隧道打孔机器人的制作方法

1.本发明涉及隧道施工技术领域，更加具体来说，本发明涉及一种隧道打孔机器人。


背景技术：

2.铁路及地铁施工时，通常需要在隧道内进行漏缆打孔作业，从而实现专网漏缆挂设或公网漏缆挂设。通常，专网漏缆挂设高度为距轨面4.5m～4.8m、公网漏缆则为2m～2.6m，打孔时眼孔保持1m间距。
3.传统施工方法为先搭设二层脚手架，施工人员攀爬上去后再进行画线定位和打孔作业，移动脚手架时下面需要4至6人，1小时只能打80m眼孔，不仅施工效率低下，而且高空作业危险性较大。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明创新地提供了一种隧道打孔机器人，能进行智能打孔，能在隧道内行走，避免人工搬运仪器，能水平伸缩保证能在隧道墙面上打孔，能控制打孔的竖直高度，且保证在无钢筋处打孔，减少钻孔机构的损坏，打孔后能及时清理孔内的灰尘，提高后续漏网挂设效率，实现作业的连贯性和智能化，提高了施工效率以及安全性。
5.为实现上述的技术目的，本发明公开了一种隧道打孔机器人，包括支撑平台、钻孔机构、钢筋探测机构、吹吸尘机构、机械臂、升降机构、水平伸缩机构、行走机构和控制机构，
6.所述钻孔机构、所述钢筋探测机构和所述吹吸尘机构固定在所述机械臂的末端，所述钢筋探测机构用于探测隧道墙壁内是否存在钢筋，所述钻孔机构用于在隧道墙壁上无钢筋处打孔，所述吹吸尘机构用于吹出孔内的灰尘并吸走，所述机械臂的底部固定在所述升降机构上，
7.所述升降机构固定在所述水平伸缩机构上，所述升降机构用于携带所述机械臂升降，
8.所述水平伸缩机构固定在所述支撑平台上，所述水平伸缩机构用于沿垂直于轨道的方向水平伸缩，
9.所述行走机构固定在所述支撑平台下方，所述行走机构用于带动隧道打孔机器人沿隧道内轨道运动至指定位置，
10.所述控制机构分别与钻孔机构、钢筋探测机构、吹吸尘机构、机械臂、升降机构、水平伸缩机构和行走机构电连接，用于控制各机构执行相应的动作。
11.进一步地，所述钻孔机构、所述钢筋探测机构和所述吹吸尘机构通过固定架固定在所述机械臂的末端，所述机械臂末端与所述固定架固定连接，所述钻孔机构固定在所述固定架上，所述钻孔机构的钻头延伸出所述固定架的外部，所述钢筋探测机构和所述吹吸尘机构均与所述固定架滑动连接，所述钢筋探测机构和所述吹吸尘机构均处于所述固定架的外部，所述钢筋探测机构、所述钻孔机构的钻头和吹吸尘机构处于所述固定架远离所述机械臂的一侧，所述钢筋探测机构和所述吹吸尘机构的滑动方向平行于所述钻孔机构的钻
头长度方向。
12.进一步地，所述吹吸尘机构包括吹尘管、第一吸尘管、第一防尘罩、吹尘装置和第一吸尘装置，所述第一吸尘管为三通管，所述吹尘管为一端封闭的三通管，所述第一防尘罩与所述第一吸尘管的其中一个管口连接，所述第一防尘罩和所述第一吸尘管套设在所述吹尘管的外部，所述第一吸尘管远离所述第一防尘罩的管口与所述吹尘管密封连接，所述吹尘管的其中一个管口靠近所述第一防尘罩，所述吹尘管的另一个管口延伸出所述第一防尘罩或所述第一吸尘管外并与所述吹尘装置连接，所述吹尘管的封闭管口远离所述第一防尘罩并靠近所述固定架，所述第一吸尘管的第三个管口与所述第一吸尘装置连接。
13.进一步地，所述钻孔机构的钻头外部套设有连通的第二防尘罩和第二吸尘管，所述第二吸尘管为一端封闭的三通管，所述第二吸尘管的其中一个管口与所述第二防尘罩连接，所述第二吸尘管的封闭管口与所述固定架固定连接，所述第二吸尘管的第三个管口连接有第二吸尘装置。
