一种密闭空间内物质探测装置的制作方法

1.本发明涉及密闭空间探测技术领域，尤其涉及一种密闭空间内物质探测装置。


背景技术：

2.密闭空间是一个工业安全术语，是指一个密封及闭塞的环境，例如沙井、坑道及泵房等；因为进出场地受到限制，加上密闭空间通常充满室内空气污染；从消防角度去作出风险评估，密闭空间存在巨大的危险性，包括容易引起回燃及闪燃等致命性的现像；故此，在密闭空间工作前，通常都需要接受训练及考核。
3.在矿山勘测过程中，经常遇到山体中存在溶洞的现象，溶洞为山体中自然形成的空腔，内部未被开发前为密闭空间，在进入溶洞进行勘探前需要对溶洞内的物质进行探测，以确保溶洞内的物质被人类接触后不会对人体产生危害，其多为在溶洞的开发洞口处对空气和泥土进行检测，但此种探测方式难以探测出溶洞深处是否含有其他有害物质，探测不够全面，因此，为了解决此类问题，我们提出了一种密闭空间内物质探测装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种密闭空间内物质探测装置。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种密闭空间内物质探测装置，包括无人机，所述无人机机身底部通过缓冲机构连接有横板，横板底部转动设置有收集机构，无人机机身顶部设置有检测机构；收集机构包括转轴、螺旋输送叶片、钻头和连接盘，转轴转动设置在横板底部，螺旋输送叶片螺旋套设在转轴外壁，钻头安装在转轴底端，钻头外壁开设有凹槽，凹槽内安装有金属检测探头和有害物质检测探头，连接盘转动套接在转轴外壁，连接盘顶部固定有固定杆，固定杆顶端固接在横板底部，横板底部设置有接取组件。
6.优选的，所述接取组件包括固定在横板底部的两个连接板，两个连接板底端固定有固定板，固定板上安装有两个收集盒，两个收集盒分别位于螺旋输送叶片两侧。
7.优选的，所述固定板上开设有通孔，螺旋输送叶片位于通孔内，且螺旋输送叶片的两端均延伸至通孔外侧，收集盒上开设有取放口，收集盒位于连接盘下方。
8.优选的，所述横板底部安装有电机，电机的输出轴与转轴相连接，转轴位于电机下方，横板底部安装有保护壳，电机位于保护壳内。
9.优选的，所述横板侧面固定有安装块，安装块底部转动连接有连接轴，连接轴底端固定有齿轮，固定板底部转动连接有齿环，齿环与齿轮啮合，螺旋输送叶片位于齿环内圈，连接轴外壁转动套接有轴套，轴套外壁固定有加强杆，加强杆端部固接在连接板侧面，齿环底部铰接有两个扇叶板，两个扇叶板底端铰接有相互配合的电磁铁，电磁铁外表面覆盖有橡胶块，电机的输出轴和连接轴上均安装有皮带轮，两个皮带轮通过皮带啮合。
10.优选的，所述连接盘位于螺旋输送叶片上方，连接盘上开设有开口，开口内安装有
第一轴承，转轴安装在第一轴承内圈。
11.优选的，所述检测机构包括开设在无人机机身顶部的安装槽，安装槽内安装有伸缩杆，伸缩杆的活塞杆延伸至安装槽上方并连接有摄像头。
12.优选的，所述伸缩杆的活塞杆末端固接有安装环，摄像头安装在安装环顶部，安装环外壁安装有若干照明灯，无人机机身顶部安装有红外气体分析仪。
13.优选的，所述缓冲机构包括安装在无人机机身底部的安装板，安装板底部固定有两个滑杆，横板滑动套接在两个滑杆上，横板安装板之间连接有弹簧，滑杆位于弹簧内圈，两个滑杆底端均固定有限位块，限位块位于横板底部。
14.优选的，所述横板上开设有两个安装孔，两个安装孔内均安装有滑套，两个滑杆分别滑动安装在两个滑套内。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1：本发明中通过钻头对地面进行钻探，可将钻头钻出的泥土通过螺旋输送叶片向上输送，在连接盘的阻挡和螺旋输送叶片离心力的作用下将钻头钻出的泥土向四周撒落，其块状物泥土在自身重力较重作用下甩出距离短而再次掉落在地面上，较为细小的颗粒状泥土掉落在收集盒内，便于后期工作人员对其进行检测，同时也减少无人机所携带的泥土重量，钻头在钻土的同时，其外壁开设的凹槽内安装的金属检测探头可对泥土中的金属元素进行检测，可对溶洞内泥土进行检测，配合无人机可在溶洞内进行全方位探测，电磁铁和橡胶块30旋转与钻头下方地面上的石块等发