探测装置的制作方法

1.本实用新型涉及探测装置技术领域，具体而言，涉及一种探测装置。


背景技术：

2.目前，煤炭的开采过程中，需要进行大量的钻探施工，以获取精准的地质数据及地层构造，为矿井地质保障工作开展提供基础数据，指导生产。同时，通过钻孔内裂缝的发育位置及方向能够帮助地质工作人员确定断层所在位置及其大小，垮落带高度，冒落带高度以及弯曲下沉带高度等数据，为矿井安全高效开采，优化开采工艺等提供参考。但在现有技术中，探测装置只能单独探测钻孔的轨迹或者单独探测裂缝的发育位置，工作人员若想获得钻孔的轨迹和裂缝的发育位置，需要更换不同的探测装置多次测量，提高工作人员的劳动强度。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种探测装置，以解决现有技术中的探测装置无法同时探测钻孔的轨迹和裂缝的发育位置的问题。
4.本实用新型提供了一种探测装置，探测装置包括：激光探测模块，激光探测模块具有发射器和接收装置，发射器与接收装置电连接，以探测钻孔内裂缝的发育位置；惯性测量模块，惯性测量模块包括角速度传感器、加速度传感器和算法处理单元，角速度传感器和加速度传感器分别与算法处理单元电连接，角速度传感器和加速度传感器能够将信号传递至算法处理单元，角速度传感器、加速度传感器和算法处理单元配合能够计算钻孔的轨迹，惯性测量模块与激光探测模块可拆卸连接。
5.进一步地，激光探测模块具有多个发射器，激光探测模块还包括第一壳体，多个发射器环形设置在第一壳体内，第一壳体的侧壁上环形设置有多个开口，多个开口与多个发射器一一对应设置。
6.进一步地，惯性测量模块包括多个角速度传感器和多个加速度传感器，惯性测量模块还包括第二壳体，多个角速度传感器和多个加速度传感器环形交替设置在第二壳体内，第一壳体与第二壳体可拆卸连接。
7.进一步地，探测装置还包括：存储模块，存储模块包括存储介质和第三壳体，第三壳体与惯性测量模块的远离激光探测模块的一端连接，第三壳体上设置有接口，存储介质可拆卸地设置在接口内，存储模块分别与激光探测模块和惯性测量模块电连接。
8.进一步地，探测装置还包括：供电模块，供电模块包括电池和第四壳体，第四壳体与第三壳体的远离激光探测模块的一端连接，电池设置在第四壳体内，供电模块与激光探测模块和惯性测量模块电连接。
9.进一步地，探测装置还包括：引导模块，引导模块包括引导管和引导头，引导头设置在引导管的一端，引导管的另一端与第一壳体的远离惯性测量模块的一端可拆卸连接，引导头、引导管、激光探测模块以及惯性测量模块同轴设置，引导头的直径大于引导管的直
径。
10.进一步地，引导头远离引导管的一端的端面为圆弧结构。
11.进一步地，探测装置还包括：接杆，与第三壳体可拆卸连接。
12.进一步地，第一壳体的一端设置有第一固定环，第一壳体的另一端设置有第二固定环，第一固定环和第二固定环分别与第一壳体粘接固定，第二固定环与第二壳体螺纹连接。
13.进一步地，供电模块的一端与存储模块可拆卸连接，供电模块的另一端与惯性测量模块可拆卸连接。
14.应用本实用新型的技术方案，发射器发射一束光脉冲，打在裂缝上并反射回来，最终被接收装置接收，接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间，从而能够准确计算出裂缝的位置。角速度传感器能够测量探测装置的角度信息，加速度传感器能够检测探测装置相对于地垂线的加速度分量，加速度传感器和角速度传感器收集到的数据上传至算法处理单元，算法处理单元对角速度及加速度进行多重积分处理，能够还原探测装置在钻孔内的实时轨迹，从而能够得到钻孔的轨迹。并且，惯性测量模块与激光探测模块可拆卸连接，如此设置，能够使得探测装置同时探测钻孔的轨迹和裂缝的发育位置，提高工作人员的工作效率，降低工作人员的工作强度。
附图说明
15.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
16.图1示出了根据本实用新型实施例提供的探测装置的结构示意图；
17.图2示出了图1中a处的局部放大图；
