[发明专利]基于自动巡航的隧道内管片智能吊运系统及其工作方法

说明书

基于自动巡航的隧道内管片智能吊运系统及其工作方法，包括盾构管片采料系统、无人自动驾驶电瓶车、盾构机盾尾喂片机和盾构工业电脑，盾构工业电脑用于总控整个系统，驱动盾构管片采料系统用于向无人自动驾驶电瓶车运动以采料、向盾构机喂片机运动以送料，盾构机喂片机接料后进行盾构管片的安装。本发明通过吊运机构对盾构管片进行识别、吸取、转运，加快施工进度，提高施工效率。

技术领域

本发明涉及盾构施工领域，具体属于基于自动巡航的隧道内管片智能吊运系统的工作方法。

背景技术

地铁的修建往往通过人口密集区，所以无法大面积进行地表开挖，需要采用盾构开挖技术。盾构法施工虽有掘进速率快、施工质量高、对周边环境干扰小、施工安全性较高等优势，也在我国的应用迎来了发展高潮，但施工智能化、自动化还处于初期探索阶段，需要大量的人工干预，大部分环节需要人员操作，只有极少部分可以实现少人化或无人化。隧道内管片吊运采用双轨梁配合工人完成的，自动化智能化程度低，管片吊运作业人员频繁操作易发生疲劳，管片吊运固定不到位发生人身伤害事故，长期在隧道内施工也易造成作业人员健康受损，再加上劳务作业人员老龄化原因，制约着盾构的施工效率，增加了施工成本。

发明内容

本发明的目的是提供基于自动巡航的隧道内管片智能吊运系统的工作方法，要解决现有技术人工操作起吊设备转运盾构管片耗时耗力，施工效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于自动巡航的隧道内管片智能吊运系统，其特征在于：包括盾构管片采料系统、无人自动驾驶电瓶车、盾构机喂片机和盾构工业电脑，盾构工业电脑用于总控整个系统，驱动盾构管片采料系统用于向无人自动驾驶电瓶车运动以采料、向盾构机喂片机运动以送料，盾构机喂片机接料后进行盾构管片的安装准备工作；

所述盾构管片采料系统包括沿盾构机的桥架部位和1号台车上半部分通长布置的行走轨道梁，以及挂设在行走轨道梁上的钢框架，所述钢框架通过设于钢框架上部的行走轮和驱动电机沿行走轨道梁行走，所述钢框架上设有用于总控整个盾构管片采料系统的数据指令控制机构、用于识别盾构管片的图像识别机构、用于运输识别盾构管片的吊运机构和用于测量盾构管片采料系统相对位置的测量装置、用于控制机械臂操作台沿钢框架横向移动的液压千金顶和用于控制液压千斤顶的液压泵站，所述测量装置包括设于钢框架上的激光测距仪与定位于盾构机喂片机前方的激光靶，所述吊运机构包括自上而下顺次设于钢框架底面的滑块、机械臂操作台、竖向可调机械臂和位于竖向可调机械臂底面的真空吸盘吊具。

进一步优选地，所述盾构管片采料系统整体呈对称结构，包括两条平行设置的行走轨道梁，所述行走轨道梁两端分别通过法兰盘与盾构机固定。

进一步地，所述钢框架呈U型结构，U型结构两竖部分别与两根行走轨道梁连接，所述驱动电机带动设于钢框架上的驱动轴，继而带动行走轮沿行走轨道梁下翼缘板行走，所述驱动电机为具有正反转功能的小型电机，所述驱动电机外置变频控制器，所述变频控制器通过有线形式接收数据指令控制机构发出的信号并执行该信号进而控制驱动电机运转，所述变频控制器通过无线形式接收盾构机工业电脑发出的信号并执行该信号进而控制驱动电机运转，且盾构工业电脑发出的信号优先级高于数据指令控制机构发出的信号。

进一步优选地，所述激光测距仪通过吊杆与U型结构两竖部底面固定，所述激光测距仪的水平中垂线穿过所述激光靶靶心。

进一步地，所述竖向可调机械臂由若干节机械臂组成，相邻所述机械臂之间、机械臂与机械臂操作台之间设有关节轴承油缸，所述真空吸盘吊具设置带有变频控制器的蓄能器，变频控制器通过有线形式与数据指令控制机构连接。

此外，所述数据指令控制机构为单片机，通过有线数据与吊运机构、激光测距仪、驱动电机和图像识别机构接，通过无线通信设备与盾构工业电脑通信相连，盾构工业电脑通过数据指令控制机构驱动盾构管片采料系统。

更加优选地，所述盾构管片粘贴有用于图像识别机构采集信息的二维码。