隧道施工通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隧道通風(fēng)施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種隧道施工通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外隧道施工通風(fēng)大多采用管道壓入式的通風(fēng)方式，在洞口外設(shè)置軸流風(fēng)機，該軸流風(fēng)機通過與其相連的通風(fēng)管道(即固定在隧道洞側(cè)壁上的柔性風(fēng)管)將新鮮空氣送至隧道掘進工作面，而洞內(nèi)的污濁空氣在送入洞內(nèi)新鮮空氣的擠壓作用下，沿已開挖好的洞身排至洞外。在隧道較長時，采用多個軸流風(fēng)機并、串聯(lián)的方式以提高風(fēng)量和送風(fēng)距離。實際施工過程中，隧道內(nèi)柔性風(fēng)管一旦安裝完成后，其位置一般不會輕易移動，并且柔性風(fēng)管人通常布設(shè)在隧道內(nèi)一側(cè)側(cè)壁的中上部，這樣柔性風(fēng)管所送風(fēng)的風(fēng)向一般也固定不變。但爆破結(jié)束后，掌子面處炮煙和有害氣體分布不均勻，如能對掌子面處炮煙和有害氣體分布狀況進行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對柔性風(fēng)管管口的朝向進行調(diào)整，使得柔性風(fēng)管朝向當(dāng)前掌子面上炮煙或有害氣體濃度較大的區(qū)域，這樣在送風(fēng)量不變的情況下，能進一步加快掌子面附近的炮煙和有害氣體的排放效率。
[0003]因而，現(xiàn)如今缺少一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且使用操作簡便、使用效果好的隧道施工通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)，爆破完成后能對掌子面處炮煙和有害氣體的分布狀況以及隧道通風(fēng)管道的送風(fēng)狀況進行實時監(jiān)測，隧道通風(fēng)施工人員通過上位監(jiān)控機或手持式移動終端能對監(jiān)測結(jié)果進行實時查詢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種隧道施工通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且使用操作簡便、使用效果好，爆破完成后能對掌子面處炮煙和有害氣體的分布狀況以及隧道通風(fēng)管道的送風(fēng)狀況進行實時監(jiān)測。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種隧道施工通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括布設(shè)在遠(yuǎn)程監(jiān)控室內(nèi)的上位監(jiān)控機、由隧道通風(fēng)監(jiān)測人員隨身攜帶的手持式移動終端、能在所施工隧道洞內(nèi)進行前后移動的通風(fēng)狀態(tài)監(jiān)測機器人、安裝在所施工隧道洞內(nèi)側(cè)壁上的傳感器安裝架和對所施工隧道洞內(nèi)通風(fēng)管道的送風(fēng)狀態(tài)進行實時檢測的送風(fēng)狀態(tài)檢測裝置，所述送風(fēng)狀態(tài)檢測裝置安裝在所述傳感器安裝架上，所述傳感器安裝架位于所述通風(fēng)管道的送風(fēng)口前側(cè)；所述通風(fēng)狀態(tài)監(jiān)測機器人與上位監(jiān)控機、手持式移動終端和所述送風(fēng)狀態(tài)檢測裝置之間均以無線通信方式進行通信；
[0006]所述送風(fēng)狀態(tài)檢測裝置包括安裝在所述傳感器安裝架上的控制盒以及分別對所述通風(fēng)管道的風(fēng)速和送風(fēng)方向進行實時檢測的風(fēng)速檢測單元和風(fēng)向檢測單元，所述控制盒內(nèi)裝有主控器和與主控器相接的第一短距離無線通信模塊，所述風(fēng)速檢測單元和風(fēng)向檢測單元均與主控器相接，所述風(fēng)速檢測單元和風(fēng)向檢測單元均安裝在所述傳感器安裝架上；
