地下工程测绘用多功能机器人的制作方法

1.本发明涉及工程测绘领域，具体的说，涉及一种地下工程测绘用多功能机器人。


背景技术：

2.地下工程测绘通常是指在地下巷道内进行测绘，地下巷道中光线较暗，地下环境不明，工作人员下去进行测绘具有较大的安全隐患（巷道内有瓦斯），工作人员需要携带测量仪器不断变换位置才能测量到不同的数据，测绘效率较低，劳动强度大。另外，在测绘时还会对现场进行取芯采样，目前也是采用人工深入现场操作，仍然存在较大的安全隐患。若将取芯采样装置与测绘机器人合为一体，不仅增加了测绘机器人的功能，而且提升作业的安全性。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种地下工程测绘用多功能机器人，本发明设计科学，能够满足地下测绘工作要求，同时还能在地下巷道内取样，用于地质勘测分析，还具有自充电功能。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：地下工程测绘用多功能机器人，包括车体、测绘系统、照明系统、控制器、液压动力系统、充电系统和可充电电池，测绘系统和照明系统均安装在车体的顶部，控制器、液压动力系统、充电系统和可充电电池均设置在车体内，以车体的宽度方向为左右方向，车体的长度方向为前后方向，车体的底部设置有履带行走机构，履带行走机构与车体之间设置有升降系统，车体的底板上设有四个上下通透且矩形阵列设置的取样孔，车体内设置有四个取样系统，四个取样系统分别与四个取样孔一一上下对应，车体的底部四周均通过间距调节支架转动安装有位于履带行走机构四周外部的导轮，导轮内设置有自驱动电机，车体通过履带行走机构或四个导轮在地下巷道内行走，液压动力系统分别为履带行走机构、升降系统、四个间距调节支架和各个取样系统提供动力，充电系统与可充电电池电连接，可充电电池分别为测绘系统、照明系统、控制器、四个自驱动电机和液压动力系统提供电源，控制器分别与测绘系统、照明系统、液压动力系统、升降系统、四个间距调节支架、四个自驱动电机和四取样系统信号连接。
5.测绘系统包括测距传感器和测绘摄像头，控制器分别与测距传感器和测绘摄像头信号连接；照明系统包括探照灯，可充电电池与探照灯电连接，探照灯与可充电电池之间的电路上设置有照明控制开关，控制器与照明控制开关信号连接。
6.液压动力系统包括液压油泵和液压油箱，液压油泵与液压油箱通过第一油路连接，可充电电池与液压油泵电连接，控制器与液压油泵信号连接。
7.履带行走机构包括车架，车架的左右两侧均转动安装有若干个驱动轮、托链轮和张紧轮，各个驱动轮、托链轮和张紧轮的外部套装有行走履带，车架上安装有带动驱动轮转
动的行走液压马达，行走液压马达与液压油泵通过第二油路连接，行走液压马达与液压油箱通过第三油路连接，控制器与行走液压马达信号连接；升降系统包括若干个对称设置在车体左右两侧的第一竖向液压油缸，左侧的各个第一竖向液压油缸和右侧的各个第一竖向液压油缸均前后间隔设置，左侧的各个第一竖向液压油缸的缸体底部固定安装在车体的左侧面下侧部，左侧的各个第一竖向液压油缸的活塞杆向下伸出且活塞杆下端铰接在车架的左侧部，右侧的各个第一竖向液压油缸的缸体底部固定安装在车体的右侧面下侧部，右侧的各个第一竖向液压油缸的活塞杆向下伸出且活塞杆下端铰接在车架的右侧部，各个第一竖向液压油缸分别通过第四油路与液压油泵连接，控制器与各个第一竖向液压油缸信号连接。
8.四个间距调节支架的结构相同且呈矩形阵列设置，左前侧的间距调节支架包括导向座、导向套筒、轮轴和间距调节液压油缸，导向座固定安装在车体的底部右前侧，导向套筒沿左右方向水平固定连接在车体的底部且位于导向座的左侧，导向座上设有与导向套筒左右对应的导向通孔，轮轴同中心滑动连接在导向套筒中，轮轴的右端部向右穿过导向通孔，左前侧的导轮通过轴承转动安装在轮轴的右端部，间距调节液压油缸沿左右方向水平固定连接在车体的底部且位于导向套筒的左侧，间距调节液压油缸的活塞杆向右伸出且与导向套筒的中心线重合，间距调节液压油缸的活塞杆右端与轮轴的左端连接。
