CN110725648A - 一种双钻头隧道自动钻孔机及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双钻头隧道自动钻孔机及方法，该钻孔机包括履带车底盘、控制支撑箱、液压控制箱、中心支撑轴、横轴、主油缸、电机和双钻头机构；该方法包括步骤：一、布置孔位标记；二、钻孔机进行隧道区段的自动钻孔；三、钻孔机进行隧道自动钻孔；四、冲击钻故障排查；五、钢筋钻故障检修。本发明通过设置双钻头机构，减小了对钢筋钻的不必要磨损，减低了生产成本，通过钻孔深度和钻孔速度识别钻孔机的工作状态，及时检测钻孔过程中是否遇到钢筋，在遇到钢筋时及时转换钻头继续钻探，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，便于推广使用。
Description
技术领域
本发明属于隧道自动钻孔技术领域，具体涉及一种双钻头隧道自动钻孔机及方法。
背景技术
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；同时，由于隧道内还埋设有许多钢筋，只采用钢筋钻对隧道混凝土以及隧道内钢筋进行打孔操作打孔速度快，但钢筋钻的磨损速度会急剧加快，且将钢筋钻用于隧道混凝土的打孔大材小用，增加了生产成本；为了提高工作效率，降低安全风险，减少生产成本，现急需一种双钻头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
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，提供一种双钻头隧道自动钻孔机，其设计新颖合理，通过设置双钻头机构，减小了对钢筋钻的不必要磨损，降低了生产成本，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，并通过金属探测器及时检测钻孔过程中是否遇到钢筋，在遇到钢筋时及时转换钻头继续钻探，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。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种双钻头隧道自动钻孔机，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，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，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，其特征在于：所述主油缸的柱塞端设置有供双钻头机构安装的安装座，所述安装座与双钻头机构之间通过电机连接，电机的转动轴与双钻头机构固定连接，电机远离转动轴的一端固定设置在安装座上，电机的转动轴的轴线与主油缸中轴线重合；
所述双钻头机构包括支撑板，所述支撑板包括与电机的转动轴固定连接的主支撑板以及两个分别设置在主支撑板两侧的副支撑板，主支撑板远离安装座的侧面上安装有定位探测机构，两个副支撑板远离安装座的侧面上分别安装有用于带动冲击钻工作的第一钻头升降机构和用于带动钢筋钻工作的第二钻头升降机构，第一钻头升降机构和第二钻头升降机构的结构尺寸均相同，所述第一钻头升降机构包括设置在副支撑板上的丝杆导轨，丝杆导轨通过伺服电机模块控制，丝杆导轨上设置有钻头安装架，钢筋钻的中轴线的延长线和冲击钻的中轴线的延长线的交点与横轴的中轴线的延长线和主油缸中轴线的延长线的交点重合，主油缸中轴线的延长线与钢筋钻的轴线的延长线的夹角、以及主油缸中轴线的延长线与冲击钻的轴线的延长线的夹角相同；冲击钻的钻头上设置有第一限位传感器、第一速度传感器和金属探测器，钢筋钻的钻头上设置有第二限位传感器和第二速度传感器；钢筋钻和冲击钻上均设置有除尘机构。
上述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述除尘机构包括设置在地面的集尘箱和设置在冲击钻上的集尘罩，集尘箱内设置有吸风式集尘器，吸风式集尘器与集尘罩通过吸尘管连通，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。
上述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述控制支撑箱内设置有电子线路板，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，主油缸与所述液压站连接，履带车底盘、电机、钢筋钻、冲击钻、伺服电机模块、金属探测器、第一限位传感器、第二限位传感器、第一速度传感器、第二速度传感器、液压站、压力传感器、提示器和吸风式集尘器均与主控制器连接。
上述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述定位探测机构包括安装在主支撑板远离所述转动轴一侧上的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中轴线的延长线上，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；电动门、高清摄像头和激光定位模块均与主控制器连接。
上述的一种双钻头隧道自动钻孔机，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。
上述的一种双钻头隧道自动钻孔机，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°。
上述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述钢筋钻为博世B8四坑3系电锤钻头，所述冲击钻为博世方柄四坑冲击钻头。
上述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述丝杆导轨的长度不小于冲击钻的长度与钻头安装架长度之和，丝杆导轨的长度也不小于钢筋钻的长度与钻头安装架长度之和。
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：
