[發(fā)明專(zhuān)利]一種智能?chē)姖{系統(tǒng)及其噴漿支護(hù)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910567117.0
• 申請(qǐng)日: 2019-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110159313A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱英;李光;張嘯;王鵬星;宋朝瑞;彭飛虎;張樹(shù)祺;王寧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21D11/10
• 分類(lèi)號(hào): E21D11/10
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 鄭園

本發(fā)明公開(kāi)了一種智能?chē)姖{系統(tǒng)，包括沿隧道軸向方向設(shè)置的噴漿橋，噴漿橋的周向方向設(shè)置有回轉(zhuǎn)裝置，回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上連接有噴漿機(jī)械手，噴漿機(jī)械手上設(shè)置有噴漿嘴，噴漿橋上設(shè)置有與測(cè)控中心相連的多自由度三維掃描儀組，所述回轉(zhuǎn)裝置和噴漿機(jī)械手及噴漿嘴均與測(cè)控中心相連。本發(fā)明還公開(kāi)了一種智能?chē)姖{系統(tǒng)的噴漿支護(hù)方法，包括三維掃描、自動(dòng)首次噴漿、掃描檢測(cè)、判斷掃描結(jié)果及自動(dòng)精噴修正。本發(fā)明代替了現(xiàn)有技術(shù)中不可或缺的噴漿系統(tǒng)操作人員，既有效提高了隧道噴漿支護(hù)的效率，又充分保證了噴漿支護(hù)的質(zhì)量，有效降低了巖爆、涌水等施工事故的發(fā)生率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)噴漿技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種智能?chē)姖{系統(tǒng)及其噴漿支護(hù)方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的TBM混噴系統(tǒng)的操作對(duì)工人綜合素質(zhì)要求高、操作手培養(yǎng)周期長(zhǎng)、施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)操作手依賴(lài)度高、TBM混噴作業(yè)區(qū)環(huán)境惡劣，噴漿系統(tǒng)操作人員實(shí)踐操作至少三年才能熟練掌控此操作系統(tǒng)，而噴漿工序作業(yè)環(huán)境較惡劣，多種因素造成熟練操作手非常緊缺，噴漿支護(hù)效果受操作手水平影響較大。因此現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)豐富熟練的操作手一直處于緊缺狀態(tài)。而且混噴質(zhì)量受人為因素影響較大，混噴質(zhì)量不穩(wěn)定。隨著后期TBM掘進(jìn)工法的大力推廣及職業(yè)健康要求的提高，操作手稀缺的狀態(tài)會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。TBM施工方及業(yè)主對(duì)智能?chē)姖{項(xiàng)目有迫切需求。

現(xiàn)有的TBM智能?chē)姖{系統(tǒng)是TBM整機(jī)中非常關(guān)鍵的系統(tǒng)，它對(duì)TBM施工順利掘進(jìn)起著至關(guān)重要的作用，是技術(shù)含量高和高附加值的產(chǎn)品。目前每套TBM至少配備兩個(gè)操作手人工噴漿，噴漿效果受操作手水平影響較大，且熟練操作手非常緊缺，操作手水平的不穩(wěn)定直接造成隧道支護(hù)質(zhì)量差，極易造成巖爆、涌水等施工事故。已經(jīng)成為T(mén)BM隧道施工安全的制約瓶頸，業(yè)主也有迫切的全自動(dòng)噴漿需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出一種智能?chē)姖{系統(tǒng)及其噴漿支護(hù)方法，解決了現(xiàn)有混合噴漿系統(tǒng)的噴漿質(zhì)量嚴(yán)重依賴(lài)操作手的熟練程度及熟練操作手緊缺的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種智能?chē)姖{系統(tǒng)，包括沿隧道軸向方向設(shè)置的噴漿橋，噴漿橋的周向方向設(shè)置有回轉(zhuǎn)裝置，回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上連接有噴漿機(jī)械手，噴漿機(jī)械手上設(shè)置有噴漿嘴，噴漿橋上設(shè)置有與測(cè)控中心相連的多自由度三維掃描儀組，所述回轉(zhuǎn)裝置和噴漿機(jī)械手及噴漿嘴均與測(cè)控中心相連。

所述回轉(zhuǎn)裝置包括間隔設(shè)置的第一回轉(zhuǎn)裝置和第二回轉(zhuǎn)裝置，所述噴漿機(jī)械手包括第一噴漿機(jī)械手和第二噴漿機(jī)械手，第一回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接所述第一噴漿機(jī)械手，第二回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接所述第二噴漿機(jī)械手。

所述多自由度三維掃描儀組包括第一多自由度三維掃描儀和第二多自由度三維掃描儀，第一多自由度三維掃描儀設(shè)置在第一回轉(zhuǎn)裝置的前側(cè)，第二多自由度三維掃描儀設(shè)置在第一回轉(zhuǎn)裝置和第二回轉(zhuǎn)裝置之間。

所述第一多自由度三維掃描儀和第二多自由度三維掃描儀均設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)第一多自由度三維掃描儀對(duì)稱(chēng)設(shè)置在噴漿橋的左右兩側(cè)，兩個(gè)第二多自由度三維掃描儀對(duì)稱(chēng)設(shè)置在噴漿橋的左右兩側(cè)。

所述噴漿橋的下方設(shè)置有滑移支座，與滑移支座相配合設(shè)置有滑移軌道。

一種智能?chē)姖{系統(tǒng)的噴漿支護(hù)方法，包括以下步驟：

步驟一：三維掃描，測(cè)控中心控制第一多自由度三維掃描儀對(duì)隧道內(nèi)環(huán)面輪廓進(jìn)行掃描，并將掃描圖像數(shù)據(jù)回傳至測(cè)控中心；

步驟二：自動(dòng)首次噴漿，測(cè)控中心根據(jù)所述步驟一中的掃描圖像數(shù)據(jù)自動(dòng)控制第一回轉(zhuǎn)裝置輸出相匹配的回轉(zhuǎn)速度、自動(dòng)控制第一噴漿機(jī)械手帶動(dòng)噴射嘴朝向相匹配的噴射方向，進(jìn)而控制第一回轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)第一噴漿機(jī)械手上的噴嘴對(duì)隧道內(nèi)環(huán)面進(jìn)行首次噴漿；

步驟三：掃描檢測(cè)，測(cè)控中心控制所述步驟二完成首次噴漿后控制第二多自由度三維掃描儀對(duì)首次噴漿后的隧道內(nèi)環(huán)面進(jìn)行掃描，并將掃描圖像數(shù)據(jù)回傳至測(cè)控中心；