CN116044456B - 一种隧道加固用机器人及隧道加固系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隧道加固用机器人及隧道加固系统，属于隧道施工技术领域。该隧道加固用机器人包括机架，具有门架和两个底架，两个底架设置于门架的两个底端且底架沿轨道的方向延伸；行走机构，设置于底架且能够沿轨道行走；若干个顶升机构，分布于机架的四周，顶升机构被配置为顶住隧道内壁；至少两个防形变机构，连接于两个底架的外侧，位于两个底架上的防形变机构被配置为能够夹持住至少一个枕木的两侧。本发明提供的隧道加固用机器人及隧道加固系统，能够对门架的底部进行加固，防止门架变形，保证隧道加固用机器人的支撑效果，降低安全隐患。

Description

一种隧道加固用机器人及隧道加固系统

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道加固用机器人及隧道加固系统。

背景技术

隧道加固用机器人，又称支撑台车，是一种用于在隧道施工过程中，对隧道进行加固支撑的设备，尤其是并行隧道施工和交叉隧道施工。

请参照申请号为CN201510074563X，发明名称为“一种用于重叠盾构隧道施工的支撑台车及支撑台车系统”的发明专利，支撑台车包括车架体、行走机构和液压支撑机构，行走机构设置于车架体底部，能够在隧道内的轨道上行走，液压支撑机构分别于车架体的四周，用于与隧道内的管片抵接。其中，车架体具有门架，为了抵抗门架变形，通常会在门架内设置横梁，但是，在对隧道进行支撑的同时，有时需要让电瓶机车从门架内通过，此时，需要将横梁打开，而此时，门架容易发生变形，导致加固效果较差，存在一定的安全隐患，因此，对比文件中采用了拉杆，拉杆的一端与隧道管片上的螺杆端头连接，用于抵抗门架变形，而正如申请号为CN2018205484211，发明名称为“用于盾构重叠隧道的穿行支撑台车”的实用新型专利指出，这种方式会导致下部管片脱离所在位置，上部管片出现崩塌的现象。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种隧道加固用机器人及隧道加固系统，能够对门架的底部进行加固，防止门架变形，保证隧道加固用机器人的支撑效果，降低安全隐患。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种隧道加固用机器人，用于沿由枕木支撑的轨道行走，包括：机架，具有门架和两个底架，两个所述底架设置于所述门架的两个底端且所述底架沿所述轨道的方向延伸；行走机构，设置于所述底架且能够沿轨道行走；若干个顶升机构，分布于所述机架的四周，所述顶升机构被配置为顶住隧道内壁；至少两个防形变机构，连接于两个所述底架的外侧，位于两个所述底架上的所述防形变机构被配置为能够夹持住至少一个枕木的两侧。

进一步地，所述防形变机构包括滑动件、悬臂和夹持件，所述滑动件可滑动地设置于所述底架，所述悬臂与所述底架之间通过两根间隔平行设置的摆臂连接，所述悬臂、所述底架和两根所述摆臂形成平行四连杆机构，以使所述悬臂能够靠近或远离地面且位于所述枕木的端部外侧；其中一根所述摆臂和所述底架之间通过伸缩气缸连接，所述伸缩气缸分别与所述摆臂和所述底架铰接，所述夹持件可伸缩地设置于所述悬臂的内侧且用于抵接于枕木的外侧，同一个枕木的两端外侧能够被两个所述底架上的所述防形变机构的夹持件同时抵接。

进一步地，所述顶升机构包括顶升座、顶升油缸、顶升头和至少三组自适应组件；所述顶升座固定于所述门架上，所述顶升油缸设置于所述顶升座且可伸缩，所述顶升头与所述顶升油缸的伸出端铰接；至少三组自适应组件间隔设置于所述顶升头的顶端，所述自适应组件包括自适应推杆、自适应滚轮和自适应弹簧，所述顶升头的工作面设置有活动腔，所述自适应推杆沿自身轴向滑动设置于所述活动腔内，所述自适应滚轮转动设置于所述自适应推杆的外端，所述自适应弹簧设置于所述活动腔内且分别与所述顶升头和所述自适应推杆抵接，以使所述自适应推杆具有向外运动的趋势；所述顶升机构具有所述自适应滚轮从所述顶升头的工作面伸出且能够与隧道表面滚动接触，以使所述顶升头能够摆动的第一状态，以及所述顶升头的工作面与隧道表面接触、且所述自适应滚轮收缩至所述活动腔内的第二状态。