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；
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，并对所述双钻头机构进行复位，然后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；
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冲击钻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；
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所述双钻头机构指向隧道内壁一断面，使横轴的中轴线与隧道的中轴线重合，实现隧道钻孔细对准；
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；
步骤203、隧道内壁一断面上孔位标记的识别：液压站控制主油缸延伸，使主油缸带动双钻头机构靠近隧道内壁，当钢筋钻或冲击钻的前端与隧道内壁之间的距离达到第一距离阈值a时，主油缸停止延伸，缩小定位探测机构中高清摄像头采集图像的视角范围，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，a的单位为cm；
所述控制支撑箱内设置有电子线路板，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，主油缸与所述液压站连接，履带车底盘、电机、钢筋钻、冲击钻、伺服电机模块、金属探测器、第一限位传感器、第二限位传感器、第一速度传感器、第二速度传感器、液压站、压力传感器、提示器和吸风式集尘器均与主控制器连接；
所述定位探测机构包括安装在主支撑板远离所述转动轴一侧上的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长线上，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；电动门、高清摄像头和激光定位模块均与主控制器连接；
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，主控制器控制第二电机模块带动横轴转动直至激光定位模块的激光线对准该孔位标记，此时主控制器控制电动门关闭，使高清摄像头停止工作，主控制器控制第二电机模块带动横轴转动，横轴转动的转动角度为α，使冲击钻的中轴线的延长线对准该孔位标记，实现隧道内壁一断面上孔位标记的精对准；其中，α为主油缸中轴线的延长线与钢筋钻的轴线的延长线的夹角，主油缸中轴线的延长线与冲击钻的轴线的延长线的夹角等于主油缸中轴线的延长线与钢筋钻的轴线的延长线的夹角；
当高清摄像头同时采集到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，主控制器控制激光定位模块工作，主控制器控制第二电机模块带动横轴转动直至激光定位模块的激光线对准该孔位标记，此时主控制器控制电动门关闭，使高清摄像头停止工作，主控制器控制第二电机模块带动横轴转动，横轴转动的转动角度为α，使冲击钻的中轴线的延长线对准该孔位标记，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：主控制器控制所述第一钻头升降机构中的伺服电机模块工作，使冲击钻沿所述第一钻头升降机构中的丝杆导轨向前移动直至冲击钻钻头与隧道内壁接触，然后开启冲击钻，液压站控制主油缸延伸，使冲击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冲击钻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和设置在冲击钻上的集尘罩，集尘箱内设置有吸风式集尘器，吸风式集尘器与集尘罩通过吸尘管连通，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；
步骤206、判断冲击钻钻孔深度是否到位：利用第一限位传感器采集冲击钻进行钻探过程中钻孔的深度，当钻孔深度到位时，冲击钻沿所述第一钻头升降机构中的丝杆导轨往回移动，主油缸回缩，进而带动冲击钻退出钻孔，执行步骤208；当钻孔深度未到位时，执行步骤207；
步骤207、判断冲击钻钻孔速度是否异常：在存储器中存储冲击钻钻孔速度阈值区间，利用第一速度传感器采集冲击钻进行钻探过程中钻孔速度，当钻孔速度在冲击钻钻孔速度阈值区间内时，钻孔速度正常，执行步骤205；当钻孔速度不在冲击钻钻孔速度阈值区间内时，钻孔速度异常，执行步骤210；
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；
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；
步骤210、判断钻孔时是否遇到钢筋：当金属探测器检测到有金属时，冲击钻遇到钢筋，执行步骤211；当金属探测器未检测到金属时，执行步骤四；
步骤211、使用钢筋钻继续钻探：
步骤2111、主控制器控制冲击钻停止运行，主油缸回缩，而后主控制器控制所述第一钻头升降机构中的伺服电机模块工作，使冲击钻沿丝杆导轨退回；
步骤2112、主控制器控制电机正转180°，进而带动所述支撑架转动180°，使冲击钻与钢筋钻调换位置；
步骤2113、主控制器控制所述第二钻头升降机构中的伺服电机模块工作，使钢筋钻沿所述第二钻头升降机构中的丝杆导轨向前移动，液压站控制主油缸延伸，直至钢筋钻钻头与钻孔内的钢筋接触，然后开启钢筋钻，同时利用除尘机构对钢筋钻钻探产生的粉尘进行吸尘；
步骤212、判断钢筋钻钻孔速度是否异常：在存储器中存储钢筋钻钻孔速度阈值区间，利用第二速度传感器采集钢筋钻进行钻探过程中钻孔速度，当钻孔速度在钢筋钻钻孔速度阈值区间内时，钻孔速度正常，钢筋未钻通，执行步骤2113；当钻孔速度不在钢筋钻钻孔速度阈值区间内时，钻孔速度异常，执行步骤213；
步骤213、判断钢筋钻是否需要检修：当钻孔速度大于钢筋钻钻孔速度阈值区间的上限值时，钢筋钻通，钢筋钻无需检修，执行步骤214；当钻孔速度小于钢筋钻钻孔速度阈值区间的下限值时，钻孔速度异常，执行步骤五；
