CN113833487A - 一种穿石柔性凿岩机器人及其破岩方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿石柔性凿岩机器人及其破岩方法，其中机器人包括控制系统、头部和至少一个尾部；头部包括头部壳体、推进转盘、钻孔机构、液压推进系统、第一驱动机构、第二驱动机构；推进转盘包括位于中心的钻头及环设于钻头外的切削转盘；第一驱动机构与钻头连接，第二驱动机构与切削转盘连接；尾部包括尾部壳体、进退式动力系统、固定支撑系统；头部与尾部之间及尾部与尾部之间通过柔性部件连接；液压推进系统、第一驱动机构、第二驱动机构、钻孔机构、进退式动力系统、固定支撑系统均与控制系统电连接。能实现拉剪破岩，提高了破岩效率，并降低了切削转盘的磨损，适用于深部高应力岩体；即可实行水平凿岩掘进，亦可在水平和垂直方向钻孔。

Description

一种穿石柔性凿岩机器人及其破岩方法

技术领域

本发明涉及矿山地下深部破岩技术领域，尤其涉及一种穿石柔性凿岩机器人及其破岩方法。

背景技术

随着开采进入深部，矿岩坚硬、应力高、矿体分散特征显现，使得硬岩切割难、钻爆回采连续作业难、开采扰动诱发岩爆等灾害显现，且常规凿岩钻孔直径大、设备搬移困难、工人手动控制劳动强度大，制约稀有金属的安全高效回收。

而深部资源开采离不开凿岩钻孔，在凿岩钻孔方面，国内专家学者进行了很多相关研究，如长沙智能制造研究总院与中南大学合作研发的隧道钻孔机器人，针对江苏地铁1号线的34种不同隧道类型和各种安装孔位的自动钻孔需求，研制了一款9自由度隧道管片智能钻孔机器人，其集成一系列终端测控装置，可实现闭环伺服控制。在专利申请方面，专利申请号CN2016103091707，名称为“一种隧道支护钻孔机器人”，其主要用途为钻孔后自动插入锚杆，及时支护；专利申请号CN 951206028，名称为“盾构掘进式隧道钻孔机”，其主要借助刀具辐上的切削钻头提升切削作用，用于施工具有弯曲形状的隧道；专利申请号CN2021104528596，名称为“一种防冲击钻孔机器人及钻杆精确定位方法”，其主要在无人化定位钻孔方面，进行钻孔标定，并实现地压冲击的预防；专利申请号CN2020110844261，名称为“一种隧道钻孔机器人系统及其控制方法、隧道掘进机”，其主要达到智能连续钻孔作业，提高钻孔一致性，缩短施工周期的目标；又如专利申请号CN2020103193321，名称为“一种智能钻孔机器人”，其主要针对加工车厢或者大型平台所需钻孔，研发的一种智能精确定位钻孔机器人，设备操作便捷，大大降低了人工劳动强度，增强了钻孔的精度，保护了生产车间的环境。所举专利研究多以无人化定位、智能支护、新型盾构结构钻孔等方面考虑，设备要么十分庞大，要么适用于地下浅部或车间环境，且破岩方式皆为压剪破岩。设备庞大所带来问题有能耗大、运输不便、维修困难等，给深部资源高效开采带来不便；所述无人化定位，主要以钻孔标定为主，为锚杆支护提供定位导航；此外，对本领域的技术人员可知，岩石抗压强度要远远大于其抗拉、抗剪强度，深部高应力岩体难凿，切削刀具磨损量大，传统压剪破岩方法已经不适用深部高应力岩体。

发明内容

本发明提供了一种穿石柔性凿岩机器人及其破岩方法，以解决现有的凿岩设备无法适用于深部高应力岩体的问题。

第一方面，提供了一种穿石柔性凿岩机器人，包括控制系统、头部和至少一个尾部；

所述头部包括头部壳体，位于所述头部壳体一端的推进转盘，以及设置于所述头部壳体内的钻孔机构、液压推进系统、第一驱动机构、第二驱动机构；所述推进转盘包括位于中心的钻头及环设于所述钻头外的切削转盘；所述第一驱动机构与所述钻头连接，所述第二驱动机构与所述切削转盘连接；所述液压推进系统用于驱使所述第一驱动机构、钻头往返移动，还用于驱使所述第一驱动机构、第二驱动机构、推进转盘一起往返移动；