14.进一步地，还包括吸尘机构，所述吸尘机构固定在所述机械臂上，所述吸尘机构包括负压装置、四通管和吸尘换向机构，所述负压装置设有吸尘口和出尘口，所述四通管的其中两个管口相对设置，所述四通管的另外两个管口作为吸气口，两个所述吸气口之间呈预设夹角，所述四通管的相对管口中的其中一个与所述负压装置的吸尘口连接，所述吸尘换向机构密封连接在所述四通管的相对管口的另一个管口处且切换两个吸气口与外界的连通状态，至少一个吸气口与外界连通。
15.进一步地，所述吸尘换向机构包括用于封闭吸气口的换向挡块、用于密封所述四通管远离所述负压装置的管口的密封活塞和旋转驱动机构，所述换向挡块和所述密封活塞套设在所述四通管的两个相对管口所在的管道内，所述换向挡块远离所述负压装置的一端与所述密封活塞固定连接，所述旋转驱动机构与所述密封活塞固定连接，所述旋转驱动机构驱动所述换向挡块和所述密封活塞相对所述四通管转动使得吸气口被所述换向挡块封闭或打开，至少其中一个吸气口与外界连通。
16.进一步地，所述吸尘换向机构包括用于封闭吸气口的换向挡块、用于密封所述四通管远离所述负压装置的管口的密封活塞和旋转驱动机构，所述换向挡块和所述密封活塞套设在所述四通管的两个相对管口所在的管道内，所述密封活塞处于所述换向挡块远离所述负压装置的一侧且与所述四通管固定连接，所述旋转驱动机构穿过所述密封活塞与所述换向挡块固定连接，所述旋转驱动机构驱动所述换向挡块相对所述四通管转动使得吸气口被所述换向挡块封闭或打开，至少其中一个吸气口与外界连通。
17.进一步地，还包括止行夹轨机构，所述止行夹轨机构固定在所述支撑平台的下方，所述止行夹轨机构包括第一驱动电机、双向丝杠、第一丝杠螺母块、第二丝杠螺母块、第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪和所述第二夹爪相对设置，所述第一夹爪与所述第一丝杠螺母块固定连接，所述第二夹爪与所述第二丝杠螺母块固定连接，所述双向丝杠上设有正丝螺纹和反丝螺纹，所述第一丝杠螺母块螺纹连接在双向丝杠的正丝螺纹处，所述第二丝杠螺母块螺纹连接在双向丝杠的反丝螺纹处，所述支撑平台底面设有与所述第一丝杠螺母块和第二丝杠螺母块滑动连接的滑槽，所述滑槽平行于所述双向丝杠，所述第一驱动电机驱动所述双向丝杠转动。
18.进一步地，所述行走单元包括前行走轮、后行走轮、第二驱动电机和链轮链条传动
机构，两个前行走轮之间通过连接轴连接，两个后行走轮之间通过连接轴连接，两个所述连接轴均与所述支撑平台转动连接，所述第二驱动电机通过所述链轮链条传动机构驱动所述连接轴转动从而带动前行走轮和后行走轮沿隧道内的轨道滚动。
19.本发明的有益效果为：
20.本发明的隧道打孔机器人能进行智能打孔，能在隧道内行走，避免人工搬运仪器，能水平伸缩保证能在隧道墙面上打孔，能控制打孔的竖直高度，且保证在无钢筋处打孔，减少钻孔机构的损坏，打孔后能及时清理孔内的灰尘，提高后续漏网挂设效率，实现作业的连贯性和智能化，提高了施工效率以及安全性。
附图说明
21.图1是本发明实施例的隧道打孔机器人的结构示意图；
22.图2是本发明实施例的隧道打孔机器人沿隧道行走的示意图；
23.图3是本发明实施例的隧道打孔机器人打孔时的状态图；
24.图4是发明实施例的水平伸缩机构伸展时的结构示意图；
25.图5是本发明实施例的升降机构展开时的结构示意图；
26.图6是本发明实施例的钻孔机构、钢筋探测机构和吹吸尘机构的结构示意图；
27.图7是本发明实施例的钢筋探测机构和吹吸尘机构向远离固定架一侧滑动的结构示意图；
