一种溶洞地区地质勘察设备的制作方法

本发明涉及地质勘探设备领域，具体涉及一种溶洞地区地质勘查设备。

背景技术：

1、溶洞地貌为喀斯特地貌的地下形态的表现形式之一，是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀作用而形成的地质结构，我国溶洞地貌分布区域较广，如广西壮族自治区、贵州省、云南省等地，主要为溶洞和地下河，溶洞是岩溶作用所形成的地下岩洞的通称，地下河岩是具有河流主要特征的位于岩溶区地下的有水通道。

2、而针对溶洞地区的地质勘查过程一直以来是地质勘查领域中的重难点，原因之一是溶洞地区多为山区，地表情况复杂，难以进行大面积挖掘工作，另一原因是溶洞地区内部结构复杂，通过一般的检测方式难以全面描绘出溶洞地区内部岩体构造，进而会影响如桥梁建设、隧道建设等大型工程建设的施工进度，而且在前期探测不足的情况下，会埋下严重的安全隐患，因此，需要加强在施工前期对于地下溶洞区域的地质地貌的测量。

3、现有技术中对于溶洞地区的地质勘查设备为一种工程车，通过将工程车移动至需要勘察的山地附近，然后提拉件驱动平台靠近山地表面，充气件向找平机构内部充气，以填平平台与山体之间的区域，之后钻探装置对山地进行钻探，这种技术实施时需要大量的人力物力，同时该工程车难以在悬崖峭壁等难以放置工程车的地理位置进行钻探，操作不便，因此，需要设计一种发明以应对上述问题。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题，提供一种溶洞地区地质勘查设备，解决了传统溶洞地区地貌地质检测地表情况复杂难以固定、传统检测方式存在有不能全面检测地下溶洞地貌等问题。

2、本发明采用的技术方案为：一种溶洞地区地质勘查设备，包括探测器、固定平台；

3、所述探测器与固定平台通过钢索及钢索收放器连接；

4、所述探测器为球状中空结构；

5、所述探测器内部设有控制电路、蓄电池组，外部设有若干超声波传感器和若干激光位移传感器，所述超声波传感器均匀固定连接于探测器外壳表面，所述激光位移传感器均匀固定连接于探测器外壳表面，且与各超声波传感器之间有一定间距；

6、所述控制电路包括单片机u1、数据传输模块、电源稳压模块及勘探模块，数据传输模块、电源稳压模块及勘探模块与单片机u1电性连接。

7、进一步地，所述固定平台中心设有一通孔，钢索收放器设于通孔正上方，钢索收放器包括卷筒、通轴、把手及方向控制结构，通轴贯穿卷筒后与通孔两端对称设置的支架轴连接，把手与通轴的一端固定连接，方向控制结构设于靠近把手一端的通轴与支架的连接处。

8、更进一步地，所述固定平台四角设有平衡结构，所述平衡结构包括丝杆，蝶形螺栓、转盘及底座，所述丝杆贯穿固定平台四角，蝶形螺栓套设于丝杆上，丝杆顶端固设有转盘，丝杆底端与底座固定连接，平衡结构用于调整固定平台的倾斜状况。

9、更进一步地，所述固定平台上端还固设有水平仪，用于实时反馈固定平台的倾角及倾斜方向。

10、更进一步地，所述数据传输模块包括数据传输芯片u2，所述电源稳压模块包括升压芯片u3，所述勘探模块包括若干超声波传感器u4及若干激光位移传感器u5。

11、更进一步地，所述探测器底部外壳还固设有距离传感器，距离传感器与单片机u1电性连接，用于测量探测器至溶洞底部的距离。

12、更进一步地，所述探测器外壳侧面嵌有usb接口jp1，所述usb接口jp1与单片机u1电性连接，usb接口jp1用于向控制电路写入数据。

13、更进一步地，还包括一种溶洞地区地质勘查设备使用方法，包括以下步骤：

14、s1：在已知存在有溶洞地貌的地面上进行钻孔工作；

15、s2：将固定平台放置于孔的正上方，固定平台中心的通孔应正对地面上的钻孔，通过平衡结构及水平仪对固定平台进行找平；

16、s3：将钢索收放器两端固定于支架上，将钢索末端连接至充满电且数据输入完成后的探测器顶端，开启探测器；

17、s4：旋转把手带动通轴和卷筒旋转缓慢下放探测器，探测器底部的距离传感器监测探测器至溶洞底部的距离，到达一定高度时通过数据传输模块传递信号控制探测器开始扫描溶洞内部结构；

