一种隧道爆破开挖施工用空气净化机器人技术领域
本发明涉及一种机器人，尤其是涉及一种隧道爆破开挖施工用空气净
化机器人。
背景技术
隧道掘进施工过程中，进行爆破开挖施工时，需要先在爆破面上钻取
呈环向布设的多个炮孔，再按照预先设计的爆破参数配置好炸药包后放入
各炮孔内，然后再进行引爆，从而完成爆破施工。爆破开挖过程中所产生
的大量粉尘和有害气体，主要通过隧道施工通风系统排至隧道洞内外，具
体是通过在洞口外设置轴流风机和与该轴流风机相连的通风管道将新鲜
空气送至隧道掘进工作面，而洞内的污浊空气在送入洞内新鲜空气的挤压
作用下沿已开挖好的洞身排至洞外，从而达到隧道洞内除尘的目的。但实
际施工过程中，通过隧道通风系统进行除尘的方法均不同程度地存在除尘
效率较低、影响隧道后续施工、除尘效果较差等问题，尤其是不能对爆破
产生的有害气体进行清除。
湿式除尘是利用洗涤液(一般为水)与含尘气体充分接触，将尘粒洗
涤下来而使气体净化的方法。这种除尘方式的效率高，除尘器结构简单，
造价低，占地面积小，操作维修方便，特别适宜于处理高温、高湿、易燃、
易爆的含尘气体。此外，在除尘的同时还能除去部分气态污染物。因此广
泛应用于工业生产的各部门的空气污染控制与气体净化。综上，现如今缺
少一种结构简单、设计合理、能在所施工隧道内前后移动且使用操作简便、
使用效果好的隧道爆破开挖施工用空气净化机器人，能对所移动位置处的
空气状况进行检测，并能根据检测结果简便、快速对所处位置处隧道内的
空气进行净化。
发明内容
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
种隧道爆破开挖施工用空气净化机器人，其结构简单、设计合理、能在所
施工隧道内前后移动且使用操作简便、使用效果好，能对所移动位置处的
空气状况进行检测，并能根据检测结果简便、快速对所处位置处隧道内的
空气进行净化。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种隧道爆破开挖施
工用空气净化机器人，其特征在于：包括机器人本体、安装在所述机器人
本体底部的行走机构、对行走机构进行驱动的行走驱动机构、安装在所述
机器人本体上部的空气净化室和安装在所述空气净化室前部的空气状况
检测装置，所述行走驱动机构与行走机构之间通过传动机构进行传动连
接；所述空气状况检测装置包括控制器、有毒气体浓度检测单元、粉尘浓
度检测单元和由控制器进行控制的报警提示单元，所述有毒气体浓度检测
单元和粉尘浓度检测单元均与控制器相接；所述空气净化室包括立方体框
架、四个分别安装在所述立方体框架的四个侧壁上的自动除尘设备和一个
安装在所述立方体框架内侧的水处理设备，四个所述自动除尘设备布设在
同一水平面上，且所述水处理设备位于四个所述自动除尘设备下方；四个
所述自动除尘设备的结构均相同，所述自动除尘设备包括除尘室、多个均
安装在所述除尘室内侧顶部的电动水喷头和一个位于所述除尘室内侧底
部的水收集槽，多个所述电动水喷头均通过供水管道与所述水处理设备的
出水口相接，所述供水管道上装有电动水泵和流量控制阀，所述水收集槽
的出水口通过排水管道与所述水处理设备的进水口相接，且所述排水管道
上装有电磁切断阀；所述除尘室的外侧壁上开有吸风口，所述吸风口上装
有将待净化空气吸入所述除尘室内的高压离心风机，所述立方体框架上装
有对四个所述自动除尘设备进行控制的主控器，每个所述自动除尘设备的
电动水喷头和高压离心风机均由主控器进行控制；所述电动水泵、流量控
制阀和电磁切断阀均由主控器进行控制且三者均与主控器相接；所述控制
器与主控器相接。
上述一种隧道爆破开挖施工用空气净化机器人，其特征是：所述控制
器为DSP控制器，所述主控器为ARM微处理器。
上述一种隧道爆破开挖施工用空气净化机器人，其特征是：所述机器
人本体上装有对其行走位置进行实时检测的行走位置检测单元，所述行走
位置检测单元与数据处理器相接，所述行走驱动机构由数据处理器进行控
制且其与数据处理器相接；所述主控器与数据处理器相接。
上述一种隧道爆破开挖施工用空气净化机器人，其特征是：还包括与
数据处理器相接的无线通信模块，所述数据处理器通过无线通信模块与无
线控制终端进行通信。