[0007]所述通風(fēng)狀態(tài)監(jiān)測機器人包括水平底盤、安裝在水平底盤底部的行走機構(gòu)、對所述行走機構(gòu)進行驅(qū)動的行走驅(qū)動機構(gòu)、位于水平底盤正上方的水平臺板、分別安裝在水平底盤左右兩側(cè)上方的左調(diào)節(jié)立柱和右調(diào)節(jié)立柱以及分別驅(qū)動左調(diào)節(jié)立柱和右調(diào)節(jié)立柱在水平面上旋轉(zhuǎn)的左旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)和右旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，所述左調(diào)節(jié)立柱和右調(diào)節(jié)立柱均呈豎直向布設(shè)，所述水平臺板通過左調(diào)節(jié)立柱和右調(diào)節(jié)立柱支撐于水平底盤的正上方；所述左旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)與左調(diào)節(jié)立柱傳動連接，且右旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)與右調(diào)節(jié)立柱傳動連接，所述行走驅(qū)動機構(gòu)通過傳動機構(gòu)與所述行走機構(gòu)傳動連接；所述水平底盤的上部左右兩側(cè)分別設(shè)置有供左調(diào)節(jié)立柱和右調(diào)節(jié)立柱安裝的左調(diào)節(jié)座和右調(diào)節(jié)座，所述左調(diào)節(jié)立柱與左調(diào)節(jié)座之間以及右調(diào)節(jié)立柱與右調(diào)節(jié)座之間均以螺紋方式進行連接，所述左調(diào)節(jié)座和右調(diào)節(jié)座均為中部開有內(nèi)螺紋孔的安裝座，所述左調(diào)節(jié)立柱和右調(diào)節(jié)立柱的底部均為設(shè)置有外螺紋的螺紋段；所述左調(diào)節(jié)座和右調(diào)節(jié)座的上部均通過軸承安裝在水平臺板上；所述左調(diào)節(jié)立柱的側(cè)壁上安裝有左側(cè)檢測臂，所述左側(cè)檢測臂為由左伸縮液壓缸進行驅(qū)動的液壓伸縮桿，所述左側(cè)檢測臂的后端固定安裝在左調(diào)節(jié)立柱上且其前端以鉸接方式與左伸縮液壓缸的活塞桿頂端連接，所述左伸縮液壓缸的缸體底部以鉸接方式安裝在左調(diào)節(jié)立柱上，所述左伸縮液壓缸、左側(cè)檢測臂和左調(diào)節(jié)立柱均布設(shè)在同一豎直面上，所述左側(cè)檢測臂與左調(diào)節(jié)立柱呈垂直布設(shè)；所述右調(diào)節(jié)立柱的側(cè)壁上安裝有右側(cè)檢測臂，所述右側(cè)檢測臂為由右伸縮液壓缸進行驅(qū)動的液壓伸縮桿，所述右側(cè)檢測臂的后端固定安裝在右調(diào)節(jié)立柱上且其前端以鉸接方式與右伸縮液壓缸的活塞桿頂端連接，所述右伸縮液壓缸的缸體底部以鉸接方式安裝在右調(diào)節(jié)立柱上，所述右伸縮液壓缸、右側(cè)檢測臂和右調(diào)節(jié)立柱均布設(shè)在同一豎直面上，所述右側(cè)檢測臂與右調(diào)節(jié)立柱呈垂直布設(shè)；所述水平底盤內(nèi)設(shè)置有電子線路板，所述電子線路板上設(shè)置有控制器以及分別與控制器相接的無線通信單元和第二短距離無線通信模塊；所述左側(cè)檢測臂上安裝有對其長度進行實時檢測的第一長度檢測單元，所述右側(cè)檢測臂上安裝有對其長度進行實時檢測的第二長度檢測單元，所述左調(diào)節(jié)立柱上安裝有對其旋轉(zhuǎn)角度進行實時檢測的第一旋轉(zhuǎn)角度檢測單元，且右調(diào)節(jié)立柱上安裝有對其旋轉(zhuǎn)角度進行實時檢測的第二旋轉(zhuǎn)角度檢測單元；所述左側(cè)檢測臂和右側(cè)檢測臂的前端均安裝有空氣狀況檢測單元，所述水平底盤上安裝有對其行走位置進行實時檢測的行走位置檢測單元；所述行走位置檢測單元、第一長度檢測單元、第二長度檢測單元、第一旋轉(zhuǎn)角度檢測單元、第二旋轉(zhuǎn)角度檢測單元和兩個所述空氣狀況檢測單元均與控制器相接；所述所述行走驅(qū)動機構(gòu)、左旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)和右旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)均由控制器進行控制且三者均與控制器相接;
