CN109519123A - 一种隧道钻孔机器人及其施工钻孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隧道钻孔机器人及其施工钻孔方法，隧道钻孔机器人包括控制系统、自动行走定位系统、n组钢筋自动检测补偿系统、n组钻孔系统及电源系统；钢筋自动检测补偿系统包括伺服激光定位仪、钢筋检测仪、钢筋避让支架及钢筋避让支架驱动器；钢筋检测仪用于对伺服激光定位仪定位点的钢筋进行检测，并将检测数据发送至控制系统，控制系统根据接收的钢筋检测仪数据控制钢筋避让支架驱动器驱动钢筋避让支架移动；钻孔系统包括设置在钢筋避让支架上的钻孔支架、固定在钻孔支架上的轴向钻孔系统，轴向钻孔系统包括m个钻孔机构，m个钻孔机构沿隧道轴向及周向排布；解决了打孔效率低、钻头报废率高及设备复杂的问题。

Description

一种隧道钻孔机器人及其施工钻孔方法

技术领域

本发明涉及一种隧道钻孔机器人及其施工钻孔方法。

背景技术

近年来为缓解城市出行压力，尤其是降低缓解冬季私人汽车尾气排放污染物，保护环境，我国发展多种公共交通出行方式，尤其开展了大规模的地铁建设。

在地铁隧道建设施工过程中，需要沿隧道的线路方向在隧道壁上打成千上万组安装孔，用于安装不同专业的线缆支架。

传统的打孔作业是在支架安装施工过程中，将施工分为三道工序，即放线定位、打孔、安装固定。施工时作业人员分为两组，每组3-4人，先搭建活动脚手架，然后依据红外线测距仪确定支架标高，运用脚手架进行支架放线定位；然后施工人员运用脚手架延隧道方向按顺序对完成的支架放线定位位置打孔；最后实现支架的安装固定。在打孔过程中工序多且需要人工进行大孔，造成打孔作业效率低，劳动强度大，交叉作业相互影响等问题。

针对上述问题，目前，对于隧道支架的安装孔钻取，中国发明专利申请号201610750920.4公开了一种地铁隧道悬挂自动打孔台车，此专利无法解决钻孔间距的控制以及钻孔过程中遇到混凝土钢筋避让问题，造成打孔效率低，钻头报废率高，且钻孔过程中混凝土灰尘飞扬，伤害人体健康，污染环境；中国实用新型专利申请号201520221508.4公开了一种地铁隧道多方位高精度钻孔设备，该设备同时兼顾顶部悬挂安装孔、侧壁安装孔，该技术方案设备复杂、体积庞大，多部位采用丝杠传动方案，一方面地铁隧道空间狭小、可提供电源有限，无法提供开阔的施工环境和大功率电源，无法满足此种施工要求，丝杠传动部位无防护，灰尘进入丝杠滚道以后，造成丝杠卡死。同时以上两种方案还存在以下问题：(1)钻头沿隧道孔壁的径向调整环节、无法适应现场复杂多变的施工要求；(2)施工设备快速退出隧道过程中及打孔设备不施工过程中地铁隧道队对施工设备体积限制。

发明内容

为了解决打孔效率低、钻头报废率高及设备复杂的问题，本发明提供一种结构简单的隧道钻孔机器人，该机器人能够实现自动化钻孔施工，具有钢筋避让检测及自动补偿功能，进一步地还能够完成轴向孔间距自动精确定位，能够实现不同类型安装支架钻孔侧壁位置径向调整，且设备体积能够自动调整，钻孔过程中有效清除混凝土粉尘，大幅度提高打孔作业效率，减轻劳动强度。

本发明的技术解决方案是提供一种隧道钻孔机器人，其特殊之处在于：包括控制系统、自动行走定位系统、n组钢筋自动检测补偿系统、n组钻孔系统及电源系统，其中n大于等于1；

上述自动行走定位系统包括行走车架、设置在行走车架下方的行走轮、设置在行走车架上的行走同步伺服驱动系统；行走同步伺服驱动系统根据控制系统指令控制行走轮移动；

上述钢筋自动检测补偿系统包括伺服激光定位仪、钢筋检测仪、钢筋避让支架及钢筋避让支架驱动器；上述钢筋检测仪、钢筋避让支架及钢筋避让支架驱动器均设置在行走车架上，上述钢筋检测仪用于对伺服激光定位仪定位点的钢筋进行检测，并将检测数据发送至控制系统，控制系统根据接收的钢筋检测仪数据控制钢筋避让支架驱动器驱动钢筋避让支架移动；