生碰撞，可将钻头下方地面上的杂物扫除，保证钻头在对下方地面泥土进行钻土时不受杂物影响，同时可将地面泥土表面的浮沉扫除，保证钻头钻探出的泥土为溶洞地面内部泥土，保证通过钻头和螺旋输送叶片收集到收集盒内的泥土样本的原始度，从而提高后期对样本泥土的检测精度，且可利用无人机下移使收集盒沉入溶洞内的水坑内对水进行收集，其可收集溶洞内固态和液态的物质运出溶洞进行精确分析检测，提高对溶洞内物质探测精度，提高后期人员进洞勘测安全性和了解程度，同时在对溶洞水坑内的水进行收集时可利用扇叶板和橡胶块旋转，利用扇叶板和橡胶块将无人机下方准备收集的水面表面的水草和杂质等向四周扫除，避免水草和杂质等误收集到收集盒内占用空间。
16.2：本发明中通过安装板、滑杆、弹簧和横板的配合使用，可对下方钻头在钻土时提供一个缓冲力，避免下方钻头在初次接触到泥土时因刚性撞击而造成无人机晃动发生坠毁，提高钻头在与地面泥土接触时无人机的稳定性，通过无人机机身上的伸缩杆和摄像头的配合使用，可便于对溶洞内的洞内结构与构造进行拍摄，便于后期工作人员进行分析，且可对无人机在溶洞内的所见进行记录，便于后期工作人员对溶洞进行分析，照明灯可为摄像头提供补光效果，提高摄像头在黑暗的溶洞空间内拍摄的清晰度，且伸缩杆可对摄像头的高度进行调整，可根据具体使用情况对摄像头的拍摄高度进行调节。
17.3：本发明中利用无人机进入溶洞，通过红外气体分析仪对溶洞内的空气进行检测分析，其配合钻头在钻土时金属检测探头对泥土中的金属元素进行探测，其在无人机自由飞行过程中不受溶洞内地形的影响，可深入溶洞内各个角度和深度进行探测，可对溶洞内进行全方位探测，为后期工作人员进洞探测提供安全保障，且可将溶洞内的泥土或者水通过无人机和收集盒带出溶洞进行后期精密检测，其不仅具有探测功能，还具备自溶洞内带出探测样品的功能，利用带出的实物进行精确检测，可提高工作人员对刚开发的密闭空间
溶洞内的各物质的了解程度。
附图说明
18.图1为本发明提出的一种密闭空间内物质探测装置的轴测图；图2为图1中a部的局部放大图；图3为本发明提出的一种密闭空间内物质探测装置的轴测图；图4为本发明提出的一种密闭空间内物质探测装置的剖视图；图5为图4中b部的局部放大图；图6为本发明提出的一种密闭空间内物质探测装置的固定板的结构示意图；图7为本发明提出的一种密闭空间内物质探测装置的主视图；图8为本发明提出的一种密闭空间内物质探测装置的电磁铁与橡胶块的连接示意图。
19.图中：1、无人机；2、安装板；3、滑杆；4、弹簧；5、横板；6、滑套；7、保护壳；8、固定杆；9、转轴；10、红外气体分析仪；11、连接板；12、连接盘；13、第一轴承；14、螺旋输送叶片；15、固定板；16、收集盒；17、钻头；18、电磁铁；19、伸缩杆；20、安装槽；21、电机；22、安装环；23、摄像头；24、照明灯；25、加强杆；26、皮带轮；27、连接轴；28、齿轮；29、扇叶板；30、橡胶块；31、轴套；32、齿环；33、安装块。
具体实施方式
20.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。
21.参照图1-8，一种密闭空间内物质探测装置，包括无人机1，无人机1机身底部通过缓冲机构连接有横板5，横板5底部转动设置有收集机构，无人机1机身顶部设置有检测机构；收集机构包括转轴9、螺旋输送叶片14、钻头17和连接盘12，转轴9转动设置在横板5底部，螺旋输送叶片14螺旋套设在转轴9外壁，钻头17安装在转轴9底端，钻头17外壁开设有凹槽，凹槽内安装有金属检测探头，连接盘12转动套接在转轴9外壁，连接盘12顶部固定有固定杆8，固定杆8顶端固接在横板5底部，横板5底部设置有接取组件。
22.作为本发明的一种技术优化方案，接取组件包括固定在横板5底部的两个连接板11，两个连接板11底端固定有固定板15，固定板15上安装有两个收集盒16，两个收集盒16分别位于螺旋输送叶片14两侧，两个收集盒16可便于收集螺旋输送叶片14向上输送的泥土颗粒，且收集盒16与螺旋输送叶片14之间存在一定距离，在连接盘12的阻挡和螺旋输送叶片14离心力的作用下将钻头17钻出的泥土向四周撒落，其块状物泥土在自身重力较重作用下甩出距离短而再次掉落在地面上，较为细小的颗粒状泥土因自身重力较轻甩出距离相较于块状物泥土较远而掉落在收集盒16内，可收集较为细小的颗粒状泥土，便于后期工作人员对其进行检测，同时也减少无人机1所携带的泥土重量。
