基于机械切割与弹丸侵彻组合装置的联合破岩方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供基于机械切割与弹丸侵彻组合装置的联合破岩方法及装置，方法用于对掌子面进行开挖，联合破岩方法包括：先通过控制组件控制监控组件获取掌子面的图像信息；然后在利用控制组件依据图像信息控制驱动组件进行驱动动作；最后控制组件控制动力部进行发射动作；其中，当控制组件控制驱动组件进行驱动动作时，用于驱动牙轮钻头组件对掌子面进行一次破碎；当控制组件控制动力部进行发射动作后，动力组件用于驱动炮弹由装填部进入线膛炮管进行发射，以对掌子面进行二次破碎。可广泛应用于岩体开挖技术领域。用于岩体开挖技术领域。用于岩体开挖技术领域。

【技术实现步骤摘要】
基于机械切割与弹丸侵彻组合装置的联合破岩方法及装置


[0001]本专利技术属于岩体开挖
，特别涉及基于机械切割与弹丸侵彻组合装置的联合破岩方法及装置。

技术介绍

[0002]随着经济的不断发展，我国地下空间工程项目日益增多，特别是以川藏铁路为代表的一系列长大隧道群以及大规模深埋矿山巷道、引水隧洞等建设项目需求不断增加，随之而来的是日趋复杂的地质结构和工程难题。数十年来，以钻爆法和TBM工法为代表的隧道掘进技术长期活跃在各种不同类型的地下空间工程施工现场，然而，在复杂多变的地质环境和高效施工需求面前，传统的破岩技术逐渐面临新的挑战。近年来，各种用于岩石快速开挖的新技术和新方法不断涌现，包括激光辐射、水射流(包括纯水射流及磨料水射流)和牙轮等。这类技术的出现为隧道开挖效率的提升创造了新的可能。然而，在硬岩、极硬岩开挖方面，一般常规技术难以实现对岩体的有效破碎，而上述新技术在破碎岩体的效率上仍旧有待提升。
[0003]也即，在隧道开挖中，对于硬岩和极硬岩的破碎，现有技术中通过单一的激光辐射、水射流等，无法对其进行有效破碎；
[0004]可见，如何提高对硬岩和极硬岩的破碎，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供的一种基于刀具预切与弹丸侵彻的联合破岩机构，以至少解决上述技术问题；
[0006]为了解决上述问题，本专利技术的第一方面提供一种基于机械切割与弹丸侵彻组合装置的联合破岩方法，所述方法用于对掌子面进行开挖，所述组合装置包括线膛炮管、以及为所述线膛炮管提供炮弹的装填部和驱动所述炮弹进行发射的动力部，牙轮钻头组件、和用于驱动所述牙轮钻头组件的驱动组件，监视组件和控制组件，所述控制组件与所述动力部、驱动组件和监视组件通信连接；所述线膛炮管和所述装填部设置在一机架上，所述联合破岩方法包括：所述控制组件控制所述监控组件获取所述掌子面的图像信息；所述控制组件依据所述图像信息控制所述驱动组件进行驱动动作；所述控制组件控制所述动力部进行发射动作；其中，当所述控制组件控制所述驱动组件进行驱动动作时，所述驱动组件用于驱动所述牙轮钻头组件对所述掌子面进行一次破碎；当所述控制组件控制所述动力部进行发射动作后，所述动力组件用于驱动所述炮弹由所述装填部进入所述线膛炮管进行发射，以对掌子面进行二次破碎。
[0007]在第一方面中，所述控制组件依据所述图像信息控制所述驱动组件进行驱动动作还包括：通过所述控制组件检测所述牙轮钻头组件是否与所述掌子面贴合，若是，则控制所述驱动组件进行驱动动作，若否，则调整所述牙轮钻头组件与所述掌子面的距离，使所述牙轮钻头组件与所述掌子面进行贴合后，在控制所述驱动组件进行驱动动作。
