[发明专利]一种顶管掘进的实时纠偏系统

说明书

本发明提供了一种顶管掘进的实时纠偏系统，包括顶管机，多个液压千斤顶，无线位移传感器，激光发射器，激光靶，纠编分析模块，纠编复核模块，液压控制模块，人机交互界面，警报装置。本发明系统可自动监测顶管机的掘进姿态是否偏移，并控制液压千斤顶对掘进姿态进行纠编，同时还能自动复核纠编是否合格，及发出相应警报信息以提示工作人员作出合适的应对措施，从而可实现顶管掘进过程的实时和智能纠偏，以提高顶管掘进的施工效率和施工质量。

技术领域

本发明属于顶管施工技术领域，具体涉及一种顶管掘进的实时纠偏系统。

背景技术

顶管纠偏是指顶管机姿态偏离设计中心线(DA)，在顶管机掘进过程中通过调整顶管机四组推进油缸液压油压强大小使顶管机姿态趋于DA的过程，顶管机纠偏实际上是顶管机按照一定的曲线半径转弯的过程，纠偏转弯的曲线半径与DA的设计转弯半径不同而已。

目前，工作人员在进行顶管挖掘施工的时候，经常会使用到顶管机，而现有的顶管机在挖掘的过程中，其自身的实际行驶路线时常会与管涵设计轴线产生偏差，为了保证与施工规划的路线一致性，此时就需要工作人员对顶管机进行纠偏作业，然而在现有的纠偏方式中，工作人员往往忽视了对油压千斤顶运动行程的控制，从而导致了顶管机的行驶路线也会与施工规划路线偏离，并且顶管机在前行的过程中，工作人员缺乏对顶管机前行的试运行检测，从而导致了工作人员无法及时了解作业环境的变化以及对顶管机做出合理的调整，进而也会影响对顶管机路线纠偏的效果，因此需要对其进行改进。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种顶管掘进的实时纠偏系统，本发明系统可自动监测顶管机的掘进姿态是否偏移，并控制液压千斤顶对掘进姿态进行纠编，同时还能自动复核纠编是否合格，及发出相应警报信息以提示工作人员作出合适的应对措施，从而可实现顶管掘进过程的实时和智能纠偏，以提高顶管掘进的施工效率和施工质量。

本发明通过下述技术方案实现。

一种顶管掘进的实时纠偏系统，包括顶管机，其特征在于还包括：

多个液压千斤顶，多个所述液压千斤顶设置在顶管机的前端用以控制顶管机的掘进姿态；

激光发射器，所述激光发射器设置于顶管机的尾端，用以向激光靶发生激光；

三维电子罗盘，所述三维电子罗盘设置于三维角度测量顶管机的尾端，用以测量顶管机的三维角度变化，并将三维角度变化的数据传输至纠编分析模块；

激光靶，所述激光靶设置于顶管机的前端用以接收激光发射器所发射的激光光信息，并将激光信息发送至数据分析模块；

无线位移传感器，所述无线位移传感器设置于每个所述液压千斤顶上，用以实时监测所述液压千斤顶每次作出顶升运动时的实时行程数据，并将实时行程数据发送至纠编复核模块；

纠编分析模块，所述数据分析模块包括，用于接收激光信息分析计算出顶管机的掘进路线；用于计算掘进路线与管线设计轴线的偏差，若超出偏差设定阈值，则发出姿态偏移警报信号至警报装置；用于依据掘进路线与管线设计轴线的偏差和顶管机的三维角度变化，以分析确定执行纠编动作的液压千斤顶并计算相应的纠编行程，同时将纠编行程发送至液压控制模块和纠编复核模块；用于对每个所述液压千斤顶执行纠编动作的次数进行累计，以获得液压千斤顶执行纠编动作的累计次数，并将累计次数发送至纠编复核模块；纠编复核模块，所述纠编复核模块包括，用于根据纠编行程和实时行程，分析判断是否纠编合格，若纠编合格则发出警报消除信号至警报装置，若纠编不合格，则发出停机提示信息至人机交互界面；用于将每个液压千斤顶执行纠编动作的累计次数与设定的纠编次数阈值进行比对，若超出纠编次数阈值，则发出检修警报信号至警报装置；

液压控制模块，所述液压控制模块用于根据纠编行程，控制所述液压千斤顶按纠编行程执行纠编动作；