垃圾山无人勘探设备

摘要

本发明公开了一种垃圾山无人勘探设备，涉及勘探机械领域，本发明包括车身主体，该车身主体的前端设有铲斗和驱动臂；车身主体的后端设有一支架，该支架设置有安装基板并配设有使其转动的第一电机；安装基板的一侧可升降地装设有钻头并配设有第二电机另一侧可升降地装设有一第一长杆，该第一长杆的下端设有第一气体检测传感器。本发明的有益效果：该勘探机功能全面，可对垃圾山进行事先勘探并采集数据，以供后续开展垃圾山的挖掘工作时使用，可避免因其内部易燃、易爆气体浓度超标而发生安全事故。

说明书

技术领域

本发明涉及勘探机械领域，更具体的讲是一种垃圾山无人勘探设备。

背景技术

随着我国城市化进程的发展和人口水平的提高，城市垃圾产生量越来越多，出现大型垃圾山，这种垃圾山不仅存在污染环境、占用大量土地资源等问题，还可能产生有毒气体，危害城市居民。如何妥善处理城市垃圾，实现垃圾的无害化、减量化和能源化，已成为世界各国面临的重大问题。利用城市生活垃圾制造燃料就是垃圾处理再利用的手段之一。

垃圾山长期堆放后，容易在垃圾山内部产生并聚集大量的甲烷、硫化氢等易燃，易爆气体。这些气体容易危害工作人员的健康，更严重地甚至还会发生爆炸等安全事故。因此，为确保安全作业，在开挖垃圾山之前，需对垃圾山深层内部进行气体勘探，而目前并没有专门用于勘探垃圾山的设备。垃圾山具有地表凹凸不平，地质疏松等特点，这给垃圾山勘探设备的设计增加了很大难度。

发明内容

本发明提供垃圾山无人勘探设备，目的在于解决开挖垃圾山时，其内部的甲烷、硫化氢等有害气体，容易引发安全事故，而目前并没有一种设备是专门用于勘探垃圾山的问题。

本发明采用如下技术方案：

垃圾山无人勘探设备，包括勘探机，该勘探机包括底部设有行走机构的车身主体；车身主体的前端设有铲斗和使铲斗动作的驱动臂；车身主体的后端设有一支架，该支架可转动地竖直设置有一安装基板并配设有使其动作的第一电机；上述安装基板的一侧可升降地装设有钻头并配设有使钻头动作的第二电机；上述安装基板的另一侧可升降地装设有一第一长杆，该第一长杆的下端设有第一气体检测传感器。

进一步，上述车身主体内部设有相互连通的空气净化器和第一抽风机，上述第一长杆为管状体，第一长杆靠近下端的侧壁设有复数个第一吸气孔，第一长杆的上端通过胶管与上述第一抽风机相连通。

进一步，上述第一长杆和钻头均通过一电动数控丝杆滑台可升降地设置于上述安装基板。

进一步，还包括第二长杆、软管、卷扬机和第二抽风机，上述支架通过一电动数控丝杆滑台可水平移动地设有一带定滑轮的臂杆，第二长杆的下端设有第二气体检测传感器，且第二长杆为管状体，其侧壁设有复数个第二吸气孔，上述卷扬机设于机身主体，上述软管的一端经第二抽风机与上述空气净化器相连通，另一端绕经卷扬机、定滑轮后与上述第二长杆的上端相连通。

进一步，还包括安装件和第一摄像头，该安装件包括竖直排布的上圆盘和下圆环，上圆盘与下圆环之间设有复数根细杆，上述上圆盘通过螺丝可拆卸地设置于第一长杆的下端，上述第一气体检测传感器装设于上圆盘的底部，上述第一摄像头嵌设于下圆环。

进一步，还包括防爆钢板，该防爆钢板的背面设有至少一连接杆，该连接杆的另一端通过一电动数控丝杆滑台可升降地设置于上述车身主体的后端。

进一步，上述行走机构为履带底盘，上述车身主体可旋转地设置于履带底盘的上方。

进一步，还包括远程控制台和带扫描功能的小型无人机，所述车身主体设有通讯模块和全景摄像头，通讯模块、全景摄像头和小型无人机通过无线网络与远程控制台相连通。

由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明有益效果是：

其一、勘探机包括车身主体，该车身主体的前端设有铲斗和驱动臂；车身主体的后端设有一支架，该支架设置有安装基板并配设有使其转动的第一电机；安装基板的一侧可升降地装设有钻头并配设有第二电机另一侧可升降地装设有一第一长杆，该第一长杆的下端设有第一气体检测传感器。本发明先可利用铲斗对垃圾山进行平整化处理，方便该勘探机进行后续勘探工作；再利用钻头在勘探点挖孔洞，然后利用第一长杆的第一气体检测传感器对孔洞内的气体成分进行检测。该勘探机功能全面，可对垃圾山进行事先勘探并采集数据，以供后续开展垃圾山的挖掘工作时使用，可避免因其内部易燃、易爆气体浓度超标而发生安全事故。

