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CN112761524B - 凿岩台车智能钻臂及岩体质量探测评估方法 - Google Patents

凿岩台车智能钻臂及岩体质量探测评估方法 Download PDF

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CN112761524B
CN112761524B CN202110127196.0A CN202110127196A CN112761524B CN 112761524 B CN112761524 B CN 112761524B CN 202110127196 A CN202110127196 A CN 202110127196A CN 112761524 B CN112761524 B CN 112761524B
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Abstract

本发明属于隧道施工设备技术领域。一种凿岩台车智能钻臂，包括推进梁、钻进组件、液压系统、传感器和数据采集处理系统，钻进组件设置在推进梁上，并沿推进梁往复移动动作；液压系统与钻进组件连接，并驱动钻进组件动作；多个传感器布设在推进梁、钻进组件和液压系统上，传感器用于检测凿进过程中的数据信息；数据采集处理系统用于记录传感器的数据信息，并对数据进行处理和显示。还公开了一种岩体质量探测评估方法。本发明能够依托智能化的凿岩台车钻臂实时记录凿岩过程的钻具响应参数，进行掌子面前方岩体质量的评估，从而实现高效便捷的智能化钻进技术和隧道及地下工程钻爆法施工对质量获取的迫切需要。

Description

凿岩台车智能钻臂及岩体质量探测评估方法
技术领域
本发明属于隧道施工设备技术领域，具体涉及一种凿岩台车智能钻臂及岩体质量探测评估方法。
背景技术
在隧道施工中，钻爆法因具有适用性强，经济可靠的特点，成为大断面隧道开挖的主选工法。钻爆法施工可分为掌子面钻孔、装药爆破、出渣、立架和湿喷五步主要工序，在整个施工中，钻孔是第一步，而在钻孔过程中获取掌子面前方的岩体性质尤为重要，将极大程度上决定后续施工的具体实施过程和参数优化。在隧道及地下工程施工过程中，往往现场采样后通过各种室内试验测定岩样参数，再综合分析评判隧道前方岩体质量。这种方法一定程度上难以保证室内试验获取结果的快捷性，更难以确保室内环境和现场施工条件的同一性。
现有技术中的试验多为采样试验，无法获取与现场相同的有效结果，导致数据可靠度不高；虽然也存在现场数据采集，但是采集的数据较为杂乱，连续性差，分析和评估方法不合理，均为导致后续的岩体质量评估存在较大的不确定性，对后续的施工作业的指导作用较小，往往无法实现更进一步的优化。
发明内容
本发明目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种凿岩台车智能钻臂及岩体质量探测评估方法，其结构设计合理，能够依托智能化的凿岩台车钻臂实时记录凿岩过程的钻具响应参数，进行掌子面前方岩体质量的评估，从而实现高效便捷的智能化钻进技术和隧道及地下工程钻爆法施工对质量获取的迫切需要。
为实现上述目的，所采取的技术方案是：
一种凿岩台车智能钻臂，包括：
推进梁；
钻进组件，其设置在所述推进梁上，并沿所述推进梁往复移动动作；
液压系统，其与所述钻进组件连接，并驱动所述钻进组件动作；
传感器，多个所述传感器布设在所述推进梁、钻进组件和液压系统上，所述传感器用于检测凿进过程中的数据信息；以及
数据采集处理系统，所述数据采集处理系统用于记录所述传感器的数据信息，并对数据进行处理和显示。
根据本发明凿岩台车智能钻臂，优选地，所述推进梁包括：
梁体，在所述梁体上设置有导轨；
匹配滑动设置在所述导轨上的凿岩机托板、前夹钎器托板和中托钎器托板；
前部护板，其设置在所述梁体的前端；以及
尾部护板，其设置在所述梁体的后端。
根据本发明凿岩台车智能钻臂，优选地，所述钻进组件包括：
凿岩机，所述凿岩机滑动支撑设置在所述推进梁上；