28.图8是本发明实施例的吸尘机构的结构示意图；
29.图9是本发明实施例的吸尘机构的纵向剖视图；
30.图10是本发明另一实施例的吸尘机构的纵向剖视图；
31.图11是本发明实施例的隧道打孔机器人的底部示意图。
32.图中，
33.1、支撑平台；2、钻孔机构；3、钢筋探测机构；4、吹吸尘机构；41、吹尘管；42、第一吸尘管；43、第一防尘罩；5、机械臂；6、升降机构；7、水平伸缩机构；71、伸缩平台；72、固定平台；73、滑块滑槽组件；74、伸缩驱动机构；8、行走机构；81、前行走轮；82、后行走轮；83、第二驱动电机；84、链轮链条传动机构；85、连接轴；9、控制柜；10、固定架；101、第一滑动驱动装置；102、第二滑动驱动装置；103、第二防尘罩；104、第二吸尘管；11、吸尘机构；111、负压装置；112、四通管；1121、吸气口；113、吸尘换向机构；1131、换向挡块；1132、密封活塞；1133、旋转驱动机构；12、止行夹轨机构；121、第一夹爪；122、第二夹爪；13、轨道；14、壳体；15、支撑架。
具体实施方式
34.下面结合说明书附图对本发明提供的隧道打孔机器人进行详细的解释和说明。
35.本实施例具体公开了一种隧道打孔机器人，如图1所示，包括支撑平台1、钻孔机构2、钢筋探测机构3、吹吸尘机构4、机械臂5、升降机构6、水平伸缩机构7、行走机构8和控制机构，钻孔机构2、钢筋探测机构3和吹吸尘机构4固定在机械臂5的末端，钢筋探测机构3用于探测隧道墙壁内是否存在钢筋，钻孔机构2用于在隧道墙壁上无钢筋处打孔，吹吸尘机构4用于吹出孔内的灰尘并吸走，机械臂5的底部固定在升降机构6上，升降机构6固定在水平伸
缩机构7上，升降机构6用于携带机械臂5升降，水平伸缩机构7固定在支撑平台1上，水平伸缩机构7用于沿垂直于轨道13的方向水平伸缩，行走机构8固定在支撑平台1下方，行走机构8用于带动隧道打孔机器人沿隧道内轨道13运动至指定位置，控制机构分别与钻孔机构2、钢筋探测机构3、吹吸尘机构4、机械臂5、升降机构6、水平伸缩机构7和行走机构8电连接，用于控制各机构执行相应的动作。
36.本实施例的支撑平台1上还可罩设壳体14，用于保护水平伸缩机构7和升降机构6，在使用时，壳体14可打开，壳体14的外顶部还可设置探照灯用于照明，壳体14内部可设置降温风扇，用于降低各机构运行产生的温度。
37.本实施例的隧道打孔机器人进行打孔作业时，首先由控制机构控制行走机构8带动整个隧道打孔机器人沿隧道内轨道13行走至指定位置(如图2所示)，然后控制机构控制水平伸缩机构7和升降机构6动作，根据实际作业环境调整机械臂5以及机械臂5上的钻孔机构2、钢筋探测机构3和吹吸尘机构4与隧道墙壁作业面的距离，水平伸缩机构7沿垂直于轨道13的方向伸缩(如图3所示)，使得其上部固定的各机构向靠近或远离隧道作业面的方向移动，升降机构6用于控制其上部固定的各机构的高度，满足打孔的高度需求。机械臂5用于托举携带钻孔机构2、钢筋探测机构3和吹吸尘机构4进行相应的动作。钢筋探测机构3先探测隧道墙面是否存在钢筋，然后机械臂5托举钻孔机构2在无钢筋处进行打孔，打孔完成后，机械臂5托举吹吸尘机构4对孔内进行吹尘和吸尘作业，完成连贯的打孔作业。钻孔机构2能根据实际需要调整打孔的高度和间距。作业过程中，通过控制机构控制行走机构8的行走和停止、水平伸缩机构7的伸缩、升降机构6的升降、机械臂5的运动、钢筋探测机构3的探测作业、钻孔机构2的打孔作业以及吹吸尘机构4的吹吸尘作业，实现连贯智能化作业。不再需要人工攀爬作业以及调整打孔高度和间距，提高工作效率和安全性。
