隧道自动钻孔机及方法

权利要求书： 1.一种隧道自动钻孔的方法，利用隧道自动钻孔机进行隧道自动钻孔，其特征在于：所述隧道自动钻孔机包括由下至上依次安装的履带车底盘（3）、控制支撑箱（4）、液压控制箱（5）和中心支撑轴（7），中心支撑轴（7）的顶端安装有横轴（9），主油缸（10）的固定端安装在横轴（9）的两端，主油缸（10）的柱塞端铰接有用于安装定位探测机构（15）和电钻微调器（17）的安装架（12），电钻（16）固定安装在电钻微调器（17）上，主油缸（10）的柱塞端上固定套装有安装座（11），安装座（11）上设置有用于调节安装架（12）角度的倾角调整油压缸（13），安装座（11）和安装架（12）的底座之间安装有连接铰链（14），电钻（16）的钻头上设置有限位传感器（21）和速度传感器（22）；

定位探测机构（15）包括安装在安装架（12）底板上的L形定位探测安装座（15?1）和与L形定位探测安装座（15?1）配合的电动门（15?2），L形定位探测安装座（15?1）上安装有用于识别安装在隧道内侧壁上的孔位标记的高清摄像头（15?3）和用于与安装在隧道内侧壁上的孔位标记配合的激光定位模块（15?4），激光定位模块（15?4）安装在主油缸（10）长度方向的中心线的延伸线上，高清摄像头（15?3）靠近激光定位模块（15?4）且位于激光定位模块（15?4）的旁侧，电钻微调器（17）包括安装在安装架（12）顶板底部的丝杆导轨（17?1）和用于带动丝杆导轨（17?1）转动的伺服电机模块（17?2），丝杆导轨（17?1）所在直线与激光定位模块（15?4）的探测射线垂直相交；

液压控制箱（5）通过平面移动机构（6）安装在控制支撑箱（4）上，中心支撑轴（7）通过旋转盘（8）安装在液压控制箱（5）上，所述控制支撑箱（4）内设置有电子线路板和供电电源（19），所述电子线路板上集成有主控制器（30）、电源转换模块（20）和与主控制器（30）连接的存储器（25），所述液压控制箱（5）内设置有液压站（29），主油缸（10）和倾角调整油压缸（13）均与所述液压站（29）连接，履带车底盘（3）、电钻（16）、限位传感器（21）、速度传感器（22）、电动门（15?2）、高清摄像头（15?3）、激光定位模块（15?4）、液压站（29）和伺服电机模块（17?2）均与主控制器（30）连接；

该方法包括以下步骤：

步骤一、布置孔位标记：沿隧道（1）长度方向在隧道（1）内壁上按照设计需求进行所述孔位标记的布置；

步骤二、钻孔机进行隧道区段的自动钻孔：钻孔机利用履带车底盘（3）沿隧道（1）长度方向移动，对需钻孔的隧道（1）进行分段钻孔；分段钻孔过程中，对需钻孔的隧道区段的钻孔方法均相同；

需钻孔的隧道区段为钻孔机的履带车底盘（3）在不动的情况下电钻（16）所能涉及的隧道内壁区域；

对需钻孔的隧道区段进行钻孔时，过程如下：

步骤201、履带车底盘对钻孔的粗对准：钻孔机沿隧道（1）长度方向运行，中心支撑轴（7）随旋转盘（8）转动，使主油缸（10）的中轴线位于隧道（1）断面内，钻孔机利用履带车底盘（3）移动至需钻孔的隧道区段，实现隧道钻孔粗对准；

步骤202、平面移动机构对钻孔的细对准：利用平面移动机构（6）调节液压控制箱（5）在控制支撑箱（4）的位置，进而调节主油缸（10）带动电钻（16）指向隧道（1）内壁一断面，实现隧道钻孔细对准；

所述平面移动机构（6）包括用于推动液压控制箱（5）沿隧道（1）长度方向移动的第一移动机构和用于推动液压控制箱（5）沿隧道（1）宽度方向移动的第二移动机构，所述第一移动机构和所述第二移动机构均为液压油缸或均为丝杆螺母机构；

步骤203、隧道内壁一断面上孔位标记的识别：液压站（29）调节倾角调整油压缸（13），使倾角调整油压缸（13）长度与连接铰链（14）长度一致，实现电钻（16）与主油缸（10）平行，液压站（29）控制主油缸（10）延伸，使主油缸（10）带动电钻（16）靠近隧道内壁，当电钻（16）的前端与隧道内壁之间的距离达到第一距离阈值α时，主油缸（10）停止延伸，缩小高清摄像头（15?3）采集图像的视角范围，主控制器（30）控制伺服电机模块（17?2）工作，实现电钻（16）沿丝杆导轨（17?1）的移动，使电钻（16）偏离主油缸（10）中轴线所在直线，然后主控制器（30）控制电动门（15?2）打开，使高清摄像头（15?3）工作，利用主油缸（10）绕横轴（9）转动，高清摄像头（15?3）采集隧道内壁一断面上孔位标记图像并进行孔位标记图像识别，其中，α的单位为cm；