钎杆，其设置在所述凿岩机的输出端，所述凿岩机驱动所述钎杆动作，所述钎杆通过前夹钎器和中托钎器支撑设置在所述推进梁上；
钻头，其设置在所述钎杆的前端；以及
推进驱动部，其驱动所述凿岩机沿所述推进梁动作。
根据本发明凿岩台车智能钻臂，优选地，所述液压系统包括：
液压管道，其用于连接液压泵和钻进组件；以及
液压管滚筒，其设置在所述推进梁上，所述液压管滚筒用于钻进组件往复移动时对液压管路进行伸缩。
根据本发明凿岩台车智能钻臂，优选地，所述传感器包括：
冲击压力传感器，其用于检测破岩过程中的冲击压力；
推进压力传感器，其用于检测破岩过程中的推进压力；
回转压力传感器，其用于检测钻进组件回转过程中的推力；
缓冲压力传感器，其用于检测钻进组件的缓冲力；
旋转流量传感器，其用于检测钻进组件的旋转速度；以及
位移传感器，其用于检测钻进组件不同时间段内的位移。
根据本发明凿岩台车智能钻臂，优选地，所述数据采集处理系统包括：
数据采集处理仪，其用于数据信息的获取和处理；以及
数据显示器，其用于运行参数的显示。
一种岩体质量探测评估方法，基于包含上述的凿岩台车智能钻臂的凿岩台车进行岩体质量探测评估，具体包括以下步骤：
S1:通过凿岩台车对岩体钻进，采集并存储数据信息；
S2:根据钻进深度对数据信息进行划分，获取不同深度的凿进数据；
S3:基于获取的凿进数据，与岩体质量构建映射关系，并对岩体质量进行分析和评估。
根据本发明岩体质量探测评估方法，优选地，在步骤S1中，所述数据信息包括包括凿岩台车的冲击压力参数、推进压力参数、回转压力参数、缓冲压力参数、旋转速度参数和钻进速度参数；
在步骤S2中，对连续的数据信息进行数据分析，基于凿岩台车的钻进位移量对有效的数据信息进行拼接，并获取各有效的凿进深度及其对应的有效参数值，得到不同深度的凿进数据。
根据本发明岩体质量探测评估方法，优选地，在步骤S3中，根据凿进数据获取单位体积钻进耗能EDP和钻进过程指数DPI的特征参数，进而获取单轴抗压强度UCS和完整性系数Kv的岩体参数，利用回归分析模型进行特征参数和岩体参数的相关性模型分析，评估凿岩过程中的岩体质量；
其中，
Figure BDA0002923879840000041
式中：EDP单位为MJ/m3；N为钻杆转速，rev/sec；P为钻进油压，MPa；V为钻进速度，mm/sec；a为压力和扭矩的拟合系数，10-3m3；b为压力和钻进油压拟合系数，10-3m3；c为冲击压和推进压拟合系数，N·m；R为钻头半径，mm；
DPI＝d·V·(b·P)-0.5·N-0.5，式中：DPI为无量纲参数；N为钻杆转速，rev/sec；P为钻进油压，MPa；V为钻进速度，mm/sec；b为压力和钻进油压拟合系数；d为DPI影响系数；
UCS＝e·(EDP)f，式中:UCS岩体单轴抗压强度，MPa；e为UCS影响系数；f为UCS和EDP曲线指数；
Kv＝g·(DPI-h)+k，式中：g、h、k为拟合系数。
根据本发明岩体质量探测评估方法，优选地，还包括步骤S4，重复步骤S1-S3，实现多点位连续凿岩，并对岩体质量进行智能化分析。
采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
与现有技术相比，本申请利用凿岩台车智能钻臂实现数字化、自动化监测凿岩过程中的钻具响应特征，在不增加额外工程量的情况，完成岩体质量评估，高效且经济；数字显示屏可展示钻臂凿岩机力学参数(如冲击压力、回转压力、缓冲压力和旋转流量)、钻进过程指标(如单位体积钻进耗能和钻进过程指数)及岩体质量(如单轴抗压强度和完整性系数)，实现了凿岩过程的参数可视化；本发明开展岩体质量探测的成本远低于传统大型设备进行岩体力学性能测试，而且在工程现场就可快速给出评价结果。
本申请通过传感器的布置能够更便于在钻进过程中实时获取连续的数据信息，并进行连续性记录，配合钻进深度实现数据的有序化分布，从而便于后续的数据信息的处理，提取有效的数据进行相应的钻进过程指标和岩体质量的计算和评价。本申请通过对分析评估方法更进一步的优化，能够结合实时获取的连续数据信息，提高岩体质量的评价结果的实时性和有效性。