18、s5：探测器通过超声波传感器及激光位移传感器对溶洞内部结构进行两次扫描过程，并通过数据传输模块将扫描数据传输至第三方终端，第三方终端将扫描数据转换为可视化三维建模数据，便于分析。

19、本发明的优点：

20、本发明能够根据超声波距离探测器及激光位移传感器探测溶洞地区的地质地貌特征，通过平衡结构将本设备固定于地面钻孔正上方，且通过超声波以及激光测距实现在一定区域内扫描地下溶洞的地貌结构，再通过二者的反馈结果得到三维建模，将难以直接观测的未开发地下溶洞实现数字化可视，在解决了传统技术难以全面描绘溶洞地区地下内部岩体构造的问题同时保证了如桥梁建设、隧道建设等大型工程建设的施工安全。

21、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种溶洞地区地质勘查设备，其特征在于，包括探测器（1）、固定平台（2）；

2.根据权利要求1所述的溶洞地区地质勘查设备，其特征在于，所述固定平台（2）中心设有一通孔（21），钢索收放器（3）设于通孔（21）正上方，钢索收放器（3）包括卷筒（31）、通轴（32）、把手（33）及方向控制结构（34），通轴（32）贯穿卷筒（31）后与通孔（21）两端对称设置的支架（22）轴连接，把手（33）与通轴（32）的一端固定连接，方向控制结构（34）设于靠近把手（33）一端的通轴（32）与支架（22）的连接处。

3.根据权利要求1所述的溶洞地区地质勘查设备，其特征在于，所述固定平台（2）四角设有平衡结构（6），所述平衡结构（6）包括丝杆（61）、蝶形螺栓（62）、转盘（63）及底座（64），所述丝杆（61）贯穿固定平台（2）四角，蝶形螺栓（62）套设于丝杆（61）上，丝杆（61）顶端固设有转盘（63），丝杆（61）底端与底座（64）固定连接，平衡结构（6）用于调整固定平台（2）的倾斜状况。

4.根据权利要求1所述的溶洞地区地质勘查设备，其特征在于，所述固定平台（2）上端还固设有水平仪（23），用于实时反馈固定平台（2）的倾角及倾斜方向。

5.根据权利要求1所述的溶洞地区地质勘查设备，其特征在于，所述数据传输模块包括数据传输芯片u2，所述电源稳压模块包括升压芯片u3，所述勘探模块包括若干超声波传感器u4及若干激光位移传感器u5。

6.根据权利要求1所述的溶洞地区地质勘查设备，其特征在于，所述探测器（1）底部外壳还固设有距离传感器（11），距离传感器（11）与单片机u1电性连接，用于测量探测器（1）至溶洞底部的距离。

7.根据权利要求1所述的溶洞地区地质勘查设备，其特征在于，所述探测器（1）外壳侧面嵌有usb接口jp1，所述usb接口jp1与单片机u1电性连接，usb接口jp1用于向控制电路写入数据。

8.一种溶洞地区地质勘查设备使用方法，应用于权利要求1-7任意一项所述的溶洞地区地质勘察设备，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种溶洞地区地质勘查设备，包括探测器、固定平台，探测器与固定平台通过钢索及钢索收放器连接，探测器内部有控制电路、蓄电池组，外表面设有超声波传感器和激光位移传感器，控制电路包括单片机、数据传输模块、电源稳压模块及勘探模块，固定平台四角设有平衡结构，上端设有水平仪。本发明能够探测溶洞地区的地质地貌特征，通过超声波以及激光测距实现在一定区域内扫描地下溶洞的地貌结构，再通过二者的反馈结果得到三维建模，解决了传统技术难以全面描绘溶洞地区地下内部岩体构造的问题同时保证了如桥梁建设、隧道建设等大型工程建设的施工安全。

技术研发人员：赵洪兴,牛银善,杨俊森,刘文峰,杨震
受保护的技术使用者：山东省物化探勘查院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9