一种地下溶洞光纤探测装置

1.本发明涉及地下溶洞探测技术领域，具体为一种地下溶洞光纤探测装置。


背景技术：

2.在喀斯特溶洞发育的地区，建设各方为了保证建设工程的安全，不惜投入大量的人力、财力及时间进行工程场地的初步勘探、详细勘探及桩位的超前钻探，目的是查明场地及桩位下的溶洞及软弱夹层等不良地质体的发育情况。
3.当需要使用光纤探测仪对地下溶洞的大小和形状进行探测时，由于溶洞是处于地表以下，因此，需要施工人员先在地层表面钻探一个供光纤探头进入的钻孔，然后将光纤探测仪的光纤探头穿过钻孔伸入到溶洞内，然后通过光纤探头发出的声波会撞击到溶洞的界壁面上，而界壁面又会将声波反射到光纤探头上，然后通过数据采集装置对数据进行分析计算，进而便于对地下溶洞的大小和形状进行探测。
4.而当光纤探头通过钻孔插入到溶洞内时，由于钻孔的内壁并不光滑，进而容易导致钻孔内壁凸出的碎石对光纤探头产生干涉或光纤探头在插入时撞击到凸出的碎石上，进而容易对光纤探头或光纤导线造成损伤，进而影响光纤探测装置对地下溶洞的准确测量。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种地下溶洞光纤探测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地下溶洞光纤探测装置，包括支撑架，对称的所述支撑架后侧面固定有连接横板，且连接横板上固定有光纤探测器，所述光纤探测器包括数据采集装置，所述数据采集装置通过光电探测器和耦合器与光纤导线连接，所述光纤导线的一端部连接有光纤探头，且光纤导线的另一端连接有光源，所述支撑架上设置有导向防撞机构，所述导向防撞机构用于将对插入到地表溶洞内的光纤探头起到导向防撞的作用，防止光纤探头或光纤导线产生撞击折断的现象。
7.进一步的，所述导向防撞机构包括转动丝杆、丝杆滑块、电动推杆、连接块、弧形夹板、固定块、防撞导管和弧形滑条，对称的所述转动丝杆转动设置在对称的支撑架内侧面开设的转动腔内，且支撑架顶端面固定的驱动电机的输出轴与转动丝杆连接，对称的所述转动丝杆上均通过丝杆螺母套接有丝杆滑块，且丝杆滑块滑动设置在转动腔内，对称的所述丝杆滑块的端面均固定有电动推杆，且电动推杆的活塞杆端面通过连接块连接有弧形夹板，对称的所述转动腔的底端面均固定有固定块，且固定块的侧面通过电动推杆和连接块也连接有弧形夹板，对称的所述弧形夹板围呈圆环状用于对防撞导管进行夹紧固定，对称的所述弧形夹板的对齐端面开设有弧形导槽，且对称的弧形导槽内插接有弧形滑条，所述弧形滑条的两端通过弹簧分别连接到两个弧形导槽的内壁上。
8.进一步的，所述连接横板上设置有悬吊导向机构，所述悬吊导向机构包括支撑块、转动杆、收卷筒、拉动绳和导向滑环，所述连接横板上对称固定有支撑块，且对称的支撑块
直接转动设置有转动杆，其中一个所述支撑块的外端面固定有电机，其该电机的输出轴与转动杆连接，所述转动杆上套接有收卷筒，且收卷筒上缠绕有拉动绳，所述拉动绳的自由端连接有导向滑环，且导向滑环滑动插入到所述防撞导管内，所述导向滑环内通过弹性夹紧组件夹紧有光纤导线。
9.进一步的，所述弹性夹紧组件包括弧形支板、弹性夹条、弹性夹环、拨动条和保护套管，所述导向滑环上表面圆周阵列固定有多个弧形夹板，且每个弧形夹板上端面弹性连接有弹性夹条，所述弧形夹板和弹性夹条的外圈面均开设有定位环槽，且定位环槽内设置有弹性夹环，所述弹性夹环上开设有豁口，且豁口的两侧上表面固定有拨动条，所述光纤导线上套接有保护套管，且保护套管与多个收缩弹性夹条接触。