本申请通过数字传感器监测凿岩台车钻臂在破岩过程中的机具响应参数，与岩体质量进行关联分析，可以建立岩体质量和凿岩台车钻臂力学响应参数(冲击压力、推进压力、回转压力、缓冲压力和旋转流量等)的映射关系，从而可以快速、准确、评判岩体工程特性，能为隧道施工的超欠挖、安全、高效以及稳定控制提供技术支撑。在5G技术、物联网、大数据的时代背景下，实现凿岩台车钻臂在钻进施工的同时获取岩体质量，对推动钻探的数字化、智能化发展具有重要的理论和现实意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1是根据本发明实施例的凿岩台车智能钻臂总装配结构示意图。
图2是根据本发明实施例的凿岩台车智能钻臂正视结构示意图。
图3是根据本发明实施例的凿岩台车智能钻臂俯视结构示意图。
图4是根据本发明实施例的凿岩台车智能钻臂中钻进组件的结构示意图。
图5是根据本发明实施例的凿岩台车智能钻臂中推进梁的结构示意图。
图6是根据本发明实施例的凿岩台车智能钻臂中液压、传感器、数字化监测系统图。
图7是根据本发明实施例的应用实例单位体积钻进耗能曲线图。
图8是根据本发明实施例的应用实例钻进过程指数曲线图。
图9是根据本发明实施例的应用实例岩体单轴抗压强度曲线图。
图中序号：
1-钎杆；2-钻头；3-凿岩机；4-液压管滚筒；5-凿岩台托座；6-推进器；7-推进杆；8-导轨；9-前夹钎器；10-中托钎器；11-梁体；12-凿岩机托板；13-凿岩机托板滑块；14-中托钎器托板；15-中托钎器托板滑块；16-前夹钎器托板；17-前夹钎器托板滑块；18-尾部护板；19-前部护板；20-链接件；21-冲击压力传感器；22-推进压力传感器；23-回转压力传感器；24-缓冲压力传感器；25-旋转流量传感器；26-备用传感器；27-位移传感器；28-位移传感器标靶；29-液压管道；30-液压管道接口；31-数据采集处理仪；32-数据显示器。
具体实施方式
下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。
应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本发明，而不是所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。
参见图1-图6，本申请公开了一种凿岩台车智能钻臂，包括推进梁、钻进组件、液压系统、传感器和数据采集处理系统，钻进组件设置在所述推进梁上，并沿所述推进梁往复移动动作；液压系统与所述钻进组件连接，并驱动所述钻进组件动作；多个所述传感器布设在所述推进梁、钻进组件和液压系统上，所述传感器用于检测凿进过程中的数据信息；所述数据采集处理系统用于记录所述传感器的数据信息，并对数据进行处理和显示。
进一步地，本实施例中的推进梁包括梁体11、前部护板19、尾部护板18、匹配滑动设置在所述梁体11上的凿岩机托板12、前夹钎器托板16和中托钎器托板14，梁体11为铝合金梁，梁体11用于支撑钻进组件并承载钻进组件工作过程中的反向作用力，在梁体11下部设置有用于与凿岩台车连接的链接件20，在梁体11上设置有导轨8，凿岩机托板12、前夹钎器托板16和中托钎器托板14分别通过凿岩机托板滑块13、前夹钎器托板滑块17和中托钎器托板滑块15滑动设置在导轨8上；前部护板19设置在梁体11的前端；尾部护板18设置在梁体11的后端。前部护板19和尾部护板18能够对钻进组件的前后移动的最大位移起到限制作用，从而提高结构的安全性能。
钻进组件包括凿岩机3、钎杆1、钻头2和推进驱动部，凿岩机3通过凿岩机托板12和设置在下部的滑块滑动支撑设置在推进梁上；钎杆1设置在凿岩机3的输出端，凿岩机3驱动钎杆1动作，钎杆1通过前夹钎器9和中托钎器10支撑设置在推进梁上；钻头2设置在钎杆1的前端；推进驱动部驱动凿岩机3沿推进梁动作。工作过程中，推进驱动部对凿岩机产生推进推力，实现在导轨上的前后移动。推进驱动部包括如图中所示的推进器6和推进杆7。其采用液压驱动形式动作。或者根据情况采用其他的动力形式均可。