上述钻孔系统包括设置在钢筋避让支架上的钻孔支架、固定在钻孔支架上的轴向钻孔系统，上述轴向钻孔系统包括m个钻孔机构，m个钻孔机构沿隧道轴向及周向排布；相邻两个沿轴线排布的钻孔机构之间的间距为a，相邻两个沿周向排布的钻孔机构之间的间距为b。伺服激光定位仪(伺服电机驱动的激光定位仪)与m个钻孔机构一一对应；其中m大于等1，上述电源系统固定在行走车架。

进一步地，上述轴向钻孔系统还包括基座及调节各钻孔机构的钻头角度调节驱动机构；通过钻头角度调节驱动机构可以调节相邻两个沿周向排布的钻孔机构之间间距。

上述基座固定在钻孔支架上；m个钻孔机构设置在基座上；

上述钻孔机构包括液压推进器、电锤及设置在液压推进器与电锤之间的过载保护机构；主要依靠电锤钻孔，液压推进器进行轴向推进，迫使钻头前进，达到钻孔深度要求；

上述过载保护机构包括过载保护下底板、过载保护上底板、设置在过载保护下底板与过载保护上底板之间的过载导向杆、套装在过载导向杆上的过载弹簧及固定在过载保护上底板上的过载保护限位开关及钻孔启动限位开关；上述过载保护限位开关用于控制液压推进器启停，钻孔启动限位开关用于控制电锤启停；

上述液压推进器包括活塞杆，上述活塞杆的端部与过载保护上底板固连；

上述电锤固定在过载保护下底板上，电锤上安装有限位开关支架，上述限位开关支架沿钻头轴向方向距钻孔启动限位开关的距离小于距过载保护限位开关的距离。

进一步地，上述液压推进器还包括用于固定液压缸的液压推进盘；上述钻头角度调节驱动机构包括蜗轮蜗杆调节系统，上述蜗轮蜗杆调节系统通过连接座固定在基座上，蜗杆穿过基座前后侧壁，蜗轮位于基座内，上述液压推进盘上设有与液压推进盘固连的旋转轴，旋转轴由外至内穿过基座左右侧壁与位于基座内的蜗轮轴连接。

进一步地，上述过载保护上底板开有导向孔；上述钻孔机构还包括与活塞杆平行设置的进给导向杆，所述进给导向杆的一端与液压缸外壁固连，另一端穿过过载保护上底板的导向孔且能够沿导向孔做直线运动。

进一步地，上述钻孔机构还包括除尘防护系统；钻孔启动限位开关还可用于控制除尘防护系统的启停。

上述钻孔机构还包括除尘防护系统；上述除尘防护系统包括固定在电锤上的除尘导向管及除尘固定管，除尘导向管开口端与钻头尖端平齐，上述除尘导向管嵌套入除尘固定管内，同时该除尘导向管在除尘固定管内上下可移动，除尘固定管通过除尘排屑管接抽气装置，抽气装置固定在行走车架上。

每个电锤的除尘固定管道均通过除尘排屑管道连接到抽气装置，抽气装置利用真空吸尘器的负压排除钻孔过程中产生的混凝土灰尘；

进一步地，该钻孔机器人还包括设置在钢筋避让支架与钻孔支架之间的托盘系统；上述托盘系统包括上托盘与下托盘，下托盘与钢筋避让支架固连，钢筋避让支架上下移动时迫使托盘系统在上下方向进行位置移动；上托盘与下托盘通过转轴连接；钻孔支架固定在上托盘上，通过手动旋转上托盘，可迫使上托盘绕沿下托盘转轴90方向进行旋转，使轴向钻孔支架带动轴向钻孔系统向钻孔机器人中心回收；减小钻孔机器人沿隧道径向的尺寸。

进一步地，该钻孔机器人还包括与行走车架可拆卸连接的防护栏，上述防护栏上安装有激光定位灯，上述激光定位灯的数量和位置与钻孔支架上安装布置的轴向钻孔系统等数量且等间距；

