本发明专利技术提供一种地下隧道裂缝修补智能钻孔装置、机械臂及方法，涉及地下智能修补设备领域，针对目前地下工程裂缝修补钻孔时智能化程度低、钻孔冲击易损坏检测组件的问题，在钻孔组件上设置配套的检测组件，能够在钻孔过程中采集裂缝状态参数以及辅助定位，检测组件通过配合有回弹件的滑动副安装在支撑板，在施工过程中发生振动时，能够利用回弹件吸收部分振动，回弹件的作用方向与钻孔方向一致，从而提高吸收钻孔时产生的冲击作用，保护检测设备。保护检测设备。保护检测设备。
【技术实现步骤摘要】
一种地下隧道裂缝修补智能钻孔装置、机械臂及方法
[0001]本专利技术涉及地下智能修补设备领域，具体涉及一种地下隧道裂缝修补智能钻孔装置、机械臂及方法。
技术介绍
[0002]现有的隧道大多存在因掉块、破损和渗漏水而造成的裂缝，该病害如果不及时修补，则会影响其整体的结构的稳定性，严重者会造成隧道的坍塌。在目前的隧道维护工作中，对于此病害的普遍做法是施工人员搭建脚手架在裂缝周围打出多个注浆孔，然后注入修补液以填充裂缝。然而，隧道裂缝通常为长条形，其需要钻孔的点位较多，且注浆孔之间距离较长，因此，人工施作注浆孔效率较低，严重制约了裂缝修补进度，影响交通的正常运行。
[0003]目前存在一些工作于管廊、巷道、隧道等地下工程内的自动钻孔设备，其方案多是支架配合伸缩钻头的方式，虽然一定程度上降低了钻孔施工难度，但其智能化程度较低，难以实现钻孔施工前的测距定位、采集裂缝状态等功能，导致无法满足目前地下隧道裂缝修补过程中对钻孔精度、裂缝分析的需求；另外，由于隧道内施工环境恶劣，在钻孔过程中会产生大量的碎屑、灰尘等，分布于钻孔施工位置时，影响了部分传感器的检测精度，同时钻孔时的振动容易对精密的检测设备产生冲击导致损坏，难以满足地下工程内钻孔施工的需求。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种地下隧道裂缝修补智能钻孔装置、机械臂及方法，在钻孔组件上设置配套的检测组件，能够在钻孔过程中采集裂缝状态参数以及辅助定位，检测组件通过配合有回弹件的滑动副安装在支撑板，在施工过程中发生振动时，能够利用回弹件吸收部分振动，回弹件的作用方向与钻孔方向一致，从而提高吸收钻孔时产生的冲击作用，保护检测设备。
[0005]本专利技术的第一目的是提供一种地下隧道裂缝修补智能钻孔装置，采用以下方案：
[0006]包括安装于支撑板的钻孔组件和检测组件，检测组件通过直线轨迹的滑动副连接支撑板，滑动副的行程末端设有对应检测组件的定位座，支撑板上设有抵接检测组件的往复推杆，检测组件配合有沿滑动副轨迹方向施加弹性力的回弹件，以对检测组件的移动施加缓冲减振，钻孔组件的钻孔路径、往复推杆的工作路径与滑动副轨迹平行。
[0007]进一步地，所述检测组件包括检测盒和吹扫组件，检测盒一侧开口并配合透明板封堵，吹扫组件形成的风幕覆盖透明板远离检测盒的一侧。
[0008]进一步地，所述检测盒内部设有测距元件和拍摄元件，测距元件和拍摄元件工作端均朝向透明板。
[0009]进一步地，所述滑动副包括安装于检测组件的滑块和通过轴座安装于支撑板的光轴，滑块滑动套设在光轴外形成滑块滑轨机构，回弹件套设在光轴外，并分布在滑块的两
侧，回弹件一端抵接滑块、另一端抵接轴座。
[0010]进一步地，所述往复推杆一端固定于支撑板，另一端为输出端，输出端能够伸长推动检测组件接触定位座锁定位置，输出端能够缩短以避让检测组件的活动范围。
[0011]进一步地，所述钻孔组件包括导向机构和驱动气缸，钻孔元件通过支架安装于导向机构，驱动气缸输出端连接支架，钻孔元件在导向机构约束下往复运动，钻孔元件运动轨迹与滑动副轨迹平行。
[0012]进一步地，所述支撑板上安装有碰撞预警组件、照明组件和视觉组件，照明组件围绕检测组件周向设置有多个，照明组件朝向检测组件的检测位置；碰撞预警组件位于支撑板靠近裂缝的端部；视觉组件通过双摇杆机构连接支撑板。
[0013]进一步地，所述双摇杆机构的机架杆固定于支撑板、连杆固定于视觉组件、连架杆通过缓冲件连接支撑架，缓冲件一端铰接连架杆，另一端铰接支撑板，以通过缓冲作用保持视觉组件与支撑板的相对位置。
[0014]本专利技术的第二目的是提供一种机械臂，利用如第一目的所述地下隧道裂缝修补智能钻孔装置。
[0015]本专利技术的第三目的是提供利用如第一目的所述地下隧道裂缝修补智能钻孔装置的工作方法，包括：
[0016]调整支撑板位置，往复推杆抵接并带动检测组件移动，克服回弹件阻力移动至定位座后保持，检测组件工作；
[0017]检测完成后，往复推杆恢复原位置避让检测组件，回弹件驱动检测组件恢复原位置；