所述尾部包括尾部壳体及嵌设于所述尾部壳体内的进退式动力系统、固定支撑系统；所述头部与尾部之间及尾部与尾部之间通过柔性部件连接；

所述液压推进系统、第一驱动机构、第二驱动机构、钻孔机构、进退式动力系统、固定支撑系统均与所述控制系统电连接。

该穿石柔性凿岩机器人工作时，首先控制系统控制进退式动力系统工作也进入到施工位置，然后控制尾部的固定支撑系统工作，固定支撑系统向外伸张以与围岩体精密接触，使该机器人整体实现固定效果；然后控制系统控制钻头单独向前推进开槽，形成自由面；然后再控制钻头和切削转盘共同向前推进作业，此时先控制切削转盘在一预设角度内往复转动式切削岩体，形成扇形切槽，然后取消角度限制，是钻头和切削转盘恢复正常的旋转推进，使未切割岩体受力变为剪切与拉伸状态，实现拉剪破岩。控制系统还可控制钻孔机构对周围的围岩体进行钻孔作业。

进一步地，所述钻孔机构包括至少一个钻孔组件，所述钻孔组件包括依次连接的旋转臂、伸缩钻杆、钻孔钻头。旋转臂用于控制钻孔方向，钻孔钻头用于钻孔，伸缩钻杆用于推进钻孔钻头。

进一步地，所述第一驱动机构包括第一电机及与所述第一电机输出轴连接的连接杆，所述连接杆的另一端与所述钻头连接。

进一步地，所述第二驱动机构包括第二电机、传动机构及转盘连接件，所述第二电机通过所述传动机构驱使所述转盘连接件转动，所述转盘连接件前端与所述切削转盘连接。

进一步地，所述液压推进系统包括液压动力单元及与其连接的第一液压支架组件、第二液压支架组件，所述第二液压支架组件环设于所述第一液压支架组件外，所述第一驱动机构安装于所述第一液压支架组件上，所述第二驱动机构安装于所述第二液压支架组件上。第一液压支架组件工作时可推动第一驱动机构移动，故而由第一液压支架组件实现钻头单独的往返移动；第一液压支架组件和第二液压支架组件同步工作时，实现钻头和切削转盘的共同往返移动。

进一步地，所述固定支撑系统包括沿所述尾部壳体圆周径向设置且均匀分布四个可伸缩的支撑杆，以及与每个所述支撑杆外端固连的且与所述尾部壳体圆周半径相同的弧形支撑板。需对机器人进行固定时，控制四个支撑杆向外伸张，从而驱使弧形支撑板向外移动扩张，紧密抵靠于围岩体上，实现机器人的整体固定；当机器人需要前后移动时，需要先控制四个支撑杆回缩复位，然后控制进退式动力系统工作驱使机器人前后移动。

进一步地，所述头部壳体内上部还设置有进水管，所述头部壳体内底部还设置有排渣管。进水管用于施工期间持续供水，实现降温、防尘、减少器械耗损的作用，往前推进凿下的岩石经过水与推进转盘的旋转共同作用，流入排渣管进行排渣处理。

进一步地，所述柔性部件包括柔性外壳及设置于所述柔性外壳内的类弹簧连接件。通过柔性部件作为连接件，保证机器人可小角度的改变掘进方向，避免不利地形。

进一步地，还包括与所述控制系统电连接的导航系统，所述导航系统包括定位模块及灾害识别定位模块；

所述定位模块用于获取该穿石柔性凿岩机器人的位置并传输至所述控制系统；

所述灾害识别定位模块包括多频段感知单元、可变频震源，所述可变频震源协同掘进时的震源作为信号源，所述多频段感知单元根据接收的信号识别并定位灾害位置，并将灾害位置传输至所述控制系统；