10.进一步的，防撞导管内竖向圆周阵列固定有多个导向滑条，且导向滑条侧面开设有导槽，所述导向滑环的外圈面圆周阵列设置有多个滑动导块，且多个滑动导块分别滑动设置在导槽内。
11.进一步的，所述防撞导管的上端面开设有螺纹孔，且防撞导管的下端面固定有螺纹连接管，两个上下贴合的所述防撞导管通过螺纹连接管和螺纹孔相互连接。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
13.1、本发明通过在对称的支撑架之间设置导向防撞机构，丝杆滑块上通过电动推杆对称设置的弧形夹板会将防撞导管进行夹紧，使得防撞导管能够竖直插入到钻孔内，而固定块侧面通过电动推杆对称的的弧形夹板将防撞导管进行夹紧，一方面，可以实现将两个防撞导管进行连接固定，另一方面，能够对插入到钻孔内的防撞导管起到固定的作用，进而便于光纤探头能够安全稳定的通过防撞导管插入到溶洞中，进而不会因为钻孔的内壁因凸出的碎石对插入的光纤探头造成损伤，进而便于光纤探测器对地下溶洞的尺寸和形状进行测量。
14.2、本发明通过在连接横板上设置悬吊导向机构，将光纤探头上的光纤导线通过弹性夹紧组件与导向滑环连接，收卷筒的转动能够将缠绕的拉动绳放出，进而导向滑环能够带动夹紧的光纤探头在防撞导管内不会产生晃动的状态下向下滑动，进而使得光纤探头能够稳定安全的伸出防撞导管的底端，不会造成光纤探头或光纤导线产生损坏；而当需要将测量后的光纤探头拉出时，此时控制收卷筒反向转动，使得拉动绳能够稳定缠绕在收卷筒上，进而便于拉动绳能够通过导向滑环带动光纤探头从防撞导管内拉出，从而便于将光纤探头从溶洞内稳定安全拉出。
附图说明
15.图1为本发明结构示意图；
16.图2为本发明悬吊导向机构工作状态图；
17.图3为本发明防撞导管的剖视图；
18.图4为本发明图3中a处局部放大图；
19.图5为本发明防撞导管的连接示意图。
20.图中：1、支撑架；11、转动腔；2、连接横板；3、数据采集装置；4、光纤导线；5、光纤探头；6、导向防撞机构；61、转动丝杆；62、丝杆滑块；63、电动推杆；64、连接块；65、弧形夹板；651、弧形滑槽；66、固定块；67、防撞导管；671、螺纹孔；68、弧形滑条；7、悬吊导向机构；71、
支撑块；72、转动杆；73、收卷筒；74、拉动绳；75、导向滑环；8、弹性夹紧组件；81、弧形支板；82、弹性夹条；83、弹性夹环；84、拨动条；85、保护套管；86、导向滑条；861、导槽；87、滑动导块；9、螺纹连接管。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1：
23.如图1至图5所示，本发明提供一种地下溶洞光纤探测装置技术方案：包括支撑架1，对称的所述支撑架1后侧面固定有连接横板2，且连接横板2上固定有光纤探测器，所述光纤探测器包括数据采集装置3，所述数据采集装置3通过光电探测器和耦合器与光纤导线4连接，所述光纤导线4的一端部连接有光纤探头5，且光纤导线4的另一端连接有光源，所述支撑架1上设置有导向防撞机构6，所述导向防撞机构6用于将对插入到地表溶洞内的光纤探头5起到导向防撞的作用，防止光纤探头5或光纤导线4产生撞击折断的现象；本发明设计的，当需要使用光纤探测仪对地下溶洞的大小和形状进行探测时，由于溶洞是处于地表以下，因此，需要施工人员先在地层表面钻探一个供光纤探头5进入的钻孔，然后将光纤探测仪的光纤探头5穿过钻孔伸入到溶洞内，然后通过光纤探头5发出的声波会撞击到溶洞的界壁面上，而界壁面又会将声波反射到光纤探头5上，