[发明专利]一种少人化的盾构机及其控制系统

说明书

本发明公开了一种少人化的盾构机及其控制系统，涉及盾构机技术领域，包括盾壳，所述盾壳的内部设置有掘进系统、管片拼装系统、管片调运系统以及出渣系统，所述掘进系统包括刀盘，所述刀盘安装于盾壳的一端，所述管片拼装系统包括管片拼装机，所述管片拼装机设置于刀盘的后方，所述管片拼装机的底端安装有管片拼装摄像头，所述管片调运系统以及出渣系统包括管片吊装机，所述管片吊装机设置于管片拼装机的后方。本发明通过监控视频，远程控制管片拼装机进行拼装管片，并实现管片的自动转运，以及对送渣车是否装满进行识别，以自动化功能来实现之前人工操作的功能目的，减少了工作人数，提高了盾构机的工作效率。

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，具体涉及一种少人化的盾构机及其控制系统。

背景技术

盾构是一种集光、机、电、液、传感、信息技术于一体的复杂装备，其具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌等功能，而每一项功能的实现都是隧道施工不可缺少的一个环节。目前，每个环节人员去操作或值守，浪费了人力，隧道掌子面前方，工作环境较差，不利于人员长期工作，不利于身体健康，需要想办法减少人力投入，尽量以自动化来实现。

而现有技术中，盾构机的各主要工序，都需要人工操作，成本高、风险大、效率低，一旦出现突泥涌水、隧道塌方等险情，靠近隧道前方工作人员，尤其是处于隧道底部的管片拼装作业人员，来不及撤离，易出现人身伤亡事故，例如，以常规地铁隧道为例，管片拼装－4人，管片调运－2人，出渣系统－1人(推进出渣时，需要1人来观察：电瓶车是否装满、观看渣土状态)。

发明内容

本发明的目的是提供一种少人化的盾构机及其控制系统，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种少人化的盾构机，包括盾壳，所述盾壳的内部设置有掘进系统、管片拼装系统、管片调运系统以及出渣系统，所述掘进系统包括刀盘，所述刀盘安装于盾壳的一端，所述管片拼装系统包括管片拼装机，所述管片拼装机设置于刀盘的后方，所述管片拼装机的底端安装有管片拼装摄像头，所述管片调运系统以及出渣系统包括管片吊装机，所述管片吊装机设置于管片拼装机的后方，所述管片拼装机与管片吊装机之间滑动设置有管片转运车，所述管片转运车在管片吊装机与刀盘之间来运运动，所述管片调运系统好包括管片电瓶车，所述管片电瓶车用于从外部运输卡扣式管片至管片吊装机的下方，所述管片吊装机包括转移架，所述转移架横向滑动安装于隧道内部，所述转移架的底部安装有吊装座，所述吊装座的底部安装有管片卡爪，所述管片卡爪用于抓取卡扣式管片，所述管片卡爪的底端安装有吊装摄像头，所述出渣系统包括渣土输送带和螺旋输送管，所述螺旋输送管一端连接至刀盘处，另一端延伸至渣土输送带的一端，所述渣土输送带的另一端延伸至管片吊装机的后方，且所述出渣摄像头的底部配备有送渣车，所述送渣车用于将渣土向隧道外输送，所述出渣摄像头输出端的底部固定安装有出渣摄像头。

优选的，所述管片拼装摄像头、吊装摄像头和出渣摄像头均选用监控角度可变摄像头。

优选的，所述转移架通过卷扬机与吊装座连接，所述吊装座的顶部固定连接有定向导杆，所述定向导杆的顶端与转移架滑动配合。

优选的，所述送渣车顶端的周围安装有多个定位摄像头。

一种少人化的盾构机控制系统，包括主司机操作室，所述主司机操作室中配备主控制系统，所述管片拼装机、渣土输送带、螺旋输送管、管片转运车和管片吊装机均由主控制系统通过控制线路直接控制，所述管片电瓶车和送渣车由主控制系统通过遥控连接设备远程控制，所述管片拼装摄像头、吊装摄像头和出渣摄像头分别与主控制系统通过连接线路直接进行信号传输，所述管片拼装摄像头监控管片拼装情况，所述吊装摄像头监控管片电瓶车所运输的卡扣式管片的运输情况，所述出渣摄像头监控送渣车中渣土的土质与装载量情况。

优选的，所述主控制系统配套设置有盾构机操作面板上，所述管片拼装机、螺旋输送管、渣土输送带、送渣车以及管片吊装机的操作功能均显示在盾构机操作面板上。