[0008]在第一方面中，所述组合装置还包括压力传感组件，所述压力传感组件设置在所述牙轮钻头组件上，且所述压力传感组件与所述控制组件电连接，所述通过所述控制组件检测所述牙轮钻头组件是否与所述掌子面贴合包括：通过控制组件接收所述压力传感器传输的压力值，若压力值大于等于预设的压力阈值，则判定所述牙轮钻头组件与所述掌子面相贴合，若压力值小于预设的所述压力阈值，则判定所述牙轮钻头组件未与所述掌子面贴合。
[0009]在第一方面中，所述组合装置还包括伸缩油缸，所述伸缩油缸的固定端设置在机架上，所述伸缩油缸的伸缩端与所述牙轮钻头组件连接，所述伸缩油缸与所述控制组件电连接，所述调整所述牙轮钻头组件与所述掌子面的距离包括：所述控制组件控制所述伸缩油缸的伸缩端进行伸缩动作，以调整所述牙轮钻头组件的位置。
[0010]在第一方面中，所述组合装置还包括行走组件，所述行走组件设置在所述机架底部，所述行走组件与所述控制组件电连接，所述调整所述牙轮钻头组件与所述掌子面的距离包括：所述控制组件控制所述行走组件的行走动作，以调整所述牙轮钻头组件的位置。
[0011]在第一方面中，所述组合装置还包括供电电源，所述供电装置与所述驱动组件、所述动力部、所述控制组件、所述压力传感组件、所述伸缩组件和所述行走组件连接并供电，所述联合破岩方法还包括：通过所述控制组件监控所述驱动组件、所述动力部、所述压力传感组件、所述伸缩组件和所述行走装置的电量，若所述驱动组件、所述动力部、所述压力传感组件、所述伸缩组件和所述行走组件中任一组件的电量低于预设的电量阈值，则判定该低于所述电量阈值的所述组件为待充电组件，并控制所述供电电源对所述组件进行充电，当该所述装置的电量大于或等于预设的所述电量阈值时，则控制所述供电电源停止对所述组件进行充电。
[0012]在第一方面中，所述组合装置还包括角度检测装置，所述角度检测装置设置在所述牙轮钻头组件上，所述角度检测装置还与所述控制组件电连接，所述控制组件依据所述图像信息控制所述驱动组件进行驱动动作之前，所述联合破岩方法包括：通过所述控制组件控制所述角度校测装置检测所述牙轮钻头组件与所述掌子面的角度，若所述角度在预设的角度阈值范围，则可进行所述驱动组件控制，若否，则调整所述牙轮钻头组件与所述掌子面的角度至所述角度阈值范围之内，则再进行所述驱动组件控制。
[0013]在第一方面中，所述组合装置还包括：在所述三牙轮钻头组件与所述驱动组件之间设置有角度调节组件，所述角度调节组件包括万向节组件以及用于驱动所述万向节组件进行角度转动的万向节驱动组件，所述万向节驱动组件与所述控制组件电连接，所述调整所述牙轮钻头组件与所述掌子面的角度至所述角度阈值范围之内包括：通过所述控制组件控制所述万向节控制组件发生预设角度的转动，以调节所述牙轮钻头组件至预设的角度阈值范围之内。
[0014]在第一方面中，所述组合装置还包括:安装环，所述牙轮钻头组件为多个，多个所述牙轮钻头组件布设在所述安装环上，所述安装环与所述伸缩油缸的伸缩端连接，所述控制组件依据所述图像信息控制所述驱动组件进行驱动动作之前，所述方法还包括：依据所述掌子面的所述图像信息获取所述掌子面的面积；依据所述面积设置所述安装环的体积和形状。
[0015]第二方面，本专利技术提供了一种针对硬岩、极硬岩的破岩装置，所述破岩装置应用于
上述任意一项所述的基于机械切割与弹丸侵彻组合装置的联合破岩方法构。
