[发明专利]湿喷台车的信息智能化施工方法及系统

说明书

本发明属于湿喷台车技术领域。一种湿喷台车的信息智能化施工方法及系统，包括：导入隧道尺寸和坐标数据，并根据隧道尺寸和坐标数据，完成湿喷台车在隧道中的定位；获取隧道内轮廓模型，与隧道内轮廓设计数据比对，预估混凝土喷射量，并生成所述湿喷台车的喷射头的喷射路线；根据所述喷射路线，获取在所述喷射头运动过程中，支撑所述喷射头的各支撑臂的运动轨迹；控制各所述支撑臂的动作，使得所述喷射头沿所述喷射路线施工作业。本发明信息智能化湿喷台车实现了施工过程控制、施工环境监测、产品全生命周期监测，促进了安全生产和节能减排。降低了施工综合成本，实现企业资金增效节流。

技术领域

本发明属于湿喷台车技术领域，具体涉及一种湿喷台车的信息智能化施工方法及系统。

背景技术

湿喷台车广泛应用于水电铁路隧道、岩土工程、地下设施及公路工程建设等领域。而常规的湿喷台车由一名操作人员通过遥控器控制臂架及喷嘴的移动，对工作面进行喷涂，整个喷涂混凝土厚度及平整度完全依赖于操作人员的经验能力。施工过程中存在喷涂质量不可控，喷涂数据无法记录统计，操作人员过多暴露于不安全环境等情况。

随着工业4.0和中国智造2025的提出，国家对施工设备的智能化与信息化要求更高，为提高施工效率和施工安全性，本着高效、安全的施工理念，一种信息智能化湿喷台车的发明符合时代的需求，同时随着这种信息化智能化湿喷台车的发明，一种全新的施工工法应运而生。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种施工效率高、施工安全性高的湿喷台车的信息智能化施工方法及系统。

为达到上述目的，所采取的技术方案是：

一种湿喷台车的信息智能化施工方法，包括：导入隧道尺寸和坐标数据，并根据隧道尺寸和坐标数据，完成湿喷台车在隧道中的定位；获取隧道内轮廓模型，与隧道内轮廓设计数据比对，预估混凝土喷射量，并生成所述湿喷台车的喷射头的喷射路线；根据所述喷射路线，获取在所述喷射头运动过程中，支撑所述喷射头的各支撑臂的运动轨迹；控制各所述支撑臂的动作，使得所述喷射头沿所述喷射路线施工作业。

所述完成湿喷台车在隧道中的定位，具体包括以下步骤：在隧道内壁上选取至少两个已知点，并通过设置全站仪进行扫描，获取全站仪在隧道中的坐标数据；通过全站仪扫描所述湿喷台车上的至少两个参考点，并获取各所述参考点的坐标数据；由各所述参考点的坐标数据，实现湿喷台车的在隧道中的定位。

在所述完成湿喷台车在隧道中的定位后，还包括对所述湿喷台车的喷射头的定位，其具体包括以下步骤：在所述支撑臂的各关节点处加装角度传感器、在所述支撑臂的伸缩部位加装长度传感器；通过三维坐标空间转换，从而获取喷头相对于所述湿喷台车的空间位置；进而得出所述喷头在隧道内的坐标数据。

在所述喷射头沿所述喷射路线施工作业中，通过获取所述喷射头的坐标数据，控制速凝剂的动态配比；在喷射头混凝土喷射完成后，进行隧道内轮廓的二次获取，并与隧道内轮廓设计数据进行再次对比，获取二次补喷喷射量，指定二次补喷路线；进而控制喷射头进行二次补喷施工作业。

所述获取隧道内轮廓模型，具体包括以下步骤：由激光经纬仪进行轴向连续直线扫描、径向等步距步进扫描，获取扫描点云数据；对扫描点云数据进行特征算法处理，从而获取当前隧道内轮廓的三维模型。

其特征算法处理包括对扫描点云数据的滤波去噪、特征分析、分割、提取和重建；对于拱架的扫描盲区，采用经验数据进行补偿运算，从而获取精准的隧道内轮廓模型。

一种湿喷台车的信息智能化施工系统，包括：湿喷台车；定位模块，其用于根据隧道尺寸数据，实现湿喷台车和喷射头在隧道中的定位；模型组建模块，其用于隧道内轮廓模型，与隧道内轮廓设计数据比对，预估混凝土喷射量，并生成所述湿喷台车的喷射头的喷射路线；和控制模块；用于控制各支撑臂的运动轨迹，并控制喷射头进行喷射施工作业。