本發(fā)明涉及隧道巖石應(yīng)力釋放技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種隧道巖石應(yīng)力釋放系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隧道巖石應(yīng)力的堆積是隧道安全的隱患，往往都會通過將其釋放，降低安全風(fēng)險。

現(xiàn)有技術(shù)中，巖石應(yīng)力釋放，常規(guī)操作都是采用工程設(shè)備進(jìn)行接觸式操作，在巖石上進(jìn)行定點破壞的方式，釋放應(yīng)力。但是，采用此種方式對隧道內(nèi)的巖石進(jìn)行應(yīng)力釋放，其安全性風(fēng)險遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它常規(guī)環(huán)境，很容易造成巖石局部破損掉落，甚至巖曝；因此，接觸式操作對操作人員和設(shè)備的安全威脅很高；同時操作效率手人工操作的影響，效率較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種隧道巖石應(yīng)力釋放系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中接觸式巖石應(yīng)力釋放操作應(yīng)用在隧道巖石環(huán)境時，安全風(fēng)險高，效率低的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種隧道巖石應(yīng)力釋放系統(tǒng)，包括：遙控顯示單元、無人駕駛履帶車、伺服轉(zhuǎn)臺單元、激光器、激光調(diào)制單元、測距單元、可視化監(jiān)控單元以及應(yīng)力檢測單元；

所述測距單元、可視化監(jiān)控單元、應(yīng)力檢測單元、激光器以及激光調(diào)制單元設(shè)置在所述伺服轉(zhuǎn)臺單元上，用于調(diào)整拍攝角度以及檢測范圍；所述伺服轉(zhuǎn)臺單元設(shè)置在所述無人駕駛履帶車上，用于實現(xiàn)伺服轉(zhuǎn)臺單元在隧道內(nèi)移動；

所述測距單元、所述可視化監(jiān)控單元以及所述應(yīng)力檢測單元分別與所述遙控顯示單元相連，將拍攝信息和檢測信息發(fā)送給所述遙控顯示單元；

所述無人駕駛履帶車、所述伺服轉(zhuǎn)臺單元、所述激光器以及所述激光調(diào)制單元與所述遙控顯示單元相連，用于實現(xiàn)移動和操作角度控制。

進(jìn)一步地，所述遙控顯示單元包括：顯示設(shè)備、遙控設(shè)備以及控制主機(jī)；

所述顯示設(shè)備以及所述遙控設(shè)備與所述控制主機(jī)相連；

所述控制主機(jī)連接所述無人駕駛履帶車、所述伺服轉(zhuǎn)臺單元、所述激光器、所述激光調(diào)制單元、所述測距單元、所述可視化監(jiān)控單元以及所述應(yīng)力檢測單元。

進(jìn)一步地，所述伺服轉(zhuǎn)臺單元包括：伺服轉(zhuǎn)臺。

進(jìn)一步地，所述激光器包括：激光器主機(jī)、傳輸光纖以及激光輸出頭；

所述激光器主機(jī)與所述控制主機(jī)相連；

所述激光輸出頭通過所述傳輸光纖與所述激光器主機(jī)相連。

進(jìn)一步地，所述激光調(diào)制單元包括：光學(xué)發(fā)射天線；

所述光學(xué)發(fā)射天線與所述激光器相連，調(diào)制輸出激光。

進(jìn)一步地，所述可視化監(jiān)控單元包括：工業(yè)攝像機(jī)以及探照燈；

所述工業(yè)攝像機(jī)以及所述探照燈分別與所述遙控顯示單元相連，用于拍攝隧道。

進(jìn)一步地，所述工業(yè)攝像機(jī)包括：CCD攝像機(jī)或者CMOS攝像機(jī)。

進(jìn)一步地，所述測距單元包括：激光測距設(shè)備；用于測量到隧道操作位置的距離。

進(jìn)一步地，所述激光調(diào)制單元、所述測距單元可視化監(jiān)控單元以及應(yīng)力檢測單元的光軸相互平行。

進(jìn)一步地，所述伺服轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)方向包括：方位向以及俯仰向。