[0016]有益效果：本专利技术提出了一种基于机械切割与弹丸侵彻组合装置的联合破岩方法，利用控制组件控制掌子面获取掌子面的图像信息，然后在通过控制组件依据图像信息控制驱动组件驱动，以使牙轮钻头组件对掌子面进行一次破碎，最后在通过控制组件控制动力部进行发射动作，使炮弹由装填部进入线膛炮管进行发射，以对掌子面进行二次破碎，通过这种联合破岩的方式，进而达到对硬岩、极硬岩的彻底破碎。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例一中基于机械切割与弹丸侵彻组合装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于机械切割与弹丸侵彻组合装置的联合破岩方法，所述方法用于对掌子面进行开挖，所述组合装置包括线膛炮管、以及为所述线膛炮管提供炮弹的装填部和驱动所述炮弹进行发射的动力部，牙轮钻头组件、和用于驱动所述牙轮钻头组件的驱动组件，监视组件和控制组件，所述控制组件与所述动力部、驱动组件和监视组件通信连接；所述线膛炮管和所述装填部设置在一机架上，其特征在于，所述联合破岩方法包括：所述控制组件控制所述监控组件获取所述掌子面的图像信息；所述控制组件依据所述图像信息控制所述驱动组件进行驱动动作；所述控制组件控制所述动力部进行发射动作；其中，当所述控制组件控制所述驱动组件进行驱动动作时，用于驱动所述牙轮钻头组件对所述掌子面进行一次破碎；当所述控制组件控制所述动力部进行发射动作后，所述动力组件用于驱动所述炮弹由所述装填部进入所述线膛炮管进行发射，以对掌子面进行二次破碎。2.根据权利要求1所述的基于机械切割与弹丸侵彻组合装置的联合破岩方法，其特征在于，所述控制组件依据所述图像信息控制所述驱动组件进行驱动动作还包括：通过所述控制组件检测所述牙轮钻头组件是否与所述掌子面贴合，若是，则控制所述驱动组件进行驱动动作，若否，则调整所述牙轮钻头组件与所述掌子面的距离，使所述牙轮钻头组件与所述掌子面进行贴合后，在控制所述驱动组件进行驱动动作。3.根据权利要求2所述的基于机械切割与弹丸侵彻组合装置的联合破岩方法，所述组合装置还包括压力传感组件，所述压力传感组件设置在所述牙轮钻头组件上，且所述压力传感组件与所述控制组件电连接，其特征在于，所述通过所述控制组件检测所述牙轮钻头组件是否与所述掌子面贴合包括：通过控制组件接收所述压力传感器传输的压力值，若压力值大于等于预设的压力阈值，则判定所述牙轮钻头组件与所述掌子面相贴合，若压力值小于预设的所述压力阈值，则判定所述牙轮钻头组件未与所述掌子面贴合。4.根据权利要求3所述的基于机械切割与弹丸侵彻组合装置的联合破岩方法，所述组合装置还包括伸缩油缸，所述伸缩油缸的固定端设置在机架上，所述伸缩油缸的伸缩端与所述牙轮钻头组件连接，所述伸缩油缸与所述控制组件电连接，其特征在于，所述调整所述牙轮钻头组件与所述掌子面的距离包括：所述控制组件控制所述伸缩油缸的伸缩端进行伸缩动作，以调整所述牙轮钻头组件的位置。5.根据权利要求4所述的基于机械切割与弹丸侵彻组合装置的联合破岩方法，所述组合装置还包括行走组件，所述行走组件设置在所述机架底部，所述行走组件与所述控制组件电连接，其特征在于，所述调整所述牙轮钻头组件与所述掌子面的距离包括：所述控制组件控制所述行走组件的行走动作，以调整所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐福通，孟甜甜，周辉，李彦恒，卢景景，谭可可，肖建成，齐资源，
申请(专利权)人：沈阳工业大学中国人民解放军火箭军工程设计研究院，
类型：发明
国别省市：