所述控制系统根据接收的穿石柔性凿岩机器人的位置及灾害位置对该穿石柔性凿岩机器人进行导航。

定位模块用于机器人自身位置的定位，为导航提供机器人位置信息；灾害识别定位模块，其通过可变频震源并协同掘进时的震源作为信号源，在围岩体中传播后由多频段感知单元接收信号，并根据接收信号识别是否存在灾害(围岩体变形、破裂、大断层、地下水等)，若存在，则识别其位置提供给控制系统，控制系统控制机器人改向避过灾害位置。同时在进行钻孔时，也会进行灾害的识别和定位，并发送给控制系统，由控制系统控制钻孔方向。

第二方面，提供了一种利用如上所述的穿石柔性凿岩机器人的破岩方法，包括：

控制系统控制液压推进系统将第一驱动机构及钻头向前推进，并控制第一驱动机构工作，使钻头预先开槽形成自由面；

控制系统控制液压推进系统使第一驱动机构及钻头复位，然后控制液压推进系统同时给第一驱动机构、第二驱动机构、推进转盘提供推力；

控制系统控制第二驱动机构在一预设角度内做往复转动式切削岩体，形成扇形切槽；

控制系统取消角度控制，控制第一驱动机构、第二驱动机构正常工作，使推进转盘对准扇形切槽正常旋转推进，使未切割岩体受力变为剪切与拉伸状态，实现拉剪破岩。

有益效果

本发明提出了一种穿石柔性凿岩机器人及其破岩方法，通过将推进转盘拆分为两个可独立工作的钻头和切削转盘，从而可实现将传统的压剪破岩改为拉剪破岩，有效提高了破岩效率，并降低了切削转盘的磨损，能适用于深部高应力岩体；通过采用进退式动力系统，可实现前进、后退及爬坡功能，如遇设备故障，也便于退出进行检查；该机器人可实行水平凿岩掘进，亦可在水平和垂直方向打设炮孔、卸压孔。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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。

图1是本发明实施例提供的穿石柔性凿岩机器人结构示意图；

图2是本发明实施例提供的推进转盘剖面图；

图3是本发明实施例提供的固定支撑系统剖面图；

图4是本发明实施例提供的穿石柔性凿岩机器人头部施工图；

图5是本发明实施例提供的破岩原理图；

图6是本发明实施例提供的钻头示意图；

图7是本发明实施例提供的柔性部件结构图；

图8是本发明实施例提供的推进转盘内部结构示意图。

图中：1、头部；2、推进转盘；2-1、钻头；2-2、切削转盘；3、旋转臂；4、伸缩钻杆；5、液压推进系统；6、尾部；7、进退式动力系统；8、固定支撑系统；8-1、支撑杆；8-2、弧形支撑板；9、柔性部件；9-1柔性外壳；9-2类弹簧连接件；10、进水管；11、排渣管；12、头部壳体；13、尾部壳体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中心”、“纵向”、“横向”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或顺序。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

如图1至图8所示，本实施例提供了一种穿石柔性凿岩机器人，包括控制系统、头部1和至少一个尾部6；

所述头部1包括头部壳体12，位于所述头部壳体12一端的推进转盘2，以及设置于所述头部壳体12内的钻孔机构、液压推进系统5、第一驱动机构、第二驱动机构；所述推进转盘2包括位于中心的钻头2-1及环设于所述钻头2-1外的切削转盘2-2；所述第一驱动机构与所述钻头2-1连接，所述第二驱动机构与所述切削转盘2-2连接；所述液压推进系统5用于驱使所述第一驱动机构、钻头2-1往返移动，还用于驱使所述第一驱动机构、第二驱动机构、推进转盘2一起往返移动；

所述尾部6包括尾部壳体13及嵌设于所述尾部壳体13内的进退式动力系统7、固定支撑系统8；所述头部1与尾部6之间及尾部6与尾部6之间通过柔性部件9连接；

所述液压推进系统5、第一驱动机构、第二驱动机构、钻孔机构、进退式动力系统7、固定支撑系统8均与所述控制系统电连接。

具体的，如图1及图8所示，所述钻孔机构包括至少一个钻孔组件，所述钻孔组件包括依次连接的旋转臂3、伸缩钻杆4、钻孔钻头。本实施例中，钻孔机构包括四个钻孔组件，四个钻孔组件平均分布于头部1内的上下左右四个方位；旋转臂3用于控制钻孔方向，钻孔钻头用于钻孔，伸缩钻杆4用于推进钻孔钻头。

