[發(fā)明專利]一種用于隧道排水槽的自動開槽系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111535381A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 楊凌武;施蕓;張開軍;胡明華;劉國慶;雷剛;唐豪;盛磊;周維明;彭林;李澤倫;陳亮;董兵;王濤;羅文龍;郭欣;朱強
• 申請（專利權）人: 中鐵二局集團有限公司;四川工程職業(yè)技術學院;中鐵二局第五工程有限公司
• 主分類號: E02F5/02
• 分類號: E02F5/02;E02F5/08;E02F5/14
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 馮精恒

本發(fā)明公開了一種用于隧道排水槽的自動開槽系統(tǒng)，包括發(fā)電機、鐵路平板車、工業(yè)機器人、開槽裝置、機器人固定裝置、掃描裝置、定位裝置和控制子系統(tǒng)，整個系統(tǒng)均設置在鐵路平板車上，便于移動作業(yè)。定位裝置標示工業(yè)機器人的作業(yè)范圍，利用牽引車牽引鐵路平板車，使待開槽作業(yè)面位于工業(yè)機器人的作業(yè)范圍內(nèi)，控制子系統(tǒng)根據(jù)掃描裝置掃描得到的待開槽作業(yè)面數(shù)據(jù)，自動生成開槽軌跡，控制子系統(tǒng)按照開槽軌跡控制工業(yè)機器人按照開槽軌跡運動，并帶動所述開槽裝置運動，所述開槽裝置按照所述開槽軌跡進行開槽。本發(fā)明能夠快速高效的完成開槽作業(yè)，且開槽操作減少人工勞動強度，也保證了作業(yè)人員的安全。

技術領域

本發(fā)明涉及開槽系統(tǒng)技術領域，特別是一種用于隧道排水槽的自動開槽系統(tǒng)及方法。

背景技術

我國鐵路建設發(fā)展迅速，隨著鐵路建設工程的日益增加，有效提高鐵路工程質(zhì)量就顯得尤為重要。由于我國各地地勢地貌較為復雜，鐵路施工難度較大，同時受地質(zhì)條件復雜等諸多因素的影響，鐵路隧道滲水是山區(qū)鐵路最常見的鐵路病害。隧道滲漏水會造成襯砌支撐能力下降和通信照明設備因流水腐蝕而失效等問題，不僅會增加鐵路運營維護成本，還會影響鐵路線路運輸?shù)陌踩浴?/p>

對于隧道內(nèi)部的滲漏水問題，目前通常采用堵排結合的方法進行處理。除了鉆孔進行注漿封堵之外，還采用在滲水區(qū)開設倒梯形槽，在其中埋設PVC透水盲管并固定，在槽與PVC管之間進行填充和防水處理。目前在鐵路施工中，開設排水槽多數(shù)采用人工開鑿的方法。由于隧道穹頂較高，需要借助腳手架才能進行施工，而鐵路還肩負著日常運輸任務，所以施工時間非常受限，再加之人工開槽速度慢，所以施工效率非常低，無法滿足作業(yè)需求。另一方開槽作業(yè)環(huán)境惡劣，粉塵污染嚴重，作業(yè)危險性高，對作業(yè)人員的人身健康存在一定的危害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術存在的效率低、施工危險的問題，提供一種用于隧道排水槽的自動開槽系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠控制工業(yè)機器人按照根據(jù)系統(tǒng)掃描得到的待開槽作業(yè)面信息生成的開槽軌跡自動開槽。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種用于隧道排水槽的自動開槽系統(tǒng)，包括鐵路平板車、發(fā)電機、機器人固定裝置、開槽裝置，工業(yè)機器人、控制子系統(tǒng)；

其中，所述發(fā)電機、控制子系統(tǒng)、所述工業(yè)機器人均設置在所述鐵路平板車上，其中，所述工業(yè)機器人通過所述機器人固定裝置固定在所述鐵路平板車上；所述開槽裝置通過法蘭板安裝在所述工業(yè)機器人的末端法蘭盤上；所述開槽裝置遠離所述工業(yè)機器人的一端設置有多片式結構的開槽刀具；

所述控制子系統(tǒng)的第一控制信號輸出端與所述工業(yè)機器人的控制信號輸入端連接，以控制所述工業(yè)機器人帶動所述開槽裝置運動；所述控制子系統(tǒng)的第二控制信號輸出端與所述開槽裝置的控制信號輸入端連接，用于控制所述開槽裝置對所述隧道中的待開槽作業(yè)面進行開槽。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述控制子系統(tǒng)包括上位機控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和機器人控制系統(tǒng)，所述上位機控制系統(tǒng)分別連接所述電氣控制系統(tǒng)和所述機器人控制系統(tǒng)，所述機器人控制系統(tǒng)的控制信號輸出端即為所述第一控制信號輸出端，所述電氣控制系統(tǒng)的控制信號輸出端即為所述第二控制信號輸出端。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述自動開槽系統(tǒng)還包括掃描裝置，所述掃描裝置可拆卸安裝在所述開槽裝置上，所述掃描裝置的信息輸出端與所述電氣控制系統(tǒng)的信息輸入端相連，所述掃描裝置的掃描信號輸入端與所述電氣控制系統(tǒng)的掃描信號輸出端相連，所述掃描裝置根據(jù)所述電氣控制系統(tǒng)輸出的掃描信號，掃描得到待開槽作業(yè)面信息，并傳回到所述電氣控制系統(tǒng)，所述電氣控制系統(tǒng)再將所述作業(yè)面信息傳輸?shù)剿錾衔粰C控制系統(tǒng)，所述上位機控制系統(tǒng)根據(jù)所述作業(yè)面信息生成開槽軌跡，并將所述開槽軌跡傳輸?shù)剿鰴C器人控制系統(tǒng)，所述機器人控制系統(tǒng)的控制信號輸出端輸出第一控制信號控制所述工業(yè)機器人按照所述開槽軌跡運動，所述上位機控制系統(tǒng)還將所述開槽軌跡傳輸?shù)剿鲭姎饪刂葡到y(tǒng)，所述電氣控制系統(tǒng)控制信號輸出端輸出第二控制信號控制所述開槽裝置按照所述開槽軌跡進行開槽。