一种红外探水装置的制作方法

本实用新型涉及红外探测设备领域，尤其是一种红外探水装置。

背景技术：

超前地质预报是利用钻探和现代物探等手段，探测隧道、隧洞、地下厂房等地下工程的岩土体开挖面前方的地质情况，力图在施工前掌握前方的岩土体结构、性质、状态，以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息，为进一步的施工提供指导，以避免施工及运营过程中发生涌水、瓦斯突出、岩爆、大变形等等地质灾害，保证施工的安全和顺利进行。

红外探水法因其探测时间短、不影响施工、解译直观等优点，成为了隧道超前地质预报最常用的方法之一，而传统红外探测以人工布置测线为主，难以进行全方位探测，并且不够直观。

故此，山东大学许振浩等发明设计了“一种车载式全断面红外探测超前地质预报装置及其方法”。装置主要包括探测车、数码摄像记录系统、掌子面红外探测系统、断面红外探测系统、隧道测距及参数测量系统和计算控制处理系统。其中，数码摄像记录系统设置于车辆前端，掌子面红外探测系统安装在车前部，可多角度旋转，断面红外探测系统设置于数码摄像记录系统后端，可沿转抽旋转，隧道测距及参数测量系统固定于探测车顶端，计算控制处理系统置于车辆内部，探测系统的转动角度和转动距离由计算机控制处理，从而进行测线布置。

车载式红外探测系统理论上可快速、精确地实施红外探水预报，但是结构、系统过于复杂，占用空间大，多种车载设备导致使用成本较高，且容易损坏，数据质量虽提高，但显得不大经济。另外，由于整体结构较大，车辆在近隧道掌子面段移动不方便，特别是小断面隧道，不够灵活，且红外探水的精度本身可能受大型机械影响，探测车也会成为影响因素。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种红外探水装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种红外探水装置，包括手持部，所述手持部的顶部设置有罗盘、水准气泡以及方位角步进电机，所述方位角步进电机的输出轴通过L形架接第一垂直角电机，所述第一垂直角电机的输出轴通过平行于所述L形架的横杆的一字架接第二垂直角电机，所述第二垂直角电机的输出轴上通过承台固定有红外探头，所述方位角步进电机、第一垂直角电机、第二垂直角电机均连接设置在所述手持部上的显示控制装置并根据所述显示控制装置的指令工作，所述显示控制装置通过蓝牙与所述红外探头进行通信。

优选的，所述的一种红外探水装置，其中：所述手持部是中心区域为镂空结构的圆角矩形壳体，所述圆角矩形壳体的两侧形成把手。

优选的，所述的一种红外探水装置，其中：所述手持部上还设置有电量指示灯。

优选的，所述的一种红外探水装置，其中：所述手持部的背面还设置有照明灯及摄像头。

优选的，所述的一种红外探水装置，其中：所述手持部的底部中心位置开设有脚架连接口。

优选的，所述的一种红外探水装置，其中：所述手持部的顶部还设置有水准气泡。

优选的，所述的一种红外探水装置，其中：所述显示控制装置包括电性连接的显示屏以及控制芯片，所述显示屏位于所述圆角矩形壳体的镂空区域，且所述显示屏的两侧与所述圆角矩形壳体的两侧保持间隙。

优选的，所述的一种红外探水装置，其中：所述显示控制装置还包括若干用于控制所述方位角步进电机、第一垂直角电机、第二垂直角电机的控制按钮或所述显示屏是安装有控制所述方位角步进电机、第一垂直角电机、第二垂直角电机的组态软件的触控屏。

优选的，所述的一种红外探水装置，其中：所述控制按钮包括位于左把手正面的电源开关、方位角电机开关、第一垂直角电机开关、第二垂直角电机开关以及位于右把手正面的正向转动按钮和反向转动按钮。

本实用新型技术方案的优点主要体现在：

本实用新型设计精巧，结构简单，整体框架相对车载式探测装置要大大缩小，组成部件也大大简化，适用于小空间区域内的操作，并且通过设置把手便于手持进行操作，能够避免因探测车等设备对探测精度的影响，同时结合罗盘，保证探测的精度；进一步，由于红外探头设置在多角度旋转机构上，能够大大增加探测的覆盖范围，实现多角度扫描。

通过设置照明灯及摄像头能够在昏暗的条件下提供照明，并结合摄像头能够对探测现场的环境进行实时的记录，便于为切实了解勘探现场环境提供视图资料。

脚架连接口可以用于连接脚架，从而可以从手持转为脚架固定操作，从而进一步节省操作人员的体力，也可以避免人为手持不固定对探测精度的影响，更加人性化，并且结合水准气泡，也能够进一步保证探测的稳定性。

附图说明

图1 是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的背面结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

本实用新型揭示了一种红外探水装置，如附图1所示，包括手持部1，所述手持部1的形状可以是已知的能够满足手持要求的形状，如其可以是各种POS机的造型、平板电脑的造型等，本实施例中，所述手持部1是中心区域为镂空结构的圆角矩形壳体，所述圆角矩形壳体的两侧形成把手。

所述圆角矩形壳体的顶部设置有用于确定方向的罗盘2，所述罗盘2在所述圆角矩形壳体顶部的位置可以根据实际需要进行调整，以便于用户观察为准。

所述圆角矩形壳体的顶部还设置有方位角步进电机4，所述方位角步进电机4位于所述圆角型矩形壳体的一侧顶角处，如附图1所示为左侧顶角处，并且其能够带动设置在其输出轴上的部件整体沿水平方向旋转，即以Z轴为轴心转动，所述方位角步进电机4的输出轴通过L形架5接第一垂直角电机6，所述L形架5的横杆的自由端连接在所述方位角步进电机4的输出轴上，所述L形架5的竖杆的自由端固定有所述第一垂直角电机6，从而使所述第一垂直角电机6与方位角步进电机4形成一定的高度差。当然在其他实施例中，所述方位角步进电机4的输出轴也可以通过其他形状的支架接第一垂直角电机6，如一字杆、弧形杆等。