本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

本申請實施例中提供的隧道巖石應(yīng)力釋放系統(tǒng)，通過采用高能激光作為應(yīng)力釋放媒介，通過其與物質(zhì)相互作用機(jī)理進(jìn)行巖石應(yīng)力釋放，操作簡化，同時效率大幅提升。通過所述履帶車、所述伺服轉(zhuǎn)臺單元、所述激光器、所述激光調(diào)制單元、所述測距單元、所述可視化監(jiān)控單元以及所述應(yīng)力檢測單元實現(xiàn)可視化遙控操作，使得應(yīng)力釋放操作能夠遠(yuǎn)離操作區(qū)域，進(jìn)行自動化操作，大幅提升操作效率的同時安全性大大提升，避免了隧道內(nèi)進(jìn)行接觸式操作的安全風(fēng)險。通過激光作為釋放工具，利用其方向性好的特點使得巖石應(yīng)力釋放指向性也很好，從而降低安全風(fēng)險。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的隧道巖石應(yīng)力釋放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本申請實施例通過提供一種隧道巖石應(yīng)力釋放系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中接觸式巖石應(yīng)力釋放操作應(yīng)用在隧道巖石環(huán)境時，安全風(fēng)險高，效率低的技術(shù)問題；達(dá)到了提升安全性和自動化程度的技術(shù)效果。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明實施例以及實施例中的具體特征是對本申請技術(shù)方案的詳細(xì)的說明，而不是對本申請技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本申請實施例以及實施例中的技術(shù)特征可以相互組合。

參見圖1，本發(fā)明實施例提供的一種隧道巖石應(yīng)力釋放系統(tǒng)，包括：遙控顯示單元、無人駕駛履帶車、伺服轉(zhuǎn)臺單元、激光器、激光調(diào)制單元、測距單元、可視化監(jiān)控單元以及應(yīng)力檢測單元。

具體來所，所述測距單元、可視化監(jiān)控單元、應(yīng)力檢測單元、激光器以及激光調(diào)制單元設(shè)置在所述伺服轉(zhuǎn)臺單元上，用于調(diào)整拍攝角度以及檢測范圍

所述測距單元用于測量的切槽或射孔，以控制釋放巖石應(yīng)力過程。

所述應(yīng)力檢測單元用于測量隧道內(nèi)的巖石的應(yīng)力情況，實現(xiàn)目標(biāo)鎖定。

可視化監(jiān)控單元用于拍攝隧道內(nèi)的環(huán)境情況，便于隧道外的遙控人員了解隧道內(nèi)的情況，便于操作。

激光器以及激光調(diào)制單元，搭配使用，實現(xiàn)激光釋放的控制。

所述伺服轉(zhuǎn)臺單元設(shè)置在所述無人駕駛履帶車上，用于實現(xiàn)伺服轉(zhuǎn)臺單元在隧道內(nèi)移動。

所述測距單元、所述可視化監(jiān)控單元以及所述應(yīng)力檢測單元分別與所述遙控顯示單元相連，將拍攝信息和檢測信息發(fā)送給所述遙控顯示單元；實現(xiàn)遠(yuǎn)程可視化操作。

所述無人駕駛履帶車、所述伺服轉(zhuǎn)臺單元、所述激光器以及所述激光調(diào)制單元與所述遙控顯示單元相連，用于實現(xiàn)移動和操作角度控制。

具體來說，所述遙控顯示單元包括：顯示設(shè)備、遙控設(shè)備以及控制主機(jī)。

所述顯示設(shè)備以及所述遙控設(shè)備與所述控制主機(jī)相連；用于顯示隧道內(nèi)的情況；并通過遙控設(shè)備操作，執(zhí)行應(yīng)力釋放相關(guān)操作。

所述控制主機(jī)連接所述無人駕駛履帶車、所述伺服轉(zhuǎn)臺單元、所述激光器、所述激光調(diào)制單元、所述測距單元、所述可視化監(jiān)控單元以及所述應(yīng)力檢測單元；實現(xiàn)無人駕駛履帶車的移動控制，伺服轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動方位，和俯仰角的控制；實現(xiàn)激光器和調(diào)制單元的激光調(diào)制和釋放控制；實現(xiàn)應(yīng)力釋放過程中的切割槽或孔的深度的測量控制，實現(xiàn)隧道內(nèi)的環(huán)境以及操作過程中拍攝控制；實現(xiàn)隧道內(nèi)的巖石應(yīng)力檢測控制。