23.作为本发明的一种技术优化方案，固定板15上开设有通孔，螺旋输送叶片14位于通孔内，且螺旋输送叶片14的两端均延伸至通孔外侧，收集盒16上开设有取放口，收集盒16位于连接盘12下方，收集盒16上开设的取放口可便于后期无人机1自溶洞内飞出后取出收
集盒16内收集的泥土或水。
24.作为本发明的一种技术优化方案，横板5底部安装有电机21，电机21的输出轴与转轴9相连接，转轴9位于电机21下方，横板5底部安装有保护壳7，电机21位于保护壳7内，保护壳7可对电机21提供保护，避免在收集泥土或者水时受到泥土撞击和水溅落而损坏，提高对电机21的保护性。
25.作为本发明的一种技术优化方案，横板5侧面固定有安装块33，安装块33底部转动连接有连接轴27，连接轴27底端固定有齿轮28，固定板15底部转动连接有齿环32，齿环32通过第二轴承与固定板15转动安装。使用中螺旋输送叶片14从齿环32、固定板15以及第二轴承中穿过可以正常的转动。第二轴承的外圈套装在齿环32的内部并与齿环32固定连接，第二轴承内圈上端通过多个竖杆与固定板15的底部固定连接。齿环32与齿轮28啮合，螺旋输送叶片14位于齿环32内圈，连接轴27外壁转动套接有轴套31，轴套31外壁固定有加强杆25，加强杆25端部固接在连接板11侧面，齿环32底部铰接有两个扇叶板29，两个扇叶板29底端铰接有相互配合的电磁铁18，电磁铁18外表面覆盖有橡胶块30，电机21的输出轴和连接轴27上均安装有皮带轮26，两个皮带轮26通过皮带啮合。
26.作为本发明的一种技术优化方案，连接盘12位于螺旋输送叶片14上方，连接盘12上开设有开口，开口内安装有第一轴承13，转轴9安装在第一轴承13内圈，第一轴承13可对转轴9提供支撑和导向作用，提高转轴9在旋转时的稳定性。
27.作为本发明的一种技术优化方案，检测机构包括开设在无人机1机身顶部的安装槽20，安装槽20内安装有伸缩杆19，伸缩杆19的活塞杆延伸至安装槽20上方并连接有摄像头23，通过无人机1机身上的伸缩杆19和摄像头23的配合使用，可便于对溶洞内的洞内结构与构造进行拍摄，便于后期工作人员进行分析，且可对无人机1在溶洞内的所见进行记录，便于后期工作人员对溶洞进行分析。
28.作为本发明的一种技术优化方案，伸缩杆19的活塞杆末端固接有安装环22，摄像头23安装在安装环22顶部，安装环22外壁安装有若干照明灯24，无人机1机身顶部安装有红外气体分析仪10，照明灯24可为摄像头23提供补光效果，提高摄像头23在黑暗的溶洞空间内拍摄的清晰度，且伸缩杆19可对摄像头23的高度进行调整，可根据具体使用情况对摄像头23的拍摄高度进行调节。
29.作为本发明的一种技术优化方案，缓冲机构包括安装在无人机1机身底部的安装板2，安装板2底部固定有两个滑杆3，横板5滑动套接在两个滑杆3上，横板5安装板2之间连接有弹簧4，滑杆3位于弹簧4内圈，两个滑杆3底端均固定有限位块，限位块位于横板5底部，通过安装板2、滑杆3、弹簧4和横板5的配合使用，可对下方钻头17在钻土时提供一个缓冲力，避免下方钻头17在初次接触到泥土时因刚性撞击而造成无人机1晃动发生坠毁，提高钻头17在与地面泥土接触时无人机1的稳定性。
30.作为本发明的一种技术优化方案，横板5上开设有两个安装孔，两个安装孔内均安装有滑套6，两个滑杆3分别滑动安装在两个滑套6内。
31.本发明中的红外气体分析仪型号为：nk-190顶空气体分析仪。
32.本发明中的金属检测探头无线连接的金属检测仪型号为：ld-zse土壤重金属检测仪。
33.本发明在使用时，将金属检测探头与外设的金属检测仪无线连接，利用无人机1飞
入溶洞内部，当需要对溶洞内泥土进行探测时，利用无人机1悬停在袋探测地面泥土上方；启动电机21，将电机21的转速控制在低速转动下，电机21的输出轴带动转轴9旋转，转轴9带动螺旋输送叶片14和钻头17旋转，电机21的输出轴通过带动两个皮带轮26旋转使得连接轴27旋转，连接轴27带动齿轮28旋转使得齿环32旋转，使得无人机1下移至橡胶块30底端与地面接触后停止。
