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原文传递一种深部岩土体原位测试机器人及其测试方法

专利名称：	一种深部岩土体原位测试机器人及其测试方法
摘要：	本发明属于岩土工程勘查技术领域，公开了一种深部岩土体原位测试机器人及其测试方法，该机器人包括作动系统、CPT系统和无线信号系统。本发明可在不扰动原状岩土体的前提下进行测试，能有效提高测试结果的精度；可在不同岩土体、任意深度、不同温度和含水率的钻孔下进行静力触探测试，克服了现有测试手段的局限性；可通过无线传输技术，简单便捷的将信号随时传输到地表的无线信号接收终端设备，提高了测试效率，降低了测试难度。本发明集成度和智能化程度高、设备小巧灵活、操作简单便携，可为岩土工程、水利工程、桥梁隧道工程和采矿工程等工程设计、模型试验和数值模拟提供准确可靠的基本物理力学参数，具有良好的应用前景。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	大连理工大学
发明人：	裴华富;宋怀博;朱鸿鹄;邹德高;孔宪京
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910738762.4
公开号：	CN110441497A
代理机构：	大连理工大学专利中心
代理人：	温福雪;侯明远
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
主权项：	1.一种深部岩土体原位测试机器人，其特征在于，所述的深部岩土体原位测试机器人包括作动系统、CPT系统和无线信号系统；所述的作动系统包括机器人外壳(1)、孔壁固定装置(2)、壳内固定装置(4)、控制装置(5)和动力装置(6)；机器人外壳(1)的表面安装有四个孔壁固定装置(2)，使用时将机器人置于钻孔内部预选深度后，孔壁固定装置(2)紧贴于孔壁(3)，对机器人起到固定作用；控制装置(5)和动力装置(6)设置于机器人外壳(1)内部，壳内固定装置(4)、控制装置(5)和动力装置(6)依次相连，控制装置(5)与CPT系统的信息存储模块(7)相连，控制装置(5)起到总控作用，可接受远程操控，对动力装置(6)传输指令，进而分别控制CPT系统的水平向旋转垂直作动装置(8)和水平向垂直作动装置(10)；所述的CPT系统包括信息存储模块(7)、水平向旋转垂直作动装置(8)、CPT探头(9)、水平向垂直作动装置(10)、法兰轴承(11)、CPT信息采集模块(12)、壳下固定装置(13)和温度传感模块(18)；水平向旋转垂直作动装置(8)和水平向垂直作动装置(10)通过法兰轴承(11)连接；CPT探头(9)穿过水平向垂直作动装置(10)内部的滑轨并连接；水平向旋转垂直作动装置(8)用于控制CPT探头(9)绕法兰轴承(11)三百六十度旋转，进而实现控制CPT探头(9)在预选孔壁(3)处进行静力触探测试；CPT信息采集模块(12)和温度传感模块(18)均与信息存储模块(7)相连；测试过程中，所得到的信息均由CPT信息采集模块(12)进行实时采集和分析，并进一步传输到信息存储模块(7)进行保存；温度传感模块(18)设置于壳下固定装置(13)内，用于采集原状岩土体温度数据；壳下固定装置(13)对CPT测试起到稳定作用；所述的无线信号系统包括大功率无线信号发射装置(14)和无线信号接收终端；存储在信息存储模块(7)的CPT测试信息通过大功率无线信号发射装置(14)转化为无线信号，传输到地表；无线信号接收终端包括移动手持设备(15)和电脑(16)，通过无线信号接收孔下传输的CPT测试结果，从而获取选定深度岩土层的粘聚力和内摩擦角信息。 2.根据权利要求1所述的深部岩土体原位测试机器人，其特征在于，所述的移动手持设备(15)包括智能手机和IPAD。 3.根据权利要求1或2所述的深部岩土体原位测试机器人，其特征在于，所述的壳内所有装置和模块均由壳内固定装置进行固定和连接。 4.根据权利要求1或2所述的深部岩土体原位测试机器人，其特征在于，所述的CPT探头(9)至少包括压力传感器。 5.根据权利要求3所述的深部岩土体原位测试机器人，其特征在于，所述的CPT探头(9)至少包括压力传感器。 6.一种深部岩土体原位测试机器人的使用方法，其特征在于，步骤如下： (1)首先，在待定测试的岩土体上打深孔；其次，调试仪器，确保仪器工作正常，将深部岩土体原位测试机器人置于预选深度；然后，输入远程操控信号，启动孔壁固定装置(2)，贴近孔壁(3)，将深部岩土体原位测试机器人固定于钻孔中的预选深度；而后，启动温度传感模块(18)，对此深度岩土体温度进行测量；最后，将温度信息存储到信息存储模块(7)； (2)启动动力装置，驱动水平向旋转垂直作动装置(8)，使CPT探头(9)指向所选孔壁(3)的测试点；驱动水平向垂直作动装置(10)，以匀速静力方式将CPT探头(9)连续压入孔壁(3)的测试点处；测试结束，收回CPT探头(9)，恢复原状； (3)CPT测试过程中的数据由CPT信息采集模块(12)进行采集和处理；处理后的信息存储于信息存储模块(7)，并通过大功率无线信号发射装置(14)传输到地表；地表通过无线信号接收终端接收所测得的无线信号，获取选定深度岩土体的粘聚力和内摩擦角信息。
所属类别：	发明专利