38.在本实施例中，机械臂5为六轴机械臂，自由度高。升降机构6为剪式升降机，控制机构采用常用的plc控制机构，且控制机构集成在控制柜9内，控制柜9固定在支撑平台上。如图4所示，水平伸缩机构7包括顶部的伸缩平台71、底部的固定平台72、滑块滑槽组件73和伸缩驱动机构74，固定平台72固定在支撑平台1上、与支撑平台1固定连接，伸缩平台71与升降机构6固定连接，伸缩平台71通过滑块滑槽组件73与固定平台72滑动连接，通过伸缩驱动机构74驱动滑动，滑动方向垂直于隧道内的轨道13方向，向隧道的作业面靠近或远离，伸缩驱动机构74为电动伸缩杆，与控制机构电连接，一端固定在固定平台72上，另一端与伸缩平台71固定连接。固定平台72的顶面设置滑块和滑槽中的一个，伸缩平台71的底面设置滑块和滑槽中的另一个。升降机构6的底部平台固定在水平伸缩机构7的伸缩平台71上、与水平伸缩机构7的伸缩平台71固定连接，升降机构6的顶部平台与机械臂5固定连接，升降机构6通过自身的伸缩实现其上机构的升降，升降机构6的展开示意图如图5所示。
39.如图1和6所示，钻孔机构2、钢筋探测机构3和吹吸尘机构4通过固定架10固定在机械臂5的末端，机械臂5末端与固定架10固定连接，钻孔机构2固定在固定架10上，固定架10为内部中空结构，钻孔机构2的钻头延伸出固定架10的外部，钻孔机构2的其余部分固定在固定架10内部。钢筋探测机构3和吹吸尘机构4均与固定架10滑动连接，钢筋探测机构3和吹吸尘机构4均处于固定架10的外部，钢筋探测机构3、钻孔机构2的钻头和吹吸尘机构4处于固定架10远离机械臂5的一侧，钢筋探测机构3和吹吸尘机构4的滑动方向平行于钻孔机构2的钻头长度方向。钢筋探测机构3用于探测隧道内有无钢筋，在钢筋探测时，钢筋探测机构3
向远离固定架101的方向滑动，探测完成后向靠近固定架101的方向滑动，不影响钻孔机构2打孔；如果探测出有钢筋，则继续探测，直至探测到无钢筋的作业面，实现钻孔机构2避开钢筋打孔，减少了钻孔机构2的损坏。吹吸尘机构4用于清理打完孔内的灰尘，在进行吹吸尘时，吹吸尘机构4向远离固定架10的方向滑动，即向隧道面上的孔方向滑动，吹吸尘机构4完成吹吸尘作业后向靠近固定架10的方向滑动；吹吸尘机构4先将孔内的灰尘吹出，然后进行吸尘，清理灰尘效率高，吹尘和吸尘几乎同时进行，避免孔内积灰，提高漏网挂设作业效率。
40.如图6所示，吹吸尘机构4包括吹尘管41、第一吸尘管42、第一防尘罩43、吹尘装置和第一吸尘装置，第一吸尘管42为三通管，吹尘管41为一端封闭的三通管，第一防尘罩43与第一吸尘管42的其中一个管口连接，第一防尘罩43和第一吸尘管42套设在吹尘管41的外部，第一吸尘管42远离第一防尘罩43的管口与吹尘管41密封连接。吹尘管41的其中一个管口靠近第一防尘罩43，用于伸入孔内吸尘，吹尘管41的管口可延伸至第一防尘罩43外，能更加深入孔内，吹尘效果更好；吹尘管41的另一个管口延伸出第一防尘罩43或第一吸尘管42外并与吹尘装置连接，吹尘管41的封闭管口远离第一防尘罩43并靠近固定架10，第一吸尘管42的第三个管口与第一吸尘装置连接。
41.吹尘装置产生的吹力经吹尘管41送入到孔内，将孔内的灰尘吹起，第一防尘罩43罩设在孔和吹尘管41外，用于收集聚拢孔内吹出的灰尘，第一防尘罩43收集聚拢的灰尘在第一吸尘装置产生的负压吸尘作用下，经第一吸尘管42被吸出。