步骤204、隧道内壁一断面上孔位标记的精对准：当高清摄像头（15?3）采集隧道内壁一断面上一个孔位标记图像时，主控制器（30）控制激光定位模块（15?4）工作，当激光定位模块（15?4）直线对准该孔位标记且激光定位模块（15?4）探测的距离在第二距离阈值β范围内时，实现隧道内壁一断面上孔位标记的精对准；当激光定位模块（15?4）直线对准该孔位标记且激光定位模块（15?4）探测的距离不在第二距离阈值β范围内时，液压站（29）控制倾角调整油压缸（13）调节激光定位模块（15?4）角度直至激光定位模块（15?4）直线对准该孔位标记且激光定位模块（15?4）探测的距离在第二距离阈值β范围内，实现隧道内壁一断面上孔位标记的精对准；

当高清摄像头（15?3）同时采集隧道内壁一断面上多个孔位标记图像时，选择图像像素数量最大的孔位标记图像作为目标孔位标记对应的孔位标记图像，利用激光定位模块（15?

4）直线对准目标孔位标记，液压站（29）控制倾角调整油压缸（13）调节激光定位模块（15?4）角度直至激光定位模块（15?4）直线对准该孔位标记且激光定位模块（15?4）探测的距离在第二距离阈值β范围内，实现隧道内壁一断面上孔位标记的精对准；

步骤205、隧道内壁一断面上精对准后的孔位标记的钻探：主控制器（30）控制电动门（15?2）关闭，使高清摄像头（15?3）停止工作，主控制器（30）控制伺服电机模块（17?2）工作，实现电钻（16）沿丝杆导轨（17?1）的移动，使电钻（16）恢复至主油缸（10）中轴线所在直线，然后开启电钻（16），液压站（29）控制主油缸（10）延伸，使主油缸（10）带动电钻（16）靠近精对准后的孔位标记，电钻（16）对精对准后的孔位标记所在位置进行钻探，同时利用除尘机构对电钻（16）钻探产生的粉尘进行吸尘；

所述除尘机构包括设置在地面的集尘箱（2）和安装在集尘箱（2）内的吸风式集尘器（26），吸尘管（18）的一端安装在安装架（12）的顶板上且朝向电钻（16），吸尘管（18）的另一端伸入至集尘箱（2）与吸风式集尘器（26）连通，集尘箱（2）的底板上安装有压力传感器（23），集尘箱（2）的箱体上安装有提示器（24），压力传感器（23）和提示器（24）均与主控制器（30）连接；

步骤206、判断钻孔深度是否到位：利用限位传感器（21）采集电钻（16）进行钻探过程中钻孔的深度，当钻孔深度到位时，主油缸（10）回缩，进而带动电钻（16）退出钻孔，执行步骤

208；当钻孔深度未到位时，执行步骤207；

步骤207、判断钻孔速度是否异常：在存储器（25）中存储钻孔速度阈值区间，利用速度传感器（22）采集电钻（16）进行钻探过程中钻孔速度，当钻孔速度在速度阈值区间内时，钻孔速度正常，执行步骤205；当钻孔速度不在速度阈值区间内时，钻孔速度异常，执行步骤四；

步骤208、集尘箱内粉尘重量的监测：利用压力传感器（23）实时采集集尘箱（2）内粉尘重量，当压力传感器（23）采集的集尘箱（2）内粉尘重量超过粉尘重量阈值时，更换集尘箱（2），保证钻孔机的持续工作；

步骤209、控制主油缸（10）绕横轴（9）转动，改变高清摄像头（15?3）的角度对隧道内壁一断面上另一孔位标记的孔位标记图像识别，循环步骤203，实现隧道内壁一断面上全部孔位标记的识别及对应孔位的钻探；

步骤三、钻孔机进行隧道自动钻孔：钻孔机利用履带车底盘（3）沿隧道（1）长度方向移动至需钻孔的下一个隧道区段，循环步骤二，实现钻孔机进行隧道自动钻孔；

步骤四、故障排查：当钻孔速度小于钻孔速度阈值下限值时，说明电钻（16）的钻头已磨损，主油缸（10）回缩，进而带动电钻（16）退出钻孔，对电钻（16）的钻头进行更换维修；当钻孔速度大于钻孔速度阈值上限值时，说明电钻（16）钻空，主油缸（10）回缩，进而带动电钻（16）退出钻孔，施工人员对该钻孔位置的隧道内壁进行补漏维护。

