CN106437845B - 一种隧道岩石应力释放系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于隧道岩石应力释放技术领域，公开了一种隧道岩石应力释放系统，包括：遥控显示单元、无人驾驶履带车、伺服转台单元、激光器、激光调制单元、测距单元、可视化监控单元以及应力检测单元；所述测距单元、可视化监控单元、应力检测单元、激光器以及激光调制单元设置在所述伺服转台单元上，用于调整拍摄角度以及检测范围；所述伺服转台单元设置在所述无人驾驶履带车上，用于实现伺服转台单元在隧道内移动；所述测距单元、所述可视化监控单元以及所述应力检测单元分别与所述遥控显示单元相连，将拍摄信息和检测信息发送给所述遥控显示单元；所述无人驾驶履带车、所述伺服转台单元、所述激光器以及所述激光调制单元与所述遥控显示单元相连，用于实现移动和操作角度控制。本发明提供了一种安全系数高的非接触性应力释放系统。

Description

一种隧道岩石应力释放系统
技术领域
本发明涉及隧道岩石应力释放技术领域，特别涉及一种隧道岩石应力释放系统。
背景技术
隧道岩石应力的堆积是隧道安全的隐患，往往都会通过将其释放，降低安全风险。
现有技术中，岩石应力释放，常规操作都是采用工程设备进行接触式操作，在岩石上进行定点破坏的方式，释放应力。但是，采用此种方式对隧道内的岩石进行应力释放，其安全性风险远远高于其它常规环境，很容易造成岩石局部破损掉落，甚至岩曝；因此，接触式操作对操作人员和设备的安全威胁很高；同时操作效率手人工操作的影响，效率较低。
发明内容
本发明提供一种隧道岩石应力释放系统，解决现有技术中接触式岩石应力释放操作应用在隧道岩石环境时，安全风险高，效率低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种隧道岩石应力释放系统，包括：遥控显示单元、无人驾驶履带车、伺服转台单元、激光器、激光调制单元、测距单元、可视化监控单元以及应力检测单元；
所述测距单元、可视化监控单元、应力检测单元、激光器以及激光调制单元设置在所述伺服转台单元上，用于调整拍摄角度以及检测范围；所述伺服转台单元设置在所述无人驾驶履带车上，用于实现伺服转台单元在隧道内移动；
所述测距单元、所述可视化监控单元以及所述应力检测单元分别与所述遥控显示单元相连，将拍摄信息和检测信息发送给所述遥控显示单元；
所述无人驾驶履带车、所述伺服转台单元、所述激光器以及所述激光调制单元与所述遥控显示单元相连，用于实现移动和操作角度控制。
进一步地，所述遥控显示单元包括：显示设备、遥控设备以及控制主机；
所述显示设备以及所述遥控设备与所述控制主机相连；
所述控制主机连接所述无人驾驶履带车、所述伺服转台单元、所述激光器、所述激光调制单元、所述测距单元、所述可视化监控单元以及所述应力检测单元。
进一步地，所述伺服转台单元包括：伺服转台。
进一步地，所述激光器包括：激光器主机、传输光纤以及激光输出头；
所述激光器主机与所述控制主机相连；
所述激光输出头通过所述传输光纤与所述激光器主机相连。
进一步地，所述激光调制单元包括：光学发射天线；
所述光学发射天线与所述激光器相连，调制输出激光。
进一步地，所述可视化监控单元包括：工业摄像机以及探照灯；
所述工业摄像机以及所述探照灯分别与所述遥控显示单元相连，用于拍摄隧道。
进一步地，所述工业摄像机包括：CCD摄像机或者CMOS摄像机。
进一步地，所述测距单元包括：激光测距设备；用于测量到隧道操作位置的距离。
进一步地，所述激光调制单元、所述测距单元可视化监控单元以及应力检测单元的光轴相互平行。