步骤214、转换钢筋钻为冲击钻：主控制器控制钢筋钻停止运行，主油缸回缩，所述第二钻头升降机构中的伺服电机模块工作，使钢筋钻沿所述第二钻头升降机构中的丝杆导轨退回；主控制器控制电机反转180°，进而带动所述支撑架反转180°，使钢筋钻与冲击钻调换位置，使用冲击钻继续钻探，执行步骤205；
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；
步骤四、冲击钻故障排查：当钻孔速度小于冲击钻钻孔速度阈值区间的下限值时，说明冲击钻的钻头已磨损，主油缸回缩，所述第一钻头升降机构中的伺服电机模块工作，进而带动冲击钻退出钻孔，对冲击钻的钻头进行更换维修；当钻孔速度大于钻孔速度阈值区间的上限值时，说明冲击钻钻空，主油缸回缩，进而带动冲击钻退出钻孔，施工人员对该钻孔位置的隧道内壁进行补漏维护；
步骤五、钢筋钻故障检修：此时钢筋钻的钻头已磨损，主油缸回缩，所述第二钻头升降机构中的伺服电机模块工作，进而带动钢筋钻退出钻孔，对钢筋钻的钻头进行更换维修。
上述的方法，其特征在于：所述钢筋钻为博世B8四坑3系电锤钻头，所述冲击钻为博世方柄四坑冲击钻头；步骤207中所述冲击钻钻孔速度阈值区间为[8mm/s,12mm/s]，所述钢筋钻钻孔速度阈值区间为[6mm/s,10mm/s]。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用的钻孔机通过设置双钻头机构，在对隧道混凝土进行钻孔时使用冲击钻，在钻孔过程中遇到隧道内钢筋时转换冲击钻为钢筋钻，减少了只采用钢筋钻钻孔时对钢筋钻的不必要磨损，降低了设备的维修率，降低了生产成本。
2、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。
3、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。
4、本发明采用的钻孔机通过定位探测机构和主油缸的配合，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。
5、本发明采用的钻孔机通过钻头升降机构和支撑板的配合，以及使钢筋钻的中轴线的延长线和冲击钻的中轴线的延长线的交点与横轴的中轴线的延长线和主油缸中轴线的延长线的交点重合，保证钢筋钻和冲击钻在工作时与隧道内壁的垂直度，满足钢筋钻和冲击钻工作的需求。
6、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。
7、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，及时检测钻孔过程中是否遇到钢筋，在遇到钢筋时及时转换钻头继续钻探，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。
综上所述，本发明设计新颖合理，通过设置双钻头机构，减小了对钢筋钻的不必要磨损，降低了生产成本，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，并通过金属探测器及时检测钻孔过程中是否遇到钢筋，在遇到钢筋时及时转换钻头继续钻探，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。
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为本发明采用的钻孔机的使用状态图。
图2为本发明采用的钻孔机的结构示意图。
图3为本发明采用的定位探测机构在探测状态下的结构示意图。
图4为本发明采用的冲击钻在工作状态下的结构示意图。
图5为本发明采用的钻孔机的电路原理框图。
图6为本发明方法的方法流程框图。
附图标记说明:
1—履带车底盘；2—控制支撑箱；3—液压控制箱；
4—平面移动机构；5—中心支撑轴；6—旋转盘；
7—横轴；8—主油缸；9—安装座；
10—电机；11—丝杆导轨；12-1—主支撑板；
12-2—副支撑板；13—定位探测机构；
13-1—L形定位探测安装座；13-2—电动门；
13-3—高清摄像头；13-4—激光定位模块；14—钢筋钻；
15—冲击钻；16—伺服电机模块；17—钻头安装架；
18-1—集尘罩；18-2—吸尘管；18-3—集尘箱；
18-4—吸风式集尘器；19—金属探测器；20—主控制器；
21-1—第一限位传感器；21-2—第二限位传感器；
22-1—第一速度传感器；22-2—第二速度传感器；
23—压力传感器；24—提示器；25—存储器；
26—隧道；27—第一电机模块；28—第二电机模块；
29—液压站。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，包括由下至上依次安装的履带车底盘1、控制支撑箱2、液压控制箱3和中心支撑轴5，液压控制箱3通过平面移动机构4安装在控制支撑箱2上，中心支撑轴5通过旋转盘6安装在液压控制箱3上，中心支撑轴5的顶端安装有横轴7，主油缸8的固定端安装在横轴7的两端，所述主油缸8的柱塞端设置有供双钻头机构安装的安装座9，所述安装座9与双钻头机构之间通过电机10连接，电机10的转动轴与双钻头机构固定连接，电机10远离转动轴的一端固定设置在安装座9上，电机10的转动轴的轴线与主油缸8中轴线重合；
所述双钻头机构包括支撑板，所述支撑板包括与电机10的转动轴固定连接的主支撑板12-1以及两个分别设置在主支撑板12-1两侧的副支撑板12-2，主支撑板12-1远离安装座9的侧面上安装有定位探测机构13，两个副支撑板12-2远离安装座9的侧面上分别安装有用于带动冲击钻15工作的第一钻头升降机构和用于带动钢筋钻14工作的第二钻头升降机构，第一钻头升降机构和第二钻头升降机构的结构尺寸均相同，所述第一钻头升降机构包括设置在副支撑板12-2上的丝杆导轨11，丝杆导轨11通过伺服电机模块16控制，丝杆导轨11上设置有钻头安装架17，钢筋钻14的中轴线的延长线和冲击钻15的中轴线的延长线的交点与横轴7的中轴线的延长线和主油缸8中轴线的延长线的交点重合，主油缸8中轴线的延长线与钢筋钻14的轴线的延长线的夹角、以及主油缸8中轴线的延长线与冲击钻15的轴线的延长线的夹角相同；冲击钻15的钻头上设置有第一限位传感器21-1、第一速度传感器22-1和金属探测器19，钢筋钻14的钻头上设置有第二限位传感器21-2和第二速度传感器22-2；钢筋钻14和冲击钻15上均设置有除尘机构。
