[发明专利]一种基于TM30的智能机器人监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于TM30的智能机器人监测系统及方法，系统包括自动监测单元、无线信号传输单元、行走驱动单元和危险报警单元，自动监测单元实现对监测点围岩收敛变形的监测；无线信号传输单元包括连接的信号处理模块和信号传输模块，被配置为控制机器人的启停、信号的处理与传输，实现在隧道内部复杂环境下信号的远距离传输；行走驱动单元，被配置为对测站进行精确定位，使机器人能够在隧道内部复杂环境下安全前进并准确的到达测站位置；危险报警单元，被配置为根据检监测结果对监测数据异常以及危险情况进行自动报警。

技术领域

本发明涉及一种基于TM30的智能机器人监测系统及方法。

背景技术

围岩收敛变形监测是隧道施工监测的重要组成部分。关于围岩收敛变形监测目前隧道施工中广泛采用的仍旧是人工监测，虽然也能满足变形监测的需要，但是存在着许多不足之处。传统的人工监测需要2-3个劳动力，人为引起的观测误差较多，影响最终平差精度，并且观测周期较长，无法满足施工根据实时监控数据进行动态调整的要求。

下面对于传统的监测方法作简要介绍：

(1)精密水准测量

对拱顶下沉的监测，可采用精密水准，按二等水准的精度要求进行作业。隧道内拱顶下沉监测采用特制的长挂杆把钢尺倒挂在拱顶的测点上，每次监测时，用水准仪读取钢尺的读数和后视水准尺的读数，根据水准测量原理即可求出测点的相对高程和绝对高程。

(2)三角高程测量

首先在监测隧道纵断面上预先埋设若干锚杆，并在锚杆端部做成平面，贴上反射片。监测时全站仪要像水准仪一样安置于测点和工作基点之间，不同的是前视使用反光片，后视使用棱镜或者水准尺。该方法按三角高程测高原理测出了前视和后视与全站仪轴心的高差，从而求出测点的相对高程和绝对高程。

(3)相对位移观测法

首先在监测横断面上预先埋设若干监测锚杆A，B，C等，并在锚杆端部做成平面，贴上反射片。然后在距离隧道监测点断面30米或更远的地方安置全站仪，以全站仪上次内存定义的任意坐标系作为假定坐标系，用坐标测量法测出监测点的任意坐标系三维坐标A(x_A,y_A,z_A)，B(x_B,y_B,z_B)和C(x_C,y_C,z_C)。最后进行如下计算：

(4)绝对三维位移观测法

相对位移观测法如果把仪器架于已知点上或者与已知基准点联测，即可完成绝对三维位移监测。绝对三维位移观测法需要在隧道内附近适当位置设置一个后视基准点，而且还需在洞内埋没观测墩，作为固定工作点以安置全站仪。

以上四种传统的监测方法都需要人工参与，而隧道一般监测距离长、范围大，监测点数量大，监测工作繁重，在施工期间监测难度大，周期长且受到现场施工环境的限制。因此，急需研发一种自动化、智能化、可实现远程监控、实时监控的监测系统。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于TM30的智能机器人监测系统及方法，本发明应用于隧道施工期间和运营期间内部围岩的收敛变形监测。本发明最主要的特点是通过自动监测单元、无线信号传输单元、行走驱动单元、危险报警单元实现高效、精确、安全的隧道内部围岩收敛变形监测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于TM30的智能机器人监测系统，包括自动监测单元、无线信号传输单元、行走驱动单元和危险报警单元，其中：