然后通过数据采集装置3对数据进行分析计算，进而便于对地下溶洞的大小和形状进行探测，而当光纤探头5通过钻孔插入到溶洞内时，由于钻孔的内壁并不光滑，进而容易导致钻孔内壁凸出的碎石对光纤探头5产生干涉或光纤探头5在插入时撞击到凸出的碎石上，进而容易对光纤探头5或光纤导线4造成损伤，进而影响光纤探测装置对地下溶洞的准确测量；因此，本发明在支撑架1上设置导向防撞机构6，当施工人员在地层表面进行钻孔完成后，此时，探测人员将支撑架1架设在钻孔的两侧，然后控制导向防撞机构6插入到钻孔内，且使得导向防撞机构6的底端伸入到溶洞内，然后探测人员将光纤探头5插入到导向防撞机构6内，使得光纤探头5能够顺着导向防撞机构6进入到溶洞内，进而不会因为钻孔的内壁因凸出的碎石对插入的光纤探头5造成损伤，进而便于光纤探测器对地下溶洞的尺寸和形状进行测量。
24.优选的，所述导向防撞机构6包括转动丝杆61、丝杆滑块62、电动推杆63、连接块64、弧形夹板65、固定块66、防撞导管67和弧形滑条68，对称的所述转动丝杆61转动设置在对称的支撑架1内侧面开设的转动腔11内，且支撑架1顶端面固定的驱动电机的输出轴与转动丝杆61连接，对称的所述转动丝杆61上均通过丝杆螺母套接有丝杆滑块62，且丝杆滑块62滑动设置在转动腔11内，对称的所述丝杆滑块62的端面均固定有电动推杆63，且电动推杆63的活塞杆端面通过连接块64连接有弧形夹板65，对称的所述转动腔11的底端面均固定有固定块66，且固定块66的侧面通过电动推杆63和连接块64也连接有弧形夹板65，对称的所述弧形夹板65围呈圆环状用于对防撞导管67进行夹紧固定，对称的所述弧形夹板65的对齐端面开设有弧形滑槽651，且对称的弧形滑槽651内插接有弧形滑条68，所述弧形滑条68的两端通过弹簧分别连接到两个弧形滑槽651的内壁上；本发明设计的，当需要将防撞导管
67插入到钻孔内，便于光纤探头5安全的插入到溶洞内，此时支撑架1会架设在钻孔的上方，然后先将防撞导管67插入到钻孔内，然后控制对称的丝杆滑块62上的电动推杆63的活塞杆伸出，使其通过连接块64带动对称弧形夹板65相互靠近移动，使得两个弧形夹板65围呈的圆环内圈面贴合到防撞导管67的外圈面上，然后控制支撑架1顶端面的驱动电机工作，使其通过转动的转动丝杆61带动丝杆滑块62沿着转动腔11向下滑动，进而通过弧形夹板65夹紧的防撞导管67能够在丝杆滑块62的带动下插入到钻孔内，而当钻孔较深，需要将防撞导管67进行拼接时，此时需要对称的固定块66上固定的电动推杆63的活塞杆伸出，使其带动对称的弧形夹板65夹紧在插入的防撞导管67的管口外圈面上，然后控制丝杆滑块62上的电动推杆63的活塞杆收缩，使其带动上方的弧形夹板65从防撞导管67上脱离夹紧，然后将新的防撞导管67与插入的防撞导管67连接，然后控制转动丝杆61反向转动，使得对称的丝杆滑块62能够带动上方对称的弧形夹板65移动到新连接的防撞导管67上端管口的外圈面，然后控制丝杆滑块62上的电动推杆63的活塞杆伸出，使得对称的弧形夹板65能够夹紧在新连接的防撞导管67的外圈面，然后需要控制固定块66上的电动推杆63的活塞杆收缩，使得下方弧形夹板65脱离对插入的防撞导管67的夹紧，进而丝杆滑块62的向下移动能够带动通过上方的弧形夹板65夹紧的防撞导管67继续插入到钻孔内，进而便于导向防撞机构6能够根据不同深度的钻孔将不同长度的防撞导管67进行插入，而当防撞导管67插入到钻孔内后，此时位于下方的弧形夹板65将防撞导管67进行夹紧固定，然后将光纤探头5插入到防撞导管67内，使得光纤探头5能够顺着防撞导管67向下进入到溶洞内，进而便于光纤探头5能够适应不同深度的钻孔进行溶洞的探测测量；而当光纤探测器对地下溶洞探测测量完成后，此时将光纤探头5从防撞导管67内拉出，然后控制丝杆滑块62上的弧形夹板65将防撞导管67夹紧，使得转动丝杆61反向转动，使其带动丝杆滑块62沿着转动腔11向上滑动，进而便于将插入到钻孔内的防撞导管67拉出取下，使得防撞导管67能够转移到下一个钻孔内起到导向防撞的作用。