进一步地，所述顶升油缸为可伸缩的液压油缸，所述液压油缸包括伸缩轴，所述伸缩轴的一端为伸缩端，所述伸缩端的端面呈圆柱面，所述顶升头的底端设置有接触面，所述接触面呈圆柱面，所述伸缩端的端面与所述接触面贴合且能够相对转动。

进一步地，所述隧道加固用机器人还包括若干个调节支撑件，每个所述底架上均设置有至少两个所述调节支撑件，所述调节支撑件可伸缩且与所述底架滑动配合；当所述隧道加固机器人停止时，所述调节支撑件能够移动至其中一根枕木的正上方且向下伸长至与轨道抵接，以使所述调节支撑件能够被轨道的被枕木支撑的部位支撑。

进一步地，所述顶升头包括第一摆臂和第二摆臂，所述第一摆臂的工作面呈平面状，所述第一摆臂的工作面用于与隧道管片的内表面的母线方向贴合，所述第二摆臂的工作面为圆弧形，所述第二摆臂的工作面用于与隧道管片的内表面的周向贴合。

进一步地，所述隧道加固用机器人还包括调距机构，所述调距机构包括调距梁、行走架、斜撑梁、行走轮和定向杆；所述调距梁沿水平方向设置，所述调距梁的一端与所述底架转动连接，所述行走架可转动地设置于所述调距梁的另一端；所述斜撑梁的顶端与所述底架转动连接，所述斜撑梁相对于所述底架的转动中心线与所述调距梁相对于所述底架的转动中心线重合，所述斜撑梁的底端与所述调距梁连接；所述行走轮转动设置于所述行走架，所述定向杆的两端分别与所述底架和所述行走架铰接，所述调距梁、所述底架、所述行走架和所述定向杆形成平行四连杆机构，以使所述调距机构活动时，所述行走轮的朝向不变。

进一步地，所述隧道加固用机器人还包括摄像头，所述摄像头设置于所述机架的前端顶部，所述摄像头用于拍摄所述机架前方的环境信息并将所述环境信息输送至移动终端。

进一步地，所述门架包括并排设置的两个门形架、连接与两个所述门形架之间的横梁、以及用于检修的爬梯，每个所述门架内分别设置有支撑杆，所述支撑杆可拆卸。

本发明还提供了一种隧道加固系统，包括至少三台所述隧道加固用机器人，至少三台所述隧道加固用机器人间隔设置，相邻的两台所述隧道加固机器人之间设置有定距机构，所述定距机构包括伸缩杆和报警系统，所述伸缩杆的两端分别与两台所述隧道加固用机器人铰接，所述伸缩杆能够伸缩且具有至少两个预设长度阈值，当所述伸缩杆的长度到达所述预设长度阈值时分别触发报警系统，以使所述报警系统根据相邻的两台所述隧道加固机器人之间的间距发出不同的报警信息。

本发明的有益效果是：

本发明提供的隧道加固用机器人，能够对门架的底部进行加固，防止门架变形，保证隧道加固用机器人的支撑效果，降低安全隐患。

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。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明实施例提供的隧道加固用机器人的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的隧道加固用机器人去除部分顶升机构后的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的隧道加固用机器人的顶升机构的结构示意图；

图4为图1的A部局部放大示意图；

图5为图2的B部局部放大示意图；

图6为本发明其他实施例提供的隧道加固用机器人的结构示意图；

图7为图6的C部局部放大示意图；

图8为本发明实施例提供的隧道加固用机器人的调距机构的原理示意图。

图标：10-隧道加固用机器人；11-机架；12-行走机构；13-顶升机构；14-防形变机构；110-门架；111-底架；112-爬梯；113-调节支撑件；120-调距梁；121-行走架；122-斜撑梁；123-行走轮；124-定向杆；130-顶升座；131-顶升油缸；132-顶升头；133-自适应组件；134-自适应推杆；135-自适应滚轮；136-自适应弹簧；137-活动腔；140-滑动件；141-悬臂；142-夹持件；143-摆臂；144-伸缩气缸；20-轨道；21-枕木；22-隧道管片；23-电瓶机车。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1、图2所示，本发明的实施例提供了一种隧道加固系统，该隧道加固系统用于对隧道进行加固支撑，尤其是在重叠隧道、并行隧道、交叉隧道建设过程中使用，以确保其中一条隧道掘进施工过程中产生的震动不会影响另外一条隧道的稳定。