上述防护栏上还安装有警示灯装置、三色灯装置。

进一步地，行走轮包括主前进车轮与辅助支承车轮，行走同步伺服驱动系统根据控制系统指令控制主前进车轮移动，能够准确定位钻孔机器人前进位置距离，保证支架安装孔间距满足要求。

进一步地，上述自动行走定位系统还包括锁紧装置，通过控制系统实现锁紧。该锁紧装置为现有技术，此处不做详细说明。

本发明还提供一种上述的隧道钻孔机器人施工钻孔方法，包括以下步骤：

步骤1：人工根据施工要求，选定钻孔初始位置；

步骤2：控制人员通过旋转托盘，转动上托盘使其绕下托盘的中心轴旋转90°，轴向钻孔系统分别向侧方打开；

步骤3：根据图纸要求和现场提供支架安装孔位置，控制人员调节的钻头角度调节驱动机构，保证钻头垂直于隧道侧壁；同时调整伺服激光定位仪激光点和电锤钻头的旋转角度保持一致；

步骤4：控制人员通过控制系统启动钻孔机器人锁紧装置，液压定位器，液压定位器伸出的液压缸定靠隧道孔的侧壁，实现辅助定位，防止钻孔机器人在混凝土钻孔过程中产生振动；

步骤5：系统钻孔程序启动，轴向钻孔系统的液压缸推动电锤进行进给运动，真空除尘启动，钻孔过程中产生的混凝土粉末通过管道进入真空排屑泵的储存室中；

步骤6：液压缸行程结束，达到钻孔深度要求，液压缸反向运动，钻头快速退出；

步骤7：在进行步骤4、5、6的同时，控制人员利钢筋检测仪对伺服激光定位仪定位点的钢筋进行检测，控制系统自动记录钢筋检测仪同步传回的钢筋检测仪的反馈信号；

步骤8：根据步骤7反馈回钢筋检测仪信号，控制系统，根据指令驱动钢筋自动检测补偿系统，驱动钢筋避让支架上下移动，钢筋避让支架带动旋转托盘系统、钻孔支架及轴向钻孔系统上下移动，避开钢筋位置；

步骤9：第一工位钻孔完成以后，钻孔机器人根据控制系统指令同步伺服传动系统，驱动钻孔机器人前进支架安装间距要求的距离c，重复步骤4-步骤8；

步骤10：钻孔完成以后，进入下一工位开始执行步骤4-9继续钻孔，直至该施工标段钻孔完成。

本发明的有益效果是：

1、本发明钻孔机器人结构简单，能够实现全自动隧道钻孔，大幅度提高打孔作业效率，减轻劳动强度；

2、本发明在钻孔机器人中引入钢筋自动检测补偿系统，可通过检测打孔位置的钢筋，通过移动钻头位置，降低钻头在钻孔过程中遇到钢筋概率，降低钻头报废率，节约施工成本。

3、轴向钻孔系统中包括调节各钻孔机构的钻头角度调节驱动机构，可驱动沿隧道径向位置布置的钻孔机构旋转一定的角度，控制径向(隧道的圆周方向)布置钻头的钻间距离，适应不同曲率半径的隧道，同时不同批次制造的线缆支架。

4、电锤前端上布置的除尘装置，依靠吸尘器的真空负压，能够清除钻孔过程中混凝土灰尘，减轻混凝土粉末在隧道中的浓度，保护工人健康和减小隧道中的粉尘浓度；

5、本发明在钻孔机器人中还引入旋转的托盘系统，依靠上托盘迫使钻孔支架及轴向钻孔系统绕下托盘的中心轴旋转90°向钻孔机器人的中心回收，使钻孔机器人在快速退出隧道或者不施工状态时，满足超出隧道施工设备体积要求；