实际使用时，履带车底盘1带动钻孔机驶向隧道26底部长度方向上的中心位置，调整钻孔机26的高度，使横轴7的轴线与隧道26的中轴线重合，同时钢筋钻14的中轴线的延长线和冲击钻15的中轴线的延长线的交点与横轴7的中轴线的延长线和主油缸8中轴线的延长线的交点重合，使钢筋钻14和冲击钻15的钻头顶部绕横轴7旋转形成的圆与隧道26内壁的圆互为同心圆，保证钻孔机在钻孔时钻头与隧道内壁的垂直度，满足钢筋钻和冲击钻工作的需求。
本实施例中，所述除尘机构包括设置在地面的集尘箱18-3和设置在冲击钻上的集尘罩18-1，集尘箱18-3内设置有吸风式集尘器18-4，吸风式集尘器18-4与集尘罩18-1通过吸尘管18-2连通，集尘箱18-3的底板上安装有压力传感器23，集尘箱18-3的箱体上安装有提示器24。
需要说明的是，除尘机构可以及时的吸去钢筋钻14和冲击钻15钻孔产生的粉尘，保证隧道内的能见度，确保定位探测机构13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18-3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18-3内粉尘重量，当压力传感器23采集的集尘箱18-3内粉尘重量超过粉尘重量阈值时，更换集尘箱18-3，保证钻孔机的持续工作，集尘箱18-3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18-3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；
所述平面移动机构4包括用于推动液压控制箱3沿隧道26长度方向移动的第一移动机构和用于推动液压控制箱3沿隧道26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。
本实施例中，如图5所示，所述控制支撑箱2内设置有电子线路板，所述电子线路板上集成有主控制器20、电源转换模块20和与主控制器20连接的存储器25，所述液压控制箱3内设置有液压站29，主油缸8与所述液压站29连接，履带车底盘1、电机10、钢筋钻14、冲击钻15、伺服电机模块16、金属探测器19、第一限位传感器21-1、第二限位传感器21-2、第一速度传感器22-1、第二速度传感器22-2、液压站29、压力传感器23、提示器24和吸风式集尘器18-4均与主控制器20连接。
实际使用时，优选的，所述主控制器20为PLC模块。
本实施例中，所述定位探测机构13包括安装在主支撑板12-1远离所述转动轴一侧上的L形定位探测安装座13-1和与L形定位探测安装座13-1配合的电动门13-2，L形定位探测安装座13-1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13-3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13-4，激光定位模块13-4安装在主油缸8中轴线的延长线上，高清摄像头13-3靠近激光定位模块13-4且位于激光定位模块13-4的旁侧；电动门13-2、高清摄像头13-3和激光定位模块13-4均与主控制器20连接。
实际使用时，如图3和图4所示，L形定位探测安装座13-1与电动门13-2配合，实现对高清摄像头13-3和激光定位模块13-4的保护，避免隧道恶劣的环境对高清摄像头13-3和激光定位模块13-4的损坏，延长高清摄像头13-3和激光定位模块13-4的使用寿命，激光定位模块13-4安装在主油缸8长度方向的中心线的延伸线上的目的是帮助冲击钻15确定钻孔位置，当激光定位模块13-4确定钻孔位置时，主控制器20控制第二电机模块28带动横轴7转动角度α，使冲击钻15移动到激光定位模块13-4在横轴7转动角度α前的位置，控制第一钻头升降机构中的伺服电机模块16工作，使冲击钻15沿第一钻头升降机构中的丝杆导轨11向前移动直至冲击钻15钻头与隧道26内壁接触，然后开始钻探，保证双钻头机构的正常工作。
本实施例中，所述液压控制箱3内还设置有用于带动中心支撑轴5随旋转盘6转动的第一电机模块27和用于带动横轴7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20连接。
本实施例中，所述主油缸8绕横轴7转过的角度为240°，中心支撑轴5绕旋转盘6转过的角度为360°。
需要说明的是，主油缸8绕横轴7转过的角度为240°，钻孔机可覆盖的隧道一断面内钻孔角度为240°-α，覆盖范围大，涵盖了人力不容易钻孔的高度区域；其中α为主油缸8中轴线的延长线与钢筋钻14的轴线的延长线的夹角、以及主油缸8中轴线的延长线与冲击钻15的轴线的延长线的夹角。
本实施例中，所述钢筋钻14为博世B8四坑3系电锤钻头，所述冲击钻15为博世方柄四坑冲击钻头。
本实施例中，所述丝杆导轨11的长度不小于冲击钻15的长度与钻头安装架17长度之和，丝杆导轨11的长度也不小于钢筋钻14的长度与钻头安装架17长度之和。
如图6所示的一种隧道自动钻孔的方法，包括以下步骤：步骤一、布置孔位标记：沿隧道26长度方向在隧道26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1沿隧道26长度方向移动，并对所述双钻头机构进行复位，然后对需钻孔的隧道26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1在不动的情况下冲击钻15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26长度方向运行，中心支撑轴5随旋转盘6转动，使主油缸8的中轴线位于隧道26断面内，钻孔机利用履带车底盘1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4调节液压控制箱3在控制支撑箱2的位置，进而调节主油缸8带动所述双钻头机构指向隧道26内壁一断面，使横轴7的中轴线与隧道26的中轴线重合，实现隧道钻孔细对准；