以重叠隧道为例，重叠隧道，一般是指两条隧道的延伸方向一致，两条隧道可以沿上下分布，上下两条隧道之间的垂直距离约为2m。一般而言，两条隧道需要分开施工，即先将位于下方的隧道掘进并安装管片、轨道20等后，再对位于上方的隧道进行掘进施工，掘进施工通常会采用盾构机，盾构机对上线隧道掘进施工时，需要对下线隧道一定范围设置支撑，支撑范围通常是上线隧道的盾体下方及盾体前后各10m的对对应位置，以确保下线隧道的结构安全。

隧道加固系统包括隧道加固用机器人10，隧道加固用机器人10的数量不限，例如，五台、六台、七台等，隧道加固用机器人10的数量需要根据需要加固的隧道总长度变化。

多台隧道加固用机器人10间隔设置，每台隧道加固用机器人10相对独立，分别对隧道的不同部位进行支撑。随着上线隧道内的盾体位置变化，需要及时调整隧道加固用机器人10的位置，在调节过程中，同一时间内只能使一台隧道加固用机器人10运动，即保持其他隧道加固用机器人10处于支撑状态，将待移动的隧道加固机器人向前移动一定距离，然后使其对隧道进行支撑，然后再逐个移动其他隧道加固用机器人10。

隧道加固用机器人10的单次移动距离需要控制在一定范围内，并且，移动后，相邻的隧道加固用机器人10之间的间距与预设距离大致相等。隧道加固用机器人10的移动距离，可以手动测定，也可以采用激光测距仪等设备确定。但是，手动测定存在一定的误差，并且在移动过程中，为了保护施工人员的安全，一般不允许施工人员处于隧道加固用机器人10的下方。而使用激光测距仪的成本较高。

在本实施例中，提供了如下技术方案：相邻的两台隧道加固机器人之间设置有定距机构，定距机构包括伸缩杆和报警系统。

伸缩杆的两端分别与两台隧道加固用机器人10铰接，伸缩杆能够伸缩，相邻的两台隧道加固机器人之间的间距发生变化时，伸缩杆的长度发生变化，伸缩杆具有至少两个预设长度阈值，当伸缩杆的长度到达预设长度阈值时分别触发报警系统，报警系统的结构不限，报警系统根据相邻的两台隧道加固机器人之间的间距发出不同的报警信息。例如，报警系统包括报警灯，报警灯能够发出绿色、黄色、红色等灯光，伸缩杆具有三个长度范围，分别为过长、适中、过短，分别代表相邻的两台隧道加固用机器人10之间的间距过长、适中、过短，当伸缩杆过长时，报警灯发出红色灯光，当伸缩杆适中时，报警灯发出绿色灯光，当伸缩杆过短时，报警灯发出黄色灯光。

每台隧道加固用机器人10均可以独立制造、使用等，隧道加固用机器人10的具体结构如下：隧道加固用机器人10包括机架11、行走机构12、顶升机构13和防形变机构14，其中，机架11用于对其他结构进行支撑，行走机构12用于沿由轨道20行走，顶升机构13用于与隧道管片22接触并对隧道管片22进行支撑，防形变机构14用于防止门架110形变。

此处，先对轨道20结构进行说明，施工过程中，通常包含两对轨道20，用于供隧道加固用机器人10行走的轨道20为第一轨道20，用于供电瓶机车23等行走的轨道20为第二轨道20，第二轨道20位于第一轨道20的内侧。每对轨道20由两条相应的铁轨组成，铁轨的延伸方向与隧道的延伸方向一致，铁轨由枕木21支撑，枕木21可以为木质枕木21、钢枕木21、水泥枕木21等，若枕木21为木质枕木21或刚枕木21等，则同一根枕木21的两端分别能够第一轨道20的两条铁轨以及第二轨道20的两条铁轨，若枕木21为水泥枕木21，则一个枕木21由两个水泥枕木21组成，两个水泥枕木21分别用于支撑第一轨道20的两条铁轨，第二轨道20的支撑方式不限。