42.在本实施例中，第一防尘罩43呈喇叭状，收集聚拢灰尘的效果更好。第一防尘罩43较大端口的直径大于钻孔机构2打出的孔的直径。第一防尘罩43端口较大的一端可罩在孔外，端口较小的一端与第一吸尘管42连接。
43.钻孔机构2的钻头外部套设有连通的第二防尘罩103和第二吸尘管104，钻头的前端延伸突出于第二防尘罩103，第二防尘罩103的设置不影响钻头的打孔作业。第二吸尘管104为一端封闭的三通管，第二吸尘管104的其中一个管口与第二防尘罩103连接，第二吸尘管104的封闭管口与固定架10固定连接，第二吸尘管104的第三个管口连接有第二吸尘装置。可以在钻孔机构22钻孔的同时进行吸尘，减少对作业环境的影响以及对工作人员健康的危害，提高作业效率。
44.在本实施例中，第二防尘罩103呈喇叭状，收集聚拢灰尘的效果更好。第二防尘罩103较大端口的直径大于钻孔机构2打出的孔的直径。第一防尘罩43端口较大的一端可罩在孔外，端口较小的一端与第二吸尘管104连接。
45.吹尘装置可为吹尘枪，第一吸尘装置和第二吸尘装置可为工业吸尘器。
46.如图6所示，固定架10上固定有用于驱动钢筋探测机构3滑动的第一滑动驱动装置101和用于驱动吹吸尘机构4滑动的第二滑动驱动装置102。第一滑动驱动装置101和第二滑动驱动装置102均与控制机构电连接。第一滑动驱动装置101和第二滑动驱动装置102为电动伸缩杆、液压缸或气压缸。第一滑动驱动装置101和第二滑动驱动装置102的固定端固定在固定架10内，第一滑动驱动装置101和第二滑动驱动装置102的伸缩端延伸出固定架10外。第一滑动驱动装置101的伸缩端与钢筋探测机构3固定连接，第二滑动驱动装置102的伸缩端与第一吸尘管42或吹尘管41远离第一防尘罩43的一端固定连接。固定端固定在固定架10内部，伸缩端伸出固定架10外，用于驱动钢筋探测机构3和吹吸尘机构4相对于固定架10滑动。
47.钻孔机构2为水钻机，在打孔的时候用水通过钻头，可以降低钻头的温度，延长打孔时间，提高作业效率。
48.控制机构控制机械臂5托举固定架10进行作业，首先，第一滑动驱动装置101驱动钢筋探测机构3向远离固定架10的方向滑动，如图7所示，钢筋探测机构3的前端突出于钻孔机构2的钻头，方便作业，钢筋探测机构3探测作业面是否存在钢筋，如果存在，则继续探测，直至在作业范围内探测到无钢筋存在的作业面；探测完成后，第一滑动驱动装置101的伸缩端缩回，带动钢筋探测机构3滑动回初始位置。然后，控制机构控制机械臂5托举钻孔机构2在探测完成后的作业面进行打孔，打孔的同时，第二吸尘装置进行吸尘。打孔结束后，控制机构控制机械臂5托举吹吸尘机构4至孔处，第二滑动驱动装置102驱动吹吸尘机构4向远离固定架10的方向滑动，如图7所示，第二防尘罩103的前端突出于第一防尘罩43，吹尘管41的前端突出于钻孔机构2的钻头前端，第二防尘罩103罩在孔外，吹尘管41的前端伸入孔内进行吹尘，第一吸尘装置进行吸尘，将孔的灰尘清理干净。作业完毕后，第二滑动驱动装置102带动吹吸尘机构4向靠近固定架10的方向滑动，最后恢复如图6所示的初始状态。
49.本实施例将钢筋探测机构3、钻孔机构2和吹吸尘机构4集成为一体，方便机械臂5携带作业，实现钢筋探测、打孔、吹尘、吸尘一体化，在打孔前进行钢筋探测，成功避开钢筋所在位置进行打孔，提高工作效率，减少钻孔机构2的损坏；而且打孔后对孔内进行吹尘和吸尘，及时清理灰尘，提高漏网挂设作业效率。能进行钢筋探测、打孔和吹吸尘的连贯作业，提高作业效率，节省作业时间。