18.图3示出了图1中b-b方向的截面图。
19.其中，上述附图包括以下附图标记：
20.10、激光探测模块；11、第一固定环；12、第二固定环；
21.20、惯性测量模块；21、加速度传感器；22、角速度传感器；23、第二壳体；
22.30、存储模块；
23.40、供电模块；
24.50、引导模块；51、引导管；52、引导头；
25.60、接杆。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.如图1至图3所示，本技术提供了一种探测装置，探测装置包括激光探测模块10和
惯性测量模块20。激光探测模块10具有发射器和接收装置，发射器与接收装置电连接，以探测钻孔内裂缝的发育位置。惯性测量模块20包括角速度传感器22、加速度传感器21和算法处理单元，角速度传感器22和加速度传感器21分别与算法处理单元电连接，角速度传感器22和加速度传感器21能够将信号传递至算法处理单元，角速度传感器22、加速度传感器21和算法处理单元配合能够计算钻孔的轨迹，惯性测量模块20与激光探测模块10可拆卸连接。
28.应用本技术的技术方案，发射器发射一束光脉冲，打在裂缝上并反射回来，最终被接收装置接收，接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间，从而能够准确计算出裂缝的位置。角速度传感器22能够测量探测装置的角度信息，加速度传感器21能够检测探测装置相对于地垂线的加速度分量，加速度传感器21和角速度传感器22收集到的数据上传至算法处理单元，算法处理单元对角速度及加速度进行多重积分处理，能够还原探测装置在钻孔内的实时轨迹，从而能够得到钻孔的轨迹。并且，惯性测量模块20与激光探测模块10可拆卸连接，如此设置，能够使得探测装置同时探测钻孔的轨迹和裂缝的发育位置，提高工作人员的工作效率，降低工作人员的工作强度。
29.其中，激光探测模块10具有多个发射器，激光探测模块10还包括第一壳体，多个发射器环形设置在第一壳体内，第一壳体的侧壁上环形设置有多个开口，多个开口与多个发射器一一对应设置。如此设置，多个发射器发射的光脉冲能够环绕第一壳体360
°
覆盖，保证探测裂缝发育位置的准确性。并且，在现有技术中，裂缝的探查手段是通过高清摄像头确定裂缝在钻孔内的位置，但是钻孔内的岩屑极易覆盖摄像头，影响最终的成像效果。但是，采用上述结构，第一壳体能够对发射器进行保护，从而降低岩屑遮盖发射器的可能性，进而保证最终探测结果的准确性。
30.具体地，惯性测量模块20包括多个角速度传感器22和多个加速度传感器21，惯性测量模块20还包括第二壳体23，多个角速度传感器22和多个加速度传感器21环形交替设置在第二壳体23内，第一壳体与第二壳体23可拆卸连接。如此设置，能够保证角速度传感器22和加速度传感器21探测结果的准确性，提高钻孔的轨迹以及钻孔内的裂缝的探测精度。在本技术中，多个角速度传感器22和多个加速度传感器21均匀设置在第二壳体23内，惯性测量模块20包括三个正交安装的单轴角速度传感器22和三个正交安装的加速度传感器21，这样能够进一步地保证探测结果的准确性。
31.进一步地，探测装置还包括存储模块30，存储模块30包括存储介质和第三壳体，第三壳体与惯性测量模块20的远离激光探测模块10的一端连接，第三壳体上设置有接口，存储介质可拆卸地设置在接口内，存储模块30分别与激光探测模块10和惯性测量模块20电连接。如此设置，便于工作人员读取数据，从而便于后续操作。在本技术中，存储介质为sd卡，接口为sd卡接口。
32.其中，探测装置还包括供电模块40，供电模块40包括电池和第四壳体，第四壳体与第三壳体的远离激光探测模块10的一端连接，电池设置在第四壳体内，供电模块40与激光探测模块10和惯性测量模块20电连接。如此设置，便于对探测装置供电，并且当探测装置连续工作后电池电量不足时可在矿井下直接更换供电模块40后继续工作，无需线缆供电。在本技术中，惯性测量模块20的第二壳体23内设置有辅助电路，辅助电路通过插接的方式将激光探测模块10、角速度传感器22、加速度传感器21、存储模块30和供电模块40电连接，形