2.按照权利要求1所述的一种隧道自动钻孔的方法，其特征在于：所述液压控制箱（5）内还设置有用于带动中心支撑轴（7）随旋转盘（8）转动的第一电机模块（27）和用于带动横轴（9）转动的第二电机模块（28），所述第一电机模块（27）和第二电机模块（28）均与主控制器（30）连接。

3.按照权利要求1所述的一种隧道自动钻孔的方法，其特征在于：所述主油缸（10）绕横轴（9）转过的角度为240°，中心支撑轴（7）绕旋转盘（8）转过的角度为360°。

4.按照权利要求1所述的一种隧道自动钻孔的方法，其特征在于：所述电钻（16）为博世B8四坑3系电锤钻头；步骤207中所述钻孔速度阈值区间为 。

5.按照权利要求1所述的一种隧道自动钻孔的方法，其特征在于：所述主控制器（30）为PLC模块。

说明书： 一种隧道自动钻孔机及方法技术领域[0001] 本发明属于隧道自动钻孔技术领域，具体涉及一种隧道自动钻孔机及方法。背景技术[0002] 隧道内壁辅助设施安装在隧道内壁上时，均需要先在隧道内壁上打安装孔，而隧道内壁上辅助设施种类繁多，数量较大，隧道内壁安装孔需求量大，隧道内壁安装孔一般采用冲击钻人工作业，施工具有很大的危险性，施工难度大，工作效率低，劳动强度大，施工时产生大量灰尘，环境条件差，对施工人员的身体健康损害大，为了提高工作效率，降低安全风险，现急需一种隧道自动钻孔机及方法来代替人工操作，辅助人工进行隧道打孔。发明内容[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种隧道自动钻孔机，其设计新颖合理，通过履带车底盘实现钻孔机沿隧道长度方向的移动，实现对钻孔的粗对准，承载力大，通过平面移动机构实现对钻孔的细对准，控制简单，通过倾角调整油压缸和主油缸的配合，实现对钻孔的微观精细对准，省力精确，节约劳动力，降低安全风险和施工难度，避免人工作业吸入大量灰尘，减少对施工人员身体健康的损害和不必要的人员伤害，便于推广使用。[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种隧道自动钻孔机，其特征在于：包括由下至上依次安装的履带车底盘、控制支撑箱、液压控制箱和中心支撑轴，中心支撑轴的顶端安装有横轴，主油缸的固定端安装在横轴的两端，主油缸的柱塞端铰接有用于安装定位探测机构和电钻微调器的安装架，电钻固定安装在电钻微调器上，主油缸的柱塞端上固定套装有安装座，安装座上设置有用于调节安装架角度的倾角调整油压缸，安装座和安装架的底座之间安装有连接铰链，电钻的钻头上设置有限位传感器和速度传感器；[0005] 定位探测机构包括安装在安装架底板上的L形定位探测安装座和与L形定位探测安装座配合的电动门，L形定位探测安装座上安装有用于识别安装在隧道内侧壁上的孔位标记的高清摄像头和用于与安装在隧道内侧壁上的孔位标记配合的激光定位模块，激光定位模块安装在主油缸长度方向的中心线的延伸线上，高清摄像头靠近激光定位模块且位于激光定位模块的旁侧，电钻微调器包括安装在安装架顶板底部的丝杆导轨和用于带动丝杆导轨转动的伺服电机模块，丝杆导轨所在直线与激光定位模块的探测射线垂直相交；[0006] 液压控制箱通过平面移动机构安装在控制支撑箱上，中心支撑轴通过旋转盘安装在液压控制箱上，所述控制支撑箱内设置有电子线路板和供电电源，所述电子线路板上集成有主控制器、电源转换模块和与主控制器连接的存储器，所述液压控制箱内设置有液压站，主油缸和倾角调整油压缸均与所述液压站连接，履带车底盘、电钻、限位传感器、速度传感器、电动门、高清摄像头、激光定位模块、液压站和伺服电机模块均与主控制器连接。[0007] 上述的一种隧道自动钻孔机，其特征在于：还包括除尘机构，所述除尘机构包括设置在地面的集尘箱和安装在集尘箱内的吸风式集尘器，吸尘管的一端安装在安装架的顶板上且朝向电钻，吸尘管的另一端伸入至集尘箱与吸风式集尘器连通，集尘箱的底板上安装有压力传感器，集尘箱的箱体上安装有提示器，压力传感器和提示器均与主控制器连接。[0008] 上述的一种隧道自动钻孔机，其特征在于：所述液压控制箱内还设置有用于带动中心支撑轴随旋转盘转动的第一电机模块和用于带动横轴转动的第二电机模块，所述第一电机模块和第二电机模块均与主控制器连接。[0009] 上述的一种隧道自动钻孔机，其特征在于：所述平面移动机构包括用于推动液压控制箱沿隧道长度方向移动的第一移动机构和用于推动液压控制箱沿隧道宽度方向移动的第二移动机构，所述第一移动机构和所述第二移动机构均为液压油缸或均为丝杆螺母机构。