所述平面移动机构4包括用于推动液压控制箱3沿隧道26长度方向移动的第一移动机构和用于推动液压控制箱3沿隧道26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控制主油缸8延伸，使主油缸8带动双钻头机构靠近隧道内壁，当钢筋钻14或冲击钻15的前端与隧道内壁之间的距离达到第一距离阈值a时，主油缸8停止延伸，缩小定位探测机构13中高清摄像头13-3采集图像的视角范围，主控制器20控制电动门13-2打开，使高清摄像头13-3工作，利用主油缸8绕横轴7转动，高清摄像头13-3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，a的单位为cm；
所述控制支撑箱2内设置有电子线路板，所述电子线路板上集成有主控制器20、电源转换模块20和与主控制器20连接的存储器25，所述液压控制箱3内设置有液压站29，主油缸8与所述液压站29连接，履带车底盘1、电机10、钢筋钻14、冲击钻15、伺服电机模块16、金属探测器19、第一限位传感器21-1、第二限位传感器21-2、第一速度传感器22-1、第二速度传感器22-2、液压站29、压力传感器23、提示器24和吸风式集尘器18-4均与主控制器20连接；
所述定位探测机构13包括安装在主支撑板12-1远离所述转动轴一侧上的L形定位探测安装座13-1和与L形定位探测安装座13-1配合的电动门13-2，L形定位探测安装座13-1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13-3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13-4，激光定位模块13-4安装在主油缸8长度方向的中心线的延长线上，高清摄像头13-3靠近激光定位模块13-4且位于激光定位模块13-4的旁侧；电动门13-2、高清摄像头13-3和激光定位模块13-4均与主控制器20连接；
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13-3采集隧道内壁一断面上一个孔位标记图像时，主控制器20控制激光定位模块13-4工作，主控制器20控制第二电机模块28带动横轴7转动直至激光定位模块13-4的激光线对准该孔位标记，此时主控制器20控制电动门13-2关闭，使高清摄像头13-3停止工作，主控制器20控制第二电机模块28带动横轴7转动，横轴7转动的转动角度为α，使冲击钻15的中轴线的延长线对准该孔位标记，实现隧道内壁一断面上孔位标记的精对准；其中，α为主油缸8中轴线的延长线与钢筋钻14的轴线的延长线的夹角，主油缸8中轴线的延长线与冲击钻15的轴线的延长线的夹角等于主油缸8中轴线的延长线与钢筋钻14的轴线的延长线的夹角；
当高清摄像头13-3同时采集到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，主控制器20控制激光定位模块13-4工作，主控制器20控制第二电机模块28带动横轴7转动直至激光定位模块13-4的激光线对准该孔位标记，此时主控制器20控制电动门13-2关闭，使高清摄像头13-3停止工作，主控制器20控制第二电机模块28带动横轴7转动，横轴7转动的转动角度为α，使冲击钻15的中轴线的延长线对准该孔位标记，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20控制所述第一钻头升降机构中的伺服电机模块16工作，使冲击钻15沿所述第一钻头升降机构中的丝杆导轨11向前移动直至冲击钻15钻头与隧道26内壁接触，然后开启冲击钻15，液压站29控制主油缸10延伸，使冲击钻15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冲击钻15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18-3和设置在冲击钻上的集尘罩18-1，集尘箱18-3内设置有吸风式集尘器18-4，吸风式集尘器18-4与集尘罩18-1通过吸尘管18-2连通，集尘箱18-3的底板上安装有压力传感器23，集尘箱18-3的箱体上安装有提示器24；
步骤206、判断冲击钻钻孔深度是否到位：利用第一限位传感器21-1采集冲击钻15进行钻探过程中钻孔的深度，当钻孔深度到位时，冲击钻15沿所述第一钻头升降机构中的丝杆导轨11往回移动，主油缸8回缩，进而带动冲击钻15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、判断冲击钻钻孔速度是否异常：在存储器25中存储冲击钻钻孔速度阈值区间，利用第一速度传感器22-1采集冲击钻15进行钻探过程中钻孔速度，当钻孔速度在冲击钻钻孔速度阈值区间内时，钻孔速度正常，执行步骤205；当钻孔速度不在冲击钻钻孔速度阈值区间内时，钻孔速度异常，执行步骤210；
本实施例中，所述冲击钻15为博世方柄四坑冲击钻头；步骤207中所述冲击钻钻孔速度阈值区间为[8mm/s,12mm/s]。
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18-3内粉尘重量，当压力传感器23采集的集尘箱18-3内粉尘重量超过粉尘重量阈值时，更换集尘箱18-3，保证钻孔机的持续工作；
步骤209、控制主油缸8绕横轴7转动，改变高清摄像头13-3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210、判断钻孔时是否遇到钢筋：当金属探测器19检测到有金属时，冲击钻15遇到钢筋，执行步骤211；当金属探测器19未检测到金属时，执行步骤四；
步骤211、使用钢筋钻继续钻探：
步骤2111、主控制器20控制冲击钻15停止运行，主油缸8回缩，而后主控制器20控制所述第一钻头升降机构中的伺服电机模块16工作，使冲击钻15沿丝杆导轨11退回；
步骤2112、主控制器20控制电机10正转180°，进而带动所述支撑架转动180°，使冲击钻15与钢筋钻14调换位置；