9.四个取样系统结构相同且矩形阵列设置，右前侧的取样系统包括门框型支架、取样液压马达和两个第二竖向液压油缸，门框型支架的左右通透且下侧敞口，门框型支架的前后两侧竖直板下侧边固定连接在车体内底板上表面，门框型支架的顶部水平板下表面与车体内底板上表面之间固定连接有与竖直板平行的取样支板，取样支板的左侧面沿竖向设置有两条前后间隔设置的导轨，取样液压马达的中心线沿竖向设置且位于相应一个取样孔的正上方，取样液压马达的机壳右侧滑动连接在两条导轨上，取样液压马达的机壳下侧中部固定设置有套在取样液压马达的动力轴外部的支撑套筒，取样液压马达的动力轴外圆周与支撑套筒的内圆周密封转动连接，取样液压马达的动力轴下端同轴传动连接有取芯钻杆，取芯钻杆的上侧部密封转动连接在支撑套筒中，取芯钻杆的下侧部伸出支撑套筒的下端，取芯钻杆的中部开设有下侧敞口的取芯腔，取芯钻杆的下端连接有取芯钻头，取芯钻头为中空钻头，取芯钻头的内径与取芯腔的内径相同，两个第二竖向液压油缸前后间隔设置在两个第二竖向液压油缸前后间隔设置在取样液压马达的前侧和后侧且位于取样支板的左侧，两个第二竖向液压油缸的缸体底部分别铰接在门框型支架的顶部水平板下表面，两个第二竖向液压油缸的活塞杆均向下伸出并分别铰接在取样液压马达的机壳前侧面和后侧面上，取芯钻杆的外圆周下侧部开设有四个圆周阵列的环切通孔，环切通孔沿径向设置，环切通孔的内端与取芯腔的内部连通，环切通孔内密封滑动设置有圆柱形环切刀，环切通孔的外端处取芯钻杆的外圆周上固定连接有用于密封封堵环切通孔的圆形端盖，圆柱形环切刀的内端呈锥形刀刃，圆柱形环切刀的内端与环切通孔的内端齐平，圆柱形环切刀的外端位于环切通孔内，圆柱形环切刀的外端面中部开设有外侧敞口的施力盲孔，施力盲孔的孔底与圆形端盖的内表面中部之间连接有第一拉簧，取芯钻杆的下侧部同中心设有液压圆环腔，取芯钻杆的下侧部设有若干个分别对应连通液压圆环腔与各个环切通孔的第一供油通道，取芯钻杆的外圆周上侧部开设有外侧敞口且上下间隔的第一液压环槽、第二液压环槽和冷却环槽，取芯钻杆的左侧部沿轴向设有连通第一液压环槽与液压圆环腔的第二供油
通道，支撑套筒的下侧左部沿径向开设有第一输油通道，第一输油通道的内端与第一液压环槽连通，第一输油通道的外端通过第一供油接头连接有第一供油管，第一供油管的外端与液压油泵连接，取芯腔的腔底中心设有气压凹槽，取芯钻杆中部右侧设有与气压凹槽连通的气压通道，气压通道的外端位于取芯钻杆右侧部并安装有充气密封盖，取芯钻杆上设置有喷胶防漏气系统，取芯钻头上设置有冷却管路系统，液压油泵分别与取样液压马达和两个第二竖向液压油缸通过第五油路连接，控制器分别与取样液压马达和两个第二竖向液压油缸信号连接。
10.喷胶防漏气系统包括两个扇形喷头，取芯钻杆的下端部同中心设有位于液压圆环腔下侧的供胶圆环腔，供胶圆环腔的直径小于液压圆环腔的直径，取芯钻杆的下端部右前侧和左后侧均沿径向设有一个喷胶通孔，两个喷胶通孔径向对称，右前侧的喷胶通孔外低内高倾斜设置，两个喷胶通孔的外端均与供胶圆环腔连通，两个喷胶通孔的内端均与取芯腔连通，两个扇形喷头分别对应密封固定安装在两个喷胶通孔中，两个扇形喷头的喷射端分别与两个喷胶通孔的内端齐平，右前侧的扇形喷头朝左后上方喷射，左后侧的扇形喷头朝右前上方喷射，取芯钻杆的下端部右前侧沿径向设有加胶通道，加胶通道的内端与供胶圆环腔连通，加胶通道的外端安装有加胶密封盖，取芯钻杆的下侧部右前侧沿轴向设有圆筒型液压腔，圆筒型液压腔中密封滑动设置有挤压活塞，挤压活塞的上侧面与圆筒型液压腔的上侧面之间连接有第二拉簧，取芯钻杆的右前侧沿轴向设有连通第二液压环槽与圆筒型液压腔的第三供油通道，取芯钻杆的下端部右前侧沿轴向设有连通供胶圆环腔与圆筒型液压腔的第四供油通道，支撑套筒的中部右前侧沿径向开设有第二输油通道，第二输油通道的内端与第二液压环槽连通，第二输油通道的外端通过第二供油接头连接有第二供油管，第二供油管的外端与液压油泵连接；车体的右侧板前侧部和后侧部以及车体的左侧板前侧部和后侧部均设置有取样侧门，左侧的两个取样侧门分别与左侧的两个门框型支架的左右对应，右侧的两个取样侧门分别与右侧的两个门框型支架的左右对应。
11.冷却管路系统包括若干个冷却液喷孔，各个冷却液喷孔均匀布置在取芯钻头的下端环面上，取芯钻头的中部同中心设有冷却圆环腔，取芯钻头的下侧部沿轴向设有若干个分别对应连通冷却圆环腔和各个冷却液喷孔的第一冷却液通道，取芯钻头的上侧右后部和取芯钻杆的右后部沿轴向设有上下贯通的第二冷却液通道，第二冷却液通道的下端与冷却圆环腔连通，第二冷却液通道的上端与冷却环槽连通，支撑套筒的上侧部右后侧沿径向开设有输水通道，输水通道的内端与冷却环槽连通，输水通道的外端通过供水接头连接一根冷却液供液管，冷却液供液管上设置有电动截止阀，车体内设置有冷却水箱和水泵，水泵的进水口与冷却水箱的出水口连接，水泵的出水口与冷却液供液管的进水口连接，可充电电池与水泵电连接，控制器分别与水泵和电动截止阀信号连接。
