本发明属于勘测装置,特别涉及一种土木工程用地形勘测装置。
背景技术:
1、地形勘测作为土木工程中的一个关键步骤,其涉及收集和分析地面上的自然和人造特征。地形勘测对于土木工程后续的工程设计、规划和施工至关重要,因为它提供了项目现场的详细三维视图。
2、缝洞地形勘测是一种专门针对地下空洞、裂缝和其他地质结构进行的勘测活动。这种勘测对于评估地下工程的安全性、规划隧道建设、地下储藏设施的选址以及研究地质灾害风险至关重要。在对缝洞进行地形勘测时需要进行实地勘测,通过直接观察和测量地表裂缝、沉降等现象来收集数据。由于缝洞内部结构复杂,进而在对缝洞地形进行实地勘测时需要借助诸如蛇形体的机器人等特殊设备的配合。现有的蛇形机器人在进入行走面斜度角度较大的缝洞时,由于其在斜度较大的状态时受到自身重力影响较大,此时蛇形机器人无法有效的与行走面进行充分接触,导致行走时所提供的摩擦力降低,会存在从行走面的低处往行走面的高处行进较难的问题,致使无法有效的行走,需要依靠外力拖拽才能从完成从缝洞地形中顺利进入并取出的过程。
3、如公开号为cn112975926b的中国发明专利公开一种蛇形机器人,其主要是用于野外探测或应急救援中,通过万向轴将各机器人分节进行连接,而在机器人分节上又环绕着履带,通过多履带分布且两条履带触地的结构特征提高行走性能,使得蛇形机器人更适合在野外行走。在使用时,伸入垂直或者倾斜角度过大的缝洞时,虽然可顺利进入,但是作业完成后从该类缝洞取出时则需要人员拖拽才能顺利取出,极大的降低了设备的灵活性。同时,由于缝洞地形复杂,对于某些存在障碍凸起的地方,拖拽极易造成蛇形机器人与障碍相撞导致机身受损的问题。再如cn103612683b的中国发明专利公开一种履带式多关节蛇形机器人,用于灾难救援、探测、消防、运输以及太空探索等领域,其通过连接模块将多个关节模块进行连接,每个关节模块采用三个相同的面组成的三棱柱结构设计,每个侧面与地面接触都可以驱动机器人前进,虽然使得机器人具备一定的地面适应能力,但是其针对垂直或者倾斜角度过大的缝洞地形时,仍然会受到自身重力影响,在不借助外界助力的情况下,难以有效的朝高位行进。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题,本发明的目的是提供一种土木工程用地形勘测装置,对于垂直或者倾斜角度过大的缝洞地形时也能够有效的行走,具备较佳的地面适应能力。
2、本发明的技术方案是:一种土木工程用地形勘测装置,包括蛇形体,所述蛇形体设有数据采集端,所述数据采集端用于对缝洞地形的实地地形数据进行采集,蛇形体具有分节,所述分节包括分节壳体、形变臂和行走组件。
3、分节壳体外侧壁上滑动设置有移动件。形变臂有多个,多个所述形变臂的一端安装在所述移动件上,且另一端远离移动件固定设置在分节壳体的另一端;多个形变臂围绕分节壳体分布,形变臂设置在移动件上的端部随移动件的移动向另一端靠近,形变臂自身发生形变使形变臂中心点距离分节壳体侧壁的有效距离增大。行走组件设置在所述形变臂中心处,用于触地行走。
4、进一步的,所述分节壳体为柱体结构或橄榄球体结构。
5、更进一步地,所述分节壳体内设置有移动组件,所述移动组件用于对所述移动件提供动力。
6、更进一步地,所述分节壳体为柱体结构,分节壳体外侧壁上沿轴线方向开设有与形变臂数目相同的滑槽,所述移动件位于所述滑槽内,且能够沿滑槽的槽长方向移动。
7、更进一步地,所述移动组件采用第一移动组件,所述第一移动组件包括丝杠和电机。
8、丝杠位于所述滑槽内且沿滑槽的槽长方向分布,所述移动件采用第一滑块,所述第一滑块螺纹设置在所述丝杠上;电机具有输出端,所述输出端与所述丝杠连接。
9、更进一步地,所述滑槽的截面、第一滑块的截面均为t型结构,所述第一滑块卡接在滑槽内,且第一滑块与滑槽接触面上均设置有万向滚珠。
10、更进一步地,所述分节壳体为橄榄球体结构,所述移动组件采用第二移动组件,所述第二移动组件包括滑轨、移动轮组和牵引件。
