本發明涉及隧道巖石應力釋放技術領域,特別涉及一種隧道巖石應力釋放系統。
背景技術:
隧道巖石應力的堆積是隧道安全的隱患,往往都會通過將其釋放,降低安全風險。
現有技術中,巖石應力釋放,常規操作都是采用工程設備進行接觸式操作,在巖石上進行定點破壞的方式,釋放應力。但是,采用此種方式對隧道內的巖石進行應力釋放,其安全性風險遠遠高于其它常規環境,很容易造成巖石局部破損掉落,甚至巖曝;因此,接觸式操作對操作人員和設備的安全威脅很高;同時操作效率手人工操作的影響,效率較低。
技術實現要素:
本發明提供一種隧道巖石應力釋放系統,解決現有技術中接觸式巖石應力釋放操作應用在隧道巖石環境時,安全風險高,效率低的技術問題。
為解決上述技術問題,本發明提供了一種隧道巖石應力釋放系統,包括:遙控顯示單元、無人駕駛履帶車、伺服轉臺單元、激光器、激光調制單元、測距單元、可視化監控單元以及應力檢測單元;
所述測距單元、可視化監控單元、應力檢測單元、激光器以及激光調制單元設置在所述伺服轉臺單元上,用于調整拍攝角度以及檢測范圍;所述伺服轉臺單元設置在所述無人駕駛履帶車上,用于實現伺服轉臺單元在隧道內移動;
所述測距單元、所述可視化監控單元以及所述應力檢測單元分別與所述遙控顯示單元相連,將拍攝信息和檢測信息發送給所述遙控顯示單元;
所述無人駕駛履帶車、所述伺服轉臺單元、所述激光器以及所述激光調制單元與所述遙控顯示單元相連,用于實現移動和操作角度控制。
進一步地,所述遙控顯示單元包括:顯示設備、遙控設備以及控制主機;
所述顯示設備以及所述遙控設備與所述控制主機相連;
所述控制主機連接所述無人駕駛履帶車、所述伺服轉臺單元、所述激光器、所述激光調制單元、所述測距單元、所述可視化監控單元以及所述應力檢測單元。
進一步地,所述伺服轉臺單元包括:伺服轉臺。
進一步地,所述激光器包括:激光器主機、傳輸光纖以及激光輸出頭;
所述激光器主機與所述控制主機相連;
所述激光輸出頭通過所述傳輸光纖與所述激光器主機相連。
進一步地,所述激光調制單元包括:光學發射天線;
所述光學發射天線與所述激光器相連,調制輸出激光。
進一步地,所述可視化監控單元包括:工業攝像機以及探照燈;
所述工業攝像機以及所述探照燈分別與所述遙控顯示單元相連,用于拍攝隧道。
進一步地,所述工業攝像機包括:CCD攝像機或者CMOS攝像機。
進一步地,所述測距單元包括:激光測距設備;用于測量到隧道操作位置的距離。
進一步地,所述激光調制單元、所述測距單元可視化監控單元以及應力檢測單元的光軸相互平行。
進一步地,所述伺服轉臺的旋轉方向包括:方位向以及俯仰向。
本申請實施例中提供的一個或多個技術方案,至少具有如下技術效果或優點:
本申請實施例中提供的隧道巖石應力釋放系統,通過采用高能激光作為應力釋放媒介,通過其與物質相互作用機理進行巖石應力釋放,操作簡化,同時效率大幅提升。通過所述履帶車、所述伺服轉臺單元、所述激光器、所述激光調制單元、所述測距單元、所述可視化監控單元以及所述應力檢測單元實現可視化遙控操作,使得應力釋放操作能夠遠離操作區域,進行自動化操作,大幅提升操作效率的同時安全性大大提升,避免了隧道內進行接觸式操作的安全風險。通過激光作為釋放工具,利用其方向性好的特點使得巖石應力釋放指向性也很好,從而降低安全風險。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的隧道巖石應力釋放系統結構示意圖。
具體實施方式
本申請實施例通過提供一種隧道巖石應力釋放系統,解決現有技術中接觸式巖石應力釋放操作應用在隧道巖石環境時,安全風險高,效率低的技術問題;達到了提升安全性和自動化程度的技術效果。
為了更好的理解上述技術方案,下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細說明,應當理解本發明實施例以及實施例中的具體特征是對本申請技術方案的詳細的說明,而不是對本申請技術方案的限定,在不沖突的情況下,本申請實施例以及實施例中的技術特征可以相互組合。
參見圖1,本發明實施例提供的一種隧道巖石應力釋放系統,包括:遙控顯示單元、無人駕駛履帶車、伺服轉臺單元、激光器、激光調制單元、測距單元、可視化監控單元以及應力檢測單元。
具體來所,所述測距單元、可視化監控單元、應力檢測單元、激光器以及激光調制單元設置在所述伺服轉臺單元上,用于調整拍攝角度以及檢測范圍