50.如图1所示，本实施例的隧道打孔机器人还包括吸尘机构11，吸尘机构11固定在机械臂5上，如图8所示，吸尘机构11包括负压装置111、四通管112和吸尘换向机构113，负压装置111设有吸尘口和出尘口，四通管112的其中两个管口相对设置，四通管112的另外两个管口作为吸气口1121，两个吸气口1121之间呈预设夹角，在本实施例中，两个吸气口1121之间的夹角为180
°
。四通管112的相对管口中的其中一个与负压装置111的吸尘口连接，负压装置111的出尘口可连接吸尘袋。在本实施例中，负压装置111为真空发生器。吸尘换向机构113密封连接在四通管112的相对管口的另一个管口处且切换两个吸气口1121与外界的连通状态，至少一个吸气口1121与外界连通。
51.通过吸尘换向机构113的换向，可使得两个吸尘口中的至少一个与外界连通进行吸尘，即其中任意一个吸尘口与外界连通或者两个吸尘口均与外界连通进行吸尘。与外界连通的吸尘口的切换根据灰尘聚集的浓度和方向确定，如果灰尘浓度很大，且比较分散，则两个吸尘口同时开启，从两个方向进行吸尘，提高吸尘效率，减少隧道内的灰尘。
52.本实施例的吸尘机构11还设置有支撑架15，负压装置111、四通管112和吸尘换向机构113固定在支撑架15上，用于支撑负压装置111、四通管112和吸尘换向机构113，固定架10与机械臂5固定连接。
53.如图9所示，吸尘换向机构113包括用于封闭吸气口1121的换向挡块1131、用于密封四通管112远离负压装置111的管口的密封活塞1132和旋转驱动机构1133，换向挡块1131和密封活塞1132套设在四通管112的两个相对管口所在的管道内，换向挡块1131远离负压装置111的一端与密封活塞1132固定连接，旋转驱动机构1133与密封活塞1132固定连接，旋转驱动机构1133驱动换向挡块1131和密封活塞1132相对四通管112转动使得吸气口1121被换向挡块1131封闭或打开，至少其中一个吸气口1121与外界连通。
54.换向挡块1131的形状和弧度与四通管112内两个相对管口所在的管道相同，比如该管道内部为圆筒形，则换向挡块1131为弧形板，且弧度与管道内壁弧度相同，换向挡块1131的面积大于吸气口1121的面积，能完全封闭吸气口1121。换向挡块1131的宽度小于两个吸气口1121之间的宽度，即换向挡块1131处于两个吸气口1121之间时，两个吸气口1121可均处于打开状态，实现双向吸尘。通过旋转驱动机构1133驱动换向挡块1131在管道内转动，使得换向挡块1131在封闭其中一个吸气口1121或处于两个吸气口1121之间使得两个吸气口1121均打开的状态之间切换，从而实现吸尘的换向。
55.旋转驱动机构1133可为电机，电机的输出轴与密封活塞1132固定连接。通过电机输出轴的旋转带动换向挡块1131和密封活塞1132在四通管112的管道内转动，从而切换两个吸尘口被封闭或打开的状态。如图9所示，电机的机身固定在支撑架15上、与支撑架15固定连接，四通管112的外壁与支撑架15固定连接，负压装置111的外壁也与支撑架15固定连接，支撑架15提供支撑力，保证吸尘过程中装置的稳定性。
56.旋转驱动机构1133也可为回转气缸，回转气缸的活塞杆与密封活塞1132固定连接。回转气缸的活塞杆带动换向挡块1131和密封活塞1132在四通管112内转动，转动过程中，密封活塞1132始终处于四通管112的管道内起到密封作用。
57.密封活塞1132与四通管112的内壁之间涂覆有密封润滑油，使得密封活塞1132在旋转驱动机构1133的驱动下进行转动时，密封活塞1132与四通管112之间保持密封状态的同时减小旋转阻力，灰尘尽量从吸气口1121进入。