所述伺服轉(zhuǎn)臺單元包括：伺服轉(zhuǎn)臺。

所述激光器包括：激光器主機(jī)、傳輸光纖以及激光輸出頭；

所述激光器主機(jī)與所述控制主機(jī)相連；執(zhí)行激光發(fā)生操作。

所述激光輸出頭通過所述傳輸光纖與所述激光器主機(jī)相連。實現(xiàn)激光輸出，作用到操作點上。

所述激光調(diào)制單元包括：光學(xué)發(fā)射天線；所述光學(xué)發(fā)射天線與所述激光器相連，調(diào)制輸出激光。

所述可視化監(jiān)控單元包括：工業(yè)攝像機(jī)以及探照燈；所述工業(yè)攝像機(jī)以及所述探照燈分別與所述遙控顯示單元相連，用于拍攝隧道。

具體來講，所述工業(yè)攝像機(jī)包括：CCD攝像機(jī)或者CMOS攝像機(jī)。

所述測距單元包括：激光測距設(shè)備；用于測量到隧道操作位置的距離，并測量應(yīng)力釋放過程中，切割槽或者孔的深度。

所述激光調(diào)制單元、所述測距單元可視化監(jiān)控單元以及應(yīng)力檢測單元的光軸相互平行。使得檢測設(shè)備處于同一基準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)下，提升控制精度。

所述伺服轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)方向包括：方位向以及俯仰向。

下面具體描述應(yīng)力釋放流程。

施工人員通過所述的控制顯示單元，確切地說是遙控設(shè)備并經(jīng)過控制主機(jī)操控所述的無人駕駛履帶車駛?cè)霊?yīng)力待釋放隧道，駛?cè)脒^程中所述的可視化監(jiān)控單元實時拍攝隧道內(nèi)圖像并傳輸至所述的控制顯示單元，確切地說是經(jīng)過控制主機(jī)傳輸給顯示設(shè)備進(jìn)行顯示。

所述的應(yīng)力檢測單元對隧道內(nèi)的巖石應(yīng)力情況進(jìn)行實時檢測，并將巖石應(yīng)力檢測數(shù)據(jù)傳輸至所述的控制顯示單元，顯示在所述顯示設(shè)備上，施工人員根據(jù)隧道巖石應(yīng)力檢測數(shù)據(jù)，控制所述的伺服轉(zhuǎn)臺調(diào)整激光出射方向?qū)?zhǔn)應(yīng)力較高區(qū)域，然后控制所述的激光器發(fā)射高能激光對該區(qū)域內(nèi)巖石進(jìn)行切槽或射孔以釋放巖石應(yīng)力，然后通過所述的激光應(yīng)力檢測單元對應(yīng)力釋放區(qū)域再次進(jìn)行應(yīng)力檢測以驗證應(yīng)力釋放效果，知道完成目標(biāo)；最后控制所述的無人駕駛履帶車駛出隧道。

本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

本申請實施例中提供的隧道巖石應(yīng)力釋放系統(tǒng)，通過采用高能激光作為應(yīng)力釋放媒介，通過其與物質(zhì)相互作用機(jī)理進(jìn)行巖石應(yīng)力釋放，操作簡化，同時效率大幅提升。通過所述履帶車、所述伺服轉(zhuǎn)臺單元、所述激光器、所述激光調(diào)制單元、所述測距單元、所述可視化監(jiān)控單元以及所述應(yīng)力檢測單元實現(xiàn)可視化遙控操作，使得應(yīng)力釋放操作能夠遠(yuǎn)離操作區(qū)域，進(jìn)行自動化操作，大幅提升操作效率的同時安全性大大提升，避免了隧道內(nèi)進(jìn)行接觸式操作的安全風(fēng)險。通過激光作為釋放工具，利用其方向性好的特點使得巖石應(yīng)力釋放指向性也很好，從而降低安全風(fēng)險。

最后所應(yīng)說明的是，以上具體實施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。