液压系统包括液压管道29和液压管滚筒4，液压管道29用于连接液压泵和钻进组件；液压管滚筒4设置在推进梁上，液压管滚筒4用于钻进组件往复移动时对液压管路29进行伸缩。具体地，液压管道29用于提供凿岩机3破岩过程中作用力的压力管道，可以在液压管道29外端部设置液压管道接口30，从而与液压泵连接，进行液压输入，提供冲击压力、推进压力、回转压力、缓冲压力和旋流流量等。
传感器包括冲击压力传感器21、推进压力传感器22、回转压力传感器23、缓冲压力传感器24、旋转流量传感器25和位移传感器27，还设置有备用传感器26，备用传感器26是当上述传感器发生故障时使用，冲击压力传感器21用于检测破岩过程中的冲击压力；推进压力传感器22用于检测破岩过程中的推进压力；回转压力传感器23用于检测钻进组件回转过程中的推力；缓冲压力传感器24用于检测钻进组件的缓冲力；旋转流量传感器25用于检测钻进组件的旋转速度；位移传感器27用于检测钻进组件不同时间段内的位移，具体的，测量凿岩机3不同时刻位移的设备，通过激光发射被位移传感器标靶28接收信号进行位移的测量。
数据采集处理系统包括数据采集处理仪31和数据显示器32，数据采集处理仪31用于数据信息的获取和处理；数据显示器32用于运行参数的显示。具体地，数据采集处理仪31是用来记录传感器测量值的设备，并通过数据显示器32进行数据的展示。数据显示器32主要显示凿岩过程的运行参数，包括冲击压力传感器监测数值、推进压力传感器监测数值、回转压力传感器监测数值、缓冲压力传感器监测数值、旋转流量传感器监测数值、位移传感器监测数值等，并通过内置的核心算法计算相应的钻进计算指标及岩体参数，显示岩体参数值。
参见图1-图9，本申请还公开了一种岩体质量探测评估方法，基于包含上述的凿岩台车智能钻臂的凿岩台车进行岩体质量探测评估，具体包括以下步骤：
S1:通过凿岩台车对岩体钻进，采集并存储数据信息，所述数据信息包括包括凿岩台车的冲击压力参数、推进压力参数、回转压力参数、缓冲压力参数、旋转速度参数和钻进速度参数；
S2:根据钻进深度对数据信息进行划分，获取不同深度的凿进数据，具体为，对连续的数据信息进行数据分析，基于凿岩台车的钻进位移量对有效的数据信息进行拼接，并获取各有效的凿进深度及其对应的有效参数值，得到不同深度的凿进数据；
S3:基于获取的凿进数据，与岩体质量构建映射关系，并对岩体质量进行分析和评估；根据凿进数据获取单位体积钻进耗能EDP和钻进过程指数DPI的特征参数，进而获取单轴抗压强度UCS和完整性系数Kv的岩体参数，利用回归分析模型进行特征参数和岩体参数的相关性模型分析，评估凿岩过程中的岩体质量；
其中，
Figure BDA0002923879840000091
式中：N为钻杆转速；P为钻进油压；V为钻进速度；a为压力和扭矩的拟合系数；b为压力和钻进油压拟合系数；c为冲击压和推进压拟合系数；R为钻头半径；
DPI＝d·V·(b·P)-0.5·N-0.5，式中：N为钻杆转速c；P为钻进油压；V为钻进速度；b为压力和钻进油压拟合系数；d为综合影响系数；
UCS＝e·(EDP)f，式中：e为拟合系数；f为拟合指数；
Kv＝g·(DPI-h)+k，式中：g、h、k为拟合系数。
为了使得检测更为精准，能够基于整个掌子面进行数据的系统化，更有助于进行岩体质量的综合整体分析，本申请还包括步骤S4，重复步骤S1-S3，实现多点位连续凿岩，并对岩体质量进行智能化分析。
在具体地工作过程中，结合凿岩台车的工作原理对整个探测评估方法进行进一步地说明：
Z1：系统复位：通过液压管道接口30控制液压系统为收缩的方法在推进器6和推进杆7产生拖拉力，将凿岩机3通过导轨8整体拖动到尾部护板18，此时钎杆1从前夹钎器9收缩，位移传感器24数值实现初始化。
Z2：钻进：将钻头2接触岩壁，启动外部的液压泵，通过液压管道接口30输入液压流量，分布于冲击压力液压管道、推进压力液压管道、回转压力液压管道、缓冲压力液压管道、旋转流量液压管道等，在凿岩机3产生冲击压力、回转压力、缓冲压力、旋转流量，在岩体破碎的情况下推进器6通过推进杆7产生推力，固定于推进杆7的前夹钎器托板16和中托钎器托板14在前夹钎器托板滑块17和中托钎器托板滑块15上带动钎杆1步进，通过冲击压力传感器21、推进压力传感器22、回转压力传感器23、缓冲压力传感器24、旋转流量传感器25测量各项压力值，实现凿岩过程数字化参数采集。在各项压力的作用下，钻进系统开始实现凿岩，并通过导轨8实现凿岩机的步进，该过程中液压管滚筒4释放液压管道29，位移传感器27发射激光于位移传感器标靶28，实现不同时刻凿岩机位移信息的采集，并基于位移信息计算实时凿岩速度。