25.优选的，所述连接横板2上设置有悬吊导向机构7，所述悬吊导向机构7包括支撑块71、转动杆72、收卷筒73、拉动绳74和导向滑环75，所述连接横板2上对称固定有支撑块71，且对称的支撑块71直接转动设置有转动杆72，其中一个所述支撑块71的外端面固定有电机，其该电机的输出轴与转动杆72连接，所述转动杆72上套接有收卷筒73，且收卷筒73上缠绕有拉动绳74，所述拉动绳74的自由端连接有导向滑环75，且导向滑环75滑动插入到所述防撞导管67内，所述导向滑环75内通过弹性夹紧组件8夹紧有光纤导线4；本发明设计的，当需要将光纤探头5沿着防撞导管67向下移动时，由于光纤探头5是施工人员手动直接放入到防撞导管67内，若是由于施工人员操作失误手抖动，则会导致光纤探头5撞击到防撞导管67上，进而影响光纤探头5的安全使用；因此，当需要将光纤探头5通过防撞导管67向下放入时，此时施工人员可以将光纤探头5穿过导向滑环75，且导向滑环75上的弹性夹紧组件8会将光纤探头5上方的光纤导线4夹紧，然后施工人员将导向滑环75放入到防撞导管67内，然后控制支撑块71上电机转动，使其通过转动杆72带动收卷筒73转动，进而收卷筒73能够将缠绕的拉动绳74放出，因此，导向滑环75能够在自身重力下带着光纤探头5沿着防撞导管67向下滑动，而当导向滑环75在拉动绳74的不断放出下缓慢下降时，此时施工人员可以缓慢放出光纤导线4，进而不需要施工人员手动拉扯光纤导线4而将光纤探头5放入到防撞导管67内，进而使得光纤探头5能够稳定安全的伸出防撞导管67的底端，不会造成光纤探头5或
光纤导线4产生损坏；而当需要将测量后的光纤探头5拉出时，此时控制收卷筒73反向转动，使得拉动绳74能够稳定缠绕在收卷筒73上，进而便于拉动绳74能够通过导向滑环75带动光纤探头5从防撞导管67内拉出，从而便于将光纤探头5从溶洞内稳定安全拉出。
26.优选的，所述弹性夹紧组件8包括弧形支板81、弹性夹条82、弹性夹环83、拨动条84和保护套管85，所述导向滑环75上表面圆周阵列固定有多个弧形夹板65，且每个弧形夹板65上端面弹性连接有弹性夹条82，所述弧形夹板65和弹性夹条82的外圈面均开设有定位环槽，且定位环槽内设置有弹性夹环83，所述弹性夹环83上开设有豁口，且豁口的两侧上表面固定有拨动条84，所述光纤导线4上套接有保护套管85，且保护套管85与多个收缩弹性夹条82接触；本发明设计的，当需要将光纤探头5插入到导向滑环75内，此时多个弹性夹条82处于张口状态，然后将光纤探头5穿过围呈圆柱的弹性夹条82和弧形支板81，使其伸出导向滑环75的下表面，然后使得光纤导线4外圈面包裹的保护套管85能够位于多个弹性夹条82围呈的圆柱之间，然后通过拨动条84拨动开设有豁口的弹性夹环83张开，使得弹性夹环83能够从多个弧形支板81外圈面开设的定位环槽内脱离，然后向上拨动张开的弹性夹环83，使得弹性夹环83能够向上移动到弹性夹条82外圈面开设的定位环槽内，此时放开拨动条84，使得弹性夹环83在自身收缩下能够将弹性夹条82夹紧