[實用新型]一種隧道鉆孔機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920033145.X
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN209413854U
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯永凱;王磊;盛曉東;劉思延;趙紀元
• 申請（專利權(quán)）人: 西安增材制造國家研究院有限公司
• 主分類號: E21B7/02
• 分類號: E21B7/02;E21B7/04;E21B15/04
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

本實用新型涉及一種隧道鉆孔機器人，包括控制系統(tǒng)、自動行走定位系統(tǒng)、n組鋼筋自動檢測補償系統(tǒng)、n組鉆孔系統(tǒng)及電源系統(tǒng)；鋼筋自動檢測補償系統(tǒng)包括伺服激光定位儀、鋼筋檢測儀、鋼筋避讓支架及鋼筋避讓支架驅(qū)動器；鋼筋檢測儀用于對伺服激光定位儀定位點的鋼筋進行檢測，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)接收的鋼筋檢測儀數(shù)據(jù)控制鋼筋避讓支架驅(qū)動器驅(qū)動鋼筋避讓支架移動；鉆孔系統(tǒng)包括設(shè)置在鋼筋避讓支架上的鉆孔支架、固定在鉆孔支架上的軸向鉆孔系統(tǒng)，軸向鉆孔系統(tǒng)包括m個鉆孔機構(gòu)，m個鉆孔機構(gòu)沿隧道軸向及周向排布；解決了打孔效率低、鉆頭報廢率高及設(shè)備復雜的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種隧道鉆孔機器人。

背景技術(shù)

近年來為緩解城市出行壓力，尤其是降低緩解冬季私人汽車尾氣排放污染物，保護環(huán)境，我國發(fā)展多種公共交通出行方式，尤其開展了大規(guī)模的地鐵建設(shè)。

在地鐵隧道建設(shè)施工過程中，需要沿隧道的線路方向在隧道壁上打成千上萬組安裝孔，用于安裝不同專業(yè)的線纜支架。

傳統(tǒng)的打孔作業(yè)是在支架安裝施工過程中，將施工分為三道工序，即放線定位、打孔、安裝固定。施工時作業(yè)人員分為兩組，每組3-4人，先搭建活動腳手架，然后依據(jù)紅外線測距儀確定支架標高，運用腳手架進行支架放線定位；然后施工人員運用腳手架延隧道方向按順序?qū)ν瓿傻闹Ъ芊啪€定位位置打孔；最后實現(xiàn)支架的安裝固定。在打孔過程中工序多且需要人工進行大孔，造成打孔作業(yè)效率低，勞動強度大，交叉作業(yè)相互影響等問題。

針對上述問題，目前，對于隧道支架的安裝孔鉆取，中國實用新型專利申請?zhí)?01610750920.4公開了一種地鐵隧道懸掛自動打孔臺車，此專利無法解決鉆孔間距的控制以及鉆孔過程中遇到混凝土鋼筋避讓問題，造成打孔效率低，鉆頭報廢率高，且鉆孔過程中混凝土灰塵飛揚，傷害人體健康，污染環(huán)境；中國實用新型專利申請?zhí)?01520221508.4公開了一種地鐵隧道多方位高精度鉆孔設(shè)備，該設(shè)備同時兼顧頂部懸掛安裝孔、側(cè)壁安裝孔，該技術(shù)方案設(shè)備復雜、體積龐大，多部位采用絲杠傳動方案，一方面地鐵隧道空間狹小、可提供電源有限，無法提供開闊的施工環(huán)境和大功率電源，無法滿足此種施工要求，絲杠傳動部位無防護，灰塵進入絲杠滾道以后，造成絲杠卡死。同時以上兩種方案還存在以下問題：(1)鉆頭沿隧道孔壁的徑向調(diào)整環(huán)節(jié)、無法適應(yīng)現(xiàn)場復雜多變的施工要求；(2)施工設(shè)備快速退出隧道過程中及打孔設(shè)備不施工過程中地鐵隧道隊對施工設(shè)備體積限制。

實用新型內(nèi)容

為了解決打孔效率低、鉆頭報廢率高及設(shè)備復雜的問題，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單的隧道鉆孔機器人，該機器人能夠?qū)崿F(xiàn)自動化鉆孔施工，具有鋼筋避讓檢測及自動補償功能，進一步地還能夠完成軸向孔間距自動精確定位，能夠?qū)崿F(xiàn)不同類型安裝支架鉆孔側(cè)壁位置徑向調(diào)整，且設(shè)備體積能夠自動調(diào)整，鉆孔過程中有效清除混凝土粉塵，大幅度提高打孔作業(yè)效率，減輕勞動強度。

本實用新型的技術(shù)解決方案是提供一種隧道鉆孔機器人，其特殊之處在于：包括控制系統(tǒng)、自動行走定位系統(tǒng)、n組鋼筋自動檢測補償系統(tǒng)、n組鉆孔系統(tǒng)及電源系統(tǒng)，其中n大于等于1；

上述自動行走定位系統(tǒng)包括行走車架、設(shè)置在行走車架下方的行走輪、設(shè)置在行走車架上的行走同步伺服驅(qū)動系統(tǒng)；行走同步伺服驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)控制系統(tǒng)指令控制行走輪移動；

上述鋼筋自動檢測補償系統(tǒng)包括伺服激光定位儀、鋼筋檢測儀、鋼筋避讓支架及鋼筋避讓支架驅(qū)動器；上述鋼筋檢測儀、鋼筋避讓支架及鋼筋避讓支架驅(qū)動器均設(shè)置在行走車架上，上述鋼筋檢測儀用于對伺服激光定位儀定位點的鋼筋進行檢測，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)接收的鋼筋檢測儀數(shù)據(jù)控制鋼筋避讓支架驅(qū)動器驅(qū)動鋼筋避讓支架移動；