[0010] 上述的一种隧道自动钻孔机，其特征在于：所述主油缸绕横轴转过的角度为240°，中心支撑轴绕旋转盘转过的角度为360°。[0011] 上述的一种隧道自动钻孔机，其特征在于：所述电钻为博世B8四坑3系电锤钻头。[0012] 同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理的隧道自动钻孔方法，其特征在于该方法包括以下步骤：[0013] 步骤一、布置孔位标记：沿隧道长度方向在隧道内壁上按照设计需求进行所述孔位标记的布置；[0014] 步骤二、钻孔机进行隧道区段的自动钻孔：钻孔机利用履带车底盘沿隧道长度方向移动，对需钻孔的隧道进行分段钻孔；分段钻孔过程中，对需钻孔的隧道区段的钻孔方法均相同；[0015] 需钻孔的隧道区段为钻孔机的履带车底盘在不动的情况下电钻所能涉及的隧道内壁区域；[0016] 对需钻孔的隧道区段进行钻孔时，过程如下：[0017] 步骤201、履带车底盘对钻孔的粗对准：钻孔机沿隧道长度方向运行，中心支撑轴随旋转盘转动，使主油缸的中轴线位于隧道断面内，钻孔机利用履带车底盘移动至需钻孔的隧道区段，实现隧道钻孔粗对准；[0018] 步骤202、平面移动机构对钻孔的细对准：利用平面移动机构调节液压控制箱在控制支撑箱的位置，进而调节主油缸带动电钻指向隧道内壁一断面，实现隧道钻孔细对准；[0019] 所述平面移动机构包括用于推动液压控制箱沿隧道长度方向移动的第一移动机构和用于推动液压控制箱沿隧道宽度方向移动的第二移动机构，所述第一移动机构和所述第二移动机构均为液压油缸或均为丝杆螺母机构；[0020] 步骤203、隧道内壁一断面上孔位标记的识别：液压站调节倾角调整油压缸，使倾角调整油压缸长度与连接铰链长度一致，实现电钻与主油缸平行，液压站控制主油缸延伸，使主油缸带动电钻靠近隧道内壁，当电钻的前端与隧道内壁之间的距离达到第一距离阈值α时，主油缸停止延伸，缩小高清摄像头采集图像的视角范围，主控制器控制伺服电机模块工作，实现电钻沿丝杆导轨的移动，使电钻偏离主油缸中轴线所在直线，然后主控制器控制电动门打开，使高清摄像头工作，利用主油缸绕横轴转动，高清摄像头采集隧道内壁一断面上孔位标记图像并进行孔位标记图像识别，其中，α的单位为cm；[0021] 步骤204、隧道内壁一断面上孔位标记的精对准：当高清摄像头采集隧道内壁一断面上一个孔位标记图像时，主控制器控制激光定位模块工作，当激光定位模块直线对准该孔位标记且激光定位模块探测的距离在第二距离阈值β范围内时，实现隧道内壁一断面上孔位标记的精对准；当激光定位模块直线对准该孔位标记且激光定位模块探测的距离不在第二距离阈值β范围内时，液压站控制倾角调整油压缸调节激光定位模块角度直至激光定位模块直线对准该孔位标记且激光定位模块探测的距离在第二距离阈值β范围内，实现隧道内壁一断面上孔位标记的精对准；[0022] 当高清摄像头同时采集隧道内壁一断面上多个孔位标记图像时，选择图像像素数量最大的孔位标记图像作为目标孔位标记对应的孔位标记图像，利用激光定位模块直线对准目标孔位标记，液压站控制倾角调整油压缸调节激光定位模块角度直至激光定位模块直线对准该孔位标记且激光定位模块探测的距离在第二距离阈值β范围内，实现隧道内壁一断面上孔位标记的精对准；[0023] 步骤205、隧道内壁一断面上精对准后的孔位标记的钻探：主控制器控制电动门关闭，使高清摄像头停止工作，主控制器控制伺服电机模块工作，实现电钻沿丝杆导轨的移动，使电钻恢复至主油缸中轴线所在直线，然后开启电钻，液压站控制主油缸延伸，使主油缸带动电钻靠近精对准后的孔位标记，电钻对精对准后的孔位标记所在位置进行钻探，同时利用除尘机构对电钻钻探产生的粉尘进行吸尘；[0024] 所述除尘机构包括设置在地面的集尘箱和安装在集尘箱内的吸风式集尘器，吸尘管的一端安装在安装架的顶板上且朝向电钻，吸尘管的另一端伸入至集尘箱与吸风式集尘器连通，集尘箱的底板上安装有压力传感器，集尘箱的箱体上安装有提示器，压力传感器和提示器均与主控制器连接；[0025] 步骤206、判断钻孔深度是否到位：利用限位传感器采集电钻进行钻探过程中钻孔的深度，当钻孔深度到位时，主油缸回缩，进而带动电钻退出钻孔，执行步骤208；当钻孔深度未到位时，执行步骤207；[0026] 步骤207、判断钻孔速度是否异常：在存储器中存储钻孔速度阈值区间，利用速度传感器采集电钻进行钻探过程中钻孔速度，当钻孔速度在速度阈值区间内时，钻孔速度正常，执行步骤205；当钻孔速度不在速度阈值区间内时，钻孔速度异常，执行步骤四；[0027] 