包裹在保护套管85的外圈面，进而便于将光纤探头5夹紧安装在导向滑环75上，防止光纤探头5从导向滑环75上脱离，进而影响导向滑环75对光纤探头5的稳定安全导向；而当导向滑环75从防撞导管67内向上拉出时，此时需要光纤探头5从导向滑环75内脱离，然后施工人员通过拨动条84拨动弹性夹环83使其张口从多个弹性夹条82外圈面开设的定位环槽内脱离，然后向下推动弹性夹环83，使得弹性夹环83能够向下移动到弧形支板81外圈面开设的定位环槽内，进而多个弹性夹条82在自身弹性恢复力下能够张开脱离对保护套的夹紧，进而便于施工人员能够将光纤探头5从导向滑环75上快速取下存放。
27.优选的，防撞导管67内竖向圆周阵列固定有多个导向滑条86，且导向滑条86侧面开设有导槽861，所述导向滑环75的外圈面圆周阵列设置有多个滑动导块87，且多个滑动导块87分别滑动设置在导槽861内；本发明设计的，为了进一步提高光纤探头5在防撞导管67内下滑的稳定性，本发明在防撞导管67内圆周阵列竖向设置多个导向滑条86，且在导向滑环75外圈面设置多个滑动导块87，当导向滑环75插入到防撞导管67内时，此时多个滑动导块87会插入到导槽861内，进而当拉动绳74放出，使得导向滑环75能够通过滑动导块87和导向滑条86的配合，使其在防撞导管67内水平稳定上下滑动，进而不会因为导向滑环75在防撞导管67内出现倾斜滑动，而导致光纤探头5撞击到防撞导管67内壁，或者出现光纤导线4折断的现象产生。
28.优选的，所述防撞导管67的上端面开设有螺纹孔671，且防撞导管67的下端面固定有螺纹连接管9，两个上下贴合的所述防撞导管67通过螺纹连接管9和螺纹孔671相互连接；本发明设计的，当需要两个防撞导管67进行连接时，此时需要对称的固定块66上安装的电动推杆63的活塞杆推动对称的弧形夹板65夹紧在插入到钻孔内的防撞导管67，然后将新的防撞导管67下端的螺纹连接管9与插入到钻孔内的防撞导管67上端螺纹孔671内，然后转动新的防撞导管67，使其能够通过螺纹连接管9和螺纹孔671的螺纹连接配合，进而实现对两个防撞导管67内连接，使得防撞导管67能够适应不同深度的钻孔。
29.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种地下溶洞光纤探测装置，包括支撑架(1)，其特征在于，对称的所述支撑架(1)后侧面固定有连接横板(2)，且连接横板(2)上固定有光纤探测器，所述光纤探测器包括数据采集装置(3)，所述数据采集装置(3)通过光电探测器和耦合器与光纤导线(4)连接，所述光纤导线(4)的一端部连接有光纤探头(5)，且光纤导线(4)的另一端连接有光源，所述支撑架(1)上设置有导向防撞机构(6)，所述导向防撞机构(6)用于将对插入到地表溶洞内的光纤探头(5)起到导向防撞的作用，防止光纤探头(5)或光纤导线(4)产生撞击折断的现象。2.根据权利要求1所述的一种地下溶洞光纤探测装置，其特征在于：所述导向防撞机构(6)包括转动丝杆(61)、丝杆滑块(62)、电动推杆(63)、连接块(64)、弧形夹板(65)、固定块(66)、防撞导管(67)和弧形滑条(68)，对称的所述转动丝杆(61)转动设置在对称的支撑架(1)内侧面开设的转动腔(11)内，且支撑架(1)顶端面固定的驱动电机的输出轴与转动丝杆(61)连接，对称的所述转动丝杆(61)上均通过丝杆螺母套接有丝杆滑块(62)，且丝杆滑块(62)滑动设置在转动腔(11)内，对称的所述丝杆滑块(62)的端面均固定有电动推杆(63)，且电动推杆