进一步地，所述伺服转台的旋转方向包括：方位向以及俯仰向。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的隧道岩石应力释放系统，通过采用高能激光作为应力释放媒介，通过其与物质相互作用机理进行岩石应力释放，操作简化，同时效率大幅提升。通过所述履带车、所述伺服转台单元、所述激光器、所述激光调制单元、所述测距单元、所述可视化监控单元以及所述应力检测单元实现可视化遥控操作，使得应力释放操作能够远离操作区域，进行自动化操作，大幅提升操作效率的同时安全性大大提升，避免了隧道内进行接触式操作的安全风险。通过激光作为释放工具，利用其方向性好的特点使得岩石应力释放指向性也很好，从而降低安全风险。
附图说明
图1为本发明实施例提供的隧道岩石应力释放系统结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种隧道岩石应力释放系统，解决现有技术中接触式岩石应力释放操作应用在隧道岩石环境时，安全风险高，效率低的技术问题；达到了提升安全性和自动化程度的技术效果。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参见图1，本发明实施例提供的一种隧道岩石应力释放系统，包括：遥控显示单元、无人驾驶履带车、伺服转台单元、激光器、激光调制单元、测距单元、可视化监控单元以及应力检测单元。
具体来所，所述测距单元、可视化监控单元、应力检测单元、激光器以及激光调制单元设置在所述伺服转台单元上，用于调整拍摄角度以及检测范围
所述测距单元用于测量的切槽或射孔，以控制释放岩石应力过程。
所述应力检测单元用于测量隧道内的岩石的应力情况，实现目标锁定。
可视化监控单元用于拍摄隧道内的环境情况，便于隧道外的遥控人员了解隧道内的情况，便于操作。
激光器以及激光调制单元，搭配使用，实现激光释放的控制。
所述伺服转台单元设置在所述无人驾驶履带车上，用于实现伺服转台单元在隧道内移动。
所述测距单元、所述可视化监控单元以及所述应力检测单元分别与所述遥控显示单元相连，将拍摄信息和检测信息发送给所述遥控显示单元；实现远程可视化操作。
所述无人驾驶履带车、所述伺服转台单元、所述激光器以及所述激光调制单元与所述遥控显示单元相连，用于实现移动和操作角度控制。
具体来说，所述遥控显示单元包括：显示设备、遥控设备以及控制主机。
所述显示设备以及所述遥控设备与所述控制主机相连；用于显示隧道内的情况；并通过遥控设备操作，执行应力释放相关操作。
所述控制主机连接所述无人驾驶履带车、所述伺服转台单元、所述激光器、所述激光调制单元、所述测距单元、所述可视化监控单元以及所述应力检测单元；实现无人驾驶履带车的移动控制，伺服转台的转动方位，和俯仰角的控制；实现激光器和调制单元的激光调制和释放控制；实现应力释放过程中的切割槽或孔的深度的测量控制，实现隧道内的环境以及操作过程中拍摄控制；实现隧道内的岩石应力检测控制。
所述伺服转台单元包括：伺服转台。
所述激光器包括：激光器主机、传输光纤以及激光输出头；
所述激光器主机与所述控制主机相连；执行激光发生操作。
所述激光输出头通过所述传输光纤与所述激光器主机相连。实现激光输出，作用到操作点上。
所述激光调制单元包括：光学发射天线；所述光学发射天线与所述激光器相连，调制输出激光。
所述可视化监控单元包括：工业摄像机以及探照灯；所述工业摄像机以及所述探照灯分别与所述遥控显示单元相连，用于拍摄隧道。
具体来讲，所述工业摄像机包括：CCD摄像机或者CMOS摄像机。
所述测距单元包括：激光测距设备；用于测量到隧道操作位置的距离，并测量应力释放过程中，切割槽或者孔的深度。
所述激光调制单元、所述测距单元可视化监控单元以及应力检测单元的光轴相互平行。使得检测设备处于同一基准参考标准下，提升控制精度。
所述伺服转台的旋转方向包括：方位向以及俯仰向。
下面具体描述应力释放流程。
施工人员通过所述的控制显示单元，确切地说是遥控设备并经过控制主机操控所述的无人驾驶履带车驶入应力待释放隧道，驶入过程中所述的可视化监控单元实时拍摄隧道内图像并传输至所述的控制显示单元，确切地说是经过控制主机传输给显示设备进行显示。