成数据传输和存储通道，并且，通电线路设置在壳体内，能够对通电线路进行保护，保证通电线路连接的稳定性。
33.具体地，探测装置还包括：引导模块50，引导模块50包括引导管51和引导头52，引导头52设置在引导管51的一端，引导管51的另一端与第一壳体的远离惯性测量模块20的一端可拆卸连接，引导头52、引导管51、激光探测模块10以及惯性测量模块20同轴设置，引导头52的直径大于引导管51的直径。如此设置，引导模块50能够引导探测装置在钻孔内移动，避免激光探测模块10损坏。在本技术中，引导头52、引导管51、第一壳体、第二壳体23、第三壳体和第四壳体可以采用高韧性钢管制成，这样探测装置在钻孔内移动时，能够在一定角度内弯曲，便于探测装置在钻孔内移动。
34.进一步地，引导头52远离引导管51的一端的端面为圆弧结构。如此设置，引导头52能够适应钻孔内各种不平整拐点，从而能够引导后续模块沿钻孔轨迹顺利推进。
35.其中，探测装置还包括接杆60，接杆60与第三壳体可拆卸连接。如此设置，能够更换不同长度的接杆60，以适应不同长度的钻孔，提高探测装置的使用范围。并且当工作人员人工推动接杆60移动时，接杆60可以采用高韧性玻璃纤维材料制成，当采用钻机推送接杆60移动时，接杆60可以采用高韧性钢管制成。
36.具体地，第一壳体的一端设置有第一固定环11，第一壳体的另一端设置有第二固定环12，第一固定环11和第二固定环12分别与第一壳体粘接固定，第二固定环12与第二壳体23螺纹连接，第一固定环11与引导管51螺纹连接。如此设置，便于对引导模块50、激光探测模块10和惯性测量模块20进行拆卸和安装，并且能够保证引导模块50、激光探测模块10和惯性测量模块20连接的稳定性。
37.进一步地，供电模块40的一端与存储模块30可拆卸连接，供电模块40的另一端与惯性测量模块20可拆卸连接。如此设置，便于对探测装置进行存储和运输。在本技术中，探测装置顺次设置有引导模块50、激光探测模块10、惯性测量模块20、供电模块40、存储模块30和接杆60，并且引导模块50、激光探测模块10、惯性测量模块20、供电模块40、存储模块30和接杆60同轴设置，并且第四壳体的一端与第二壳体23远离第一壳体的一端螺纹连接，第四壳体的另一端与第三壳体的一端螺纹连接，第三壳体的另一端与接杆60螺纹连接。
38.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
39.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
40.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、
竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
41.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
42.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
43.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种探测装置，其特征在于，所述探测装置包括：激光探测模块(10)，所述激光探测模块(10)具有发射器和接收装置，所述发射器与所述接收装置电连接，以探测钻孔内裂缝的发育位置；惯性测量模块(20)，所述惯性测量模块(20)包括角速度传感器(22)、加速度传感器(21)和算法处理单元，所述角速度传感器(22)和所述加速度传感器(21)分别与所述算法处理单元电连接，所述角速度传感器(22)和所述加速度传感器(21)能够将信号传递至所述算法处理单元，所述角速度传感器(22)、所述加速度传感器(21)和所述算法处理单元配合能够计算所述钻孔的轨迹，所述惯性测量模块(20)与所述激光探测模块(10)可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述激光探测模块(10)具有多个所述发射器，所述激光探测模块(10)还包括第一壳体，多个所述发射器环形设置在所述第一壳体内，所述第一壳体的侧壁上环形设置有多个开口，多个所述开口与多个所述发射器一一对应设置。