其二、本发明中，车身主体内部设有空气净化器和第一抽风机，第一长杆为管状体，第一长杆的侧壁设有复数个第一吸气孔，第一长杆的上端通过胶管与第一抽风机相连通。第一长杆除了利用第一气体检测传感器进行气体检测外，还可以在孔洞内的有害气体浓度超标时，快速地将有害气体吸入空气净化器中处理，避免其扩散，方便后续挖掘工作的开展。

其三、本发明还包括第二长杆、软管、卷扬机和第二抽风机，第二长杆的下端设有第二气体检测传感器，其侧壁设有复数个第二吸气孔，软管的一端经第二抽风机与空气净化器相连通，另一端绕经卷扬机、定滑轮后与第二长杆的上端相连通。由于垃圾山土质较为疏松，垃圾山内部的气体具有一定的流通性，孔洞内的有害气体浓度容易随时间发生变化。此时，可利用第二长杆对各探测点的孔洞进行二次检测和二次处理，尽可能地清除垃圾山内部的有害气体。

其四、本发明中，第一长杆的下端通过安装件装设有第一摄像头和第一气体检测传感器；该安装件包括竖直排布的上圆盘和下圆环，上圆盘与下圆环之间设有复数根细杆。安装件可以对第一摄像头和第一气体检测传感器起保护作用，防止其受损。使用第一长杆勘探孔洞时，第一摄像头可提供超清影像，便于人们了解垃圾山的地质情况，方便后续挖掘工作的开展。

其五、本发明还包括防爆钢板，该防爆钢板的背面设有至少一连接杆，该连接杆的另一端通过一电动数控丝杆滑台可升降地设置于上述车身主体的后端。在发生爆炸事故时，防爆钢板可以保护该勘探机的主体部分不受破坏，降低维修成本。

其六、本发明还包括远程控制台和带扫描功能的小型无人机。先利用小型无人机和远程控制台获得垃圾山的3D模型，并制定出若干个勘探点，工作人员通过远程控制台远程操控该勘探机进行垃圾山勘探工作，无需人员直接进入勘探区，可避免发生人员伤亡事故。

附图说明

图1为本发明中勘探机的结构示意图。

图2为图1中A部分的放大示意图。

图3为安装件装、第一摄像头和第一气体检测传感器的组装示意图。

图4为图3的倒置示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

参照图1，一种垃圾山无人勘探设备，包括勘探机，该勘探机包括底部设有行走机构10的车身主体1，该车身主体1的前端设有铲斗2和使铲斗2动作的驱动臂21，铲斗2和驱动臂21的具体结构可参照铲车来实施，由于铲斗2和驱动臂21的具体结构不是本发明的重点保护技术特征，在此不加赘述。作为优选方案，行走机构10为履带底盘，车身主体1可旋转地设置于履带底盘的上方，但行走机构10并不局限于此，但凡越野性能较好，能适应垃圾山地表凹部不平，地质疏松等特点的现有行走机构均可考虑。

参照图1，车身主体1的后端设有一支架11，该支架11可转动地竖直设置有一安装基板3并配设有使其动作的第一电机31。具体地，支架11的内部通过平面轴承（图中未体现）可转动地嵌设有一传动轴301，传动轴301的上端通过法兰盘与第一电机31的输出轴相连接，传动轴301的下端通过法兰盘与安装基板3相互连接。

参照图1，安装基板3的一侧可升降地装设有钻头4并配设有使钻头4动作的第二电机41.具体地，钻头4通过一电动数控丝杆滑台51可升降地设置于安装基板3，电动数控丝杆滑台51的滑块可转动地设有一传动轴401，传动轴401的一端与第二电机41相连接，另一端与钻头4相连接。此外，安装基板3的另一侧还可升降地装设有一第一长杆6，该第一长杆6的下端设有第一气体检测传感器61。具体地，第一长杆6通过一电动数控丝杆滑台52可升降地设置于安装基板3。

参照图1，作为优选方案：车身主体1内部设有相互连通的空气净化器7和第一抽风机71。其中，第一长杆6为管状体，第一长杆6靠近下端的侧壁设有复数个第一吸气孔60，第一长杆6的上端通过胶管与第一抽风机71相连通。