其中，机架11的结构可以参照现有技术，机架11包括门架110和两个底架111，两个底架111设置于门架110的两个底端。

在本实施例中，门架110包括门形架、横梁和爬梯112等，门形架的数量为至少两个，以两个门形架为例，两个门形架并排间隔设置，两个门形架沿轨道20的延伸方向前后分布。

横梁设置于两个门形架之间，横梁的数量不限，横梁可以沿水平方向设置，并且横梁沿轨道20的方向延伸，横梁的两端分别与两个门形架连接。

在门架110上可以设置安装平台，安装平台上可以放置液压油箱等结构，爬梯112设置于门架110上，以使施工人员能够爬升至安装平台上，对液压油箱、顶升机构13等结构进行检修等。

门架110内具有穿行通道，电瓶机车23能够从穿行通道穿行，每个门架110内分别设置有支撑杆，支撑杆的结构不限，可以参照现有技术，支撑杆可拆卸，当电瓶机车23需要从穿行通道穿行时，需要先将支撑杆拆卸。

底架111的数量为两根，门架110的两个底端分别与两个底架111一一对应连接，底架111沿轨道20的方向延伸，底架111的结构可以参照现有技术，例如，底架111采用工字钢、方钢等。

行走机构12设置于底架111，行走机构12能够沿轨道20行走，行走机构12的结构不限，在本实施例中，行走机构12包括行走轮123，行走轮123转动设置于底架111的下方，行走轮123与轨道20滚动接触。

顶升机构13的数量不限，例如，在本实施例中，每个门形架对应设置有五个顶升机构13，五个顶升机构13分布于机架11的四周即顶部和两侧，顶升机构13被配置为顶住隧道内壁。

顶升机构13的结构可以参照现有技术，顶升机构13主要由顶升座130、顶升油缸131、顶升头132组成。顶升座130固定于门架110上，顶升座130与门架110之间可以一体成型、焊接、通过螺栓可拆卸连接等，顶升座130的形状不限，例如可以采用梯形结构。顶升油缸131设置于顶升座130，顶升油缸131可以为液压油缸或伸缩气缸144等，顶升油缸131可伸缩。顶升头132与顶升油缸131的伸出端连接，顶升头132具有工作面，工作面位于顶升头132远离顶升油缸131的一端，工作面可以设置橡胶层，以减小对隧道管片22的损伤。当顶升油缸131伸长时，能够使顶升头132的工作面与隧道管片22接触支撑，当顶升油缸131缩短时，顶升头132的工作面与隧道管片22能够脱离接触。

在其他实施例中，还可以采用如下结构：顶升头132包括第一摆臂143和第二摆臂143，第一摆臂143的工作面呈平面状，第一摆臂143的工作面用于与隧道管片22的内表面的母线方向贴合，第二摆臂143的工作面为圆弧形，第二摆臂143的工作面用于与隧道管片22的内表面的周向贴合。如此设置，使得隧道管片22能够被充分支撑，既可以分担隧道管片22的受力，又可以保护隧道管片22不会因为应力过大而损坏。

在隧道的施工建设过程中，由于施工误差、制造误差或其他原因等，轨道20与隧道的母线并非绝对平行的，这就导致，顶升头132的工作面各部分与隧道管片22之间无法充分接触，二者之间可能存在夹角，从而使面接触变为点接触，顶升头132对隧道管片22施加的作用力不均衡，可能会导致隧道管片22损伤。因此，在本实施例中，提供了如下改善方案：请参照图3所示，顶升机构13还包括至少三组自适应组件133，自适应组件133用于使顶升头132的工作面与隧道管片22充分接触，顶升头132与顶升油缸131之间铰接，二者的转动中心线与顶升头132工作面的延伸方向垂直。

以三组自适应组件133为例，三组自适应组件133间隔设置于顶升头132的顶端，顶升头132的工作面设置有活动腔137，活动腔137可以连通为一个整体，也可以分隔为多个，在本实施例中，顶升头132的工作面设置有三个活动腔137，三个活动腔137与三组自适应组件133一一对应。