(63)的活塞杆端面通过连接块(64)连接有弧形夹板(65)，对称的所述转动腔(11)的底端面均固定有固定块(66)，且固定块(66)的侧面通过电动推杆(63)和连接块(64)也连接有弧形夹板(65)，对称的所述弧形夹板(65)围呈圆环状用于对防撞导管(67)进行夹紧固定，对称的所述弧形夹板(65)的对齐端面开设有弧形滑槽(651)，且对称的弧形滑槽(651)内插接有弧形滑条(68)，所述弧形滑条(68)的两端通过弹簧分别连接到两个弧形滑槽(651)的内壁上。3.根据权利要求2所述的一种地下溶洞光纤探测装置，其特征在于：所述连接横板(2)上设置有悬吊导向机构(7)，所述悬吊导向机构(7)包括支撑块(71)、转动杆(72)、收卷筒(73)、拉动绳(74)和导向滑环(75)，所述连接横板(2)上对称固定有支撑块(71)，且对称的支撑块(71)直接转动设置有转动杆(72)，其中一个所述支撑块(71)的外端面固定有电机，其该电机的输出轴与转动杆(72)连接，所述转动杆(72)上套接有收卷筒(73)，且收卷筒(73)上缠绕有拉动绳(74)，所述拉动绳(74)的自由端连接有导向滑环(75)，且导向滑环(75)滑动插入到所述防撞导管(67)内，所述导向滑环(75)内通过弹性夹紧组件(8)夹紧有光纤导线(4)。4.根据权利要求3所述的一种地下溶洞光纤探测装置，其特征在于：所述弹性夹紧组件(8)包括弧形支板(81)、弹性夹条(82)、弹性夹环(83)、拨动条(84)和保护套管(85)，所述导向滑环(75)上表面圆周阵列固定有多个弧形夹板(65)，且每个弧形夹板(65)上端面弹性连接有弹性夹条(82)，所述弧形夹板(65)和弹性夹条(82)的外圈面均开设有定位环槽，且定位环槽内设置有弹性夹环(83)，所述弹性夹环(83)上开设有豁口，且豁口的两侧上表面固定有拨动条(84)，所述光纤导线(4)上套接有保护套管(85)，且保护套管(85)与多个收缩弹性夹条(82)接触。5.根据权利要求3所述的一种地下溶洞光纤探测装置，其特征在于：防撞导管(67)内竖向圆周阵列固定有多个导向滑条(86)，且导向滑条(86)侧面开设有导槽(861)，所述导向滑环(75)的外圈面圆周阵列设置有多个滑动导块(87)，且多个滑动导块(87)分别滑动设置在导槽(861)内。6.根据权利要求2所述的一种地下溶洞光纤探测装置，其特征在于：所述防撞导管(67)的上端面开设有螺纹孔(671)，且防撞导管(67)的下端面固定有螺纹连接管(9)，两个上下
贴合的所述防撞导管(67)通过螺纹连接管(9)和螺纹孔(671)相互连接。

技术总结
本发明涉及地下溶洞探测技术领域，具体为一种地下溶洞光纤探测装置，包括支撑架，对称的支撑架后侧面固定有连接横板，且连接横板上固定有光纤探测器，光纤探测器包括数据采集装置，光纤导线的一端部连接有光纤探头，且光纤导线的另一端连接有光源，对称的转动丝杆转动设置在对称的支撑架内侧面开设的转动腔内，对称的转动丝杆上均通过丝杆螺母套接有丝杆滑块，对称的丝杆滑块的端面均固定有电动推杆，且电动推杆的活塞杆端面通过连接块连接有弧形夹板，对称的弧形夹板围呈圆环状用于对防撞导管进行夹紧固定；本发明不会因为钻孔的内壁因凸出的碎石对插入的光纤探头造成损伤，进而便于光纤探测器对地下溶洞的尺寸和形状进行测量。测量。测量。


技术研发人员：娄在明 张凯 吕军鹏 宋海明 吴一超 梁东 洪成雨 陈熙
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/8/5