[发明专利]一种隧道清理和排障机器人及其施工方法

说明书

本发明公开了一种隧道清理和排障机器人及其施工方法，解决了现有技术中隧道清理效率低的问题。本发明隧道清理和排障机器人，包括具有排渣功能的机器人本体，机器人本体的下部设有行走机构，机器人本体的前端设有多自由度清渣机构和出渣装置，出渣装置位于多自由度清渣机构的下方，且出渣装置的出料端与机器人本体连通。本发明通过多自由度清渣机构对隧道内各方位的杂物进行灵活高效清理，清理过程中一部分渣石经出渣机构收集并通过与出渣装置相连通的且具有排渣功能的机器人本体向外排出，实现清理与出渣的同步进行，提高隧道清理效率。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别是指一种隧道清理和排障机器人及其施工方法。

背景技术

城市隧道，是指为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的修建在地下或水下并铺设铁路供机车车辆通行的建筑物，在城市隧道内经常会存在砂石，泥土等杂物，需要经常进行清理维护，以确保城市隧道内保持干净整洁，1、目前对于城市隧道内的杂物清理一般都是通过人工清理，存在着不小的危险，2、不能完全清理干净，导致后续会经常清理，加大了工作人员的工作量，3清扫装置容易损坏，降低了装置的使用寿命。隧道内部残留大量的渣石，当采取人工清除，不仅效率低且费时费力，大大增加了用工成本。

现有技术中如申请公布号CN111733742A的一种城市隧道清理维护装置，通过系控制将两组清扫刷转动，使两组清扫刷把灰尘从两边扫到两组清扫刷的中间，通过电机输出端带动转动轮转动，使转动轮通过皮带带动另一组转动轮转动，使另一组转动轮带动转动柱转动，使滚扫刷通过滚柱转动将杂物通过斜板导入到集尘箱内，通过吸尘口对清扫不了的砂石等杂物进行清理，使吸尘口导入的杂物通过吸尘通道导入到吸尘箱内，从而使隧道内的杂物可快速清理。但是对于质量较大渣石不易清理，且不易运出。因此，设计一种隧道清理和排障机器人，提高隧道中碴石的清理效率，保障了隧道施工的正常进行很有必要。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种隧道清理和排障机器人及其施工方法，解决了现有技术中隧道清理效率低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种隧道清理和排障机器人，包括具有排渣功能的机器人本体，机器人本体的下部设有行走机构，机器人本体的前端设有多自由度清渣机构和出渣装置，出渣装置位于多自由度清渣机构的下方，且出渣装置的出料端与机器人本体连通。

所述机器人本体包括内部中空的外壳，外壳内设有螺旋输送机，外壳的前端设有连接板、后端设有端盖，端盖上设有排渣口，多自由度清渣机构设置在连接板上，外壳的底部设有进渣口，出渣装置的出料端经进渣口伸进外壳内。

所述多自由度清渣机构包括六自由度平台和橘瓣式抓斗，六自由度平台的一端与机器人本体相连接、另一端与橘瓣式抓斗相连接。所述六自由度平台包括动平台和静平台，动平台通过驱动油缸组与静平台相连接，驱动油缸组中的两个相邻油缸成V型设置，橘瓣式抓斗设置在动平台上。所述橘瓣式抓斗包括多角连接座，多角连接座的各个角上均铰接有弧形抓斗，弧形抓斗的背面通过伸缩油缸与多角连接座相连接；弧形抓斗的内弧面上设有弧面夹板。

所述出渣装置包括刮板输送机和设置在机器人本体下部的门型架，门型架通过摆动机构连接有集渣机构，刮板输送机的前端与集渣机构连接、另一端穿过门型架伸进机器人本体内；所述门型架的底部设有伸缩支腿。

所述集渣机构包括铲斗，铲斗上设有扒渣组件，铲斗的后部设有渣口，渣口处设有支撑刮板输送机的机头轮。所述摆动机构包括V型油缸组，V型油缸组对称连接在铲斗和门型架上，V型油缸组包括推进油缸和调节油缸，调节油缸与推进油缸成V型并联设置。所述扒渣组件包括对称设置在渣口两侧的扒渣轮，扒渣轮与设置在铲斗上的驱动件相连接带动两个扒渣轮向渣口方向转动。

一种所述的隧道清理和排障机器人的施工方法，步骤如下：S1：隧道清理：机器人控制多自由度清渣机构进行六自由度摆动，对隧道内的废渣进行挖抓；