自适应组件133包括自适应推杆134、自适应滚轮135和自适应弹簧136，自适应推杆134沿自身轴向滑动设置于活动腔137内，自适应滚轮135转动设置于自适应推杆134的外端，当自适应推杆134活动过程中，能够使自适应滚轮135从顶升头132的工作面露出或没入工作面以下。自适应弹簧136可以为压簧，自适应弹簧136设置于活动腔137内，自适应弹簧136的两端分别与顶升头132和自适应推杆134抵接，以使自适应推杆134具有向外运动的趋势，即在无外力作用下，自适应弹簧136将自适应推杆134向外推出，使自适应滚轮135从顶升头132的工作面露出，当自适应滚轮135与隧道管片22接触且顶升油缸131继续对顶升头132施压时，自适应弹簧136被压缩且自适应滚轮135能够没入顶升头132的工作面以下。

顶升机构13具有第一状态和第二状态：当顶升机构13处于第一状态时，自适应滚轮135从顶升头132的工作面伸出，自适应滚轮135能够与隧道表面滚动接触，以使顶升头132能够摆动，当然，此时自适应滚轮135也可以不与隧道表面接触；当顶升机构13处于第二状态时，顶升头132的工作面与隧道表面接触、且自适应滚轮135收缩至活动腔137内。当顶升机构13由第一状态向第二状态转变时，通常情况下，其中一个自适应滚轮135优先与隧道管片22滚动接触，顶升油缸131继续顶升时，顶升头132摆动且自适应滚轮135沿隧道管片22摆动，直至所有的自适应滚轮135与隧道管片22接触，此时代表顶升头132的工作面与隧道管片22的母线平行；顶升油缸131继续顶升时，顶升头132不再转动但继续向隧道管片22靠近，此时，自适应弹簧136被压缩，直至自适应滚轮135没入工作面以下，工作面与隧道管片22充分接触，并逐渐施压至预设压力阈值。

若无自适应组件133，而仅仅将顶升头132与顶升油缸131转动连接，虽然也能在一定程度上解决顶升头132的工作面与隧道管片22不能充分接触的问题，但是顶升头132的工作面与隧道管片22会发生相对位移，从而损伤隧道管片22，而采用自适应机构可以有效减小顶升头132对隧道管片22的损伤。

此外，为了使顶升头132和顶升油缸131之间的连接部位更加牢固，本实施例提供了如下方案：顶升油缸131为可伸缩的液压油缸，液压油缸包括伸缩轴，伸缩轴的一端为伸缩端，伸缩端的端面呈圆柱面，顶升头132的底端设置有接触面，接触面呈圆柱面，伸缩端的端面与接触面贴合且能够相对转动。如此设置，使得顶升油缸131与顶升头132之间，能够通过二者之间的转轴以及圆柱面和接触面的结合部位分散受力，有效保护二者的连接结构。

防形变机构14的数量为至少两个，每个底架111上均对应设置有至少一个防形变机构14，防形变机构14位于底架111的外侧，在两个底架111上的防形变机构14对应设置，每两个防形变机构14为一组，每组防形变机构14对应一根枕木21的两端设置，每组防形变机构14能够夹持住同一个枕木21的两侧。

防形变机构14的结构可以采用但不限于下列方案：请参照图4所示，防形变机构14包括滑动件140、悬臂141和夹持件142。

滑动件140可滑动地设置于底架111，滑动件140与底架111之间的滑动配合关系不限，例如，底架111上设置有滑槽，滑动件140滑动嵌设于滑槽内，或者底架111上设置有导向杆，滑动件140滑动套设于导向杆等。

悬臂141与底架111之间通过两根间隔平行设置的摆臂143连接，其中一根摆臂143和底架111之间通过伸缩气缸144连接，伸缩气缸144分别与摆臂143和底架111铰接。悬臂141、底架111和两根摆臂143形成平行四连杆机构，当伸缩气缸144伸缩时，能够带动对应的摆臂143摆动，从而使悬臂141能够靠近或远离地面且位于枕木21的端部外侧。

夹持件142可伸缩地设置于悬臂141的内侧，夹持件142可以为伸缩油缸等，夹持件142的伸缩端能够抵接于枕木21的外侧或端部，同一个枕木21的两端外侧能够被两个底架111上的防形变机构14的夹持件142同时抵接。

在其他实施例中，还可以将同一个横梁上的不同的夹持架之间连接有夹持板，若如此设置，则无需使防形变机构14在底架111上滑动，夹持板可以抵接两个夹持件142之间所有的枕木21，但这种方案不适用于弯道或枕木21端部不齐平的情况。