步骤2113、主控制器20控制所述第二钻头升降机构中的伺服电机模块16工作，使钢筋钻14沿所述第二钻头升降机构中的丝杆导轨11向前移动，液压站29控制主油缸10延伸，直至钢筋钻14钻头与钻孔内的钢筋接触，然后开启钢筋钻14，同时利用除尘机构对钢筋钻14钻探产生的粉尘进行吸尘；
步骤212、判断钢筋钻钻孔速度是否异常：在存储器25中存储钢筋钻钻孔速度阈值区间，利用第二速度传感器22-2采集钢筋钻14进行钻探过程中钻孔速度，当钻孔速度在钢筋钻钻孔速度阈值区间内时，钻孔速度正常，钢筋未钻通，执行步骤2113；当钻孔速度不在钢筋钻钻孔速度阈值区间内时，钻孔速度异常，执行步骤213；
本实施例中，所述钢筋钻14为博世B8四坑3系电锤钻头，步骤212中所述钢筋钻钻孔速度阈值区间为[6mm/s,10mm/s]。
步骤213、判断钢筋钻是否需要检修：当钻孔速度大于钢筋钻钻孔速度阈值区间的上限值时，钢筋钻通，钢筋钻14无需检修，执行步骤214；当钻孔速度小于钢筋钻钻孔速度阈值区间的下限值时，钻孔速度异常，执行步骤五；
步骤214、转换钢筋钻为冲击钻：主控制器20控制钢筋钻14停止运行，主油缸8回缩，所述第二钻头升降机构中的伺服电机模块16工作，使钢筋钻14沿所述第二钻头升降机构中的丝杆导轨11退回；主控制器20控制电机10反转180°，进而带动所述支撑架反转180°，使钢筋钻14与冲击钻15调换位置，使用冲击钻15继续钻探，执行步骤205；
步骤三、钻孔机进行隧道自动钻孔：钻孔机利用履带车底盘1沿隧道26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、冲击钻故障排查：当钻孔速度小于冲击钻钻孔速度阈值区间的下限值时，说明冲击钻15的钻头已磨损，主油缸8回缩，所述第一钻头升降机构中的伺服电机模块16工作，进而带动冲击钻15退出钻孔，对冲击钻15的钻头进行更换维修；当钻孔速度大于钻孔速度阈值区间的上限值时，说明冲击钻15钻空，主油缸8回缩，进而带动冲击钻15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；
步骤五、钢筋钻故障检修：此时钢筋钻14的钻头已磨损，主油缸8回缩，所述第二钻头升降机构中的伺服电机模块16工作，进而带动钢筋钻14退出钻孔，对钢筋钻14的钻头进行更换维修。
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。
Claims (10)
1.一种双钻头隧道自动钻孔机，包括由下至上依次安装的履带车底盘(1)、控制支撑箱(2)、液压控制箱(3)和中心支撑轴(5)，液压控制箱(3)通过平面移动机构(4)安装在控制支撑箱(2)上，中心支撑轴(5)通过旋转盘(6)安装在液压控制箱(3)上，中心支撑轴(5)的顶端安装有横轴(7)，主油缸(8)的固定端安装在横轴(7)的两端，其特征在于：所述主油缸(8)的柱塞端设置有供双钻头机构安装的安装座(9)，所述安装座(9)与双钻头机构之间通过电机(10)连接，电机(10)的转动轴与双钻头机构固定连接，电机(10)远离转动轴的一端固定设置在安装座(9)上，电机(10)的转动轴的轴线与主油缸(8)中轴线重合；
所述双钻头机构包括支撑板，所述支撑板包括与电机(10)的转动轴固定连接的主支撑板(12-1)以及两个分别设置在主支撑板(12-1)两侧的副支撑板(12-2)，主支撑板(12-1)远离安装座(9)的侧面上安装有定位探测机构(13)，两个副支撑板(12-2)远离安装座(9)的侧面上分别安装有用于带动冲击钻(15)工作的第一钻头升降机构和用于带动钢筋钻(14)工作的第二钻头升降机构，第一钻头升降机构和第二钻头升降机构的结构尺寸均相同，所述第一钻头升降机构包括设置在副支撑板(12-2)上的丝杆导轨(11)，丝杆导轨(11)通过伺服电机模块(16)控制，丝杆导轨(11)上设置有钻头安装架(17)，钢筋钻(14)的中轴线的延长线和冲击钻(15)的中轴线的延长线的交点与横轴(7)的中轴线的延长线和主油缸(8)中轴线的延长线的交点重合，主油缸(8)中轴线的延长线与钢筋钻(14)的轴线的延长线的夹角、以及主油缸(8)中轴线的延长线与冲击钻(15)的轴线的延长线的夹角相同；冲击钻(15)的钻头上设置有第一限位传感器(21-1)、第一速度传感器(22-1)和金属探测器(19)，钢筋钻(14)的钻头上设置有第二限位传感器(21-2)和第二速度传感器(22-2)；钢筋钻(14)和冲击钻(15)上均设置有除尘机构。
2.按照权利要求1所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述除尘机构包括设置在地面的集尘箱(18-3)和设置在冲击钻上的集尘罩(18-1)，集尘箱(18-3)内设置有吸风式集尘器(18-4)，吸风式集尘器(18-4)与集尘罩(18-1)通过吸尘管(18-2)连通，集尘箱(18-3)的底板上安装有压力传感器(23)，集尘箱(18-3)的箱体上安装有提示器(24)。
3.按照权利要求1所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述控制支撑箱(2)内设置有电子线路板，所述电子线路板上集成有主控制器(20)、电源转换模块(20)和与主控制器(20)连接的存储器(25)，所述液压控制箱(3)内设置有液压站(29)，主油缸(8)与所述液压站(29)连接，履带车底盘(1)、电机(10)、钢筋钻(14)、冲击钻(15)、伺服电机模块(16)、金属探测器(19)、第一限位传感器(21-1)、第二限位传感器(21-2)、第一速度传感器(22-1)、第二速度传感器(22-2)、液压站(29)、压力传感器(23)、提示器(24)和吸风式集尘器(18-4)均与主控制器(20)连接。
