一种微波预裂智能遥控车的制作方法

本发明属于岩土工程及隧道工程技术领域，特别是涉及一种微波预裂智能遥控车。

背景技术：

随着对微波技术研究的不断深入，微波这一新兴技术由于具备加快反应速度、均匀与选择性加热等特性，使得微波技术已经广泛应用于干燥物料、提取矿物、治疗疾病等各个领域中，同时微波技术在岩石破碎方面也发挥其强大优势，主要体现在微波辅助机械破岩上，即在机械破碎岩石之前，先用微波对岩石进行照射加热使其产生微裂隙进而受到一定程度的弱化，而后采用机械对其进行破碎，以此增加机具的破岩能力、减小机具消耗、提高效率、有利于环境保护。

近年来，硬岩隧道掘进机作为隧道施工的主要方式之一，已有相关技术人员提出在传统的机械破岩法基础上，在微波辅助下进行机械破岩的想法。例如，微波发射器安装在硬岩隧道掘进机刀盘上，来实现预裂掘进前方硬岩、提高施工效率的效果，但在实际应用中，虽然可以充分发挥硬岩隧道掘进机的优势，但刀盘制作成本昂贵、能耗较大，且在顶管隧道施工中，若遇到硬岩或者混凝土构筑物等障碍物情况，顶进工作困难且复杂、效率低、成本高。

技术实现要素：

本发明针对隧道掘进硬岩状况，提出一种微波预裂智能遥控车，解决了现有技术不易操作、成本高、形式固定等问题。与将微波发射器固定于硬岩掘进机刀盘之中或盾构机刀盘之中相比，本发明作为一台独立的兼有微波发射器与喷水器的独立工作的智能遥控车，具有小巧轻便、质优价廉等优点，在隧道掘进、顶管施工过程中遇到岩石或者混凝土构筑物等坚硬障碍物的情况下，能够显著提高隧道施工效率且大大降低隧道施工成本。

本发明的具体技术方案如下：

一种微波预裂智能遥控车1，包括车厢2、车头3和外部遥控器，

所述的车头3上安装有微波发射器16和喷水喷头17，喷水喷头17通过出水管11与水箱10连接；

所述的车厢2内安装有发电机组4、接收器5、舵机6、电子调速器7、水泵9和水箱10；所述水箱10通过水泵9连接外部水源，水泵9通过上水管8与水箱10连接；所述的发电机组4为电子调速器7供电，接收器5用于接收来自遥控器的控制信号，接收器5与舵机6、电子调速器7、水泵9、微波发射器16和喷水喷头17独立连接，这样来自遥控器的控制信号提供对舵机6、电子调速器7、水泵9、微波发射器16和喷水喷头17的独立控制；

所述的车厢2底部安装有车轮13，车轮连接电子调速器7。

进一步地，所述的车头3和车厢2通过伸缩颈12连接，所述的伸缩颈12为可控制的伸缩杆，伸缩颈12与接收器5独立连接，通过接收器5接收遥控器发出的控制信号，可控制伸缩颈颈12的伸缩改变车头3的高度，进而增大作用范围，实现大断面隧道的岩石破碎工作。

进一步地，所述的车头3上装有微波发射器防水盒14，微波发射器16固定安装在车头的微波发射器防水盒14内。

进一步地，所述的车头3上装有微波发射器防水盒14，微波发射器防水盒14布置于1车头3的四角处，此位置可以全方位对前方障碍物进行破裂。

进一步地，所述的微波发射器防水盒14内正前方装有双曲面透镜15，微波通过双面透视镜15发射出去，达到聚焦的效果，提高微波发射器16的功率密度，节约能源，降低成本。

进一步地，所述的双曲面透镜15安装于微波发射器16的正前方，双曲面透镜15安装在电动变焦环上，电动变焦环与接收器5独立连接，通过接收器5接收遥控器发出的控制信号，调节变焦环实现双曲面透镜的前后移动，以调节焦距，适应于不同微波频率。

进一步地，所述的车头3上安装有喷水喷头17，车头3的中心处安装有喷水喷头17。

进一步地，所述的车头3的中心处安装有喷水喷头17，喷水喷头17可调节喷水面积，喷水喷头17与接收器5独立连接，通过接收器5接收遥控器发出的控制信号，控制调节喷水喷头17的喷水面积。

进一步地，所述的上水管8上设有第一阀门，所述出水管11上设有第二阀门，当往水箱10内注水时，开启上水管8阀门，关闭出水管11阀门；当喷水喷头17进行喷水工作时，关闭上水管8阀门，开启出水管11阀门，两阀门起到稳压、导流、防止逆流等作用。

本发明的工作原理如下：

参照图1、图2，本发明微波预裂硬岩式智能遥控车，车头装有微波发射器16与喷水喷头17，车厢内装有接收器5、电子调速器7和舵机6，可接收远程遥控器的控制信号，进入隧道或管道对前方障碍物进行预裂工作，通过遥控器控制固定在车头3上的微波发射器16的微波功率并发射微波，对前方岩体定向发射微波从而破碎岩体。同时微波发射器防水盒14内微波发射器16的正前方装有双曲面透镜15，双曲面透镜15安装在电动变焦环上，电动变焦环与接收器5独立连接，通过接收器5接收遥控器发出的控制信号，调节变焦环实现双曲面透镜的前后移动，以调节焦距，适应于不同微波频率，微波通过双面透视镜15发射出去，达到聚焦的效果，提高微波发射器16的功率密度，节约能源，降低成本。

