[發明專利]一種盾構管片拼裝機六自由度全自動控制系統

在審

• 申請號: 201310730008.9
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN104747213A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 蘇延奇;黃浩;徐昊朗;韓真;嚴子君;王青霞
• 申請（專利權）人: 江蘇凱宮隧道機械有限公司
• 主分類號: E21D11/40
• 分類號: E21D11/40
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 朱慶華

1.一種盾構管片拼裝機六自由度全自動控制系統，其特征在于，包括成像設備、圖像處理設備、計算機、PLC、控制芯片、電磁閥、液壓執行元件和傳感器；

所述成像設備，用于對待拼裝管片的內表面區域和待拼裝管片與已拼裝管片相接觸區域進行攝像，在待拼裝管片內表面區域至少獲取一個點P₃的位置信息、在待拼裝管片與已拼裝管片相接觸區域至少獲取兩個點P₁和P₂的位置信息，并將所述P₁、P₂和P₃的位置信息發送給圖像處理設備；

所述圖像處理設備，在接收到所述P₁、P₂和P₃的位置信息后，分析所述P₁、P₂和P₃和已拼裝管片棱邊的間隙（Δl_a、Δl_b、Δl_c）和高差（Δh_a、Δh_b、Δh_c），并將所述間隙（Δl_a、Δl_b、Δl_c）和高差（Δh_a、Δh_b、Δh_c）發送給所述計算機；

所述傳感器，用于對所述液壓執行元件的運動量和液壓執行元件在盾構機中的位置信息進行檢測，并將所述液壓執行元件在盾構機中的位置信息反饋給所述控制芯片；

所述計算機，用于預先存儲管片拼裝機所處位置的盾構機三維結構圖、傳感器依次通過所述控制芯片和PLC反饋的液壓執行元件在盾構機中的位置信息、圖像處理設備發送的間隙（Δl_a、Δl_b、Δl_c）和高差（Δh_a、Δh_b、Δh_c）與傳感器再次通過所述控制芯片和PLC反饋的液壓執行元件粗調后在盾構機中的位置信息；根據所述管片拼裝機所處位置的盾構機三維結構圖和傳感器依次通過所述控制芯片和PLC反饋的液壓執行元件在盾構機中的位置信息分析獲得粗調運動的軌跡規劃信息并發送給所述PLC，根據所述間隙（Δl_a、Δl_b、Δl_c）和高差（Δh_a、Δh_b、Δh_c）與傳感器再次通過所述控制芯片和PLC反饋的液壓執行元件粗調后在盾構機中的位置信息預估出所述液壓執行元件的運動量并輸出給PLC；

所述PLC，接受所述傳感器反饋的液壓執行元件在盾構機中的位置信息、粗調運動的軌跡規劃信息、傳感器反饋的液壓執行元件粗調后在盾構機在的位置信息和液壓執行元件的運動量并發送出；

所述電磁閥，用于驅動所述液壓執行元件；

所述控制芯片與所述傳感器和PLC通訊連接。

2.根據權利要求1所述的盾構管片拼裝機六自由度全自動控制系統，其特征在于，所述液壓執行元件包括第一軸向運動液壓缸、第二軸向運動液壓缸、第一周向運動液壓馬達、第二周向運動液壓馬達、第一徑向運動液壓油缸、第二徑向運動液壓液壓油缸、側傾液壓油缸和擺動液壓油缸。

3.根據權利要求2所述的盾構管片拼裝機六自由度全自動控制系統，其特征在于，所述電磁閥包括用于驅動所述第一軸向運動液壓缸的第一電磁閥和第二電磁閥、用于驅動所述第二軸向運動液壓缸的第三電磁閥和第四電磁閥、用于驅動所述第一軸向運動液壓馬達的第五電磁閥和第六電磁閥、用于驅動所述第二周向運動液壓馬達的第七電磁閥和第八電磁閥、用于驅動所述第一徑向運動液壓油缸的第九電磁閥和第十電磁閥、用于驅動所述第二徑向運動液壓油缸的第十一電磁閥和第十二電磁閥、用于驅動所述側傾液壓油缸的第十三電磁閥和第十四電磁閥以及用于驅動所述擺動液壓油缸的第十五電磁閥和第十六電磁閥。