12.充电系统包括风轮动力机和发电机，风轮动力机的机壳内转动安装有风轮，风轮的中心轴一端传动连接发电机的动力输入轴，发电机与可充电电池电连接，风轮动力机的机壳进风口连接有进风软管，风轮动力机的机壳出风口连接有出风管，地下巷道内设置有正压风管，正压风管上连接有若干根竖直分支风管，竖直分支风管的下端固定连接有密封端盖，密封端盖的中部设有上下通透且上大下小的锥形孔，密封端盖的下表面设有密封环槽，竖直分支风管的内中部固定连接有十字型支架，锥形孔中匹配安装有密封锥塞，密封锥
塞的顶面中心与十字型支架之间连接有压缩弹簧，密封锥塞的下端一体成型有向下伸出锥形孔的下端的圆柱形凸起，进风软管的上端固定连接有盘式电磁铁，盘式电磁铁上圆周阵列设置有若干个上下通透的进风通孔，盘式电磁铁的上表面固定连接有与密封环槽上下正对应的密封圈，密封圈横截面大于密封环槽横截面，各个进风通孔均位于密封圈中，盘式电磁铁的上表面中心设有与圆柱形凸起上下正对应的定位凹槽，定位凹槽的深度小于圆柱形凸起的长度，定位凹槽中设置有压电传感器，盘式电磁铁的外圆周上设置有至少两个均与控制器信号连接的定位摄像头，所有的定位摄像头均朝上看到密封端盖的外边缘，车体上安装有三维机械臂，三维机械臂的夹持部夹持在进风软管的上侧部外圆周，可充电电池分别与盘式电磁铁和三维机械臂电连接，控制器分别与盘式电磁铁、三维机械臂和压电传感器信号连接。
13.车体上设置有烟雾传感器，控制器与烟雾传感器信号连接。
14.本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明的工作原理为：将该地下工程测绘用多功能机器人下入到地下巷道中，当地下巷道的地面上设置有轨道时，则可根据轨道的间距先对前侧和后侧的两个导轮的间距进行调节，通过四个间距调节液压油缸的活塞杆同步伸缩动作，四个间距调节液压油缸的活塞杆推动相应的轮轴左右移动，进而实现对前侧和后侧的两个导轮的间距调节，然后通过履带行走机构驱动车体移动到两条导轨之间，左侧的两个导轮位于左侧的导轨上，右侧的两个导轮位于右侧的导轨上，则控制各个第一竖向液压油缸的活塞杆同步均向上收缩，使车体向下降落，使四个导轮分别对应支撑在相应两条导轨上，各个第一竖向液压油缸的活塞杆同步均继续向上收缩，从而将车架和行走履带向上提起，使履带行走机构脱离地面，则通过控制器启动四个自驱动电机，四个自驱动电机分别驱动相应的导轮转动，使车体沿着两条导轨移动，通过控制器控制照明控制开关开启，打开探照灯，则探照灯照亮地下巷道，而且测距传感器和测绘摄像头工作对地下巷道内部（断面尺寸、巷道长度、布设的管线及设备）进行拍照测绘测绘数据存储到测绘系统的存储器内。
15.当该地下工程测绘用多功能机器人移动至指定位置需要钻芯取样时，关闭四个自驱动电机，车体停止移动，然后启动第一组取样系统的取样液压马达，打开电动截止阀，取样液压马达的动力轴驱动相应的取芯钻杆高速转动，取芯钻杆带动取芯钻头高速转动，控制第一组取样系统的两个第二竖向液压油缸的活塞杆同时伸出，两个第二竖向液压油缸的活塞杆推动取样液压马达在相应的导轨上向下移动，使取样钻杆向下通过取样孔，取芯钻头向下对地下巷道的地面进行钻进，启动水泵，则水泵将冷却水箱中的水抽出并通过相应的冷却液供液管、供水接头、输水通道、冷却环槽、第二冷却液通道、冷却圆环腔、各个第一冷却液通道和各个冷却液喷孔从取芯钻头的下端环面喷出，实现对取芯钻头的冷却，取芯钻杆钻入地下一定距离，则在取芯钻头的钻进作用下，取芯钻杆的取芯腔中便填充有一段圆柱形的岩芯，然后两个第二竖向液压油缸的活塞杆停止动作，液压油泵通过第一供油管、第一供油接头、第一输油通道、第一液压环槽和第二供油通道向液压圆环腔中泵入液压油，液压圆环腔中的液压油通过各个第一供油通道注入到各个环切通孔中，液压油压力大于各个第一拉簧的拉力，液压油压迫各个圆柱形环切刀同步向内移动，各个圆柱形环切刀的内端向内伸入到取芯腔中并顶压岩芯的外圆周，各个圆柱形环切刀随取芯钻杆一起旋转对岩芯进行切割，各个圆柱形环切刀在液压油的作用下逐步向内移动，直至各个圆柱形环切刀