Z3：数据分析：对实时监测的凿岩过程信息，通过数据分析系统实现连续凿岩数据的划分，对有效凿岩数据基于位移传感器27数据进行拼接，计算有效凿进深度及对应于各深度的各项有效压力值，得到不同深度的凿进数据。
Z4：岩体质量分析：根据Z3所得到的凿岩深度计算结果，进行特征参数(单位体积钻进耗能EDP和钻进过程指数DPI)的计算，并利用回归分析模型进行特征参数与岩体参数(单轴抗压强度UCS和完整性系数Kv)的相关性模型分析，继而根据现行规范评估凿岩过程的岩体质量。
Z5：钻杆收缩。在钻孔开凿结束后，推进器6和推进杆7产生拖拉力，实现钎杆1的收缩，为后续的清渣及爆破开挖提供工作空间。
Z6：对于新的凿岩过程，重复Z1～Z5，实现连续凿岩并智能化分析岩体质量。
所述岩体质量分析方法首先根据凿岩过程记录的钻杆转速、钻进油压、钻进速度，扭矩、压力等参数计算钻进指标，如单位体积钻进耗能EDP和钻进过程指数DPI等，在此基础上进行岩体参数如单轴抗压强度UCS和完整性系数Kv的计算，继而依据现行规范进行岩体质量的评估。图7是本发明的应用实例单位体积钻进耗能EDP曲线图；图8是本发明的应用实例钻进过程指数DPI曲线图；图9是本发明的应用实例岩体单轴抗压强度UCS曲线图。各参数计算过程中进行了大量试验，得到了凿岩参数与岩体参数的相关性计算模型，本实施例中针对a、b、c、d、e、f各参数的取值可以如图中所示，g、h、k的取值如表1所示；针对不同的凿岩台车设备，还可以结合试验数据和经验对各参数值进行修正。如下所示：
(1)单位体积钻进耗能EDP：利用传感器采集的凿岩过程的力学响应参数，并考虑压力和扭矩拟合系数、压力和钻进油压拟合系数、冲击压和推进压拟合系数等相关系数，以及设备钻头半径，利用公式(1)计算。
Figure BDA0002923879840000111
式中：EDP单位为MJ/m3；N为钻杆转速，rev/sec；P为钻进油压，MPa；V为钻进速度，mm/sec；a为压力和扭矩的拟合系数，10-3m3；b为压力和钻进油压拟合系数，10-3m3；c为冲击压和推进压拟合系数，N·m；R为钻头半径，mm。
(2)钻进过程指数DPI：利用公式(2)计算。
DPI＝d·V·(b·P)-0.5·N-0.5 (2)
式中：DPI为无量纲参数；N为钻杆转速，rev/sec；P为钻进油压，MPa；V为钻进速度，mm/sec；b为压力和钻进油压拟合系数；d为综合影响系数。
(3)岩体单轴抗压强度UCS：根据单位体积钻进耗能EDP计算，并考虑拟合系数综合计算，如公式(3)所示：
UCS＝e·(EDP)f (3)
式中，UCS岩体单轴抗压强度，MPa；e为UCS影响系数；f为UCS和EDP曲线指数；EDP为单位体积钻进耗能，根据公式(1)计算。
(4)岩体完整性系数Kv：根据钻进过程指数DPI结合特定系数计算，如公式(4)所示：
Kv＝g·(DPI-h)+k (4)
式中，DPI为钻进过程指数，如式(2)所示方法计算；g、h、k为拟合系数，根据DPI和Kv的不同，三参数分别为不同的取值，如表1岩体完整性计算参数取值表所示。
表1岩体完整性计算参数取值表
Figure BDA0002923879840000121
上文已详细描述了用于实现本发明的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本发明的范围、适用或构造。本发明的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本发明的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种凿岩台车智能钻臂，其特征在于，包括：
