[發明專利]一種智能型懸臂式掘進機

有效

• 申請號: 202110189458.6
• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN112943282B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 劉飛香;廖金軍;張賢福;張廷壽;劉金書;祁亮;劉光輝;丁羽鋒
• 申請（專利權）人: 中國鐵建重工集團股份有限公司
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10;E21F5/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 胡素莉

本發明公開了一種智能型懸臂式掘進機，懸臂式掘進機上設有定位裝置，用于定位懸臂式掘進機與設計隧道的第一位置以及掘進方向；檢測裝置，用于檢測截割頭與懸臂式掘進機第二位置以及截割姿態；顯示裝置，用于顯示第一位置、掘進方向、第二位置以及截割姿態；控制系統，用于接收并處理定位裝置、檢測裝置所采集的信息，并將處結果傳輸給顯示裝置。可將懸臂式掘進機與設計隧道內的相對位置、截割頭與懸臂式掘進機的相對位置、以及截割頭的截割姿態直觀顯示出來，從而方便操作手觀察懸臂式掘進機的工作狀態，準確判斷懸臂式掘進機的所處位置與掘進方向，從而進行精準的掘進控制，保證隧道成型的質量與效率。

技術領域

本發明涉及掘進機技術領域，更具體地說，涉及一種智能型懸臂式掘進機。

背景技術

懸臂式掘進機是集切割、行走、裝運、噴霧滅塵、操作等功能于一體的多功能掘進設備。目前，我國在隧道掘進作業方面存在工作效率低、危險程度高、工作環境惡劣、工人勞動強度大和隧道成型質量差等問題。隨著科技發展和社會進步，掘進設備的自動化和智能化程度也將越來越高，未來的隧道掘進設備人為參與必將越來越少。

現有市場上，大多數懸臂式掘進機未裝備智能化系統，部分雖有基于機器視覺的控制系統，但因懸臂式掘進機工作時粉塵大，作業環境惡劣，對機器視覺的功能影響巨大，致使智能化系統往往成為擺設。操作員在掘進的過程中，難以把控掘進機的位置和方向，使得操作手實際操作時無法對作業情況及時進行調整，導致截割電機出現較大范圍內超載或欠載情況的波動，進而出現超挖和欠挖現象，影響隧道成型質量與成型效率。

因此，如何提高隧道成型質量與成型效率的問題，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種智能型懸臂式掘進機，可提高隧道成型質量與成型效率。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種智能型懸臂式掘進機，包括懸臂式掘進機，所述懸臂式掘進機上設有用于挖掘隧道的截割頭，所述懸臂式掘進機上設有：

定位裝置，用于定位所述懸臂式掘進機相對設計隧道的第一位置及掘進方向；

檢測裝置，用于檢測所述截割頭相對所述懸臂式掘進機的第二位置及截割姿態；

顯示裝置，用于顯示所述第一位置、所述掘進方向、所述第二位置以及所述截割姿態；

控制系統，信號連接于所述控制系統的定位裝置、檢測裝置以及顯示裝置，用于接收并處理所述定位裝置、所述檢測裝置所采集的信息，并將處結果傳輸給所述顯示裝置。

優選的，所述懸臂式掘進機的截割頭為采用橫軸式截割頭。

優選的，所述懸臂式掘進機包括用于驅動所述截割頭的橫擺油缸與俯仰油缸，所述檢測裝置包括分別內置于所述橫擺油缸與所述俯仰油缸的行程傳感器，所述行程傳感器信號連接于所述控制系統。

優選的，所述定位裝置包括用于設置在隧道內的全站儀、設于所述懸臂式掘進機上的第一棱鏡、第二棱鏡、傾斜儀以及二維激光掃描模塊，所述全站儀用于檢測所述第一棱鏡與所述第二棱鏡相對所述全站儀的位置坐標，所述傾角傳感器用于檢測所述懸臂式掘進機的俯仰及橫滾角度，所述二維激光掃描模塊用于檢測實際隧道輪廓，所述全站儀、所述傾角傳感器以及所述二維激光掃描模塊均信號連接于所述控制器。

優選的，所述第一棱鏡與所述第二棱鏡的連線垂直于所述懸臂式掘進機的長度方向。

優選的，所述定位裝置還包括用于設置在隧道內的后視棱鏡，所述全站儀還用于檢測所述后視棱鏡的位置。

優選的，所述懸臂式掘進機上設有泡沫除塵系統，所述泡沫除塵系統包括用于噴射泡沫的噴頭，所述噴頭與所述截割頭的上方。

優選的，所述控制系統包括PLC控制系統。