的内端伸入到取芯腔的中心，将岩芯切断，岩芯断面平整，然后通过控制器卸掉第一供油管的油压，液压油压力减小为零，则各个圆柱形环切刀在各个第一拉簧的作用下向外移动复位至各个环切通孔中，取样液压马达停止转动，关闭水泵和电动截止阀，液压油泵再通过第二供油管、第二供油接头、第二输油通道、第二液压环槽和第三供油通道向圆筒型液压腔中泵入液压油，其中初始时，预先打开加胶密封盖，通过加胶通道向供胶圆环腔中加满有胶液，再拧紧加胶密封盖，液压油压力大于第二拉簧的拉力，液压油压迫挤压活塞使挤压活塞向左移动，挤压活塞挤压胶液，使胶液通过两个扇形喷头喷出并分别均匀喷在岩芯断面上，胶液渗入到岩芯断面与取芯腔内壁之间的缝隙并凝固，使岩芯断面与取芯腔内壁之间的缝隙封堵，确保岩芯中含有的气体不会逸出，然后控制两个第二竖向液压油缸的活塞杆同步收缩，两个第二竖向液压油缸的活塞杆拉动取样液压马达向上移动复位，使取芯钻杆和取芯钻头从地下巷道地面的钻孔中抽出，使取样液压马达、取芯钻杆和取芯钻头重新向上收纳到车体内，如此，便完成第一组岩芯的取芯工作，再启动四个自驱动电机，四个自驱动电机分别驱动相应的导轮转动，使车体继续沿着轨道在地下巷道中行走，当车体移动至另一指定位置需要钻芯取样时，重复上述取芯过程，第二组取样系统在该指定位置对地下巷道地面再进行第二次钻进取芯，获得第二个岩芯，如此重复操作，使其余各个取样系统均采得相应的岩芯；当地下巷道的地面上没有设置轨道时，各个第一竖向液压油缸的活塞杆均向下完全伸出，使车体向上升起，履带行走机构支撑在地下巷道的地面上，四个导轮均离开地面，通过控制器启动液压油泵和行走液压马达，液压油泵通过液压油驱动行走液压马达转动，行走液压马达带动驱动轮转动，驱动轮带动行走履带转动，则车体的底部通过履带行走机构在地下巷道中行走。
16.控制器得到可充电电池的电量不足的信号时，则需要将车体移动至地下巷道中正压风管上邻近的某一根竖直分支风管的下方，控制器操控三维机械臂动作，其中通过定位摄像头朝上看到密封端盖的外边缘，确保盘式电磁铁与密封端盖上下对应，三维机械臂的夹持部拖住进风软管垂直向上举，使盘式电磁铁接近密封端盖，即可准确定位圆柱形凸起插入到定位凹槽当中，压电传感器受压后将信号传至控制器，控制器控制盘式电磁铁接通电源产生磁性，盘式电磁铁吸附密封端盖，盘式电磁铁的上表面与密封端盖的下表面贴合接触，密封圈匹配压入密封环槽中，密封圈横截面大于密封环槽横截面，而且使密封锥塞向上顶起，则正压风管中的高压风通过密封锥塞与锥形孔之间的环形缝隙、若干个进风通孔进入进风软管中，高压风通过进风软管进入风轮动力机的机壳内吹动风轮转动并经出风管排出，风轮的中心轴带动发电机的动力输入轴转动，从而发电机发电给可充电电池进行充电，保证电源供给；车体上设置有烟雾传感器，通过烟雾传感器可以监测地下巷道内是否有火灾发生，从而发送信号给控制器，控制器再将信号传至地面工作站，如此工作人员便可得到警报。
17.在地下巷道内测绘完成后，将该地下工程测绘用多功能机器人开到地面，通过测绘系统的存储器可得到测绘图像信息，为了得到取芯腔中的岩芯，打开取样侧门，取样割胶使用长刀具由取芯钻头的下端口向上伸入，长刀具沿取芯钻头的内圆移动，刀尖划破岩芯下端面的密封胶膜，然后，打开充气密封盖，将气压通道外端接气泵，通过气压通道将高压气体注入到气压凹槽中，气体将岩芯从取芯钻杆的取芯腔内推出来，直接从取样侧门处拿出岩芯即可。
18.本发明设计科学，能够满足地下测绘工作要求，同时还能在地下巷道内取样，用于地质勘测分析，还具有自充电功能。
附图说明
19.图1是本发明在地下巷道内行走示意图。
20.图2是本发明的仰视图。
21.图3是本发明的侧视图。
22.图4是本发明中取样系统的结构示意图。
23.图5是图4中a
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a向剖视图。
24.图6是图5中b
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b向剖视图。
25.图7是图5中c
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c向剖视图。
26.图8是图5中d
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d向剖视图。
27.图9是图7中的e处局部放大图。
28.图10是本发明的充电系统的结构示意图。
29.图11是图10中f处局部放大图。
具体实施方式
30.以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
31.如图1