此外，在一些实施例中，请参照图5所示，隧道加固用机器人10还可以包括若干个调节支撑件113，每个底架111上均设置有至少两个调节支撑件113，调节支撑件113可伸缩。当调节支撑件113收缩时，调节支撑件113的底端与轨道20脱离接触，此时，行走机构12能够沿轨道20行走；当调节支撑件113伸长时，调节支撑件113与轨道20接触，对机架11起到顶升的作用，分担受力。调节支撑件113与轨道20抵接时，若轨道20的接触部正下方没有枕木21，则为了防止轨道20变形，需要在轨道20下方垫设其他枕木21等，费时费力，而在本实施例中，提供了如下方案：调节支撑件113与底架111滑动配合，调节支撑件113能够沿底架111滑动，即能够沿轨道20方向活动。当隧道加固机器人停止时，调节支撑件113能够移动至其中一根枕木21的正上方且向下伸长至与轨道20抵接，以使调节支撑件113能够被轨道20的被枕木21支撑的部位支撑。如此设置，使得轨道20不容易变形。

在生产和使用过程中，一般需要事先将行走机构12安装，行走机构12之间的宽度需要根据不同的轨道20预先设定，若轨道20宽度发生变化，则需要重新制作，例如，在本实施例中，若没有电瓶机车23，并且没有第一轨道20，只有第二轨道20，则隧道加固用机器人10无法使用，在一些实施例中，可以采用但不限于如下方案：请参照图6-图8所示，隧道加固用机器人10还包括调距机构，调距机构包括调距梁120、行走架121、斜撑梁122、行走轮123和定向杆124。当然，调距机构的调距范围需要限制在一定的范围内，不能调节过宽的距离，否则可能会导致调距后的结构不稳定。

调距梁120沿水平方向设置，调距梁120的第一端与底架111转动连接。斜撑梁122的顶端与底架111转动连接，斜撑梁122相对于底架111的转动中心线与调距梁120相对于底架111的转动中心线重合，斜撑梁122的底端与调距梁120连接。调距梁120、斜撑梁122和底架111或门架110形成三角形结构，斜撑梁122能够拉住调距梁120，增加稳定性。此外，调距梁120转动至一定角度后，需要使用锁定机构锁定位置，以使其不能继续转动，锁定机构的结构不限，只要能使调距梁120不再继续转动即可。

行走架121可转动地设置于调距梁120的第二端，行走轮123转动设置于行走架121，定向杆124的两端分别与底架111和行走架121铰接，调距梁120、底架111、行走架121和定向杆124形成平行四连杆机构，以使调距机构活动时，行走轮123的朝向不变。当轨道20之间的宽度发生变化时，只需要转动调距梁120，即可使行走轮123的位置发生变化，从而使行走机构12可以适应不同宽度的轨道20，操作方式简单方便。

在一些实施例中，隧道加固用机器人10还可以包括摄像头，摄像头设置于机架11的前端顶部，摄像头用于拍摄机架11前方的环境信息并将环境信息输送至移动终端。如此设置，使得施工人员无需进入内部观察，可以直接从移动终端如手机上查看状态，便于调节定位。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种隧道加固用机器人，用于沿由枕木支撑的轨道行走，其特征在于，包括：机架，具有门架和两个底架，两个所述底架设置于所述门架的两个底端且所述底架沿所述轨道的方向延伸；行走机构，设置于所述底架且能够沿轨道行走；若干个顶升机构，分布于所述机架的四周，所述顶升机构被配置为顶住隧道内壁；至少两个防形变机构，连接于两个所述底架的外侧，位于两个所述底架上的所述防形变机构被配置为能够夹持住至少一个枕木的两侧；

所述防形变机构包括滑动件、悬臂和夹持件，所述滑动件可滑动地设置于所述底架，所述悬臂与所述底架之间通过两根间隔平行设置的摆臂连接，所述悬臂、所述底架和两根所述摆臂形成平行四连杆机构，以使所述悬臂能够靠近或远离地面且位于所述枕木的端部外侧；其中一根所述摆臂和所述底架之间通过伸缩气缸连接，所述伸缩气缸分别与所述摆臂和所述底架铰接，所述夹持件可伸缩地设置于所述悬臂的内侧且用于抵接于枕木的外侧，同一个枕木的两端外侧能够被两个所述底架上的所述防形变机构的夹持件同时抵接；

