一种地下空间构建系统

• 摘要：

  本发明公开了一种地下空间构建系统,包括地形探测及处理机器人单元、3D打印机器人单元和集中电控单元;地形探测及处理机器人单元包括全地形行走底盘、探测机械臂、旋挖机械臂和车载电控装置;3D打印机器人单元包括全地形行走底盘、打印机械臂、打印材料输入装置和打印电控装置;集中电控单元包括中央控制计算机、探测控制回路、数据建模回路、探测机器人位置反馈修正回路、地形处理回路、3D打印控制回路.本地下空间构建系统自动化程度高,可以在实现对地下空洞内部进行有效支护的前提下实现基于地下空洞的深层地下空间的构建,同时实现降低开发成本、降低施工安全隐患,特别适用于基于地下空洞的深层地下空间构建作业.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201810400918.3

• 申请日期：

  2018.04.28

• 公开/公告号：

  CN108868837A

• 公开/公告日：

  2018-11-23

• 发明人：

  马占国 龚鹏 宫志群 刘飞 张帆 戚福周 罗宁 姬永生 陈伟 杨圣奇

• 申请人：

  中国矿业大学

• 主分类号：

  E21D13/04(2006.01)I,E,E21,E21D,E21D13

• 分类号：

  E21D13/04(2006.01)I,E21D11/00(2006.01)I,E,E21,E21D,E21D13,E21D11,E21D13/04,E21D11/00

• 主权项：

  1.一种地下空间构建系统,其特征在于,包括地形探测及处理机器人单元(1)、3D打印机器人单元(2)和集中电控单元(3);所述的地形探测及处理机器人单元(1)包括全地形行走底盘、探测机械臂(11)、旋挖机械臂和车载电控装置(12);全地形行走底盘设置在地形探测及处理机器人单元(1)的底部,全地形行走底盘包括电控驱动机构和转向控制机构;探测机械臂(11)的底端安装在全地形行走底盘上,探测机械臂(11)的顶端设有探测装置,探测装置包括探测头(13),探测头(13)包括距离传感器、扫描仪、陀螺仪、探测头角度定位控制驱动,探测头角度定位控制驱动至少包括沿左右水平方向为中轴线旋转移动的A坐标旋转驱动机构和沿前后水平方向为中轴线旋转移动的B坐标旋转驱动机构;旋挖机械臂的底端安装在全地形行走底盘上,旋挖机械臂包括旋挖机械臂驱动,旋挖机械臂驱动至少包括控制旋挖机械臂左右水平方向移动的X坐标驱动机构、控制旋挖机械臂前后水平方向移动的Y坐标驱动机构、控制旋挖机械臂竖直方向移动的Z坐标驱动机构,旋挖机械臂的末节上设有具有旋挖驱动的旋挖截割头;车载电控装置(12)固定安装在全地形行走底盘上,车载电控装置(12)包括工业控制计算机、探测机器人行走控制回路、探测头探测角度控制回路、旋挖控制回路,工业控制计算机分别与全地形行走底盘的电控驱动机构和转向控制机构电连接,工业控制计算机与探测头(13)的探测头角度定位控制驱动电连接,工业控制计算机分别与旋挖机械臂驱动、旋挖截割头的旋挖驱动电连接;所述的3D打印机器人单元(2)包括全地形行走底盘、打印机械臂(21)、打印材料输入装置(22)和打印电控装置(23);全地形行走底盘设置在3D打印机器人单元(2)的底部,全地形行走底盘包括电控驱动机构和转向控制机构;打印机械臂(21)安装在全地形行走底盘上,打印机械臂(21)包括打印机械臂驱动,打印机械臂驱动至少包括控制打印机械臂左右水平方向移动的X坐标驱动机构、控制打印机械臂前后水平方向移动的Y坐标驱动机构、控制打印机械臂竖直方向移动的Z坐标驱动机构,打印机械臂(21)的末节上设有3D打印装置,3D打印装置包括3D打印喷头(24);打印材料输入装置(22)包括打印材料泵入机构,打印材料泵入机构的输入端与打印材料供给子单元连接,打印材料供给子单元供应打印材料,打印材料泵入机构的输出端与3D打印喷头(24)通过打印材料输出管路连接;打印电控装置(23)固定安装在全地形行走底盘上,打印电控装置(23)包括工业控制计算机、3D打印机器人行走控制回路、3D打印喷头位置控制回路、打印材料泵入机构控制回路,工业控制计算机分别与全地形行走底盘的电控驱动机构和转向控制机构电连接,工业控制计算机分别与打印机械臂驱动、打印材料泵入机构电连接;所述的集中电控单元(3)包括中央控制计算机、探测控制回路、数据建模回路、探测机器人位置反馈修正回路、地形处理回路、3D打印控制回路,中央控制计算机分别与探测头(13)的距离传感器、扫描仪、陀螺仪电连接,中央控制计算机分别与车载电控装置(12)的工业控制计算机和打印电控装置(23)的工业控制计算机电连接.