其中，所述固定支撑系统8包括沿所述尾部壳体13圆周径向设置且均匀分布四个可伸缩的支撑杆8-1，以及与每个所述支撑杆8-1外端固连的且与所述尾部壳体13圆周半径相同的弧形支撑板8-2。需对机器人进行固定时，控制四个支撑杆8-1向外伸张，从而驱使弧形支撑板8-2向外移动扩张，紧密抵靠于围岩体上，实现机器人的整体固定；当机器人需要前后移动时，需要先控制四个支撑杆8-1回缩复位，然后控制进退式动力系统7工作驱使机器人前后移动。

其中，所述第一驱动机构包括第一电机及与所述第一电机输出轴连接的连接杆，所述连接杆的另一端与所述钻头2-1连接。所述第二驱动机构包括第二电机、传动机构及转盘连接件，所述第二电机通过所述传动机构驱使所述转盘连接件转动，所述转盘连接件前端与所述切削转盘2-2连接。所述液压推进系统5包括液压动力单元及与其连接的第一液压支架组件、第二液压支架组件，所述第二液压支架组件环设于所述第一液压支架组件外，所述第一驱动机构安装于所述第一液压支架组件上，所述第二驱动机构安装于所述第二液压支架组件上。第一液压支架组件工作时可推动第一驱动机构移动，故而由第一液压支架组件实现钻头2-1单独的往返移动；第一液压支架组件和第二液压支架组件同步工作时，实现钻头2-1和切削转盘2-2的共同往返移动。

具体实施时，第二驱动机构的转盘连接件套设于第一驱动机构的连接杆外，构成类似于套管结构，从而实现连接杆轴向方向的前后移动。第一电机安装于第一液压支架组件上，转盘连接件一端可通过轴承座安装在第二液压支架组件上，第二电机也安装于第二液压支架组件上，传动机构可选择齿轮传动、皮带传动等方式。第一液压支架组件可选择由至少一个液压缸及与液压缸活塞杆输出端连接的安装板构成；第二液压支架组件可选择由呈环形布设的多个液压缸及与多个液压缸活塞杆输出端连接的环形安装板构成。液压推进系统5的液压动力单元可选择设置于头部1内，也可也选择设置于该机器人外部，通过管路将液压油输送至第一液压支架组件和第二液压支架组件的液压缸内；固定支撑系统8的四个可伸缩的支撑杆8-1及伸缩钻杆4也可通过液压缸实现，由液压动力单元提供动力。当然，其他实施例中，液压推进系统5、支撑杆8-1、伸缩钻杆4也可选择由气压动力系统实现。

本实施例中，所述头部壳体12内上部还设置有进水管10，所述头部壳体12内底部还设置有排渣管11。进水管10用于施工期间持续供水，实现降温、防尘、减少器械耗损的作用，往前推进凿下的岩石经过水与推进转盘2的旋转共同作用，流入排渣管11进行排渣处理。

优选地，还包括与所述控制系统电连接的导航系统，所述导航系统包括定位模块及灾害识别定位模块；所述定位模块用于获取该穿石柔性凿岩机器人的位置并传输至所述控制系统；所述灾害识别定位模块包括多频段感知单元、可变频震源，所述可变频震源协同掘进时的震源作为信号源，所述多频段感知单元根据接收的信号识别并定位灾害位置，并将灾害位置传输至所述控制系统；所述控制系统根据接收的穿石柔性凿岩机器人的位置及灾害位置对该穿石柔性凿岩机器人进行导航。

定位模块用于机器人自身位置的定位，为导航提供机器人位置信息，定位模块为现有技术在此不再赘述。灾害识别定位模块，其通过可变频震源并协同掘进时的震源作为信号源，在围岩体中传播后由多频段感知单元接收信号，并根据接收信号识别是否存在灾害(围岩体变形、破裂、大断层、地下水等)，若存在，则识别其位置提供给控制系统，控制系统控制机器人改向避过灾害位置。同时在进行钻孔时，也会进行灾害的识别和定位，并发送给控制系统，由控制系统控制钻孔方向。多频段感知单元的具体实现方案可参见中国专利CN2021100687984，名称为“一种地声事件定位方法及其失稳灾害预警方法、地声感知仪、监测系统及其可读存储介质”，其提供的多频段地声智能感知仪及地声事件定位方法均可实现围岩体变形、破裂、大断层、地下水等灾害的定位，具体实现过程在此不再进行赘述。