[0018]钻孔组件执行钻孔工作，在工作过程中产生的振动传递至检测组件，回弹件在检测组件作用下改变轴向长度以吸收振动。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0020](1)针对目前地下工程裂缝修补钻孔时智能化程度低、钻孔冲击易损坏检测组件的问题，在钻孔组件上设置配套的检测组件，能够在钻孔过程中采集裂缝状态参数以及辅助定位，检测组件通过配合有回弹件的滑动副安装在支撑板，在施工过程中发生振动时，能够利用回弹件吸收部分振动，回弹件的作用方向与钻孔方向一致，从而提高吸收钻孔时产生的冲击作用，保护检测设备。
[0021](2)钻孔组件、检测组件作为机械手的末端执行部件，自动化钻孔利用机械化结构来代替人工钻孔流程，解决了传统手钻对隧道墙壁进行钻孔的重复性且劳动强度大操作，降低了工人的劳动强度和劳动时间。
[0022](3)检测元件布置在检测盒内，检测盒侧面开口通过透明板封堵遮挡，在透光的同时能够对内部检测元件进行保护，利用吹扫组件对透明板表面进行吹扫，降低透明板表面附着灰尘影响检测数据的问题；另外，吹扫组件能够形成风幕，形成对透明板的软隔离，阻挡细小尖锐砂石碰撞透明板造成刮花引起透明度变差的问题，提高对内部检测元件的保护效果。
[0023](4)回弹件位于检测组件所连接滑块的两侧，能够对轴向两个相异方向均实现良好的缓冲作用，同时配置滑动副的轨迹与钻孔轨迹一致，从而便于吸收来自钻孔时冲击作用的主要振动，提高减振效果；抵接于检测组件的往复推杆能够推动检测组件移动，并能够
脱离与检测组件的接触避让检测组件的运动范围，避免在检测组件非工作状态下沿滑动副抖动时与往复推杆产生干涉。
[0024](5)设置定位座作为检测组件移动行程一端的止点，在往复推杆驱动检测组件移动至定位座位置时，定位座和往复推杆共同对检测组件限位，结合滑动副对检测组件的限位作用，使得检测组件与支撑板位置保持固定，便于后续标定其坐标位置，保证检测组件在每次工作时的位置确定，减少定位误差以提高数据精度。
[0025](6)为检测组件配置照明组件、碰撞检测组件，减少外部环境对检测组件工作干扰，同时进一步减少在地下隧道环境内的干涉碰撞问题。
[0026](7)为满足采集隧道环境信息需求，配置视觉组件并设置对应的双摇杆机构作为减振支架，利用双摇杆机构保持连杆的平动的特性，使视觉组件能够保持朝向，在利用缓冲件实现减振效果的过程中，也能够减缓视觉组件采集过程中的不可控抖动，连架杆的摆动方向的切向与钻孔冲击方向一致，从而提高其缓冲效果，有效保护视觉组件，促进智能化施工的执行。
附图说明
[0027]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种地下隧道裂缝修补智能钻孔装置，其特征在于，包括安装于支撑板的钻孔组件和检测组件，检测组件通过直线轨迹的滑动副连接支撑板，滑动副的行程末端设有对应检测组件的定位座，支撑板上设有抵接检测组件的往复推杆，检测组件配合有沿滑动副轨迹方向施加弹性力的回弹件，以对检测组件的移动施加缓冲减振，钻孔组件的钻孔路径、往复推杆的工作路径与滑动副轨迹平行。2.如权利要求1所述的地下隧道裂缝修补智能钻孔装置，其特征在于，所述检测组件包括检测盒和吹扫组件，检测盒一侧开口并配合透明板封堵，吹扫组件形成的风幕覆盖透明板远离检测盒的一侧。3.如权利要求2所述的地下隧道裂缝修补智能钻孔装置，其特征在于，所述检测盒内部设有测距元件和拍摄元件，测距元件和拍摄元件工作端均朝向透明板。4.如权利要求1所述的地下隧道裂缝修补智能钻孔装置，其特征在于，所述滑动副包括安装于检测组件的滑块和通过轴座安装于支撑板的光轴，滑块滑动套设在光轴外形成滑块滑轨机构，回弹件套设在光轴外，并分布在滑块的两侧，回弹件一端抵接滑块、另一端抵接轴座。5.如权利要求4所述的地下隧道裂缝修补智能钻孔装置，其特征在于，所述往复推杆一端固定于支撑板，另一端为输出端，输出端能够伸长推动检测组件接触定位座锁定位置，输出端能够缩短以避让检测组件的活动范围。6.如权利要求1所述的地下隧道裂缝修补智能钻孔装置，其特征在于，所述钻孔组...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋奇，江山，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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