[0008]所述控制器與主控器之間通過第二短距離無線通信模塊和第一短距離無線通信模塊進行通信，且控制器與上位監(jiān)控機和手持式移動終端之間通過無線通信單元進行通信。
[0009]上述隧道施工通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:所述無線通信單元為射頻無線收發(fā)模塊，所述第二短距離無線通信模塊和第一短距離無線通信模塊均為Zigbee無線通信模塊。
[0010]上述隧道施工通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:所述傳感器安裝架通過膨脹螺栓固定在所施工隧道洞的內(nèi)側(cè)壁上。
[0011]上述隧道施工通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:所述空氣狀況檢測單元包括一個對所處位置處的煙塵濃度進行實時檢測的煙塵濃度計和一個對所處位置處的有害氣體濃度進行實時檢測的有害氣體濃度檢測單元。
[0012]上述隧道施工通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:所述左調(diào)節(jié)立柱和右調(diào)節(jié)立柱均為組合桿，所述組合桿由上至下分為上部節(jié)段、中部節(jié)段和下部節(jié)段，所述上部節(jié)段和所述下部節(jié)段均為圓柱桿，所述中部節(jié)段均為矩形桿；所述左側(cè)檢測臂和左伸縮液壓缸均安裝在左調(diào)節(jié)立柱的中部節(jié)段上，所述右側(cè)檢測臂和右伸縮液壓缸均安裝在右調(diào)節(jié)立柱的中部節(jié)段上。
[0013]上述隧道施工通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:所述中部節(jié)段的橫截面為正方形，所述上部節(jié)段和所述下部節(jié)段的直徑相同且其二者的直徑均與所述中部節(jié)段的側(cè)壁寬度相同。
[0014]上述隧道施工通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:所述左旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)和右旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)均為驅(qū)動電機且二者均安裝在水平臺板上。
[0015]上述隧道施工通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:所述電子線路板上還設(shè)置有與控制器相接的數(shù)據(jù)存儲單元和計時電路。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0017]1、結(jié)構(gòu)簡單且電路設(shè)計合理，投入成本低，安裝布設(shè)簡便。
[0018]2、電路簡單且接線方便。
[0019]3、所采用的通風(fēng)狀態(tài)監(jiān)測機器人結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且使用操作簡便、使用效果好，能在所施工隧道洞內(nèi)進行前后移動，爆破完成后能直接前往掌子面并對掌子面處炮煙和有害氣體的分布狀況進行監(jiān)測；并且，通過左調(diào)節(jié)立柱和右調(diào)節(jié)立柱帶動左側(cè)檢測臂和右側(cè)檢測臂在水平面上旋轉(zhuǎn)，同時通過左伸縮液壓缸和右伸縮液壓缸對左側(cè)檢測臂和右側(cè)檢測臂的長度進行調(diào)整，因而監(jiān)測范圍調(diào)整簡便且檢測范圍較寬。實際使用時，通過本發(fā)明能對掌子面處炮煙和有害氣體的濃度進行實時監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果同步上傳至上位機。
[0020]4、設(shè)置有對所施工隧道洞內(nèi)通風(fēng)管道的送風(fēng)狀態(tài)進行實時檢測的送風(fēng)狀態(tài)檢測裝置，且送風(fēng)狀態(tài)檢測裝置安裝在所施工隧道洞內(nèi)側(cè)壁上所布設(shè)的傳感器安裝架上，能對隧道通風(fēng)管道的送風(fēng)狀況進行監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果同步傳送至處于其無線通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