6、钻孔机器人自动行走定位系统通过伺服减速机、减速机、同步带传动驱动主前进车轮前进，可对钻孔机器人每一个钻孔工位的距离进行控制，满足钻孔支架的间距要求；

7、钻孔机器人前后方向都设置有防护栏，一方面保护钻孔机器人辅助施工人员的施工安全，同时方便更换电锤上折断钻头。

附图说明

图1为实施例中地铁隧道钻孔机器人主视图；

图2为实施例中地铁隧道钻孔机器人右视图；

图3为实施例中轴向钻孔系统示意图；

图4为实施例中钻孔机构示意图。

图中附图标记为：

1-控制系统，2-操作人员B，3-钻孔支架，4-右侧钻头角度调节驱动机构；5-液压推进器；6-右侧液压定位器，7-电锤，8-除尘排屑管，9-旋转托盘，91-上托盘，92-下托盘，10-进给导向杆，11-右侧钢筋避让支架，12-发电机，13-行走车架，14-主动车轮系，151-后锁紧装置，152-前锁紧装置，16-行走同步伺服驱动系统，17-左侧钢筋避让驱动器，18-后防护栏，20-除尘防护系统，21-左侧液压定位器，22-左侧钻头角度调节驱动机构；23-左侧三色警示灯，24-操作人员B，25-右侧三色警示灯，261-轴向钻孔系统沿隧道径向(圆周方向)距离b，262-轴向钻孔系统沿隧道前进方向距离a，271-伺服激光定位仪，28-前防护栏，30-真空吸尘器，31-控制系统电柜，321-第一行走辅助轮系，322-第二行走辅助轮系，33-右侧钢筋避让驱动器，34-液压系统，35-轴向钻孔系统。

111-基座，112-蜗轮蜗杆调节系统，113-连接座，114-液压推进器，115-除尘系统，51-除尘导向管，52除尘固定管，116-电锤，117-进给导向杆，118-过载导向杆，81-过载保护下底板，82过载保护上底板，83过载弹簧，119-限位开关支架，110-过载保护限位开关，1110-除尘和钻孔启动限位开关，1120-旋转轴。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述。

如图1、图2所示，本实施例中包括控制系统1、底部自动行走定位系统、左右两组钢筋自动检测补偿系统及左右两组钻孔系统。钻孔系统的位置按照实际加工中需要加工部位的高度进行设置。为了便于描述，将图1中位于左方的钢筋自动检测补偿系统及钻孔系统定义为左侧钢筋自动检测补偿系统及左侧钻孔系统，位于右方的钢筋自动检测补偿系统及钻孔系统定义为右侧钢筋自动检测补偿系统及右侧钻孔系统。

底部自动行走定位系统包括行走车架13及布置在行走车架13上的行走同步伺服驱动系统16，在行走车架13下方沿钻孔机器人前进方向固定安装有主动车轮系14，第一行走辅助轮系321，第二行走辅助轮系322，主动车轮系14，第一行走辅助轮系321，第二行走辅助轮系322全部放置在钢轨横截面上，行走车架13上的行走同步伺服驱动系统16驱动主动车轮系14转动，驱动钻孔机器人按照控制系统1的指令前进。本实施例中涉及到的发电机12、真空除尘器30、控制系统电柜31均安装在行走车架13上。

左右两组钢筋自动检测补偿系统均安装在行走车架13上，左侧钢筋自动检测补偿系统包括左侧钢筋避让支架11、左侧钢筋避让驱动器17、钢筋检测仪；右侧钢筋自动检测补偿系统包括右侧钢筋避让支架、右侧钢筋避让驱动器33、钢筋检测仪；上述钢筋检测仪用于对伺服激光定位仪(伺服电机前端安装的激光定位灯)定位点的钢筋进行检测，并将检测数据发送至控制系统，控制系统根据接收的钢筋检测仪数据控制钢筋避让支架驱动器驱动钢筋避让支架沿进给导向杆10上下移动。

左右两组钻孔系统分别固定在左侧钢筋避让支架11及右侧钢筋避让支架上，在该实施例中还包括分别固定在左侧钢筋避让支架11、右侧钢筋避让支架与左右两组钻孔系统之间的旋转托盘9。旋转托盘9包括上托盘91与下托盘92，上托盘91固定在钢筋避让支架上，上托盘91可以绕下托盘92中心轴旋转90°，向钻孔机器人的中心回收。