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图11所示，地下工程测绘用多功能机器人，包括车体1、测绘系统、照明系统、控制器、液压动力系统、充电系统和可充电电池，测绘系统和照明系统均安装在车体1的顶部，控制器、液压动力系统、充电系统和可充电电池均设置在车体1内，以车体1的宽度方向为左右方向，车体1的长度方向为前后方向，车体1的底部设置有履带行走机构2，履带行走机构2与车体1之间设置有升降系统，车体1的底板上设有四个上下通透且矩形阵列设置的取样孔3，车体内设置有四个取样系统，四个取样系统分别与四个取样孔3一一上下对应，车体1的底部四周均通过间距调节支架转动安装有位于履带行走机构2四周外部的导轮4，导轮4内设置有自驱动电机车体1通过履带行走机构2或四个导轮4在地下巷道72内行走，液压动力系统分别为履带行走机构2、升降系统、四个间距调节支架和四个取样系统提供动力，充电系统与可充电电池电连接，可充电电池分别为测绘系统、照明系统、控制器、四个自驱动电机和液压动力系统提供电源，控制器分别与测绘系统、照明系统、液压动力系统、升降系统、四个间距调节支架、四个自驱动电机和四个取样系统信号连接。
32.测绘系统包括测距传感器和测绘摄像头，控制器分别与测距传感器和测绘摄像头信号连接；照明系统包括探照灯，可充电电池与探照灯电连接，探照灯与可充电电池之间的电路上设置有照明控制开关，控制器与照明控制开关信号连接。
33.液压动力系统包括液压油泵和液压油箱，液压油泵与液压油箱通过第一油路连接，可充电电池与液压油泵电连接，控制器与液压油泵信号连接。
34.履带行走机构2包括车架，车架的左右两侧均转动安装有若干个驱动轮、托链轮和张紧轮，各个驱动轮、托链轮和张紧轮的外部套装有行走履带，车架上安装有带动驱动轮转动的行走液压马达，行走液压马达与液压油泵通过第二油路连接，行走液压马达与液压油
箱通过第三油路连接，控制器与行走液压马达信号连接；升降系统包括若干个对称设置在车体1左右两侧的第一竖向液压油缸6，左侧的各个第一竖向液压油缸6和右侧的各个第一竖向液压油缸6均前后间隔设置，左侧的各个第一竖向液压油缸6的缸体底部固定安装在车体1的左侧面下侧部，左侧的各个第一竖向液压油缸6的活塞杆向下伸出且活塞杆下端铰接在车架的左侧部，右侧的各个第一竖向液压油缸6的缸体底部固定安装在车体1的右侧面下侧部，右侧的各个第一竖向液压油缸6的活塞杆向下伸出且活塞杆下端铰接在车架的右侧部，各个第一竖向液压油缸6分别通过第四油路与液压油泵连接，控制器与各个第一竖向液压油缸6信号连接。行走液压马达可通过带传动机构或链传动机构与驱动轮的中心轴传动连接。
35.四个间距调节支架的结构相同且呈矩形阵列设置，左前侧的间距调节支架包括导向座5、导向套筒7、轮轴74和间距调节液压油缸75，导向座5固定安装在车体的底部右前侧，导向套筒7沿左右方向水平固定连接在车体的底部且位于导向座5的左侧，导向座5上设有与导向套筒7左右对应的导向通孔，轮轴74同中心滑动连接在导向套筒7中，轮轴74的右端部向右穿过导向通孔，左前侧的导轮通过轴承转动安装在轮轴74的右端部，间距调节液压油缸75沿左右方向水平固定连接在车体的底部且位于导向套筒7的左侧，间距调节液压油缸75的活塞杆向右伸出且与导向套筒7的中心线重合，间距调节液压油缸75的活塞杆右端与轮轴74的左端连接。
36.四个取样系统结构相同且矩形阵列设置，右前侧的取样系统包括门框型支架8、取样液压马达9和两个第二竖向液压油缸10，门框型支架8的左右通透且下侧敞口，门框型支架8的前后两侧竖直板下侧边固定连接在车体1内底板上表面，门框型支架8的顶部水平板下表面与车体1内底板上表面之间固定连接有与竖直板平行的取样支板11，取样支板11的左侧面沿竖向设置有两条前后间隔设置的导轨12，取样液压马达9的中心线沿竖向设置且位于相应一个取样孔3的正上方，取样液压马达9的机壳右侧滑动连接在两条导轨12上，取样液压马达9的机壳下侧中部固定设置有套在取样液压马达9的动力轴外部的支撑套筒13，取样液压马达9的动力轴外圆周与支撑套筒13的内圆周密封转动连接，取样液压马达9的动力轴下端同轴传动连接有取芯钻杆14，取芯钻杆14的上侧部密封转动连接在支撑套筒13中，取芯钻杆14的下侧部伸出支撑套筒13的下端，取芯钻杆14的中部开设有下侧敞口的取芯腔15，取芯钻杆14的下端连接有取芯钻头16，取芯钻头16为中空钻头，取芯钻头16的内径与取芯腔15的内径相同，两个第二竖向液压油缸10前后间隔设置在取样液压马达9的前侧和后侧且位于取样支板11的左侧，两个第二竖向液压油缸10的缸体底部分别铰接在门框型支架8的顶部水平板下表面，两个第二竖向液压油缸10的活塞杆均向下伸出并分