[发明专利]一种管片拼装机及管片拼装方法

说明书

本发明提供一种管片拼装机，包括测距装置，用于测量盾构机的盾尾间隙值。管片拼装机还包括处理单元，用于计算出管片的位置和角度参数，并且，确定管片的拼装顺序。管片拼装机还包括布置在所述管片拼装机的抓取头上的管片识别装置，用于根据管片的拼装顺序识别需要拼装的管片。根据本发明的管片拼装方法，包括：使用测距装置测量盾尾间隙值；使用处理单元计算出管片的位置和角度参数，确定管片的拼装顺序；使用管片识别装置根据管片拼装顺序识别管片。能够避免由于拼装手技术水平和熟练程度不够所带来的拼装时间过长和管片拼装质量不行的问题，同时，还可以保证人员安全。

技术领域

本发明涉及掘进机机械技术领域，具体涉及一种管片拼装机及管片拼装方法。

背景技术

掘进机是一种隧道施工的专用工程机械，集开挖、输送、拼装衬砌、导向纠偏等功能于一体。在掘进机隧道施工过程中，隧道的防护一般采取管片衬砌来实现，衬砌好的管片具有承压、防渗漏、永久支撑等功能。如今国内外的管片拼装基本上全采用人工拼装来完成，人工拼装时间太依赖拼装手的技术水平和熟练程度，目前国内拼装时间大概在30分钟到2小时不等，而且还无法保证管片的拼装质量。随着隧道施工自动化的不断提高，管片人工拼装已经无法满足快速施工的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种管片拼装机及管片拼装方法，能够避免由于拼装手技术水平和熟练程度不够所带来的拼装时间过长和管片拼装质量不行的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种管片拼装机，包括测距装置，用于测量盾构机的盾尾间隙值。管片拼装机还包括处理单元，用于读取盾尾间隙值、掘进机的掘进姿态参数、隧道中心线路数据、和掘进机推进油缸的行程差从而计算出管片的位置和角度参数，并且确定管片的拼装顺序。管片拼装机还包括布置在所述管片拼装机的抓取头上的管片识别装置，用于根据管片的拼装顺序识别需要拼装的管片。

根据本发明的管片拼装机，采用测距装置测量盾尾间隙，可解决由于掘进机直径增大或者缩小而导致操作手不方便用钢尺测量盾尾间隙和测量不精确的问题，快速测量盾尾间隙，亦可保证人员安全。采用处理单元自动计算管片的位置和角度参数，并且，确定管片的拼装顺序，采用管片识别装置识别需要拼装的管片，能够避免由于拼装手技术水平和熟练程度不够所带来的拼装时间过长和管片拼装质量不行的问题。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的管片拼装机，还包括驱动单元，用于根据管片的位置和角度参数、及管片拼装顺序来驱动管片拼装机的抓取头抓取管片，以及管片拼装机的转动和拼装管片。管片拼装机还包括角度测量装置，用于测量管片拼装机的转动角度。

通过驱动单元可以实现管片拼装机自动抓取管片，这样可以节省人工、并且防止拼装手误操作而导致事故发生，从而确保生产安全。管片拼装机通过角度测量装置的配合，在驱动单元的控制下，可以控制管片拼装机的旋转角度，从而精确定位每块管片的位置，进而防止由于人工操作不熟练导致的管片破损和管片挤压等问题，同时，可快速、有效地完成管片的拼装，进一步提高管片拼装效率。

在一个具体的实施方式中，角度测量装置为旋转编码器。

在一个优选的实施方式中，测距装置为激光靶测距传感器。

在一个优选的实施方式中，管片识别装置为图像识别传感器。

在一个优选的实施方式中，测距装置为1～6个。

根据本发明第二方面的管片拼装方法，包括：步骤一、使用上述所述的测距装置测量盾尾间隙值；步骤二、使用上述所述的处理单元读取盾尾间隙值、掘进机的掘进姿态参数、隧道中心线路数据、和掘进机推进油缸的行程差计算出管片的位置和角度参数，并且，确定管片的拼装顺序；步骤三、使用上述所述的管片识别装置根据上述步骤二中的管片拼装顺序识别管片。