4.按照权利要求3所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述定位探测机构(13)包括安装在主支撑板(12-1)远离所述转动轴一侧上的L形定位探测安装座(13-1)和与L形定位探测安装座(13-1)配合的电动门(13-2)，L形定位探测安装座(13-1)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(13-3)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(13-4)，激光定位模块(13-4)安装在主油缸(8)中轴线的延长线上，高清摄像头(13-3)靠近激光定位模块(13-4)且位于激光定位模块(13-4)的旁侧；电动门(13-2)、高清摄像头(13-3)和激光定位模块(13-4)均与主控制器(20)连接。
5.按照权利要求3所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述液压控制箱(3)内还设置有用于带动中心支撑轴(5)随旋转盘(6)转动的第一电机模块(27)和用于带动横轴(7)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(20)连接。
6.按照权利要求1所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述主油缸(8)绕横轴(7)转过的角度为240°，中心支撑轴(5)绕旋转盘(6)转过的角度为360°。
7.按照权利要求1所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述钢筋钻(14)为博世B8四坑3系电锤钻头，所述冲击钻(15)为博世方柄四坑冲击钻头。
8.按照权利要求1所述的一种双钻头隧道自动钻孔机，其特征在于：所述丝杆导轨(11)的长度不小于冲击钻(15)的长度与钻头安装架(17)长度之和，丝杆导轨(11)的长度也不小于钢筋钻(14)的长度与钻头安装架(17)长度之和。
9.一种利用如权利要求1所述钻孔机进行隧道自动钻孔的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、布置孔位标记：沿隧道(26)长度方向在隧道(26)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(1)沿隧道(26)长度方向移动，并对所述双钻头机构进行复位，然后对需钻孔的隧道(26)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(1)在不动的情况下冲击钻(15)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(26)长度方向运行，中心支撑轴(5)随旋转盘(6)转动，使主油缸(8)的中轴线位于隧道(26)断面内，钻孔机利用履带车底盘(1)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(4)调节液压控制箱(3)在控制支撑箱(2)的位置，进而调节主油缸(8)带动所述双钻头机构指向隧道(26)内壁一断面，使横轴(7)的中轴线与隧道(26)的中轴线重合，实现隧道钻孔细对准；
所述平面移动机构(4)包括用于推动液压控制箱(3)沿隧道(26)长度方向移动的第一移动机构和用于推动液压控制箱(3)沿隧道(26)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)控制主油缸(8)延伸，使主油缸(8)带动双钻头机构靠近隧道内壁，当钢筋钻(14)或冲击钻(15)的前端与隧道内壁之间的距离达到第一距离阈值a时，主油缸(8)停止延伸，缩小定位探测机构(13)中高清摄像头(13-3)采集图像的视角范围，主控制器(20)控制电动门(13-2)打开，使高清摄像头(13-3)工作，利用主油缸(8)绕横轴(7)转动，高清摄像头(13-3)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，a的单位为cm；
所述控制支撑箱(2)内设置有电子线路板，所述电子线路板上集成有主控制器(20)、电源转换模块(20)和与主控制器(20)连接的存储器(25)，所述液压控制箱(3)内设置有液压站(29)，主油缸(8)与所述液压站(29)连接，履带车底盘(1)、电机(10)、钢筋钻(14)、冲击钻(15)、伺服电机模块(16)、金属探测器(19)、第一限位传感器(21-1)、第二限位传感器(21-2)、第一速度传感器(22-1)、第二速度传感器(22-2)、液压站(29)、压力传感器(23)、提示器(24)和吸风式集尘器(18-4)均与主控制器(20)连接；
所述定位探测机构(13)包括安装在主支撑板(12-1)远离所述转动轴一侧上的L形定位探测安装座(13-1)和与L形定位探测安装座(13-1)配合的电动门(13-2)，L形定位探测安装座(13-1)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(13-3)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(13-4)，激光定位模块(13-4)安装在主油缸(8)长度方向的中心线的延长线上，高清摄像头(13-3)靠近激光定位模块(13-4)且位于激光定位模块(13-4)的旁侧；电动门(13-2)、高清摄像头(13-3)和激光定位模块(13-4)均与主控制器(20)连接；
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(13-3)采集隧道内壁一断面上一个孔位标记图像时，主控制器(20)控制激光定位模块(13-4)工作，主控制器(20)控制第二电机模块(28)带动横轴(7)转动直至激光定位模块(13-4)的激光线对准该孔位标记，此时主控制器(20)控制电动门(13-2)关闭，使高清摄像头(13-3)停止工作，主控制器(20)控制第二电机模块(28)带动横轴(7)转动，横轴(7)转动的转动角度为α，使冲击钻(15)的中轴线的延长线对准该孔位标记，实现隧道内壁一断面上孔位标记的精对准；其中，α为主油缸(8)中轴线的延长线与钢筋钻(14)的轴线的延长线的夹角，主油缸(8)中轴线的延长线与冲击钻(15)的轴线的延长线的夹角等于主油缸(8)中轴线的延长线与钢筋钻(14)的轴线的延长线的夹角；