步骤208、集尘箱内粉尘重量的监测：利用压力传感器实时采集集尘箱内粉尘重量，当压力传感器采集的集尘箱内粉尘重量超过粉尘重量阈值时，更换集尘箱，保证钻孔机的持续工作；[0028] 步骤209、控制主油缸绕横轴转动，改变高清摄像头的角度对隧道内壁一断面上另一孔位标记的孔位标记图像识别，循环步骤203，实现隧道内壁一断面上全部孔位标记的识别及对应孔位的钻探；[0029] 步骤三、钻孔机进行隧道自动钻孔：钻孔机利用履带车底盘沿隧道长度方向移动至需钻孔的下一个隧道区段，循环步骤二，实现钻孔机进行隧道自动钻孔；[0030] 步骤四、故障排查：当钻孔速度小于钻孔速度阈值下限值时，说明电钻的钻头已磨损，主油缸回缩，进而带动电钻退出钻孔，对电钻的钻头进行更换维修；当钻孔速度大于钻孔速度阈值上限值时，说明电钻钻空，主油缸回缩，进而带动电钻退出钻孔，施工人员对该钻孔位置的隧道内壁进行补漏维护。[0031] 上述的方法，其特征在于：所述电钻为博世B8四坑3系电锤钻头；步骤207中所述钻孔速度阈值区间为 。[0032] 上述的方法，其特征在于：所述主控制器为PLC模块。[0033] 本发明与现有技术相比具有以下优点：[0034] 1、本发明采用的钻孔机，通过设置履带车底盘实现钻孔机沿隧道长度方向的移动，实现对钻孔的粗对准，承载力大，减少人工辅助移动钻孔机，为实现隧道全自动钻孔提供基础，便于推广使用。[0035] 2、本发明采用的钻孔机通过平面移动机构实现对钻孔的细对准，在履带车底盘确定位置的基础上，保证钻孔机移动控制对象少，快速的实现钻孔进一步对准，控制简单，可靠稳定，使用效果好。[0036] 3、本发明采用的钻孔机通过倾角调整油压缸和主油缸的配合，实现对钻孔的微观精细对准，省力精确，节约劳动力，降低安全风险和施工难度，避免人工作业吸入大量灰尘，减少对施工人员身体健康的损害和不必要的人员伤害。[0037] 4、本发明采用的定位探测机构利用高清摄像头查找孔位标记，采用激光定位模块利用激光沿直线传播的原理确定目标孔位标记，保证电钻与隧道内壁的垂直度，满足电钻工作的需求。[0038] 5、本发明采用除尘机构及时的吸去电钻钻孔产生的粉尘，保证隧道内的能见度，确保高清摄像头工作环境清晰可见，为隧道内施工人员营造一个良好的工作环境。[0039] 6、本发明采用的方法，步骤简单，通过在隧道内壁上布置与激光定位模块配合的孔位标记，将隧道进行分段，通过对每段隧道区间由粗到细再到精细的方式实现每段隧道区间所有孔位标记的图像识别及精确钻孔，通过钻孔深度和钻孔速度识别钻孔机的工作状态，避免钻孔机在非正常状态下工作或钻出非正常的孔，工作可靠性高，且通过除尘机构及时的将电钻钻孔产生的粉尘吸除，保证高清摄像头获取图像清晰，同时减少粉尘对施工人员身体健康的损害，便于推广使用。[0040] 综上所述，本发明设计新颖合理，通过履带车底盘实现钻孔机沿隧道长度方向的移动，实现对钻孔的粗对准，承载力大，通过平面移动机构实现对钻孔的细对准，控制简单，通过倾角调整油压缸和主油缸的配合，实现对钻孔的微观精细对准，省力精确，节约劳动力，降低安全风险和施工难度，避免人工作业吸入大量灰尘，减少对施工人员身体健康的损害和不必要的人员伤害，便于推广使用。[0041] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明[0042] 图1为本发明采用的钻孔机在工作状态下的结构示意图。[0043] 图2为本发明采用的钻孔机在非工作状态下的结构示意图。[0044] 图3为本发明定位探测机构和电钻微调器在工作状态下的结构示意图。[0045] 图4为图3中定位探测机构在非工作状态下的结构示意图。[0046] 图5为本发明的电路原理框图。[0047] 图6为本发明方法的方法流程框图。[0048] 附图标记说明:[0049]具体实施方式[0050] 如图1至图5所示，本发明所述的一种隧道自动钻孔机，包括由下至上依次安装的履带车底盘3、控制支撑箱4、液压控制箱5和中心支撑轴7，中心支撑轴7的顶端安装有横轴9，主油缸10的固定端安装在横轴9的两端，主油缸10的柱塞端铰接有用于安装定位探测机构15和电钻微调器17的安装架12，电钻16固定安装在电钻微调器17上，主油缸10的柱塞端上固定套装有安装座11，安装座11上设置有用于调节安装架12角度的倾角调整油压缸13，安装座11和安装架12的底座之间安装有连接铰链14，电钻16的钻头上设置有限位传感器21和速度传感器22；