如图7所示，本实施例中，所述柔性部件9包括柔性外壳9-1及设置于所述柔性外壳9-1内的类弹簧连接件9-2。通过柔性部件9作为连接件，保证机器人可小角度的改变掘进方向，避免不利或灾害地形，达到安全凿岩的目标。

具体实施时，切削转盘2-2包括多个切削刀具，本实施例中切削刀具为28个，头部1和尾部6均为直径为1m的圆柱体。当然，在其他实施例中，根据实际工况的需要，可调整切削刀具的数量以及头部1、尾部6的直径。

基于上述实施例提供的穿石柔性凿岩机器人，还提供了利用该穿石柔性凿岩机器人进行掘进、破岩和钻孔的方法。

参见图1、图3、图4和图6，穿石柔性凿岩机器人向前掘进，主要步骤如下：

a、控制系统控制固定支撑系统8中的支撑杆8-1往外伸张，使弧形支撑板8-2与围岩体紧密接触，使整体实现固定效果；

b、控制系统控制钻头2-1向工作面预先开槽，形成自由面，如图7中C-C所示，开槽完成后，再由控制系统控制钻头2-1退后，恢复至原始位置(即与推进转盘2耦合)；

c、控制系统再控制液压推进系统5给推进转盘2水平推力，通过旋转与水平推力相互作用，切削转盘2-2与岩体作用发生拉剪破坏，使头部1往前推进；

d、穿石柔性凿岩机器人头部1往前伸缩量受液压推进系统5伸缩量控制，当头部1伸缩量受限时，控制支撑杆8-1向内收缩；

e、控制系统再控制进退式动力系统7，使机器人整体往前移动，直到推进转盘2贴合工作面为止，停止进退式动力系统7移动，再到下一次控制支撑杆8-1往外伸张，即完成一次掘进循环。

f、在施工期间进水管10会持续供水，实现降温、防尘、减少器械耗损的作用，往前推进凿下的岩石经过水与推进转盘2的旋转共同作用，流入排渣管11进行排渣处理。

参见图4和图5，穿石柔性凿岩机器人凿岩钻进的破岩步骤如下：

a、控制系统控制液压推进系统5将第一驱动机构及钻头2-1向前推进，并控制第一驱动机构工作，使钻头2-1预先开槽形成自由面；

b、控制系统控制液压推进系统5使第一驱动机构及钻头2-1复位，然后控制液压推进系统5同时给第一驱动机构、第二驱动机构、推进转盘2提供推力；

c、控制系统控制第二驱动机构在一预设角度内做往复转动式切削岩体，形成扇形切槽；

d、控制系统取消角度控制，控制第一驱动机构、第二驱动机构正常工作，使推进转盘2对准扇形切槽正常旋转推进，使未切割岩体受力变为剪切与拉伸状态，实现拉剪破岩。

参见图1和图4，穿石柔性凿岩机器人打设炮孔、卸压孔步骤如下：

a、控制固定支撑系统8中的支撑杆8-1往外伸张，完成整体固定；

b、根据多频段感知单元的定位确定所需打孔的位置；

c、利用控制系统控制旋转臂3、伸缩钻杆4及钻孔钻头，打设既定钻孔；

d、在施工期间进水管10会持续供水，实现降温、防尘、减少器械耗损的作用，钻孔冲洗的石渣通过旋转作用，流入排渣管11进行排渣处理。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

上述实施例提供的穿石柔性凿岩机器人具有如下优点：

a、机器人尺寸较小，设备耗能较小；

b、机器人可小角度改变掘进方向，可规避不利地形；

c、机器人能实现爬坡、前进、后退功能，如遇设备故障，可退出检查；

d、改传统压剪破岩为拉剪破岩，提高了破岩效率，降低了切削刀具的磨损；

e、机器人既可实现水平凿岩掘进，亦可垂直水平方向打设炮孔、卸压孔。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种穿石柔性凿岩机器人，其特征在于，包括控制系统、头部和至少一个尾部；