当高清摄像头(13-3)同时采集到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，主控制器(20)控制激光定位模块(13-4)工作，主控制器(20)控制第二电机模块(28)带动横轴(7)转动直至激光定位模块(13-4)的激光线对准该孔位标记，此时主控制器(20)控制电动门(13-2)关闭，使高清摄像头(13-3)停止工作，主控制器(20)控制第二电机模块(28)带动横轴(7)转动，横轴(7)转动的转动角度为α，使冲击钻(15)的中轴线的延长线对准该孔位标记，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(20)控制所述第一钻头升降机构中的伺服电机模块(16)工作，使冲击钻(15)沿所述第一钻头升降机构中的丝杆导轨(11)向前移动直至冲击钻(15)钻头与隧道(26)内壁接触，然后开启冲击钻(15)，液压站(29)控制主油缸(10)延伸，使冲击钻(15)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冲击钻(15)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(18-3)和设置在冲击钻上的集尘罩(18-1)，集尘箱(18-3)内设置有吸风式集尘器(18-4)，吸风式集尘器(18-4)与集尘罩(18-1)通过吸尘管(18-2)连通，集尘箱(18-3)的底板上安装有压力传感器(23)，集尘箱(18-3)的箱体上安装有提示器(24)；
步骤206、判断冲击钻钻孔深度是否到位：利用第一限位传感器(21-1)采集冲击钻(15)进行钻探过程中钻孔的深度，当钻孔深度到位时，冲击钻(15)沿所述第一钻头升降机构中的丝杆导轨(11)往回移动，主油缸(8)回缩，进而带动冲击钻(15)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、判断冲击钻钻孔速度是否异常：在存储器(25)中存储冲击钻钻孔速度阈值区间，利用第一速度传感器(22-1)采集冲击钻(15)进行钻探过程中钻孔速度，当钻孔速度在冲击钻钻孔速度阈值区间内时，钻孔速度正常，执行步骤205；当钻孔速度不在冲击钻钻孔速度阈值区间内时，钻孔速度异常，执行步骤210；
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(18-3)内粉尘重量，当压力传感器(23)采集的集尘箱(18-3)内粉尘重量超过粉尘重量阈值时，更换集尘箱(18-3)，保证钻孔机的持续工作；
步骤209、控制主油缸(8)绕横轴(7)转动，改变高清摄像头(13-3)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210、判断钻孔时是否遇到钢筋：当金属探测器(19)检测到有金属时，冲击钻(15)遇到钢筋，执行步骤211；当金属探测器(19)未检测到金属时，执行步骤四；
步骤211、使用钢筋钻继续钻探：
步骤2111、主控制器(20)控制冲击钻(15)停止运行，主油缸(8)回缩，而后主控制器(20)控制所述第一钻头升降机构中的伺服电机模块(16)工作，使冲击钻(15)沿丝杆导轨(11)退回；
步骤2112、主控制器(20)控制电机(10)正转180°，进而带动所述支撑架转动180°，使冲击钻(15)与钢筋钻(14)调换位置；
步骤2113、主控制器(20)控制所述第二钻头升降机构中的伺服电机模块(16)工作，使钢筋钻(14)沿所述第二钻头升降机构中的丝杆导轨(11)向前移动，液压站(29)控制主油缸(10)延伸，直至钢筋钻(14)钻头与钻孔内的钢筋接触，然后开启钢筋钻(14)，同时利用除尘机构对钢筋钻(14)钻探产生的粉尘进行吸尘；
步骤212、判断钢筋钻钻孔速度是否异常：在存储器(25)中存储钢筋钻钻孔速度阈值区间，利用第二速度传感器(22-2)采集钢筋钻(14)进行钻探过程中钻孔速度，当钻孔速度在钢筋钻钻孔速度阈值区间内时，钻孔速度正常，钢筋未钻通，执行步骤2113；当钻孔速度不在钢筋钻钻孔速度阈值区间内时，钻孔速度异常，执行步骤213；
步骤213、判断钢筋钻是否需要检修：当钻孔速度大于钢筋钻钻孔速度阈值区间的上限值时，钢筋钻通，钢筋钻(14)无需检修，执行步骤214；当钻孔速度小于钢筋钻钻孔速度阈值区间的下限值时，钻孔速度异常，执行步骤五；
步骤214、转换钢筋钻为冲击钻：主控制器(20)控制钢筋钻(14)停止运行，主油缸(8)回缩，所述第二钻头升降机构中的伺服电机模块(16)工作，使钢筋钻(14)沿所述第二钻头升降机构中的丝杆导轨(11)退回；主控制器(20)控制电机(10)反转180°，进而带动所述支撑架反转180°，使钢筋钻(14)与冲击钻(15)调换位置，使用冲击钻(15)继续钻探，执行步骤205；
步骤三、钻孔机进行隧道自动钻孔：钻孔机利用履带车底盘(1)沿隧道(26)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、冲击钻故障排查：当钻孔速度小于冲击钻钻孔速度阈值区间的下限值时，说明冲击钻(15)的钻头已磨损，主油缸(8)回缩，所述第一钻头升降机构中的伺服电机模块(16)工作，进而带动冲击钻(15)退出钻孔，对冲击钻(15)的钻头进行更换维修；当钻孔速度大于钻孔速度阈值区间的上限值时，说明冲击钻(15)钻空，主油缸(8)回缩，进而带动冲击钻(15)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；
步骤五、钢筋钻故障检修：此时钢筋钻(14)的钻头已磨损，主油缸(8)回缩，所述第二钻头升降机构中的伺服电机模块(16)工作，进而带动钢筋钻(14)退出钻孔，对钢筋钻(14)的钻头进行更换维修。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：所述钢筋钻(14)为博世B8四坑3系电锤钻头，所述冲击钻(15)为博世方柄四坑冲击钻头；步骤207中所述冲击钻钻孔速度阈值区间为[8mm/s,12mm/s]，所述钢筋钻钻孔速度阈值区间为[6mm/s,10mm/s]。
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