中存在的问题。本产品包括自进装置、清洗装置、采集装置、连接装置和控制装置。本发明的自进装置设有8个可调节支撑角度的自转式防滑胶轮，内含高扭矩电机，可带动本发明在钻孔内居中行进；本发明的清洗装置可在钻孔内对防护镜头的防护壳进行清洗，提高了图像采集精度；本发明的控制装置设有控制按键和功能按键，可操控图像采集时的行进速度、姿态和光源亮度，并将采集信息实时储存。本发明适用于煤矿巷道顶板钻孔检测，具有操作简便、采集效率高、采集精度高的特点，采集数据可真实反映巷道顶板围岩变形破碎特性。

技术领域

本发明涉及煤矿岩层检测领域，具体是一种新型钻孔图像采集机器人。

背景技术

煤炭作为重要的能源燃料和化工原料，在国民经济发展及人民生活中扮演重要角色。为最大限度的开采煤炭资源、节约生产成本，大多数煤层采用切顶卸压沿空留巷方式开采。

煤层开采势必引起上覆岩层断裂、破碎、冒落及下部岩层的变形。工作面冒落带高度和顶板变形特征是进行沿空留巷支护的重要参数，因此巷道顶板围岩的检测对工作面的安全生产具有较强的指导意义。此外，目前切顶卸压方式多采用预裂爆破方式进行，岩层厚度及岩性对爆破结果影响较大，需要对爆破后的炮孔进行检测，检测爆破切缝线是否贯通，用以判断爆破效果，调整装药结构。目前常用的方式仍旧是在顶板岩层中钻孔进行检测，以获得图像数据。

由上述可知，在煤层开采过程中，使用成像设备对顶板岩层钻孔检测是保证安全生产的必要手段，具有直观、简便的特点。然而在实际运用过程中，也出现诸多问题。首先，大多数巷道顶板岩层存在裂隙水，孔内潮湿，常规窥视仪器的镜头深入钻孔内在镜头形成一层水雾，导致图像采集失真，处理此种情况只能将深入钻孔内的镜头撤出，清理干净后再重新放入钻孔进行测试。其次，如果孔壁部分岩层为泥岩等软岩时，软岩遇水崩解破碎导致钻孔疏通的工作量增加；此外，在检测过程中若镜头被岩屑泥巴遮挡，还需将镜头从钻孔内撤出进行清理。目前，常用的窥视仪器的采集镜头需要一根一根首尾相接的连接杆推入钻孔内，增加工作量和劳动强度，采集过程中一个重要的数据是记录图像采集的深度，需要专门的线滚或者装置记录深入钻孔内推送杆或者电缆长度，使用极为不便，若遇到塌孔等意外情况，镜头卡在钻孔内无法取出导致仪器报废。

上述问题，是所有现场检测人员遇到实际情况，若遇到钻孔地质条件较差，需要重复疏通孔内岩屑和清理仪器镜头，极大地消耗工作人员的体力和精力。众所周知，煤矿巷道湿度大、煤尘浓度高、噪音大，工作条件极差，利用现有的仪器和手段，每一次钻孔检测都充斥着现场检测人员反清理镜头而无济于事的辛酸，镜头容易被水汽及岩屑残渣遮挡的现实没有解决，导致采集图像不清晰，即浪费人力物力，也没有达到良好的检测效果。

申请号为2019100052189的发明提供了一种可单人操作的钻孔窥视仪。该钻孔窥视仪包括摄像探头、推杆、成像主机和金属框架，摄像探头设置于推杆的端部，金属框架设有深度计数器滑轮，推动推杆使摄像探头向钻孔内移动，改钻孔窥视仪可单人操作，但是需要使用推杆将摄像头向钻孔推进，多个推杆通过螺旋接头和螺旋接口连接，导致采集图像暂停和采集时间变长，且镜头没有任何防雾处理和防撞保护，适用条件受限。

申请号为2016105853264的发明公布了一种矿用钻孔窥视仪摄像头自适应居中和防污装置，包括探杆、摄像头、电缆、卡扣、固定盘、定位螺母、弹性钢丝，其主要目的是使得摄像头处于钻孔中心，防止摄像头触碰到孔壁，但是在镜头推进至泥岩及破碎区域时，弹性钢丝嵌入破碎区域导致镜头无法推进，且镜头表面被水汽凝结，无法在钻孔内清理，只能撤出孔口进行清理，浪费了时间。

相关的研究和改进也在进行中。

发明内容

实施例的目的在于提供所述的一种新型钻孔图像采集机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，所述的一种新型钻孔图像采集机器人实施例提供如下技术方案：