11、滑轨设置在所述分节壳体外侧壁上,且沿分节壳体的外圆弧分布;移动轮组,滑动设置在滑轨上,且移动轮组具有夹持缝隙,所述滑轨卡接在所述夹持缝隙内;所述移动件采用第二滑块,所述第二滑块通过移动轮组滑动设置在滑轨上,且能够沿滑轨进行移动;牵引件有两个,两个牵引件均设置在所述第二滑块上,两个牵引件均具有牵引端,所述牵引端一一对应设置在分节壳体的两端。
12、进一步地,所述形变臂包括安装座和形变杆。
13、安装座表面开设有安装槽,两端均开设有安装孔;所述行走组件卡设在所述安装槽内;形变杆有两组,两组所述形变杆的一端均设置在所述安装孔内,靠近移动件一侧的一组形变杆的另一端设置在移动件上,另一组形变杆的另一端固定设置在分节壳体上。
14、更进一步地,所述形变杆包括杆体和套体。
15、杆体为可形变金属材料,杆体上设置有多个环槽;套体套设在所述杆体上。
16、更进一步地,所述套体外侧壁上规则排布有鳞片。
17、本发明的工作方法:在对斜度较大的缝洞地形进行地形勘测时,通过移动件的移动带动形变臂设置在移动件上的端部朝向另一端靠近,使得形变臂发生形变使设置在形变臂中心处的行走组件向远离分节壳体的方向移动,直至行走组件与缝洞的外侧壁进行接触。其中,多个形变臂发生形变的过程中,致使缝洞地形结构至少一组相对的侧壁与靠近其的行走组件接触,缝洞地形结构的相对的侧壁对地形勘测装置形成夹击,行走组件运行并带动装置在斜度较大的缝洞地形中行进。并利用数据采集端对缝洞地形的实地地形数据进行采集。
18、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
19、本发明通过形变臂发生形变进而带动行走组件向外扩张移动,进而能够与倾斜角度较大的缝洞地形结构的相对的侧壁发生接触,此时,缝洞地形结构的相对的侧壁对地形勘测装置形成夹击,无论是行进还是后退均能实现,能够在倾斜角度过大的缝洞地形中行走,具备较佳的地面适应能力。
20、在实际使用中,对于垂直的缝洞地形,无需借助外部拖拽,具备较高的移动灵活性。
1.一种土木工程用地形勘测装置,包括蛇形体,所述蛇形体设有数据采集端,所述数据采集端用于对缝洞地形的实地地形数据进行采集,蛇形体具有分节(1),其特征在于,所述分节(1)包括:
2.如权利要求1所述的一种土木工程用地形勘测装置,其特征在于,所述分节壳体(3)为柱体结构或橄榄球体结构。
3.如权利要求2所述的一种土木工程用地形勘测装置,其特征在于,所述分节壳体(3)上设置有移动组件,所述移动组件用于对所述移动件提供动力。
4.如权利要求3所述的一种土木工程用地形勘测装置,其特征在于,所述分节壳体(3)为柱体结构,分节壳体(3)外侧壁上沿轴线方向开设有与形变臂(4)数目相同的滑槽(30),所述移动件位于所述滑槽(30)内,且能够沿滑槽(30)的槽长方向移动。
5.如权利要求4所述的一种土木工程用地形勘测装置,其特征在于,所述分节壳体(3)为柱体结构,所述移动组件采用第一移动组件(31),所述第一移动组件(31)包括:
6.如权利要求5所述的一种土木工程用地形勘测装置,其特征在于,所述滑槽(30)的截面、第一滑块(301)的截面均为t型结构,所述第一滑块(301)卡接在滑槽(30)内,且第一滑块(301)与滑槽(30)接触面上均设置有万向滚珠(3010)。
7.如权利要求3所述的一种土木工程用地形勘测装置,其特征在于,所述分节壳体(3)为橄榄球体结构,所述移动组件采用第二移动组件(32),所述第二移动组件(32)包括:
8.如权利要求1所述的一种土木工程用地形勘测装置,其特征在于,所述形变臂(4)包括:
9.如权利要求8所述的一种土木工程用地形勘测装置,其特征在于,所述形变杆(42)包括:
10.如权利要求9所述的一种土木工程用地形勘测装置,其特征在于,所述套体(422)外侧壁上规则排布有鳞片(423)。