[發明專利]濕噴臺車的信息智能化施工方法及系統

有效

• 申請號: 201810784647.6
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN108979668B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 梁世平;李光朋;王占輝;董恰;張豪祺
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 余炎鋒

本發明屬于濕噴臺車技術領域。一種濕噴臺車的信息智能化施工方法及系統，包括：導入隧道尺寸和坐標數據，并根據隧道尺寸和坐標數據，完成濕噴臺車在隧道中的定位；獲取隧道內輪廓模型，與隧道內輪廓設計數據比對，預估混凝土噴射量，并生成所述濕噴臺車的噴射頭的噴射路線；根據所述噴射路線，獲取在所述噴射頭運動過程中，支撐所述噴射頭的各支撐臂的運動軌跡；控制各所述支撐臂的動作，使得所述噴射頭沿所述噴射路線施工作業。本發明信息智能化濕噴臺車實現了施工過程控制、施工環境監測、產品全生命周期監測，促進了安全生產和節能減排。降低了施工綜合成本，實現企業資金增效節流。

技術領域

本發明屬于濕噴臺車技術領域，具體涉及一種濕噴臺車的信息智能化施工方法及系統。

背景技術

濕噴臺車廣泛應用于水電鐵路隧道、巖土工程、地下設施及公路工程建設等領域。而常規的濕噴臺車由一名操作人員通過遙控器控制臂架及噴嘴的移動，對工作面進行噴涂，整個噴涂混凝土厚度及平整度完全依賴于操作人員的經驗能力。施工過程中存在噴涂質量不可控，噴涂數據無法記錄統計，操作人員過多暴露于不安全環境等情況。

隨著工業4.0和中國智造2025的提出，國家對施工設備的智能化與信息化要求更高，為提高施工效率和施工安全性，本著高效、安全的施工理念，一種信息智能化濕噴臺車的發明符合時代的需求，同時隨著這種信息化智能化濕噴臺車的發明，一種全新的施工工法應運而生。

發明內容

本發明的目的是針對上述存在的問題和不足，提供一種施工效率高、施工安全性高的濕噴臺車的信息智能化施工方法及系統。

為達到上述目的，所采取的技術方案是：

一種濕噴臺車的信息智能化施工方法，包括：導入隧道尺寸和坐標數據，并根據隧道尺寸和坐標數據，完成濕噴臺車在隧道中的定位；獲取隧道內輪廓模型，與隧道內輪廓設計數據比對，預估混凝土噴射量，并生成所述濕噴臺車的噴射頭的噴射路線；根據所述噴射路線，獲取在所述噴射頭運動過程中，支撐所述噴射頭的各支撐臂的運動軌跡；控制各所述支撐臂的動作，使得所述噴射頭沿所述噴射路線施工作業。

所述完成濕噴臺車在隧道中的定位，具體包括以下步驟：在隧道內壁上選取至少兩個已知點，并通過設置全站儀進行掃描，獲取全站儀在隧道中的坐標數據；通過全站儀掃描所述濕噴臺車上的至少兩個參考點，并獲取各所述參考點的坐標數據；由各所述參考點的坐標數據，實現濕噴臺車的在隧道中的定位。

在所述完成濕噴臺車在隧道中的定位后，還包括對所述濕噴臺車的噴射頭的定位，其具體包括以下步驟：在所述支撐臂的各關節點處加裝角度傳感器、在所述支撐臂的伸縮部位加裝長度傳感器；通過三維坐標空間轉換，從而獲取噴頭相對于所述濕噴臺車的空間位置；進而得出所述噴頭在隧道內的坐標數據。

在所述噴射頭沿所述噴射路線施工作業中，通過獲取所述噴射頭的坐標數據，控制速凝劑的動態配比；在噴射頭混凝土噴射完成后，進行隧道內輪廓的二次獲取，并與隧道內輪廓設計數據進行再次對比，獲取二次補噴噴射量，指定二次補噴路線；進而控制噴射頭進行二次補噴施工作業。

所述獲取隧道內輪廓模型，具體包括以下步驟：由激光經緯儀進行軸向連續直線掃描、徑向等步距步進掃描，獲取掃描點云數據；對掃描點云數據進行特征算法處理，從而獲取當前隧道內輪廓的三維模型。

其特征算法處理包括對掃描點云數據的濾波去噪、特征分析、分割、提取和重建；對于拱架的掃描盲區，采用經驗數據進行補償運算，從而獲取精準的隧道內輪廓模型。

一種濕噴臺車的信息智能化施工系統，包括：濕噴臺車；定位模塊，其用于根據隧道尺寸數據，實現濕噴臺車和噴射頭在隧道中的定位；模型組建模塊，其用于隧道內輪廓模型，與隧道內輪廓設計數據比對，預估混凝土噴射量，并生成所述濕噴臺車的噴射頭的噴射路線；和控制模塊；用于控制各支撐臂的運動軌跡，并控制噴射頭進行噴射施工作業。