所述的应力检测单元对隧道内的岩石应力情况进行实时检测，并将岩石应力检测数据传输至所述的控制显示单元，显示在所述显示设备上，施工人员根据隧道岩石应力检测数据，控制所述的伺服转台调整激光出射方向对准应力较高区域，然后控制所述的激光器发射高能激光对该区域内岩石进行切槽或射孔以释放岩石应力，然后通过所述的激光应力检测单元对应力释放区域再次进行应力检测以验证应力释放效果，知道完成目标；最后控制所述的无人驾驶履带车驶出隧道。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的隧道岩石应力释放系统，通过采用高能激光作为应力释放媒介，通过其与物质相互作用机理进行岩石应力释放，操作简化，同时效率大幅提升。通过所述履带车、所述伺服转台单元、所述激光器、所述激光调制单元、所述测距单元、所述可视化监控单元以及所述应力检测单元实现可视化遥控操作，使得应力释放操作能够远离操作区域，进行自动化操作，大幅提升操作效率的同时安全性大大提升，避免了隧道内进行接触式操作的安全风险。通过激光作为释放工具，利用其方向性好的特点使得岩石应力释放指向性也很好，从而降低安全风险。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种隧道岩石应力释放系统，其特征在于，包括：遥控显示单元、无人驾驶履带车、伺服转台单元、激光器、激光调制单元、测距单元、可视化监控单元以及应力检测单元；
所述测距单元、可视化监控单元、应力检测单元、激光器以及激光调制单元设置在所述伺服转台单元上，用于调整拍摄角度以及检测范围；所述伺服转台单元设置在所述无人驾驶履带车上，用于实现伺服转台单元在隧道内移动；
所述测距单元、所述可视化监控单元以及所述应力检测单元分别与所述遥控显示单元相连，将拍摄信息和检测信息发送给所述遥控显示单元；
所述无人驾驶履带车、所述伺服转台单元、所述激光器以及所述激光调制单元与所述遥控显示单元相连，用于实现移动和操作角度控制。
2.如权利要求1所述的隧道岩石应力释放系统，其特征在于，所述遥控显示单元包括：显示设备、遥控设备以及控制主机；
所述显示设备以及所述遥控设备与所述控制主机相连；
所述控制主机连接所述无人驾驶履带车、所述伺服转台单元、所述激光器、所述激光调制单元、所述测距单元、所述可视化监控单元以及所述应力检测单元。
3.如权利要求1所述的隧道岩石应力释放系统，其特征在于，所述伺服转台单元包括：伺服转台。
4.如权利要求2所述的隧道岩石应力释放系统，其特征在于，所述激光器包括：激光器主机、传输光纤以及激光输出头；
所述激光器主机与所述控制主机相连；
所述激光输出头通过所述传输光纤与所述激光器主机相连。
5.如权利要求1所述的隧道岩石应力释放系统，其特征在于，所述激光调制单元包括：光学发射天线；
所述光学发射天线与所述激光器相连，调制输出激光。
6.如权利要求1所述的隧道岩石应力释放系统，其特征在于，所述可视化监控单元包括：工业摄像机以及探照灯；
所述工业摄像机以及所述探照灯分别与所述遥控显示单元相连，用于拍摄隧道。
7.如权利要求6所述的隧道岩石应力释放系统，其特征在于，所述工业摄像机包括：CCD摄像机或者CMOS摄像机。
8.如权利要求1所述的隧道岩石应力释放系统，其特征在于，所述测距单元包括：激光测距设备；用于测量到隧道操作位置的距离以及应力释放孔槽的深度。
9.如权利要求1～8任一项所述的隧道岩石应力释放系统，其特征在于，所述激光调制单元、所述测距单元可视化监控单元以及应力检测单元的光轴相互平行。
10.如权利要求9所述的隧道岩石应力释放系统，其特征在于，所述伺服转台的旋转方向包括：方位向以及俯仰向。
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