推进梁；
钻进组件，其设置在所述推进梁上，并沿所述推进梁往复移动动作；
液压系统，其与所述钻进组件连接，并驱动所述钻进组件动作；
传感器，多个所述传感器布设在所述推进梁、钻进组件和液压系统上，所述传感器用于检测凿进过程中的数据信息；以及
数据采集处理系统，所述数据采集处理系统用于记录所述传感器的数据信息，并对数据进行处理和显示；
所述传感器包括：
冲击压力传感器，其用于检测破岩过程中的冲击压力；
推进压力传感器，其用于检测破岩过程中的推进压力；
回转压力传感器，其用于检测钻进组件回转过程中的推力；
缓冲压力传感器，其用于检测钻进组件的缓冲力；
旋转流量传感器，其用于检测钻进组件的旋转速度；以及
位移传感器，其用于检测钻进组件不同时间段内的位移。
2.根据权利要求1所述的凿岩台车智能钻臂，其特征在于，所述推进梁包括：
梁体，在所述梁体上设置有导轨；
匹配滑动设置在所述导轨上的凿岩机托板、前夹钎器托板和中托钎器托板；
前部护板，其设置在所述梁体的前端；以及
尾部护板，其设置在所述梁体的后端。
3.根据权利要求1所述的凿岩台车智能钻臂，其特征在于，所述钻进组件包括：
凿岩机，所述凿岩机滑动支撑设置在所述推进梁上；
钎杆，其设置在所述凿岩机的输出端，所述凿岩机驱动所述钎杆动作，所述钎杆通过前夹钎器和中托钎器支撑设置在所述推进梁上；
钻头，其设置在所述钎杆的前端；以及
推进驱动部，其驱动所述凿岩机沿所述推进梁动作。
4.根据权利要求1所述的凿岩台车智能钻臂，其特征在于，所述液压系统包括：
液压管道，其用于连接液压泵和钻进组件；以及
液压管滚筒，其设置在所述推进梁上，所述液压管滚筒用于钻进组件往复移动时对液压管路进行伸缩。
5.根据权利要求1所述的凿岩台车智能钻臂，其特征在于，所述数据采集处理系统包括：
数据采集处理仪，其用于数据信息的获取和处理；以及
数据显示器，其用于运行参数的显示。
6.一种岩体质量探测评估方法，其特征在于，基于包含权利要求1-5任一所述的凿岩台车智能钻臂的凿岩台车进行岩体质量探测评估，具体包括以下步骤：
S1:通过凿岩台车对岩体钻进，采集并存储数据信息；
S2:根据钻进深度对数据信息进行划分，获取不同深度的凿进数据；
S3:基于获取的凿进数据，与岩体质量构建映射关系，并对岩体质量进行分析和评估。
7.根据权利要求6所述的岩体质量探测评估方法，其特征在于，在步骤S1中，所述数据信息包括凿岩台车的冲击压力参数、推进压力参数、回转压力参数、缓冲压力参数、旋转速度参数和钻进速度参数；
在步骤S2中，对连续的数据信息进行数据分析，基于凿岩台车的钻进位移量对有效的数据信息进行拼接，并获取各有效的凿进深度及其对应的有效参数值，得到不同深度的凿进数据。
8.根据权利要求6所述的岩体质量探测评估方法，其特征在于，在步骤S3中，根据凿进数据获取单位体积钻进耗能EDP和钻进过程指数DPI的特征参数，进而获取单轴抗压强度UCS和完整性系数Kv的岩体参数，利用回归分析模型进行特征参数和岩体参数的相关性模型分析，评估凿岩过程中的岩体质量；
其中，
Figure FDA0003192714080000031
式中：EDP单位为MJ/m3；N为钻杆转速，rev/sec；P为钻进油压，MPa；V为钻进速度，mm/sec；a为压力和扭矩的拟合系数，10-3m3；b为压力和钻进油压拟合系数，10-3m3；c为冲击压和推进压拟合系数，N·m；R为钻头半径，mm；
DPI＝d·V·(b·P)-0.5·N-0.5，式中：DPI为无量纲参数；N为钻杆转速，rev/sec；P为钻进油压，MPa；V为钻进速度，mm/sec；b为压力和钻进油压拟合系数；d为DPI影响系数；
UCS＝e·(EDP)f，式中:UCS岩体单轴抗压强度，MPa；e为UCS影响系数；f为UCS和EDP曲线指数；
Kv＝g·(DPI-h)+k，式中：g、h、k为拟合系数。
9.根据权利要求6-8任一所述的岩体质量探测评估方法，其特征在于，还包括步骤S4，重复步骤S1-S3，实现多点位连续凿岩，并对岩体质量进行智能化分析。
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