3.根据权利要求2所述的探测装置，其特征在于，所述惯性测量模块(20)包括多个所述角速度传感器(22)和多个所述加速度传感器(21)，所述惯性测量模块(20)还包括第二壳体(23)，多个所述角速度传感器(22)和多个所述加速度传感器(21)环形交替设置在所述第二壳体(23)内，所述第一壳体与所述第二壳体(23)可拆卸连接。4.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括：存储模块(30)，所述存储模块(30)包括存储介质和第三壳体，所述第三壳体与所述惯性测量模块(20)的远离所述激光探测模块(10)的一端连接，所述第三壳体上设置有接口，所述存储介质可拆卸地设置在所述接口内，所述存储模块(30)分别与所述激光探测模块(10)和所述惯性测量模块(20)电连接。5.根据权利要求4所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括：供电模块(40)，所述供电模块(40)包括电池和第四壳体，所述第四壳体与所述第三壳体的远离所述激光探测模块(10)的一端连接，所述电池设置在所述第四壳体内，所述供电模块(40)与所述激光探测模块(10)和所述惯性测量模块(20)电连接。6.根据权利要求2所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括：引导模块(50)，所述引导模块(50)包括引导管(51)和引导头(52)，所述引导头(52)设置在所述引导管(51)的一端，所述引导管(51)的另一端与所述第一壳体的远离所述惯性测量模块(20)的一端可拆卸连接，所述引导头(52)、所述引导管(51)、所述激光探测模块(10)以及所述惯性测量模块(20)同轴设置，所述引导头(52)的直径大于所述引导管(51)的直径。7.根据权利要求6所述的探测装置，其特征在于，所述引导头(52)远离所述引导管(51)的一端的端面为圆弧结构。8.根据权利要求4所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括：接杆(60)，与所述第三壳体可拆卸连接。9.根据权利要求3所述的探测装置，其特征在于，所述第一壳体的一端设置有第一固定环(11)，所述第一壳体的另一端设置有第二固定环(12)，所述第一固定环(11)和所述第二固定环(12)分别与所述第一壳体粘接固定，所述第二固定环(12)与所述第二壳体(23)螺纹连接。
10.根据权利要求5所述的探测装置，其特征在于，所述供电模块(40)的一端与所述存储模块(30)可拆卸连接，所述供电模块(40)的另一端与所述惯性测量模块(20)可拆卸连接。

技术总结
本实用新型提供了一种探测装置，探测装置包括：激光探测模块，激光探测模块具有发射器和接收装置，发射器与接收装置电连接，以探测钻孔内裂缝的位置；惯性测量模块，惯性测量模块包括角速度传感器、加速度传感器和算法处理单元，角速度传感器和加速度传感器分别与算法处理单元电连接，角速度传感器和加速度传感器能够将信号传递至算法处理单元，角速度传感器、加速度传感器和算法处理单元配合能够计算钻孔的轨迹，惯性测量模块与激光探测模块可拆卸连接。通过本申请提供的技术方案，能够解决现有技术中的探测装置无法同时探测钻孔的轨迹和裂缝的发育位置的问题。迹和裂缝的发育位置的问题。迹和裂缝的发育位置的问题。


技术研发人员：赵志鹏 杨旭 孔令宇 孟凡燃 杨欢 杨伟 王泽阳 郑凯歌 马翔宇 王星 王建淇
受保护的技术使用者：国家能源集团新疆能源有限责任公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/17