左右两组钻孔系统均包括设置在上托盘91上的钻孔支架3、固定在钻孔支架3上的轴向钻孔系统35，如图4所示，轴向钻孔系统35包括m个钻孔机构、基座111及调节各钻孔机构的钻头角度调节驱动机构，基座111固定在钻孔支架3上；m个钻孔机构设置在基座111上；m个钻孔机构沿隧道轴向及周向排布；相邻两个沿轴线排布的钻孔机构之间的间距为a，相邻两个沿周向排布的钻孔机构之间的间距为b。伺服激光定位仪与m个钻孔机构一一对应；其中m大于等1。通过钻头角度调节驱动机构可以调节相邻两个沿周向排布的钻孔机构之间间距。如图4所示，钻孔机构包括液压推进器114、电锤116及设置在液压推进器114与电锤116之间的过载保护机构。主要依靠电锤钻孔，液压推进器进行轴向推进，迫使钻头前进，达到钻孔深度要求。过载保护机构包括过载保护下底板81、过载保护上底板82、设置在过载保护下底板81与过载保护上底板82之间的过载导向杆118、套装在过载导向杆118上的过载弹簧83及固定在过载保护上底板82上的过载保护限位开关及钻孔启动限位开关；过载保护限位开关用于控制液压推进器(推进电锤钻孔的轴向运动)启停，钻孔启动限位开关用于控制电锤启停；液压推进器114包括活塞杆及用于固定液压缸的液压推进盘，活塞杆的端部与过载保护上底板固连；电锤固定在过载保护下底板81上，电锤116上安装有限位开关支架119，限位开关支架9沿钻头轴向方向距钻孔启动限位开关的距离小于距过载保护限位开关的距离。液压推进器114根据控制指令迫使钻头像混凝土侧壁靠近，当电锤116的钻尖与除尘导向管51接触混凝土侧壁以后，液压推进器114继续推进，此时过载弹簧83进行压缩，安装在电锤116上的限位开关支架9碰触到除尘和钻孔启动限位开关，电锤和除尘系统启动，开始钻孔，当遇到钢筋或者石块的过程中钻孔阻力过大，液压推进器继续推进，导致过载弹簧继续进行压缩，当安装在电锤上的限位开关触碰过载保护限位开关，液压推进器根据指令快速推出，防止钻头折断，此时，钢筋自动检测补偿系统自动补偿一定的位移，驱使轴向钻孔系统到下一位置进行钻孔。本实施例中钻头角度调节驱动机构包括蜗轮蜗杆调节系统112，上述蜗轮蜗杆调节系统112通过连接座113固定在基座111上，蜗杆穿过基座111前后侧壁，蜗轮位于基座内，上述液压推进盘上设有与液压推进盘固连的旋转轴1120，旋转轴1120由外至内穿过基座左右侧壁与位于基座内的蜗轮轴连接。上述过载保护上底板开有导向孔；上述钻孔机构还包括与活塞杆平行设置的进给导向杆，进给导向杆的一端与液压缸外壁固连，另一端穿过过载保护上底板的导向孔且能够沿导向孔做直线运动。

轴向钻孔系统还包括除尘防护系统20；除尘防护系统20包括固定在电锤钻头上且端部与钻头头端平齐的除尘导向管51及固定在电锤上的除尘固定管52，除尘导向管51嵌套入除尘固定管52内，且能够沿除尘固定管52上下移动，除尘固定管52通过除尘排屑管8接抽气装置，抽气装置固定在行走车架上，每个电锤的除尘固定管道均通过除尘排屑管连接到抽气装置，抽气装置利用真空吸尘器30的负压排除钻孔过程中产生的混凝土灰尘；

行走车架的前后位置同时安装前防护栏28，后防护栏18，前后防护栏28，后防护栏18同时站有操作人员A24，操作人员B2，控制系统1安装在前防护栏28，后防护栏18任意位置；

多个伺服激光定位仪271依据轴向钻孔系统沿隧道径向(圆周方向)距离b261，轴向钻孔系统沿隧道前进方向距离a262排布。

地铁隧道钻孔机器人进入隧道施工位置，按照以下步骤进行地铁隧道侧壁钻孔；

步骤1：人工根据施工要求，选定钻孔初始位置；

步骤2：控制人员A24、控制人员B2通过旋转左右两侧的托盘9，转动上托盘9-2使其绕下托盘9-2的中心轴旋转90°，左右两侧的钻孔支架系统3分别向两侧打开，

步骤3：根据图纸要求和现场提供支架安装孔位置，控制人员A24、控制人员B2分别站立在钻孔机器人前护栏28、后护栏18内，调节右侧钻头角度调节驱动机构4与左侧钻头角度调节驱动机构22，使沿隧道的圆周方向布置的左右两侧的轴向钻孔系统35的电锤7钻头位置生变化，保证钻头7垂直于隧道侧壁，同时调整钻孔机器人前护栏28上按要求布置的伺服激光定位仪激光点和电锤钻头的旋转角度保持一致；