所述头部包括头部壳体，位于所述头部壳体一端的推进转盘，以及设置于所述头部壳体内的钻孔机构、液压推进系统、第一驱动机构、第二驱动机构；所述推进转盘包括位于中心的钻头及环设于所述钻头外的切削转盘；所述第一驱动机构与所述钻头连接，所述第二驱动机构与所述切削转盘连接；所述液压推进系统用于驱使所述第一驱动机构、钻头往返移动，还用于驱使所述第一驱动机构、第二驱动机构、推进转盘一起往返移动；

所述尾部包括尾部壳体及嵌设于所述尾部壳体内的进退式动力系统、固定支撑系统；所述头部与尾部之间及尾部与尾部之间通过柔性部件连接；

所述液压推进系统、第一驱动机构、第二驱动机构、钻孔机构、进退式动力系统、固定支撑系统均与所述控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的穿石柔性凿岩机器人，其特征在于，所述钻孔机构包括至少一个钻孔组件，所述钻孔组件包括依次连接的旋转臂、伸缩钻杆、钻孔钻头。

3.根据权利要求1所述的穿石柔性凿岩机器人，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一电机及与所述第一电机输出轴连接的连接杆，所述连接杆的另一端与所述钻头连接。

4.根据权利要求3所述的穿石柔性凿岩机器人，其特征在于，所述第二驱动机构包括第二电机、传动机构及转盘连接件，所述第二电机通过所述传动机构驱使所述转盘连接件转动，所述转盘连接件前端与所述切削转盘连接。

5.根据权利要求1所述的穿石柔性凿岩机器人，其特征在于，所述液压推进系统包括液压动力单元及与其连接的第一液压支架组件、第二液压支架组件，所述第二液压支架组件环设于所述第一液压支架组件外，所述第一驱动机构安装于所述第一液压支架组件上，所述第二驱动机构安装于所述第二液压支架组件上。

6.根据权利要求1所述的穿石柔性凿岩机器人，其特征在于，所述固定支撑系统包括沿所述尾部壳体圆周径向设置且均匀分布四个可伸缩的支撑杆，以及与每个所述支撑杆外端固连的且与所述尾部壳体圆周半径相同的弧形支撑板。

7.根据权利要求1所述的穿石柔性凿岩机器人，其特征在于，所述头部壳体内上部还设置有进水管，所述头部壳体内底部还设置有排渣管。

8.根据权利要求1所述的穿石柔性凿岩机器人，其特征在于，所述柔性部件包括柔性外壳及设置于所述柔性外壳内的类弹簧连接件。

9.根据权利要求1至8任一项所述的穿石柔性凿岩机器人，其特征在于，还包括与所述控制系统电连接的导航系统，所述导航系统包括定位模块及灾害识别定位模块；

所述定位模块用于获取该穿石柔性凿岩机器人的位置并传输至所述控制系统；

所述灾害识别定位模块包括多频段感知单元、可变频震源，所述可变频震源协同掘进时的震源作为信号源，所述多频段感知单元根据接收的信号识别并定位灾害位置，并将灾害位置传输至所述控制系统；

所述控制系统根据接收的穿石柔性凿岩机器人的位置及灾害位置对该穿石柔性凿岩机器人进行导航。

10.一种利用权利要求1至9任一项所述的穿石柔性凿岩机器人的破岩方法，其特征在于，包括：

控制系统控制液压推进系统将第一驱动机构及钻头向前推进，并控制第一驱动机构工作，使钻头预先开槽形成自由面；

控制系统控制液压推进系统使第一驱动机构及钻头复位，然后控制液压推进系统同时给第一驱动机构、第二驱动机构、推进转盘提供推力；

控制系统控制第二驱动机构在一预设角度内做往复转动式切削岩体，形成扇形切槽；

控制系统取消角度控制，控制第一驱动机构、第二驱动机构正常工作，使推进转盘对准扇形切槽正常旋转推进，使未切割岩体受力变为剪切与拉伸状态，实现拉剪破岩。

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