[0051] 定位探测机构15包括安装在安装架12底板上的L形定位探测安装座15?1和与L形定位探测安装座15?1配合的电动门15?2，L形定位探测安装座15?1上安装有用于识别安装在隧道内侧壁上的孔位标记的高清摄像头15?3和用于与安装在隧道内侧壁上的孔位标记配合的激光定位模块15?4，激光定位模块15?4安装在主油缸10长度方向的中心线的延伸线上，高清摄像头15?3靠近激光定位模块15?4且位于激光定位模块15?4的旁侧，电钻微调器17包括安装在安装架12顶板底部的丝杆导轨17?1和用于带动丝杆导轨17?1转动的伺服电机模块17?2，丝杆导轨17?1所在直线与激光定位模块15?4的探测射线垂直相交；

[0052] 液压控制箱5通过平面移动机构6安装在控制支撑箱4上，中心支撑轴7通过旋转盘8安装在液压控制箱5上，所述控制支撑箱4内设置有电子线路板和供电电源19，所述电子线路板上集成有主控制器30、电源转换模块20和与主控制器30连接的存储器25，所述液压控制箱5内设置有液压站29，主油缸10和倾角调整油压缸13均与所述液压站29连接，履带车底盘3、电钻16、限位传感器21、速度传感器22、电动门15?2、高清摄像头15?3、激光定位模块

15?4、液压站29和伺服电机模块17?2均与主控制器30连接。

[0053] 需要说明的是，通过设置履带车底盘3实现钻孔机沿隧道长度方向的移动，实现对钻孔的粗对准，承载力大，减少人工辅助移动钻孔机，为实现隧道全自动钻孔提供基础，便于推广使用，通过平面移动机构6实现对钻孔的细对准，在履带车底盘3确定位置的基础上，保证钻孔机移动控制对象少，快速的实现钻孔进一步对准，控制简单，可靠稳定，使用效果好，通过倾角调整油压缸13和主油缸10的配合，实现对钻孔的微观精细对准，省力精确，节约劳动力，降低安全风险和施工难度，避免人工作业吸入大量灰尘，减少对施工人员身体健康的损害和不必要的人员伤害，中心支撑轴7的顶端安装有横轴9的目的是实现主油缸10的位置调整，当主油缸10不工作时，可将主油缸10调整到控制支撑箱4和液压控制箱5沿隧道移动的前端或后端，避免隧道侧壁对电钻16的损坏，当主油缸10工作时，可将主油缸10调整到控制支撑箱4和液压控制箱5沿隧道移动的左端或右端，如图2所示。安装座11固定套装在主油缸10的柱塞端，为安装架12的转动提供支撑力，安装架12铰接在主油缸10的柱塞端同时安装座11和安装架12的底座之间安装有连接铰链14，便于倾角调整油压缸13拉伸安装架12时，安装架12的自由转动，灵活巧妙，定位探测机构15利用高清摄像头查找孔位标记，采用激光定位模块利用激光沿直线传播的原理确定目标孔位标记，保证电钻与隧道内壁的垂直度，满足电钻工作的需求，电钻16的钻头上设置有限位传感器21和速度传感器22的目的是通过钻孔深度和钻孔速度确定钻孔质量，避免钻孔机在非正常状态下工作或钻出非正常的孔，工作可靠性高。