所述第一垂直角电机6能够驱动连接在其输出轴上的设备以X轴或Y轴为轴心旋转，所述第一垂直角电机6的输出轴通过一字架7接第二垂直角电机8，所述一字架7与所述L形架的横杆平行，从而使所述第二垂直角电机8与所述第一垂直角角电机6处于同一平面上。

所述第二垂直角电机8能够驱动连接在其输出轴上的设备以X轴或Y轴为轴心旋转，且其旋转方向与所述第一垂直角电机6不相同；所述第二垂直脚电机8的输出轴上设置有承台10，所述承台10固定有红外探头9，并且可以手动调节所述红外探头9在所述承台10上的水平安置角度，所述方位角步进电机4、第一垂直角电机6、第二垂直角电机8均连接设置在所述手持部1上的显示控制装置11并根据所述显示控制装置11的指令工作，所述显示控制装置11通过蓝牙与所述红外探头9进行通信。

具体的，如附图1所示，所述显示控制装置11包括电性连接的显示屏16以及控制芯片，所述显示屏16用于显示探测软件的界面，供选择工作模式，并实时显示探测结果，其位于所述圆角矩形壳体的镂空区域，且其两侧与所述圆角矩形壳体的两侧保持间隙；所述控制芯片中安装有探测软件，为了进行软件操作，所述圆角矩形壳体设置有对应的操作键，从而实现各种功能的选择，当然也可以直接将所述显示屏16设置为触控屏，从而可以直接在显示屏上进行相应功能的选择；并且所述控制芯片上集成有用于与所述红外探头9上的蓝牙通讯从模块进行通信的蓝牙通讯主模块。

进一步，如附图1所示，所述显示控制装置11还包括若干用于控制所述方位角步进电机4、第一垂直角电机6、第二垂直角电机8的控制按钮以及与所述控制按钮电性连接的电机控制主板，所述控制按钮包括位于左把手正面的方位角电机开关18、第一垂直角电机开关19、第二垂直角电机开关20以及位于右把手正面的正向转动按钮21和反向转动按钮22，所述方位角电机开关18、第一垂直角电机开关19、第二垂直角电机开关20分别用于手动控制相应的电机是否可以启动，所述正向转动按钮21和反向转动按钮22用于控制对应电机的正转和反转，上述各开关均连接所述电机控制主板，所述电机控制主板电性连接上述各电机及所述控制芯片，当然所述电机控制主板也可以与所述控制芯片集成在一起。

更进一步，所述圆角矩形壳体内还设置有用于为上述各用电部件供电的电源，并且，如附图1所示，所述左把手正面还设置有电源开关17，所述电源开关17用以控制所述电源为整个设备供电；同时，为了便于及时了解电源的电量，所述手持部1上还设置有用于指示剩余电量的电量指示灯12，所述电量指示灯12可以是已知的各种可行的指示装置，如通过灯的常亮、闪烁等表示不同的状态或通过不同颜色的灯表示不同的状态等。

工作时，先将所有电机回归0度状态，随后通过所述罗盘2确定探测初始位置，即探测装置处于隧道中线上并面对隧道掘进方向，再利用开挖后测量人员每循环必测定的已知中线点和掘进角度，两点一线，调整整个装置的方向使罗盘2指针符合掘进方位角度，即使装置达到了探测初始位置，过程中可使用红外探头的红外打点功能辅助瞄中线点。

在进行探测初始位置设定后，一般状态下，可以通过所述控制芯片中的探测软件，根据隧道断面大小、形式选择具体的探测模式，如扫描模式、自动或手动模式、显示模式及自定义模式等，具体的功能可以根据实际需要进行软件的编译，选定模式后，所述红外探头进行探测，所述控制芯片实时接收、存储所述红外探头检测的数据；进一步可以配置手机蓝牙遥控操作。

当处于紧急、特殊情况下选择手动模式时，启动红外探头后，可以通过上述的方位角电机开关18、第一垂直角电机开关19、第二垂直角电机开关20手动启动方位角步进电机4、第一垂直角电机6、第二垂直角电机8，并通过所述正向转动按钮21和反向转动按钮22控制每个电机的旋转角度从而调整红外探头10的探测位置，实现多角度探测。

另一方面，考虑到隧道中往往环境较为昏暗，因此，如附图2所示，在所述圆角矩形壳体的背面还设置有照明灯13，同时为了便于准确获取隧道现场的情况，所述圆角矩形壳体的背面还设置有摄像头14。

更进一步，如附图1、附图2所示，为了便于提供稳定的操作平台，所述圆角矩形壳体的底部中心位置开设有脚架连接口15，所述圆角矩形壳体的顶部还设置有用于确定整个红外探水装置是否处于水平状态的水准气泡3，当利用脚架时，通过所述脚架连接口15接脚架后，并通过所述水准气泡3调整脚架支撑脚的高度，将整个红外探水装置调平，从而保证测试的准确性。

实施例2

本实施例与实施例1整体结构相同，其区别点在于：所述显示屏16是安装有控制所述方位角步进电机4、第一垂直角电机6、第二垂直角电机8的组态软件的触控屏，可以通过所述触控屏及组态软件直接控制所述方位角步进电机4、第一垂直角电机6、第二垂直角电机8的工作，因此可以省去实施例1中的控制按钮，从而使整体结构更加简化。

本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。