别铰接在取样液压马达9的机壳前侧面和后侧面上，取芯钻杆14的外圆周下侧部开设有四个圆周阵列的环切通孔17，环切通孔17沿径向设置，环切通孔17的内端与取芯腔15的内部连通，环切通孔17内密封滑动设置有圆柱形环切刀18，环切通孔17的外端处取芯钻杆14的外圆周上固定连接有用于密封封堵环切通孔17的圆形端盖19，圆柱形环切刀18的内端呈锥形刀刃，圆柱形环切刀18的内端与环切通孔17的内端齐平，圆柱形环切刀18的外端位于环切通孔17内，圆柱形环切刀18的外端面中部开设有外侧敞口的施力盲孔20，施力盲孔20的孔底与圆形端盖19的内表面中部之间连接有第一拉簧21，取芯钻杆14的下侧部同中心设有液压圆环腔22，取芯钻杆14的下侧部设有若干个分别对应连通液压圆环腔22与各个环切通孔17的第
一供油通道23，取芯钻杆14的外圆周上侧部开设有外侧敞口且上下间隔的第一液压环槽24、第二液压环槽25和冷却环槽26，取芯钻杆14的左侧部沿轴向设有连通第一液压环槽24与液压圆环腔22的第二供油通道27，支撑套筒13的下侧左部沿径向开设有第一输油通道28，第一输油通道28的内端与第一液压环槽24连通，第一输油通道28的外端通过第一供油接头29连接有第一供油管30，第一供油管30的外端与液压油泵连接，取芯腔15的腔底中心设有气压凹槽31，取芯钻杆14中部右侧设有与气压凹槽31连通的气压通道32，气压通道32的外端位于取芯钻杆14右侧部并安装有充气密封盖33，取芯钻杆14上设置有喷胶防漏气系统，取芯钻头16上设置有冷却管路系统，液压油泵分别与取样液压马达9和两个第二竖向液压油缸10通过第五油路连接，控制器分别与取样液压马达9和两个第二竖向液压油缸10信号连接；车体1的右侧板前侧部和后侧部以及车体1的左侧板前侧部和后侧部均设置有取样侧门76，左侧的两个取样侧门76分别与左侧的两个门框型支架8的左右对应，右侧的两个取样侧门76分别与右侧的两个门框型支架8的左右对应。喷胶防漏气系统包括两个扇形喷头34，取芯钻杆14的下端部同中心设有位于液压圆环腔22下侧的供胶圆环腔35，供胶圆环腔35的直径小于液压圆环腔22的直径，取芯钻杆14的下端部右前侧和左后侧均沿径向设有一个喷胶通孔36，两个喷胶通孔36径向对称，右前侧的喷胶通孔36外低内高倾斜设置，两个喷胶通孔36的外端均与供胶圆环腔35连通，两个喷胶通孔36的内端均与取芯腔15连通，两个扇形喷头34分别对应密封固定安装在两个喷胶通孔36中，两个扇形喷头34的喷射端分别与两个喷胶通孔36的内端齐平，右前侧的扇形喷头34朝左后上方喷射，左后侧的扇形喷头34朝右前上方喷射，取芯钻杆14的下端部右前侧沿径向设有加胶通道37，加胶通道37的内端与供胶圆环腔35连通，加胶通道37的外端安装有加胶密封盖38，取芯钻杆14的下侧部右前侧沿轴向设有圆筒型液压腔39，圆筒型液压腔39中密封滑动设置有挤压活塞40，挤压活塞40的上侧面与圆筒型液压腔39的上侧面之间连接有第二拉簧41，取芯钻杆14的右前侧沿轴向设有连通第二液压环槽25与圆筒型液压腔39的第三供油通道42，取芯钻杆14的下端部右前侧沿轴向设有连通供胶圆环腔35与圆筒型液压腔39的第四供油通道43，支撑套筒13的中部右前侧沿径向开设有第二输油通道44，第二输油通道44的内端与第二液压环槽25连通，第二输油通道44的外端通过第二供油接头45连接有第二供油管46，第二供油管46的外端与液压油泵连接。
37.冷却管路系统包括若干个冷却液喷孔，各个冷却液喷孔均匀布置在取芯钻头16的下端环面上，取芯钻头16的中部同中心设有冷却圆环腔48，取芯钻头16的下侧部沿轴向设有若干个分别对应连通冷却圆环腔48和各个冷却液喷孔的第一冷却液通道49，取芯钻头16的上侧右后部和取芯钻杆14的右后部沿轴向设有上下贯通的第二冷却液通道50，第二冷却液通道50的下端与冷却圆环腔48连通，第二冷却液通道50的上端与冷却环槽26连通，支撑套筒13的上侧部右后侧沿径向开设有输水通道51，输水通道51的内端与冷却环槽26连通，输水通道51的外端通过供水接头52连接一根冷却液供液管53，冷却液供液管53上设置有电动截止阀54，车体1内设置有冷却水箱和水泵，水泵的进水口与冷却水箱的出水口连接，水泵的出水口与冷却液供液管53的进水口连接，可充电电池与水泵电连接，控制器分别与水泵和电动截止阀54信号连接。
38.充电系统包括风轮动力机55和发电机，风轮动力机55的机壳内转动安装有风轮