[0054] 实际使用时，L形定位探测安装座15?1与电动门15?2配合，实现对高清摄像头15?3和激光定位模块15?4的保护，避免隧道恶劣的环境对高清摄像头15?3和激光定位模块15?4的损坏，延长高清摄像头15?3和激光定位模块15?4的使用寿命，激光定位模块15?4安装在主油缸10长度方向的中心线的延伸线上的目的是帮助电钻16确定钻孔位置，当激光定位模块15?4探测钻孔位置时，电钻微调器17将电钻16移开，避免遮挡激光定位模块15?4工作；当激光定位模块15?4确定钻孔位置时，电钻微调器17将电钻16退回至激光定位模块15?4前端，提高主油缸10和电钻16的工作效率。[0055] 本实施例中，还包括除尘机构，所述除尘机构包括设置在地面的集尘箱2和安装在集尘箱2内的吸风式集尘器26，吸尘管18的一端安装在安装架12的顶板上且朝向电钻16，吸尘管18的另一端伸入至集尘箱2与吸风式集尘器26连通，集尘箱2的底板上安装有压力传感器23，集尘箱2的箱体上安装有提示器24，压力传感器23和提示器24均与主控制器30连接。[0056] 需要说明的是，除尘机构及时的吸去电钻16钻孔产生的粉尘，保证隧道内的能见度，确保高清摄像头15?3工作环境清晰可见，为隧道内施工人员营造一个良好的工作环境，集尘箱2的底板上设置压力传感器23的目的是利用压力传感器23实时采集集尘箱2内粉尘重量，当压力传感器23采集的集尘箱2内粉尘重量超过粉尘重量阈值时，更换集尘箱2，保证钻孔机的持续工作，集尘箱2的箱体上安装有提示器24的目的是当压力传感器23采集的集尘箱2内粉尘重量超过粉尘重量阈值时，利用提示器24自动提示施工人员，自动化程度高，减少施工人员的工作量。[0057] 本实施例中，所述液压控制箱5内还设置有用于带动中心支撑轴7随旋转盘8转动的第一电机模块27和用于带动横轴9转动的第二电机模块28，所述第一电机模块27和第二电机模块28均与主控制器30连接。[0058] 本实施例中，所述平面移动机构6包括用于推动液压控制箱5沿隧道1长度方向移动的第一移动机构和用于推动液压控制箱5沿隧道1宽度方向移动的第二移动机构，所述第一移动机构和所述第二移动机构均为液压油缸或均为丝杆螺母机构。[0059] 本实施例中，所述主油缸10绕横轴9转过的角度为240°，中心支撑轴7绕旋转盘8转过的角度为360°。[0060] 需要说明的是，主油缸10绕横轴9转过的角度为240°，覆盖范围大，涵盖了人力不容易钻孔的高度区域。[0061] 本实施例中，所述电钻16为博世B8四坑3系电锤钻头。[0062] 需要说明的是，电钻16采用博世B8四坑3系电锤钻头的目的是直接钻断隧道内钢筋，无需探测隧道内钢筋的存在，减少钻孔的障碍。[0063] 如图6所示的一种隧道自动钻孔的方法，包括以下步骤：[0064] 步骤一、布置孔位标记：沿隧道1长度方向在隧道1内壁上按照设计需求进行所述孔位标记的布置；[0065] 步骤二、钻孔机进行隧道区段的自动钻孔：钻孔机利用履带车底盘3沿隧道1长度方向移动，对需钻孔的隧道1进行分段钻孔；分段钻孔过程中，对需钻孔的隧道区段的钻孔方法均相同；[0066] 需钻孔的隧道区段为钻孔机的履带车底盘3在不动的情况下电钻16所能涉及的隧道内壁区域；[0067] 对需钻孔的隧道区段进行钻孔时，过程如下：[0068] 步骤201、履带车底盘对钻孔的粗对准：钻孔机沿隧道1长度方向运行，中心支撑轴7随旋转盘8转动，使主油缸10的中轴线位于隧道1断面内，钻孔机利用履带车底盘3移动至需钻孔的隧道区段，实现隧道钻孔粗对准；

[0069] 步骤202、平面移动机构对钻孔的细对准：利用平面移动机构6调节液压控制箱5在控制支撑箱4的位置，进而调节主油缸10带动电钻16指向隧道1内壁一断面，实现隧道钻孔细对准；[0070] 所述平面移动机构6包括用于推动液压控制箱5沿隧道1长度方向移动的第一移动机构和用于推动液压控制箱5沿隧道1宽度方向移动的第二移动机构，所述第一移动机构和所述第二移动机构均为液压油缸或均为丝杆螺母机构；[0071] 步骤203、隧道内壁一断面上孔位标记的识别：液压站29调节倾角调整油压缸13，使倾角调整油压缸13长度与连接铰链14长度一致，实现电钻16与主油缸10平行，液压站29控制主油缸10延伸，使主油缸10带动电钻16靠近隧道内壁，当电钻16的前端与隧道内壁之间的距离达到第一距离阈值α时，主油缸10停止延伸，缩小高清摄像头15?3采集图像的视角范围，主控制器30控制伺服电机模块17?2工作，实现电钻16沿丝杆导轨17?1的移动，使电钻16偏离主油缸10中轴线所在直线，然后主控制器30控制电动门15?2打开，使高清摄像头15?

