[发明专利]岩爆智能监测及主动防治机器人

说明书

本发明公开一种岩爆智能监测及主动防治机器人，包括行走系统和设置于所述行走系统上的岩爆智能监测系统、岩爆主动防治系统、机器人自防系统和控制系统，所述岩爆主动防治系统包括喷淋机构、钻进‑注浆机构和柔性防护网机构；本发明具有自动行驶、远程操控，主动监测和防控、处治岩爆的功能，可在岩爆高危区替代现场人员对岩爆进行监测及防控处治。

技术领域

本发明涉及隧道及地下空间工程、工程防灾减灾技术领域，特别是一种岩爆智能监测及主动防治机器人。

背景技术

在大埋深及高应力硬岩水利水电、交通和矿山等隧道开挖过程中受高应力影响，隧道将产生岩爆破坏，对现场施工人员和设备造成极大的危害。岩爆问题已经成为制约深部岩石工程安全和进步的关键问题之一。目前，针对高地应力硬岩隧道，防治岩爆常用的方法是提高岩体的储能能力或吸收围岩释放的能量，对强岩爆基于爆破卸压地应力快速释放、通过对围岩进行支护来达到预防岩爆的目的。主要采用的结构形式以吸能支护、柔性支护、刚性支护或二者结合的方式为主。目前，实际工程中无论是改善围岩条件或者地应力快速释放的施工措施，还是支护措施，均是在高危环境下由人工完成，给人、设备均造成了巨大的安全威胁。

针对高地应力环境下的水工、交通和矿山等地下工程，特别针对穿越板块活动带、横断山脉等造山带的川藏铁路、滇藏铁路等高地应力、极高地应力隧道，发明一种岩爆隧道智能监测及主动防治机器人，进而实现自动行驶、远程操控，岩爆智能监测及主动防治，且在岩爆高危区替代现场技术、科研和施工人员对岩爆进行监测及主动防治工作，进而减少人身财产损失、提高川藏铁路智能建造水平具有重要的意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种岩爆智能监测及主动防治机器人，本发明具有自动行驶、远程操控，主动监测和防控、处治岩爆的功能，可在岩爆高危区替代现场人员对岩爆进行监测及防控处治。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种岩爆智能监测及主动防治机器人，包括行走系统和设置于所述行走系统上的岩爆智能监测系统、岩爆主动防治系统、机器人自防系统和控制系统，所述岩爆主动防治系统包括喷淋机构、钻进-注浆机构和柔性防护网机构。

作为本发明的进一步改进，所述行走系统包括设置于履带上的车架底盘、电动机、蓄电池组和LED照明装置。

作为本发明的进一步改进，所述机器人自防系统包括设置于所述车架底盘上的钢制机器人车体以及设置于所述钢制机器人车体顶部的弹射气囊。

作为本发明的进一步改进，所述喷淋机构包括设于与所述钢制机器人车体相连的可转动底盘上的高压水喷淋机械手和设于所述高压水喷淋机械手上的高压水喷嘴。

作为本发明的进一步改进，所述钻进-注浆机构包括设于与所述钢制机器人车体相连的可转动底盘上的钻进-注浆机械手、设于所述钻进-注浆机械手上的预应力锚杆钻进-注浆头、以及设于钢制机器人车体上的用于注浆的混凝土湿喷嘴接口，所述钻进-注浆机械手由液压系统驱动。

作为本发明的进一步改进，所述柔性防护网机构包括索网网筒、弹座仓、射网器、高压压缩空气筒和可升降多管射钉器，所述弹座仓设于所述钢制机器人车体的中部，所述索网网筒设于所述弹座仓内，所述射网器设于所述弹座仓的底部，且与所述索网网筒连接，所述高压压缩空气筒与所述射网器连接；所述可升降多管射钉器设于所述钢制机器人车体上柔性防护网机构的外围。

作为本发明的进一步改进，所述柔性防护网机构还包括设于所述钢制机器人车体上的红外线定位装置，用于定位索网的发射位置。

作为本发明的进一步改进，所述控制系统包括遥控操作装置和遥控接收天线。

作为本发明的进一步改进，所述岩爆智能监测系统包括设于行走系统上的自升式红外触发高速高清摄像头、车载电脑、数据存储和传输模块。

作为本发明的进一步改进，所述行走机构上还设有爆闪/蜂鸣报警器。