56，风轮56的中心轴一端传动连接发电机的动力输入轴，发电机与可充电电池电连接，风轮动力机55的机壳进风口连接有进风软管57，风轮动力机55的机壳出风口连接有出风管58，地下巷道72内设置有正压风管59，正压风管59上连接有若干根竖直分支风管60，竖直分支风管60的下端固定连接有密封端盖61，密封端盖61的中部设有上下通透且上大下小的锥形孔，密封端盖61的下表面设有密封环槽62，竖直分支风管60的内中部固定连接有十字型支架63，锥形孔中匹配安装有密封锥塞64，密封锥塞64的顶面中心与十字型支架63之间连接有压缩弹簧65，密封锥塞64的下端一体成型有向下伸出锥形孔的下端的圆柱形凸起66，进风软管57的上端固定连接有盘式电磁铁67，盘式电磁铁67上圆周阵列设置有若干个上下通透的进风通孔68，盘式电磁铁67的上表面固定连接有与密封环槽62上下正对应的密封圈69，密封圈69横截面大于密封环槽62横截面，各个进风通孔68均位于密封圈69中，盘式电磁铁67的上表面中心设有与圆柱形凸起66上下正对应的定位凹槽70，定位凹槽70的深度小于圆柱形凸起66的长度，定位凹槽70中设置有压电传感器，盘式电磁铁67的外圆周上设置有至少两个均与控制器信号连接的定位摄像头77，所有的定位摄像头77均朝上看到密封端盖61的外边缘，车体1上安装有三维机械臂71，三维机械臂71的夹持部夹持在进风软管57的上侧部外圆周，可充电电池分别与盘式电磁铁67和三维机械臂71电连接，控制器分别与盘式电磁铁67、三维机械臂71和压电传感器信号连接。
39.车体1上设置有烟雾传感器，控制器与烟雾传感器信号连接。
40.控制器、可充电电池、测绘系统、测距传感器、测绘摄像头、探照灯、照明控制开关、液压油泵、液压油箱、驱动轮、托链轮、张紧轮、行走履带、行走液压马达、自驱动电机、发电机和烟雾传感器在图中均未示。
41.控制器、可充电电池、测绘系统、测距传感器、测绘摄像头、探照灯、照明控制开关、液压油泵、液压油箱、驱动轮、托链轮、张紧轮、行走履带、行走液压马达、自驱动电机、定位摄像头77、发电机、压电传感器、三维机械臂71和烟雾传感器均是现有常规器件，具体构造和工作原理不再赘述。
42.本发明的工作原理为：将该地下工程测绘用多功能机器人下入到地下巷道72中，当地下巷道72的地面上设置有轨道47时，则可根据轨道47的间距先对前侧和后侧的两个导轮4的间距进行调节，通过四个间距调节液压油缸75的活塞杆同步伸缩动作，四个间距调节液压油缸75的活塞杆推动相应的轮轴74左右移动，进而实现对前侧和后侧的两个导轮4的间距调节，然后通过履带行走机构2驱动车体1移动到两条导轨12之间，左侧的两个导轮4位于左侧的导轨12上，右侧的两个导轮4位于右侧的导轨12上，则控制各个第一竖向液压油缸6的活塞杆同步均向上收缩，使车体1向下降落，使四个导轮4分别对应支撑在相应两条导轨12上，各个第一竖向液压油缸6的活塞杆同步均继续向上收缩，从而将车架和行走履带向上提起，使履带行走机构2脱离地面，则通过控制器启动四个自驱动电机，四个自驱动电机分别驱动相应的导轮转动，使车体1沿着两条导轨12移动，通过控制器控制照明控制开关开启，打开探照灯，则探照灯照亮地下巷道72，而且测距传感器和测绘摄像头工作对地下巷道72内部（断面尺寸、巷道长度、布设的管线及设备）进行拍照测绘测绘数据存储到测绘系统的存储器内。
43.当该地下工程测绘用多功能机器人移动至指定位置需要钻芯取样时，关闭四个自驱动电机，车体1停止移动，然后启动第一组取样系统的取样液压马达9，打开电动截止阀
54，取样液压马达9的动力轴驱动相应的取芯钻杆14高速转动，取芯钻杆14带动取芯钻头16高速转动，控制第一组取样系统的两个第二竖向液压油缸10的活塞杆同时伸出，两个第二竖向液压油缸10的活塞杆推动取样液压马达9在相应的导轨12上向下移动，使取样钻杆向下通过取样孔3，取芯钻头16向下对地下巷道72的地面进行钻进，启动水泵，则水泵将冷却水箱中的水抽出并通过相应的冷却液供液管53、供水接头、输水通道51、冷却环槽26、第二冷却液通道50、冷却圆环腔48、各个第一冷却液通道49和各个冷却液喷孔从取芯钻头16的下端环面喷出，实现对取芯钻头16的冷却，取芯钻杆14钻入地下一定距离，则在取芯钻头16的钻进作用下，取芯钻杆14的取芯腔15中便填充有一段圆柱形的岩芯，然后两个第二竖向液压油缸10的活塞杆停止动作，液压油泵通过第一供油管30、第一供油接头29、第一输油通道28、第一液压环槽24和第二供油通道27向液压圆环腔22中泵入液压油，液压圆环腔22中的液压油通过各个第一