步骤4：控制人员A24通过控制系统1启动钻孔机器人的后锁紧装置151，前锁紧装置15-2，左侧液压定位器21、右侧液压定位器6使钻孔机器人在该工位固定，

步骤5：系统钻孔程序启动，轴向钻孔系统35的液压缸5推动电锤7进行进给运动，真空吸尘器30启动，钻孔过程中产生的混凝土粉末通过除尘排屑管8进入真空排屑泵的储存室中；

步骤6：液压推进器5行程结束，达到钻孔深度要求，液压缸反向运动，钻头快速退出；

步骤7：在进行步骤4、5、6的同时，控制人员A24及控制人员B2利钢筋检测仪对伺服激光定位仪271定位点的钢筋进行检测，控制系统1会自动记录钢筋检测仪同步传回的钢筋检测仪的反馈信号；

步骤8：根据步骤7反馈回钢筋检测仪信号，钻孔位置隧道混凝土中如有钢筋，控制系统1，根据指令驱动左侧的钢筋自动检测补偿系统17与右侧的钢筋自动检测补偿系统33，驱动钢筋避让支架上下移动，钢筋避让支架带动旋转托盘系统、钻孔支架及轴向钻孔系统35上下移动一定的距离d，避开钢筋位置；

步骤9：第一工位钻孔完成以后，钻孔机器人根据控制系统1指令同步伺服传动系统16，驱动钻孔机器人前进支架安装间距要求的距离c，重复步骤4-步骤8；

步骤10：钻孔完成以后，进入下一工位开始执行步骤4-9继续钻孔，直至该施工标段钻孔完成。

步骤11：钻孔过程中如有钻头折断，控制人员A24、控制人员B2利用前防护栏28，后防护栏18快速方便更换折断钻头。

Claims (10)

1.一种隧道钻孔机器人，其特征在于：包括控制系统、自动行走定位系统、n组钢筋自动检测补偿系统、n组钻孔系统及电源系统，其中n大于等于1；

所述自动行走定位系统包括行走车架、设置在行走车架下方的行走轮、设置在行走车架上的行走同步伺服驱动系统；行走同步伺服驱动系统根据控制系统指令控制行走轮移动；

所述钢筋自动检测补偿系统包括伺服激光定位仪、钢筋检测仪、钢筋避让支架及钢筋避让支架驱动器；所述钢筋检测仪、钢筋避让支架及钢筋避让支架驱动器均设置在行走车架上，所述钢筋检测仪用于对伺服激光定位仪定位点的钢筋进行检测，并将检测数据发送至控制系统，控制系统根据接收的钢筋检测仪数据控制钢筋避让支架驱动器驱动钢筋避让支架移动；

所述钻孔系统包括设置在钢筋避让支架上的钻孔支架、固定在钻孔支架上的轴向钻孔系统，所述轴向钻孔系统包括m个钻孔机构，m个钻孔机构沿隧道轴向及周向排布；伺服激光定位仪与m个钻孔机构一一对应；其中m大于等1；

所述电源系统固定在行走车架。

2.根据权利要求1所述的隧道钻孔机器人，其特征在于：所述轴向钻孔系统还包括基座及调节各钻孔机构的钻头角度的调节驱动机构；

所述基座固定在钻孔支架上；m个钻孔机构设置在基座上；

所述钻孔机构包括液压推进器、电锤及设置在液压推进器与电锤之间的过载保护机构；

所述过载保护机构包括过载保护下底板、过载保护上底板、设置在过载保护下底板与过载保护上底板之间的过载导向杆、套装在过载导向杆上的过载弹簧及固定在过载保护上底板上的过载保护限位开关及钻孔启动限位开关；所述过载保护限位开关用于控制液压推进器启停，钻孔启动限位开关用于控制电锤启停；