所述顶升机构包括顶升座、顶升油缸、顶升头和至少三组自适应组件；所述顶升座固定于所述门架上，所述顶升油缸设置于所述顶升座且可伸缩，所述顶升头与所述顶升油缸的伸出端铰接；至少三组自适应组件间隔设置于所述顶升头的顶端，所述自适应组件包括自适应推杆、自适应滚轮和自适应弹簧，所述顶升头的工作面设置有活动腔，所述自适应推杆沿自身轴向滑动设置于所述活动腔内，所述自适应滚轮转动设置于所述自适应推杆的外端，所述自适应弹簧设置于所述活动腔内且分别与所述顶升头和所述自适应推杆抵接，以使所述自适应推杆具有向外运动的趋势；所述顶升机构具有所述自适应滚轮从所述顶升头的工作面伸出且能够与隧道表面滚动接触，以使所述顶升头能够摆动的第一状态，以及所述顶升头的工作面与隧道表面接触、且所述自适应滚轮收缩至所述活动腔内的第二状态。

2.根据权利要求1所述的隧道加固用机器人，其特征在于，所述顶升油缸包括伸缩轴，所述伸缩轴的一端为伸缩端，所述伸缩端的端面呈圆柱面，所述顶升头的底端设置有接触面，所述接触面呈圆柱面，所述伸缩端的端面与所述接触面贴合且能够相对转动。

3.根据权利要求1所述的隧道加固用机器人，其特征在于，所述隧道加固用机器人还包括若干个调节支撑件，每个所述底架上均设置有至少两个所述调节支撑件，所述调节支撑件可伸缩且与所述底架滑动配合；当所述隧道加固机器人停止时，所述调节支撑件能够移动至其中一根枕木的正上方且向下伸长至与轨道抵接，以使所述调节支撑件能够被轨道的被枕木支撑的部位支撑。

4.根据权利要求1所述的隧道加固用机器人，其特征在于，所述顶升头包括第一摆臂和第二摆臂，所述第一摆臂的工作面呈平面状，所述第一摆臂的工作面用于与隧道管片的内表面的母线方向贴合，所述第二摆臂的工作面为圆弧形，所述第二摆臂的工作面用于与隧道管片的内表面的周向贴合。

5.根据权利要求1所述的隧道加固用机器人，其特征在于，所述隧道加固用机器人还包括调距机构，所述调距机构包括调距梁、行走架、斜撑梁、行走轮和定向杆；所述调距梁沿水平方向设置，所述调距梁的一端与所述底架转动连接，所述行走架可转动地设置于所述调距梁的另一端；所述斜撑梁的顶端与所述底架转动连接，所述斜撑梁相对于所述底架的转动中心线与所述调距梁相对于所述底架的转动中心线重合，所述斜撑梁的底端与所述调距梁连接；所述行走轮转动设置于所述行走架，所述定向杆的两端分别与所述底架和所述行走架铰接，所述调距梁、所述底架、所述行走架和所述定向杆形成平行四连杆机构，以使所述调距机构活动时，所述行走轮的朝向不变。

6.根据权利要求1所述的隧道加固用机器人，其特征在于，所述隧道加固用机器人还包括摄像头，所述摄像头设置于所述机架的前端顶部，所述摄像头用于拍摄所述机架前方的环境信息并将所述环境信息输送至移动终端。

7.根据权利要求1所述的隧道加固用机器人，其特征在于，所述门架包括并排设置的两个门形架、连接于两个所述门形架之间的横梁以及用于检修的爬梯，每个所述门架内分别设置有支撑杆，所述支撑杆可拆卸。

8.一种隧道加固系统，其特征在于，包括至少三台权利要求1-7任意一项所述隧道加固用机器人，至少三台所述隧道加固用机器人间隔设置，相邻的两台所述隧道加固机器人之间设置有定距机构，所述定距机构包括伸缩杆和报警系统，所述伸缩杆的两端分别与两台所述隧道加固用机器人铰接，所述伸缩杆能够伸缩且具有至少两个预设长度阈值，当所述伸缩杆的长度到达所述预设长度阈值时分别触发报警系统，以使所述报警系统根据相邻的两台所述隧道加固用机器人之间的间距发出不同的报警信息。