3工作，利用主油缸10绕横轴9转动，高清摄像头15?3采集隧道内壁一断面上孔位标记图像并进行孔位标记图像识别，其中，α的单位为cm；

[0072] 本实施例中，所述主控制器30为PLC模块。[0073] 步骤204、隧道内壁一断面上孔位标记的精对准：当高清摄像头15?3采集隧道内壁一断面上一个孔位标记图像时，主控制器30控制激光定位模块15?4工作，当激光定位模块15?4直线对准该孔位标记且激光定位模块15?4探测的距离在第二距离阈值β范围内时，实现隧道内壁一断面上孔位标记的精对准；当激光定位模块15?4直线对准该孔位标记且激光定位模块15?4探测的距离不在第二距离阈值β范围内时，液压站29控制倾角调整油压缸13调节激光定位模块15?4角度直至激光定位模块15?4直线对准该孔位标记且激光定位模块

15?4探测的距离在第二距离阈值β范围内，实现隧道内壁一断面上孔位标记的精对准；

[0074] 当高清摄像头15?3同时采集隧道内壁一断面上多个孔位标记图像时，选择图像像素数量最大的孔位标记图像作为目标孔位标记对应的孔位标记图像，利用激光定位模块15?4直线对准目标孔位标记，液压站29控制倾角调整油压缸13调节激光定位模块15?4角度直至激光定位模块15?4直线对准该孔位标记且激光定位模块15?4探测的距离在第二距离阈值β范围内，实现隧道内壁一断面上孔位标记的精对准；

[0075] 步骤205、隧道内壁一断面上精对准后的孔位标记的钻探：主控制器30控制电动门15?2关闭，使高清摄像头15?3停止工作，主控制器30控制伺服电机模块17?2工作，实现电钻

16沿丝杆导轨17?1的移动，使电钻16恢复至主油缸10中轴线所在直线，然后开启电钻16，液压站29控制主油缸10延伸，使主油缸10带动电钻16靠近精对准后的孔位标记，电钻16对精对准后的孔位标记所在位置进行钻探，同时利用除尘机构对电钻16钻探产生的粉尘进行吸尘；

[0076] 所述除尘机构包括设置在地面的集尘箱2和安装在集尘箱2内的吸风式集尘器26，吸尘管18的一端安装在安装架12的顶板上且朝向电钻16，吸尘管18的另一端伸入至集尘箱2与吸风式集尘器26连通，集尘箱2的底板上安装有压力传感器23，集尘箱2的箱体上安装有提示器24，压力传感器23和提示器24均与主控制器30连接；

[0077] 步骤206、判断钻孔深度是否到位：利用限位传感器21采集电钻16进行钻探过程中钻孔的深度，当钻孔深度到位时，主油缸10回缩，进而带动电钻16退出钻孔，执行步骤208；当钻孔深度未到位时，执行步骤207；

[0078] 步骤207、判断钻孔速度是否异常：在存储器25中存储钻孔速度阈值区间，利用速度传感器22采集电钻16进行钻探过程中钻孔速度，当钻孔速度在速度阈值区间内时，钻孔速度正常，执行步骤205；当钻孔速度不在速度阈值区间内时，钻孔速度异常，执行步骤四；[0079] 本实施例中，所述电钻16为博世B8四坑3系电锤钻头；步骤207中所述钻孔速度阈值区间为 。[0080] 步骤208、集尘箱内粉尘重量的监测：利用压力传感器23实时采集集尘箱2内粉尘重量，当压力传感器23采集的集尘箱2内粉尘重量超过粉尘重量阈值时，更换集尘箱2，保证钻孔机的持续工作；[0081] 步骤209、控制主油缸10绕横轴9转动，改变高清摄像头15?3的角度对隧道内壁一断面上另一孔位标记的孔位标记图像识别，循环步骤203，实现隧道内壁一断面上全部孔位标记的识别及对应孔位的钻探；[0082] 步骤三、钻孔机进行隧道自动钻孔：钻孔机利用履带车底盘3沿隧道1长度方向移动至需钻孔的下一个隧道区段，循环步骤二，实现钻孔机进行隧道自动钻孔；[0083] 步骤四、故障排查：当钻孔速度小于钻孔速度阈值下限值时，说明电钻16的钻头已磨损，主油缸10回缩，进而带动电钻16退出钻孔，对电钻16的钻头进行更换维修；当钻孔速度大于钻孔速度阈值上限值时，说明电钻16钻空，主油缸10回缩，进而带动电钻16退出钻孔，施工人员对该钻孔位置的隧道内壁进行补漏维护。[0084] 本发明使用时，通过履带车底盘实现钻孔机沿隧道长度方向的移动，实现对钻孔的粗对准，承载力大，通过平面移动机构实现对钻孔的细对准，控制简单，通过倾角调整油压缸和主油缸的配合，实现对钻孔的微观精细对准，省力精确，节约劳动力，降低安全风险和施工难度，避免人工作业吸入大量灰尘，减少对施工人员身体健康的损害和不必要的人员伤害，使用效果好。[0085] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。