[發(fā)明專利]一種用于敞開式TBM施工的洞壁自動掃描系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010919500.0
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111894678A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬洪素;王駒;劉健;陳亮;趙星光
• 申請（專利權(quán)）人: 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F17/00;E21D9/087;E21D9/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發(fā)明涉及一種用于敞開式TBM施工的洞壁自動掃描系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括三維激光掃描儀、行走單元、環(huán)向軌道、連接桿以及遙控單元；所述三維激光掃描儀固定在所述行走單元上；所述行走單元設(shè)置在所述環(huán)向軌道上；所述行走單元用于根據(jù)所述遙控單元或所述行走單元中控制模塊發(fā)出的控制指令在所述環(huán)向軌道上以設(shè)定速度、設(shè)定行走周數(shù)行走或停止行走；所述環(huán)向軌道通過所述連接桿固定在敞開式TBM主機(jī)的錨桿鉆機(jī)和撐靴油缸之間；所述遙控單元用于發(fā)送所述控制指令至所述行走單元以控制所述行走單元以設(shè)定速度、設(shè)定行走周數(shù)開始行走或停止行走，并根據(jù)所述控制指令控制所述三維激光掃描儀以設(shè)定掃描參數(shù)開始掃描或停止掃描、掃描數(shù)據(jù)無線傳輸。本發(fā)明實現(xiàn)了對TBM施工隧道洞壁地質(zhì)信息的自動、準(zhǔn)確、快速、全方位采集。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道圍巖地質(zhì)編錄領(lǐng)域，特別是涉及一種用于敞開式TBM施工的洞壁自動掃描系統(tǒng)。

背景技術(shù)

對于隧道施工工程，圍巖地質(zhì)信息是指導(dǎo)隧道施工、優(yōu)化工程設(shè)計的重要依據(jù)。由于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)(Tunnel Boring Machine，TBM)設(shè)備龐大，空間障礙較多，使得圍巖地質(zhì)編錄工作受限。目前在TBM施工工程中，主要采用人工地質(zhì)編錄方式，該方式準(zhǔn)確度偏低、耗時多，且難以360°全方位獲得地質(zhì)信息。因此，如何實現(xiàn)自動、準(zhǔn)確、快速、全方位采集圍巖地質(zhì)信息，是TBM施工隧道圍巖地質(zhì)編制技術(shù)領(lǐng)域需要解決的技術(shù)問題。針對上述問題，亟需一種適用于敞開式TBM施工的洞壁自動掃描系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確、快速、全方位獲得洞壁圍巖地質(zhì)信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于敞開式TBM施工的洞壁自動掃描系統(tǒng)，實現(xiàn)對TBM施工隧道洞壁地質(zhì)信息的自動、準(zhǔn)確、快速、全方位采集。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種用于敞開式TBM施工的洞壁自動掃描系統(tǒng)，包括：三維激光掃描儀、行走單元、環(huán)向軌道、連接桿以及遙控單元；

所述三維激光掃描儀固定在所述行走單元上；所述三維激光掃描儀用于洞壁地質(zhì)信息的三維掃描；

所述行走單元設(shè)置在所述環(huán)向軌道上；所述行走單元用于根據(jù)所述遙控單元或所述行走單元中控制模塊發(fā)出的控制指令在所述環(huán)向軌道上以設(shè)定速度、設(shè)定行走周數(shù)行走或停止行走；所述控制指令包括行走指令或停止行走指令；

所述環(huán)向軌道通過所述連接桿固定在敞開式TBM主機(jī)的錨桿鉆機(jī)和撐靴油缸之間；

所述遙控單元分別與所述三維激光掃描儀和所述行走單元連接；所述遙控單元用于發(fā)送所述控制指令至所述行走單元以控制所述行走單元以設(shè)定速度、設(shè)定行走周數(shù)開始行走或停止行走，并根據(jù)所述控制指令控制所述三維激光掃描儀以設(shè)定掃描參數(shù)開始掃描或停止掃描以及進(jìn)行掃描數(shù)據(jù)無線傳輸。

可選的，所述行走單元包括：行走框架、固定組件、控制模塊、電源裝置以及膠輪組件；

所述固定組件設(shè)置在所述行走框架的上部，所述固定組件用于固定所述三維激光掃描儀；

所述控制模塊分別與所述電源裝置以及所述膠輪組件連接；所述控制模塊用于控制所述電源裝置的開啟與關(guān)閉；所述控制模塊還用于控制所述膠輪組件以設(shè)定速度、設(shè)定行走周數(shù)在所述環(huán)向軌道上行走；

所述膠輪組件設(shè)置在所述行走框架的下部，所述膠輪組件與所述電源裝置和所述環(huán)向軌道連接；

所述控制模塊以及所述電源裝置均設(shè)置在所述行走框架的內(nèi)部。

可選的，所述固定組件采用螺栓形式或卡扣形式固定所述三維激光掃描儀。

可選的，所述電源裝置為鋰電池。

可選的，所述環(huán)向軌道的結(jié)構(gòu)為分段拼接式或整體圓環(huán)式。

可選的，所述環(huán)向軌道的結(jié)構(gòu)為分段拼接式時，所述連接桿為可伸縮式連接桿。