[发明专利]隧道掘进机用石块处理机器人及隧道掘进机

说明书

本发明为一种隧道掘进机用石块处理机器人及隧道掘进机，该隧道掘进机用石块处理机器人包括蛇形机械臂、操作仓、喷嘴以及摄像头，蛇形机械臂的控制端设置于掘进机的内部并与操作仓连接，喷嘴和摄像头均设置于蛇形机械臂的执行端，且蛇形机械臂的执行端伸出至掘进机的外部；操作仓的内部设置有控制器，控制器的图像信号接收端与摄像头的图像信号输出端电性连接，控制器的控制信号输出端分别与蛇形机械臂的控制端以及喷嘴的控制端电性连接。本发明解决了隧道掘进过程中无法对大粒径石块进行快速、安全处理，造成施工难度大、安全性低、施工成本高的技术问题。

技术领域

本发明涉及隧道施工设备技术领域，进一步的，涉及一种隧道掘进机用石块处理机器人及隧道掘进机，尤其涉及一种隧道掘进机用处理孤石、卵石等大粒径石块的机器人及隧道掘进机。

背景技术

隧道掘进机对隧道进行掘进作业时，位于掘进机前面的大粒径石块(孤石、卵石以及泥饼等)必须进行粉碎或者移除处理，否则不仅将影响正常的掘进速率，而且会对掘进机本体造成极大的损害。

现阶段，对掘进机前面大粒径石块的处理方式有三种：

第一种为爆破方式，即通过爆炸实现孤石等大粒径石块的清理，此方法较为危险，也会对地层结构与掘进机本体造成损害。

第二种为人工操作方式，即通过人工对孤石等大粒径石块进行清除作业，该种方式需要消耗较大的人力和物力，增加了间接成本。

第三种为固化处理方式，即使用聚氨酯等材料对孤石等大粒径石块进行固化处理，效率较低，成本较大。

上述三种处理方式均无法对孤石等大粒径石块进行切割处理，又由于施工工况复杂、内部空间有限等因素，人员作业过程中承载着较高的危险系数、较多危险因子，另外，对孤石等大粒径石块的处理还存在掘进效率低、施工时间长、施工成本高等缺陷。

针对相关技术中隧道掘进过程中无法对大粒径石块进行快速、安全处理，造成施工难度大、安全性低、施工成本高的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种隧道掘进机用石块处理机器人及隧道掘进机，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道掘进机用石块处理机器人及隧道掘进机，在对隧道进行掘进过程中，可依靠蛇形机械臂柔性、灵活且活动范围大的特点，伸入至隧道掘进机前方狭小空间、恶劣环境中对掘进情况进行实时检测，及时发现大颗粒石块(孤石、卵石以及泥饼等)的位置，并对石块进行切割、清洗处理，清理效果进行可视化观察，避免石块对掘进机造成损害，可满足工程多样化、地域差异性较强的作业需求，有效提高掘进效率，保证对隧道掘进的顺利进行。

本发明的目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种隧道掘进机用石块处理机器人，所述隧道掘进机用石块处理机器人包括蛇形机械臂、对所述蛇形机械臂的动作形态进行控制的操作仓、对掘进过程中的石块进行切割、清洗的喷嘴以及对石块的切割、清洗情况进行图像采集和显示的摄像头，其中：

所述蛇形机械臂的控制端设置于掘进机的内部并与所述操作仓连接，所述喷嘴和所述摄像头均设置于所述蛇形机械臂的执行端，且所述蛇形机械臂的执行端伸出至所述掘进机的外部；

所述操作仓的内部设置有控制器，所述控制器的图像信号接收端与所述摄像头的图像信号输出端电性连接，所述控制器的控制信号输出端分别与所述蛇形机械臂的控制端以及所述喷嘴的控制端电性连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述隧道掘进机用石块处理机器人还包括对所述蛇形机械臂起到防护作用的护罩，所述护罩为两端开口的柔性管体，所述护罩密封套设于所述蛇形机械臂的外侧。