[发明专利]盾构管片自动拼装方法和系统

说明书

本发明公开了一种盾构管片自动拼装方法和系统，其中，方法包括：根据获取每个待安装管片的标识信息和衬砌环参数信息控制拼装机按照拼装顺序抓取对应的待安装管片；标识信息包括标识位置信息和标识型号信息；根据衬砌环参数信息和标识型号信息进行获取，并根据获取结果控制拼装机将抓取的待安装管片进行旋转移动至拼装区域；根据标识型号信息选择对应的拼装策略；获取拼装区域周围的图像信息，根据图像信息、标识位置信息以及拼装策略完成当前待安装管片微调拼装。本发明摒弃了依靠人工经验进行拼接的方法，不仅降低人力成本，提高作业人员的安全保障；而且消除人为拼装错误，从而提高管片拼装质量的稳定性，提升管片拼装的效率。

技术领域

本发明涉及管片拼装技术领域，尤其涉及一种盾构管片自动拼装方法和系统。

背景技术

近年来随着我国社会经济的发展，城市隧道工程数量不断增加，但常因规划及建筑物制约、地质情况复杂、地下桩基管网密布等施工条件限制，对施工技术的要求不断提高。管片拼装是盾构法隧道施工中的一项重要分项工程，在盾构法施工过程中占据很特殊的位置，对整个工程起着至关重要的作用。管片拼装质量直接影响盾构隧道的受力状况，影响整个工程的好坏。管片拼装不当极易出现错台、张角、环面不平，产生局部应力集中，进而可能导致管片碎裂、渗漏，甚至出现下环管片无法拼装的后果。

目前，盾构管片拼装系统虽然实现了管片移动的机械化，但是由于传感器技术、动控制系统和比例控制技术的发展相对落后，导致了管片的拼装工作还是靠人工作业，使得现有的人工管片拼装工作，不仅受个人经验和技术的影响，使得管片间拼装不一致，影响整体管片拼装质量；而且管片拼装效率低下，也存在现场作业拼装人员的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种盾构管片自动拼装方法和系统，摒弃了依靠人工经验进行拼接的方法，能够快速自动实现管片拼装工作，不仅降低人力成本，提高作业人员的安全保障；而且消除人为拼装错误，确保每块管片的安装质量，从而提高管片拼装质量的稳定性，提升管片拼装的效率。

本发明提供了一种盾构管片自动拼装方法，包括以下步骤；

获取每个待安装管片的标识信息和衬砌环参数信息，根据所述标识信息和衬砌环参数信息控制拼装机按照拼装顺序抓取对应的待安装管片；所述标识信息包括标识位置信息和标识型号信息；

根据所述衬砌环参数信息和标识型号信息获取对应待安装管片的拼装区域信息，并根据所述拼装区域信息控制拼装机将抓取的待安装管片进行旋转移动至拼装区域；

根据所述标识型号信息选择对应的拼装策略；

获取所述拼装区域周围的图像信息，根据所述图像信息、标识位置信息以及拼装策略完成当前待安装管片微调拼装。

所述根据所述标识型号信息选择对应的拼装策略，包括以下步骤；

将所述标识型号信息与预设的拼装封顶型号进行比较，判断当前待拼装管片是否为封顶管片；

若当前抓取的待拼装管片不是封顶管片，则选择拼装策略中对应的第一拼装策略；

若当前抓取的待拼装管片是封顶管片，则选择拼装策略中对应的第二拼装策略。

作为一种可实施方式，所述获取所述拼装区域周围的图像信息，根据所述图像信息、标识位置信息以及拼装策略完成当前待安装管片微调拼装，包括以下步骤；

获取安装于拼装机两侧的激光光源投放的激光位置信息，根据所述激光位置信息、预设参照坐标系、图像信息以及标识位置信息将当前待拼装管片进行移动分析；

当所述图像信息有投影有第一激光的临界位置信息时，得到第一偏差信息；并将当前待拼装管片进行反方向移动分析；

当所述图像信息有投影有第二激光的临界位置信息时，得到第二偏差信息；