58.密封活塞1132可为橡胶塞。
59.在另一实施例中，如图10所示，吸尘换向机构113包括用于封闭吸气口1121的换向挡块1131、用于密封四通管112远离负压装置111的管口的密封活塞1132和旋转驱动机构1133，换向挡块1131和密封活塞1132套设在四通管112的两个相对管口所在的管道内，密封活塞1132处于换向挡块1131远离负压装置111的一侧且与四通管112固定连接，旋转驱动机构1133穿过密封活塞1132与换向挡块1131固定连接，旋转驱动机构1133驱动换向挡块1131相对四通管112转动使得吸气口1121被换向挡块1131封闭或打开，至少其中一个吸气口1121与外界连通。在本实施例中，密封活塞1132固定不动，仅换向挡块1131通过旋转驱动机构1133的驱动在四通管112的管道内转动，实现吸气口1121的封闭或打开，从而实现吸尘的换向。
60.旋转驱动机构1133可为电机，电机的输出轴与密封活塞1132转动连接，电机的输出轴穿过密封活塞1132与换向挡块1131固定连接。通过电机输出轴的旋转带动换向挡块1131在四通管112的管道内转动，从而切换两个吸尘口被封闭或打开的状态。
61.旋转驱动机构1133也可为回转气缸，回转气缸的活塞杆与密封活塞1132转动连接，回转气缸的活塞杆穿过密封活塞1132与换向挡块1131固定连接。回转气缸的活塞杆带动换向挡块1131在四通管112内转动，转动过程中，密封活塞1132始终处于四通管112的管道内起到密封作用。
62.密封活塞1132与旋转驱动机构1133之间涂覆有密封润滑油，即密封活塞1132与电机的输出轴或密封活塞1132与回转气缸的活塞杆之间涂覆有密封润滑油。使得电机的输出轴或回转气缸的活塞杆转动时，与密封活塞1132保持密封状态同时减小转动阻力，灰尘尽量从吸气口1121进入。
63.本实施例的隧道打孔机器人在进行吸尘时，根据隧道打孔机器人所处环境的灰尘聚集程度和浓度启动旋转驱动机构1133，旋转驱动机构1133驱动换向挡块1131在四通管112内转动，如果单侧灰尘聚集，则可只打开灰尘聚集一侧的吸气口1121，通过换向挡块1131将另一个吸气口1121封闭；如果灰尘装置周围的灰尘浓度均较大，则换向挡块1131旋转至两个吸气口1121之间，使两个吸气口1121均打开；然后开启负压装置111，将灰尘经吸气口1121吸入，从负压装置111的出尘口排至吸尘袋中。
64.如图11所示，行走单元包括前行走轮81、后行走轮82、第二驱动电机83和链轮链条传动机构84，两个前行走轮81之间通过连接轴85连接，两个后行走轮82之间通过连接轴85连接，两个连接轴85均与支撑平台1转动连接，第二驱动电机83通过链轮链条传动机构84驱动连接轴85转动从而带动前行走轮81和后行走轮82沿隧道内的轨道13滚动。在本实施例中，链轮链条传动机构84的数量为两个，同时传动前行走轮81和后行走轮82滚动。链轮链条传动机构84包括主动链轮、链条和从动链轮，两个链轮链条传动机构84的主动链轮均与第二驱动电机83的输出轴同轴连接，两个主动链轮分别通过链条连接从动链轮，一个从动链轮套设固定在两个前行走轮81之间的连接轴85上，另一个从动链轮套设固定在两个后行走轮82之间的连接轴85上，实现第二驱动电机83同时驱动前行走轮81和后行走轮82滚动。第二驱动电机83与控制机构电连接，通过控制机构控制第二驱动电机83的启停。