上述一种隧道爆破开挖施工用空气净化机器人，其特征是：还包括对
所述水处理设备内的水质进行监测的水质监测仪器，所述水质监测仪器与
数据处理器相接。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单、设计合理且使用操作简便，投入成本低。
2、电路简单、接线方便且使用操作简便。
3、使用操作简便、使用效果好且实用价值高，能在所施工隧道内前
后移动，并对所移动位置处的空气状况进行检测，并能根据检测结果简便、
快速对所处位置处隧道内的空气进行净化。由于本发明采用四个自动除尘
设备同步从多个方位进行除尘，因而净化处理效果好。
综上所述，本发明结构简单、设计合理、能在所施工隧道内前后移动
且使用操作简便、使用效果好，能对所移动位置处的空气状况进行检测，
并能根据检测结果简便、快速对所处位置处隧道内的空气进行净化。
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
图1为本发明的电路原理框图。
附图标记说明:
1—行走机构；2—行走驱动机构；3—空气状况检测装置；
3-1—控制器；3-2—有毒气体浓度检测单元；
3-3—粉尘浓度检测单元；3-4—报警提示单元；
4—自动除尘设备；4-1—电动水喷头；4-2—高压离心风机；
4-3—主控器；5—电动水泵；6—流量控制阀；
7—电磁切断阀；8—行走位置检测单元；9—数据处理器；
10—无线通信模块；11—无线控制终端；12—水质监测仪器。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括机器人本体、安装在所述机器人本体底部的
行走机构1、对行走机构1进行驱动的行走驱动机构2、安装在所述机器
人本体上部的空气净化室和安装在所述空气净化室前部的空气状况检测
装置3，所述行走驱动机构2与行走机构1之间通过传动机构进行传动连
接。所述空气状况检测装置3包括控制器3-1、有毒气体浓度检测单元3-2、
粉尘浓度检测单元3-3和由控制器3-1进行控制的报警提示单元3-4，所
述有毒气体浓度检测单元3-2和粉尘浓度检测单元3-3均与控制器3-1相
接。所述空气净化室包括立方体框架、四个分别安装在所述立方体框架的
四个侧壁上的自动除尘设备4和一个安装在所述立方体框架内侧的水处理
设备，四个所述自动除尘设备4布设在同一水平面上，且所述水处理设备
位于四个所述自动除尘设备4下方。四个所述自动除尘设备4的结构均相
同，所述自动除尘设备4包括除尘室、多个均安装在所述除尘室内侧顶部
的电动水喷头4-1和一个位于所述除尘室内侧底部的水收集槽，多个所述
电动水喷头4-1均通过供水管道与所述水处理设备的出水口相接，所述供
水管道上装有电动水泵5和流量控制阀6，所述水收集槽的出水口通过排
水管道与所述水处理设备的进水口相接，且所述排水管道上装有电磁切断
阀7。所述除尘室的外侧壁上开有吸风口，所述吸风口上装有将待净化空
气吸入所述除尘室内的高压离心风机4-2，所述立方体框架上装有对四个
所述自动除尘设备4进行控制的主控器4-3，每个所述自动除尘设备4的
电动水喷头4-1和高压离心风机4-2均由主控器4-3进行控制；所述电动
水泵5、流量控制阀6和电磁切断阀7均由主控器4-3进行控制且三者均
与主控器4-3相接。所述控制器3-1与主控器4-3相接。
本实施例中，所述控制器3-1为DSP控制器，所述主控器4-3为ARM
微处理器。
实际使用时，所述控制器3-1也可以采用其它类型的控制芯片，并且
主控器4-3也可以采用其它类型的数据处理芯片。
同时，所述机器人本体上装有对其行走位置进行实时检测的行走位置
检测单元8，所述行走位置检测单元8与数据处理器9相接，所述行走驱
动机构2由数据处理器9进行控制且其与数据处理器9相接。所述主控器
4-3与数据处理器9相接。
本实施例中，本发明还包括与数据处理器9相接的无线通信模块10，
所述数据处理器9通过无线通信模块10与无线控制终端11进行通信。
同时，本发明还包括对所述水处理设备内的水质进行监测的水质监测
仪器12，所述水质监测仪器12与数据处理器9相接。
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。