同时，经微波照射后，岩石处于高温状态，通过遥控器控制车头3上的可调节喷水面积的喷水喷头17，直接对岩石进行喷水冷却，由于热胀冷缩原理，岩石强度大幅度降低。

另外，通过遥控器控制伸缩颈12，可以改变车头3的高度，进而增大微波发射器16的作用范围，实现大断面隧道的岩石破碎工作。

作为一台独立的兼有微波发射器与喷水器的独立工作的智能遥控车，通过遥控器人工远程控制遥控车进入隧道或管道，还可控制微波发射器的频率及波长，适应于不同强度的岩石。且与将微波发射器固定于硬岩掘进机刀盘之中或盾构机刀盘之中的现有技术相比，本发明，具有小巧轻便、质优价廉等优点，在辅助隧道掘进、顶管施工过程中遇到硬岩情况中，在提高隧道施工效率的基础上，大大降低隧道施工成本，解决了现有技术不易操作、成本高、形式固定等问题。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

本发明结构简单、能耗低、成本小、容易实现，以智能遥控车作为微波发射器的载体，通过微波发射器前方的双曲面透镜和控制伸缩颈的高低，实现大范围，全方位定向破碎岩石，降低能耗，提高隧道施工效率；同时，本发明结合热胀冷缩原理，辅以可调节喷水面积的喷水喷头，在微波照射后，直接对岩石进行喷水冷却，大幅度地减低微波照射后岩石的强度，提高岩石破碎效率。另外，每个微波发射器都有防水盒保护，防止微波发射器进水损坏。

本发明利用智能遥控车为载体，小巧轻便，由于硬岩隧道掘进机刀盘体积大、造价昂贵的特点，相比于将微波发射器固定于硬岩隧道掘进机刀盘上，应用起来更加灵活，不仅可以应用于大断面隧道施工，还可应用在小断面的顶管隧道施工，在提高效率的基础上，大大降低施工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明微波预裂硬岩式智能遥控车的结构示意图；

图2是本发明车头的结构示意图；

图中：1、微波预裂硬岩式智能遥控车，2、车厢，3、车头，4、发电机组，5、接收器，6、舵机，7、电子调速器，8、上水管，9、水泵，10、水箱，11、出水管，12、伸缩颈，13、车轮，14、微波发射器防水盒，15、双曲面透镜，16、微波发射器，17、喷水喷头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，微波预裂硬岩式智能遥控车1，包括车厢2、车头3和外部遥控器，所述的车厢2内安装有发电机组4、接收器5、舵机6、电子调速器7、水泵9和水箱10；所述水箱10通过水泵9连接外部水源，水泵9通过上水管8与水箱10连接，水箱10连接出水管11，出水管11连接出水喷头17,上水管8上设有第一阀门，出水管11上设有第二阀门，当往水箱10内注水时，开启上水管8阀门，关闭出水管11阀门；当喷水喷头17进行喷水工作时，关闭上水管8阀门，开启出水管11阀门，两阀门起到稳压、导流、防止逆流等作用。

所述的发电机组4为电子调速器7供电，接收器5用于接收来自遥控器的控制信号，接收器5与舵机6、电子调速器7、水泵9、微波发射器16和喷水喷头17独立连接，这样来自遥控器的控制信号提供对舵机6、电子调速器7、水泵9、微波发射器16和喷水喷头17的独立控制；

所述的车厢2底部安装有车轮13，车轮连接电子调速器7。

所述的车头3和车厢2通过伸缩颈12连接，所述的伸缩颈12为可控制的伸缩杆，伸缩颈12与接收器5独立连接，通过接收器5接收遥控器发出的控制信号，可控制伸缩颈颈12的伸缩改变车头3的高度，进而增大作用范围，实现大断面隧道的岩石破碎工作。

如图2所示，所述的车头3上安装有微波发射器16和喷水喷头17，喷水喷头17通过出水管11与水箱10连接，喷水喷头17与接收器5独立连接，通过接收器5接收遥控器发出的控制信号，可控制调节喷水喷头17的喷水面积；车头3上装有微波发射器防水盒14，微波发射器防水盒14布置于1车头3的四角处，此位置可以全方位对前方障碍物进行破裂。

所述的微波发射器防水盒14内正前方装有双曲面透镜15，双曲面透镜15安装于微波发射器16的正前方，双曲面透镜15安装在电动变焦环上，电动变焦环与接收器5独立连接，通过接收器5接收遥控器发出的控制信号，调节变焦环实现双曲面透镜的前后移动，以调节焦距，适应于不同微波频率，微波通过双面透视镜15发射出去，达到聚焦的效果，提高微波发射器16的功率密度，节约能源，降低成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。