参照图1、图2、图3和图4，作为优选方案：本发明还包括安装件600和第一摄像头62。安装件600包括竖直排布的上圆盘601和下圆环603，上圆盘601与下圆环603之间设有复数根细杆602。上圆盘601设有复数个螺孔6010和至少一用于布设导线的通孔6011，上圆盘601通过螺丝可拆卸地设置于第一长杆6的下端，第一气体检测传感器61装设于上圆盘601的底部，第一摄像头62嵌设于下圆环603。具体地，第一气体检测传感器61和第一摄像头62可通过螺丝可拆卸地组装于安装件600，而安装件600在第一摄像头62和第一摄像头62周围形成一护栏，可防止第一摄像头62和第一摄像头62受损。

参照图1、图2和图3，本发明还包括第二长杆84、软管82、卷扬机81和第二抽风机72，支架11通过一电动数控丝杆滑台53可水平移动地设有一带定滑轮831的臂杆83，第二长杆84的下端设有第二气体检测传感器，且第二长杆84为管状体，其侧壁设有复数个第二吸气孔841。此外第二长杆84的下端还装设有第二摄像头，并且该第二摄像头、上述第二气体检测传感器与第二长杆84的组装方式与第一长杆6相同。卷扬机81设于机身主体1，软管82的一端经第二抽风机72与空气净化器7相连通，另一端绕经卷扬机81、定滑轮831后与第二长杆84的上端相连通。

参照图1，本发明还包括防爆钢板9，该防爆钢板9的背面设有至少一连接杆91，该连接杆91的另一端通过一电动数控丝杆滑台54可升降地设置于车身主体1的后端。

参照图1，本发明还包括远程控制台和带扫描功能的小型无人机（图中未体现），车身主体1内设有通讯模块和全景摄像头（图中未体现），上述通讯模块、全景摄像头和小型无人机均通过无线网络与上述远程控制台相连通，让人们可远程操控该勘探机进行垃圾山勘探工作。

参照图1、图2和图3，勘探前的准备工作：（1）利用小型无人机对垃圾山进行全面扫描并将扫描数据发送至远程控制台，由远程控制台生成垃圾山的3D模型；（2）通过远程控制台在3D模型上划出勘探区，并在勘探区内选定若干个勘探点。作为优选，若干勘探点之间呈矩阵式排列，相邻两勘探点之间的水平直线距离d大小相等，水平直线距离d的数值一般在3m至5m之间。（3）通过远程控制台控制勘探机进入勘探区，并按照预设顺序对各勘探点逐一勘探。

参照图1、图2和图3，勘探机进入勘探区后，对各勘探点的具体检测和处理方法：a）首先使用铲斗2铲平勘探点附近的地面，为勘探机开路，提供较为平整的工作区域，方便勘探机平稳前进和停放，便于后续工作的进行；b）调整勘探机位置，将钻头4置于勘探点的正上方，并利用钻头4对勘探点进行钻孔处理；c）孔洞形成后，将钻头4复位并将安装基板旋转180°；此时，第一长杆6处于孔洞（即勘探点）的正上方，将第一长杆6放入孔洞内，通过第一气体检测传感器61对洞内空气进行检测并将情况反馈至远程控制台，同时通过第一摄像头62将孔洞内的影像传送至远程控制台，以供工作人员分析垃圾山地质结构时使用。若发现有害气体（如甲烷和硫化氢）浓度超标，即刻启动第一抽风机71，通过第一吸气孔60将洞内空气导入空气净化器7内，以降低洞内空气中有害气体的浓度或消除有害气体，洞内空气处理的时长视情况而定。d）通过远程控制台将勘探机移动至下一个勘探点并进行勘探工作。与此同时，调整臂杆83的伸出长度，将第二长杆84置于上一个勘探点的正上方，再启动卷扬机81，将第二长杆84放入上一个勘探点内并进行二次检测，检测有害气体的浓度是否超标；若发现有害气体的浓度超标，即刻启动第二抽风机72，通过第二吸气孔841将洞内空气导入空气净化器7内，以降低洞内空气中有害气体的浓度或消除有害气体，洞内空气处理的时长视情况而定；由于垃圾山土质较为疏松，垃圾山内部的气体具有一定的流通性，孔洞内的有害气体浓度可能还会随时间发生变化，第二长杆84的二次检测和二次处理可以进一步清理有害气体，控制有害气体的浓度，确保安全生产。需要说明的是：第一长杆6和钻头4更换勘探点时，第二长杆84在同一个探测点持续作业，只需及时调整臂杆83的伸出长度即可。

综上可见，该勘探机功能全面，结合远程控制台和小型无人机可对垃圾山进行事先勘探并采集数据，以供后续开展垃圾山的挖掘工作时使用，可避免因垃圾山内部的易燃、易爆气体浓度超标而发生安全事故。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。