供油通道23注入到各个环切通孔17中，液压油压力大于各个第一拉簧的拉力，液压油压迫各个圆柱形环切刀18同步向内移动，各个圆柱形环切刀18的内端向内伸入到取芯腔15中并顶压岩芯的外圆周，各个圆柱形环切刀18随取芯钻杆14一起旋转对岩芯进行切割，各个圆柱形环切刀18在液压油的作用下逐步向内移动，直至各个圆柱形环切刀18的内端伸入到取芯腔15的中心，将岩芯切断，岩芯断面平整，然后通过控制器卸掉第一供油管30的油压，液压油压力减小为零，则各个圆柱形环切刀18在各个第一拉簧的作用下向外移动复位至各个环切通孔17中，取样液压马达9停止转动，关闭水泵和电动截止阀54，液压油泵再通过第二供油管46、第二供油接头、第二输油通道44、第二液压环槽25和第三供油通道42向圆筒型液压腔39中泵入液压油，其中初始时，预先打开加胶密封盖38，通过加胶通道37向供胶圆环腔35中加满有胶液，再拧紧加胶密封盖38，液压油压力大于第二拉簧41的拉力，液压油压迫挤压活塞40使挤压活塞40向左移动，挤压活塞40挤压胶液，使胶液通过两个扇形喷头34喷出并分别均匀喷在岩芯断面上，胶液渗入到岩芯断面与取芯腔15内壁之间的缝隙并凝固，使岩芯断面与取芯腔15内壁之间的缝隙封堵，确保岩芯中含有的气体不会逸出，然后控制两个第二竖向液压油缸10的活塞杆同步收缩，两个第二竖向液压油缸10的活塞杆拉动取样液压马达9向上移动复位，使取芯钻杆14和取芯钻头16从地下巷道72地面的钻孔中抽出，使取样液压马达9、取芯钻杆14和取芯钻头16重新向上收纳到车体1内，如此，便完成第一组岩芯的取芯工作，再启动四个自驱动电机，四个自驱动电机分别驱动相应的导轮4转动，使车体1继续沿着轨道47在地下巷道72中行走，当车体1移动至另一指定位置需要钻芯取样时，重复上述取芯过程，第二组取样系统在该指定位置对地下巷道72地面再进行第二次钻进取芯，获得第二个岩芯，如此重复操作，使其余各个取样系统均采得相应的岩芯；当地下巷道72的地面上没有设置轨道47时，各个第一竖向液压油缸6的活塞杆均向下完全伸出，使车体1向上升起，履带行走机构2支撑在地下巷道72的地面上，四个导轮4均离开地面，通过控制器启动液压油泵和行走液压马达，液压油泵通过液压油驱动行走液压马达转动，行走液压马达带动驱动轮转动，驱动轮带动行走履带转动，则车体1的底部通过履带行走机构2在地下巷道72中行走。
44.控制器得到可充电电池的电量不足的信号时，则需要将车体1移动至地下巷道72中正压风管59上邻近的某一根竖直分支风管60的下方，控制器操控三维机械臂71动作，其中通过定位摄像头77朝上看到密封端盖61的外边缘，确保盘式电磁铁67与密封端盖61上下对应，三维机械臂71的夹持部拖住进风软管57垂直向上举，使盘式电磁铁67接近密封端盖
61，即可准确定位圆柱形凸起66插入到定位凹槽70当中，压电传感器受压后将信号传至控制器，控制器控制盘式电磁铁67接通电源产生磁性，盘式电磁铁67吸附密封端盖61，盘式电磁铁67的上表面与密封端盖61的下表面贴合接触，密封圈69匹配压入密封环槽62中，密封圈69横截面大于密封环槽62横截面，而且使密封锥塞64向上顶起，则正压风管59中的高压风通过密封锥塞64与锥形孔之间的环形缝隙、若干个进风通孔68进入进风软管57中，高压风通过进风软管57进入风轮动力机55的机壳内吹动风轮56转动并经出风管58排出，风轮56的中心轴带动发电机的动力输入轴转动，从而发电机发电给可充电电池进行充电，保证电源供给；车体1上设置有烟雾传感器，通过烟雾传感器可以监测地下巷道72内是否有火灾发生，从而发送信号给控制器，控制器再将信号传至地面工作站，如此工作人员便可得到警报。
45.在地下巷道72内测绘完成后，将该地下工程测绘用多功能机器人开到地面，通过测绘系统的存储器可得到测绘图像信息，为了得到取芯腔15中的岩芯，打开取样侧门76，先使用长刀具由取芯钻头16的下端口向上伸入，长刀具沿取芯钻头16的内圆移动，刀尖划破岩芯下端面的密封胶膜，然后，打开充气密封盖33，将气压通道32外端接气泵，通过气压通道32将高压气体注入到气压凹槽31中，气体将岩芯从取芯钻杆14的取芯腔15内推出来，直接从取样侧门76处拿出岩芯即可。
46.在不进行测绘用于为本测绘装置风力充电时，正压风管上连接的若干根竖直分支风管可用于地下巷道72内其它位置需要风力作为驱动力使用，比如风钻、风镐等等。
47.以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。