34.将两个电磁铁18断电分离开，齿环32在齿轮28、连接轴27、皮带轮26和电机21的作用下带动扇叶板29旋转使得两个电磁铁18旋转，电磁铁18带动橡胶块30旋转与钻头17下方地面上的石块等发生碰撞，可将钻头17下方地面上的杂物扫除，保证钻头17在对下方地面泥土进行钻土时不受杂物影响，同时可将地面泥土表面的浮沉扫除，保证钻头17钻探出的泥土为溶洞地面内部泥土，保证通过钻头17和螺旋输送叶片14收集到收集盒16内的泥土样本的原始度，从而提高后期对样本泥土的检测精度。
35.将无人机1向上方移动，同时加大电机21转速，扇叶板29、电磁铁18和橡胶块30在电机21转速加快后跟随转速同样加快的齿环32旋转，使得扇叶板29和橡胶块30在离心力的作用下逐渐形成水平状态，扇叶板29和橡胶块30呈水平状态可避免其影响钻头17对下方地面泥土进行钻土；无人机1上移和电机21转速加大的同时，橡胶块30在地面上逐渐向相反方向移动的同时做周向转动，可将周围的杂物向四周扫落，直至无人机1上移至一定高度和电机21转速达到一定速度后两个橡胶块30水平。
36.无人机1逐渐下降，直至钻头17与地面泥土接触，在钻头17与地面泥土发生接触时，可通过安装板2、滑杆3、弹簧4和横板5的配合使用，对下方钻头17在钻土时提供一个缓冲力，避免下方钻头17在初次接触到泥土时因刚性撞击而造成无人机1晃动发生坠毁，提高钻头17在与地面泥土接触时无人机1的稳定性；此时钻头17将地面泥土钻破，并将钻出的泥土通过螺旋输送叶片14向上输送，泥土在连接盘12的阻挡和螺旋输送叶片14离心力的作用下将钻头17钻出的泥土向四周撒落，其块状物泥土在自身重力较重作用下甩出距离短而再次掉落在地面上，较为细小的颗粒状泥土掉落在收集盒16内，便于后期工作人员对其进行检测，同时也减少无人机1所携带的泥土重量；同时旋转的扇叶板29旋转过程中对下方产生一定的风力，可对钻头17钻土时产生的扬尘进行吹动，避免钻头17在钻土时产生的扬尘进入上方的无人机1机体内对无人机1造成影响，提高对无人机1的保护性。
37.钻头17在钻土的同时，其外壁开设的凹槽内安装的金属检测探头可对泥土中的金属进行检测，可对溶洞内泥土中含有的金属元素进行检测，配合无人机1可在溶洞内进行全方位探测。
38.同时可利用无人机1下移使收集盒16沉入溶洞内的水坑内对水进行收集，在对溶洞水坑内的水进行收集时可利用扇叶板29和橡胶块30旋转，利用扇叶板29和橡胶块30将无人机1下方准备收集的水面表面的水草和杂质等向四周扫除，避免水草和杂质等误收集到收集盒16内占用空间，其可收集溶洞内固态和液态的物质运出溶洞进行精确分析检测，提高对溶洞内物质探测精度，提高后期人员进洞勘测安全性和了解程度。
39.启动伸缩杆19和照明灯24，伸缩杆19的活塞杆推动安装环22上移直至摄像头23伸出无人机1机身上开设的安装槽20，通过无人机1机身上的伸缩杆19和摄像头23的配合使用，可便于对溶洞内的洞内结构与构造进行拍摄，便于后期工作人员进行分析；且可对无人机1在溶洞内的所见进行记录，便于后期工作人员对溶洞进行分析；照明灯24可为摄像头23
提供补光效果，提高摄像头23在黑暗的溶洞空间内拍摄的清晰度，且方便外部工作人员通过摄像头23看清内部的构造，且伸缩杆19可对摄像头23的高度进行调整，可根据具体使用情况对摄像头23的拍摄高度进行调节。
40.利用无人机1进入溶洞，通过红外气体分析仪10对溶洞内的空气进行检测分析，其配合钻头17在钻土时金属检测探头对泥土中的金属元素进行探测，其在无人机1自由飞行过程中不受溶洞内地形的影响，可深入溶洞内各个角度和深度进行探测，可对溶洞内进行全方位进行探测，为后期工作人员进洞探测提供安全保障，且可将溶洞内的泥土或者水通过无人机1和收集盒16带出溶洞进行后期精密检测，其不仅具有探测功能，还具备自溶洞内带出探测样品的功能，利用带出的实物进行精确检测，可提高工作人员对刚开发的密闭空间溶洞内的各物质的了解程度。
41.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。