65.本实施例的隧道打孔机器人还包括止行夹轨机构12，止行夹轨机构12固定在支撑平台1的下方，止行夹轨机构12包括第一驱动电机、双向丝杠、第一丝杠螺母块、第二丝杠螺母块、第一夹爪121和第二夹爪122，第一夹爪121和第二夹爪122相对设置，第一夹爪121与第一丝杠螺母块固定连接，第二夹爪122与第二丝杠螺母块固定连接，双向丝杠上设有正丝螺纹和反丝螺纹，第一丝杠螺母块螺纹连接在双向丝杠的正丝螺纹处，第二丝杠螺母块螺纹连接在双向丝杠的反丝螺纹处，支撑平台1底面设有与第一丝杠螺母块和第二丝杠螺母块滑动连接的滑槽，滑槽平行于双向丝杠，第一驱动电机驱动双向丝杠转动。第一驱动电机的机身固定在支撑平台1的底部、与支撑平台1固定连接，第一驱动电机驱动双向丝杠转动，使得第一丝杠螺母块和第二丝杠螺母块沿支撑平台1底面的滑槽滑动，第一丝杠螺母块和第一丝杠螺母块相互靠近或相互远离，从而带动第一夹爪121和第二夹爪122相互靠近或相互远离，第一夹爪121和第二夹爪122相互靠近时夹紧在轨道13的两侧，起到止行作用(如图3所示)。在启动行走机构8的行走时，第一驱动电机反转，丝杠反转，使得第一丝杠螺母块和第二丝杠螺母块相互远离，从而使得第一夹爪121和第二夹爪122相互远离，松开轨道13。第一驱动电机与控制机构电连接，通过控制机构控制第一驱动电机的启停以及正反转。
66.如图11所示，本实施例的止行夹轨机构12可设置4个，呈矩形分布，设置在两个前行走轮81和两个后行走轮82之间。
67.本实施例的隧道打孔机器人进行打孔作业时，首先由控制机构控制行走机构8带动整个隧道打孔机器人沿隧道内轨道13行走至指定位置(如图2所示)，然后控制机构控制止行夹轨机构12夹在轨道13两侧(如图3所示)，保证作业时机械人的稳定、不再行走。然后控制机构控制水平伸缩机构7和升降机构6动作，根据实际作业环境调整机械臂5以及机械臂5上的钻孔机构2、钢筋探测机构3和吹吸尘机构4与隧道墙壁作业面的距离，水平伸缩机构7沿垂直于轨道13的方向伸展，使得其上部固定的各机构向靠近隧道作业面的方向移动(如图3所示)，升降机构6用于控制其上部固定的各机构的高度，满足打孔的高度需求。机械
臂5用于托举携带钻孔机构2、钢筋探测机构3和吹吸尘机构4进行相应的动作。钢筋探测机构3先探测隧道墙面是否存在钢筋，然后机械臂5托举钻孔机构2在无钢筋处进行打孔，打孔完成后，机械臂5托举吹吸尘机构4对孔内进行吹尘和吸尘作业，完成连贯的打孔作业。同时，吸尘机构11根据隧道环境内灰尘的浓度和方向进行换向吸尘，或者同时开启两侧吸尘。此处打孔结束后，控制结构控制止行夹轨机构12释放轨道13，行走机构8沿轨道13行走至下处打孔位置，重复上述作业。
68.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
69.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
70.在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任至少一个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
71.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
72.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。