[发明专利]一种受限硬岩巷道定向钻进劈裂施工装备及方法

权利要求书

1.一种受限硬岩巷道定向钻进劈裂施工装备，其特征在于，包括：

机体；

行走部，设于机体以带动机体移动；

钻劈臂架，设于机体用于进行钻劈作业；

破碎臂架，设于机体用于进行破碎作业；

支撑部，设于机体用于支撑机体以在作业时保持稳定；

液压系统，设于机体用于给钻劈臂架及破碎臂架提供动力；

采集与控制中心，设于机体用于采集信息并控制行走部、钻劈臂架、破碎臂架及支撑部执行指令动作。

2.根据权利要求1所述的一种受限硬岩巷道定向钻进劈裂施工装备，其特征在于，钻劈臂架包括：

大臂，一端可转动地设于机体，大臂通过驱动件驱动能够进行俯仰及摆动；

小臂，可滑动地设于大臂的末端，小臂通过驱动件驱动能够进行伸缩；

回转装置，可转动地设于小臂的末端，回转装置通过驱动件驱动能够进行俯仰、竖转、横转；

钻进装置，设于回转装置，能够推进以执行钻进作业；

劈裂装置，设于回转装置，能够推进以执行劈裂作业。

3.根据权利要求2所述的一种受限硬岩巷道定向钻进劈裂施工装备，其特征在于，破碎臂架包括：

破碎臂架大臂，一端可转动地设于机体，破碎臂架大臂通过驱动件驱动能够进行俯仰；

破碎臂架小臂，可转动地设于破碎臂架大臂末端，破碎臂架小臂通过驱动件驱动能够进行俯仰；

破碎臂架破碎装置，设于破碎臂架小臂末端，用于进行破碎作业。

4.根据权利要求3所述的一种受限硬岩巷道定向钻进劈裂施工装备，其特征在于，行走部包括：

四个行走履带，分别设于机体底部，通过马达驱动转动以带动机体行走；

支撑部包括：

四个支撑油缸，分别设于机体底部，能够伸出以支撑机体。

5.根据权利要求4所述的一种受限硬岩巷道定向钻进劈裂施工装备，其特征在于，

所述采集与控制中心包括：

激光标靶，通过位姿检测获得机体实际位姿；

支撑油缸位移传感器，通过检测支撑部的支撑油缸位移获得支撑部的高度；

深度视觉传感器，用于获取环境点云信息；

多个编码器，分别用于获取大臂摆动、大臂俯仰、小臂伸缩、回转装置俯仰、回转装置竖转、回转装置横转信息；

钻进装置与劈裂装置推进位移传感器，用于获取钻进装置与劈裂装置的推进位移信息；

控制中心，根据采集的信息控制行走部、钻劈臂架、破碎臂架及支撑部执行对应动作。

6.基于权利要求5所述的受限硬岩巷道定向钻进劈裂施工装备的受限硬岩巷道定向钻进劈裂施工方法，其特征在于，包括步骤：

（1）根据目标行进位置，采集与控制中心发送行走指令，行走部带动机体行走至指定工作位置；

（2）根据目标机体位姿，采集与控制中心发送支撑指令，支撑部撑起机体；

（3）采集与控制中心发送钻进臂架控制指令，根据钻孔位置，调控钻劈臂架大臂；钻劈臂架小臂，钻劈臂架回转支撑装置；

（4）采集与控制中心发送钻进指令，推进钻进装置冲击钻孔，根据钻孔布置图，重复进行钻孔，直至布孔图所有钻孔完成钻进；

（5）采集与控制中心发送回转装置控制指令，调控回转支承装置使劈裂装置对准钻孔并劈裂剥落硬岩；

（6）采集与控制中心发送破碎臂架控制指令，调控破碎臂架大臂，破碎臂架小臂，破碎臂架破碎装置，进行大体积剥落硬岩破碎。