所述測距單元用于測量的切槽或射孔,以控制釋放巖石應力過程。
所述應力檢測單元用于測量隧道內的巖石的應力情況,實現目標鎖定。
可視化監控單元用于拍攝隧道內的環境情況,便于隧道外的遙控人員了解隧道內的情況,便于操作。
激光器以及激光調制單元,搭配使用,實現激光釋放的控制。
所述伺服轉臺單元設置在所述無人駕駛履帶車上,用于實現伺服轉臺單元在隧道內移動。
所述測距單元、所述可視化監控單元以及所述應力檢測單元分別與所述遙控顯示單元相連,將拍攝信息和檢測信息發送給所述遙控顯示單元;實現遠程可視化操作。
所述無人駕駛履帶車、所述伺服轉臺單元、所述激光器以及所述激光調制單元與所述遙控顯示單元相連,用于實現移動和操作角度控制。
具體來說,所述遙控顯示單元包括:顯示設備、遙控設備以及控制主機。
所述顯示設備以及所述遙控設備與所述控制主機相連;用于顯示隧道內的情況;并通過遙控設備操作,執行應力釋放相關操作。
所述控制主機連接所述無人駕駛履帶車、所述伺服轉臺單元、所述激光器、所述激光調制單元、所述測距單元、所述可視化監控單元以及所述應力檢測單元;實現無人駕駛履帶車的移動控制,伺服轉臺的轉動方位,和俯仰角的控制;實現激光器和調制單元的激光調制和釋放控制;實現應力釋放過程中的切割槽或孔的深度的測量控制,實現隧道內的環境以及操作過程中拍攝控制;實現隧道內的巖石應力檢測控制。
所述伺服轉臺單元包括:伺服轉臺。
所述激光器包括:激光器主機、傳輸光纖以及激光輸出頭;
所述激光器主機與所述控制主機相連;執行激光發生操作。
所述激光輸出頭通過所述傳輸光纖與所述激光器主機相連。實現激光輸出,作用到操作點上。
所述激光調制單元包括:光學發射天線;所述光學發射天線與所述激光器相連,調制輸出激光。
所述可視化監控單元包括:工業攝像機以及探照燈;所述工業攝像機以及所述探照燈分別與所述遙控顯示單元相連,用于拍攝隧道。
具體來講,所述工業攝像機包括:CCD攝像機或者CMOS攝像機。
所述測距單元包括:激光測距設備;用于測量到隧道操作位置的距離,并測量應力釋放過程中,切割槽或者孔的深度。
所述激光調制單元、所述測距單元可視化監控單元以及應力檢測單元的光軸相互平行。使得檢測設備處于同一基準參考標準下,提升控制精度。
所述伺服轉臺的旋轉方向包括:方位向以及俯仰向。
下面具體描述應力釋放流程。
施工人員通過所述的控制顯示單元,確切地說是遙控設備并經過控制主機操控所述的無人駕駛履帶車駛入應力待釋放隧道,駛入過程中所述的可視化監控單元實時拍攝隧道內圖像并傳輸至所述的控制顯示單元,確切地說是經過控制主機傳輸給顯示設備進行顯示。
所述的應力檢測單元對隧道內的巖石應力情況進行實時檢測,并將巖石應力檢測數據傳輸至所述的控制顯示單元,顯示在所述顯示設備上,施工人員根據隧道巖石應力檢測數據,控制所述的伺服轉臺調整激光出射方向對準應力較高區域,然后控制所述的激光器發射高能激光對該區域內巖石進行切槽或射孔以釋放巖石應力,然后通過所述的激光應力檢測單元對應力釋放區域再次進行應力檢測以驗證應力釋放效果,知道完成目標;最后控制所述的無人駕駛履帶車駛出隧道。
本申請實施例中提供的一個或多個技術方案,至少具有如下技術效果或優點:
本申請實施例中提供的隧道巖石應力釋放系統,通過采用高能激光作為應力釋放媒介,通過其與物質相互作用機理進行巖石應力釋放,操作簡化,同時效率大幅提升。通過所述履帶車、所述伺服轉臺單元、所述激光器、所述激光調制單元、所述測距單元、所述可視化監控單元以及所述應力檢測單元實現可視化遙控操作,使得應力釋放操作能夠遠離操作區域,進行自動化操作,大幅提升操作效率的同時安全性大大提升,避免了隧道內進行接觸式操作的安全風險。通過激光作為釋放工具,利用其方向性好的特點使得巖石應力釋放指向性也很好,從而降低安全風險。
最后所應說明的是,以上具體實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制,盡管參照實例對本發明進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發明技術方案的精神和范圍,其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。