所述液压推进器包括活塞杆，所述活塞杆的端部与过载保护上底板固连；

所述电锤固定在过载保护下底板上，电锤上安装有限位开关支架，所述限位开关支架沿钻头轴向方向距钻孔启动限位开关的距离小于距过载保护限位开关的距离。

3.根据权利要求2所述的隧道钻孔机器人，其特征在于：所述液压推进器还包括用于固定液压缸的液压推进盘；所述钻头角度调节驱动机构包括蜗轮蜗杆调节系统，所述蜗轮蜗杆调节系统通过连接座固定在基座上，蜗杆穿过基座前后侧壁，蜗轮位于基座内，所述液压推进盘上设有与液压推进盘固连的旋转轴，旋转轴由外至内穿过基座左右侧壁与位于基座内的蜗轮轴连接。

4.根据权利要求3所述的隧道钻孔机器人，其特征在于：所述过载保护上底板开有导向孔；所述钻孔机构还包括与活塞杆平行设置的进给导向杆，所述进给导向杆的一端与液压缸外壁固连，另一端穿过过载保护上底板的导向孔且能够沿导向孔做直线运动。

5.根据权利要求2所述的隧道钻孔机器人，其特征在于：所述钻孔机构还包括除尘防护系统；所述除尘防护系统包括固定在电锤上的除尘导向管及除尘固定管，除尘导向管开口端与钻头尖端平齐，所述除尘导向管嵌套入除尘固定管内，同时该除尘导向管在除尘固定管内上下可移动，除尘固定管通过除尘排屑管接抽气装置，抽气装置固定在行走车架上。

6.根据权利要求1所述的隧道钻孔机器人，其特征在于：还包括设置在钢筋避让支架与钻孔支架之间的托盘系统；所述托盘系统包括上托盘与下托盘，下托盘与钢筋避让支架固连，上托盘与下托盘通过转轴连接；钻孔支架固定在上托盘上。

7.根据权利要求6所述的隧道钻孔机器人，其特征在于：还包括与行走车架可拆卸连接的防护栏，所述防护栏上安装有激光定位灯，所述激光定位灯的数量和位置与钻孔支架上安装布置的轴向钻孔系统等数量且等间距；

所述防护栏上还安装有警示灯装置、三色灯装置。

8.根据权利要求1所述的隧道钻孔机器人，其特征在于：行走轮包括主前进车轮与辅助支承车轮，行走同步伺服驱动系统根据控制系统指令控制主前进车轮移动。

9.根据权利要求1所述的隧道钻孔机器人，其特征在于：所述自动行走定位系统还包括锁紧装置；通过控制系统实现锁紧；

所述钻孔系统还包括设置在基座上液压定位器，用于辅助定位。

10.一种权利要求6-9任一所述的隧道钻孔机器人施工钻孔方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：人工根据施工要求，选定钻孔初始位置；

步骤2：控制人员通过旋转托盘，转动上托盘使其绕下托盘的中心轴旋转90°，轴向钻孔系统分别向侧方打开；

步骤3：根据图纸要求和现场提供支架安装孔位置，控制人员调节的钻头角度调节驱动机构，保证钻头垂直于隧道侧壁；同时调整伺服激光定位仪激光点和电锤钻头的旋转角度保持一致；

步骤4：控制人员通过控制系统启动钻孔机器人锁紧装置，液压定位器；

步骤5：系统钻孔程序启动，轴向钻孔系统的液压缸推动电锤进行进给运动，真空除尘启动，钻孔过程中产生的混凝土粉末通过管道进入真空排屑泵的储存室中；

步骤6：液压缸行程结束，达到钻孔深度要求，液压缸反向运动，钻头快速退出；

步骤7：在进行步骤4、5、6的同时，控制人员利钢筋检测仪对伺服激光定位仪定位点的钢筋进行检测，控制系统自动记录钢筋检测仪同步传回的钢筋检测仪的反馈信号；

步骤8：根据步骤7反馈回钢筋检测仪信号，控制系统，根据指令驱动钢筋自动检测补偿系统，驱动钢筋避让支架上下移动，钢筋避让支架带动旋转托盘系统、钻孔支架及轴向钻孔系统上下移动，避开钢筋位置；

步骤9：第一工位钻孔完成以后，钻孔机器人根据控制系统指令同步伺服传动系统，驱动钻孔机器人前进，重复步骤4-步骤8；

步骤10：钻孔完成以后，进入下一工位开始执行步骤4-9继续钻孔，直至该施工标段钻孔完成。