[發(fā)明專利]一種少人化的盾構(gòu)機(jī)及其控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110975931.3
• 申請(qǐng)日: 2021-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN113482643B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮歡歡;侯建輝;裴超;楊永清;王樹英;彭建坤;楊露偉;楊永祥;王禹;王助鋒;楊延棟;王百泉;劉艷萍;何紅員
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵隧道局集團(tuán)有限公司;中鐵隧道集團(tuán)三處有限公司;中南大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D9/08
• 分類號(hào): E21D9/08;E21D9/093;E21D9/12;E21D11/40
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 張曉博

本發(fā)明公開了一種少人化的盾構(gòu)機(jī)及其控制系統(tǒng)，涉及盾構(gòu)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，包括盾殼，所述盾殼的內(nèi)部設(shè)置有掘進(jìn)系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、管片調(diào)運(yùn)系統(tǒng)以及出渣系統(tǒng)，所述掘進(jìn)系統(tǒng)包括刀盤，所述刀盤安裝于盾殼的一端，所述管片拼裝系統(tǒng)包括管片拼裝機(jī)，所述管片拼裝機(jī)設(shè)置于刀盤的后方，所述管片拼裝機(jī)的底端安裝有管片拼裝攝像頭，所述管片調(diào)運(yùn)系統(tǒng)以及出渣系統(tǒng)包括管片吊裝機(jī)，所述管片吊裝機(jī)設(shè)置于管片拼裝機(jī)的后方。本發(fā)明通過監(jiān)控視頻，遠(yuǎn)程控制管片拼裝機(jī)進(jìn)行拼裝管片，并實(shí)現(xiàn)管片的自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，以及對(duì)送渣車是否裝滿進(jìn)行識(shí)別，以自動(dòng)化功能來(lái)實(shí)現(xiàn)之前人工操作的功能目的，減少了工作人數(shù)，提高了盾構(gòu)機(jī)的工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及盾構(gòu)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種少人化的盾構(gòu)機(jī)及其控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

盾構(gòu)是一種集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體的復(fù)雜裝備，其具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌等功能，而每一項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)都是隧道施工不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。目前，每個(gè)環(huán)節(jié)人員去操作或值守，浪費(fèi)了人力，隧道掌子面前方，工作環(huán)境較差，不利于人員長(zhǎng)期工作，不利于身體健康，需要想辦法減少人力投入，盡量以自動(dòng)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。

而現(xiàn)有技術(shù)中，盾構(gòu)機(jī)的各主要工序，都需要人工操作，成本高、風(fēng)險(xiǎn)大、效率低，一旦出現(xiàn)突泥涌水、隧道塌方等險(xiǎn)情，靠近隧道前方工作人員，尤其是處于隧道底部的管片拼裝作業(yè)人員，來(lái)不及撤離，易出現(xiàn)人身傷亡事故，例如，以常規(guī)地鐵隧道為例，管片拼裝－4人，管片調(diào)運(yùn)－2人，出渣系統(tǒng)－1人(推進(jìn)出渣時(shí)，需要1人來(lái)觀察：電瓶車是否裝滿、觀看渣土狀態(tài))。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種少人化的盾構(gòu)機(jī)及其控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種少人化的盾構(gòu)機(jī)，包括盾殼，所述盾殼的內(nèi)部設(shè)置有掘進(jìn)系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、管片調(diào)運(yùn)系統(tǒng)以及出渣系統(tǒng)，所述掘進(jìn)系統(tǒng)包括刀盤，所述刀盤安裝于盾殼的一端，所述管片拼裝系統(tǒng)包括管片拼裝機(jī)，所述管片拼裝機(jī)設(shè)置于刀盤的后方，所述管片拼裝機(jī)的底端安裝有管片拼裝攝像頭，所述管片調(diào)運(yùn)系統(tǒng)以及出渣系統(tǒng)包括管片吊裝機(jī)，所述管片吊裝機(jī)設(shè)置于管片拼裝機(jī)的后方，所述管片拼裝機(jī)與管片吊裝機(jī)之間滑動(dòng)設(shè)置有管片轉(zhuǎn)運(yùn)車，所述管片轉(zhuǎn)運(yùn)車在管片吊裝機(jī)與刀盤之間來(lái)運(yùn)運(yùn)動(dòng)，所述管片調(diào)運(yùn)系統(tǒng)好包括管片電瓶車，所述管片電瓶車用于從外部運(yùn)輸卡扣式管片至管片吊裝機(jī)的下方，所述管片吊裝機(jī)包括轉(zhuǎn)移架，所述轉(zhuǎn)移架橫向滑動(dòng)安裝于隧道內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)移架的底部安裝有吊裝座，所述吊裝座的底部安裝有管片卡爪，所述管片卡爪用于抓取卡扣式管片，所述管片卡爪的底端安裝有吊裝攝像頭，所述出渣系統(tǒng)包括渣土輸送帶和螺旋輸送管，所述螺旋輸送管一端連接至刀盤處，另一端延伸至渣土輸送帶的一端，所述渣土輸送帶的另一端延伸至管片吊裝機(jī)的后方，且所述出渣攝像頭的底部配備有送渣車，所述送渣車用于將渣土向隧道外輸送，所述出渣攝像頭輸出端的底部固定安裝有出渣攝像頭。

優(yōu)選的，所述管片拼裝攝像頭、吊裝攝像頭和出渣攝像頭均選用監(jiān)控角度可變攝像頭。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)移架通過卷?yè)P(yáng)機(jī)與吊裝座連接，所述吊裝座的頂部固定連接有定向?qū)U，所述定向?qū)U的頂端與轉(zhuǎn)移架滑動(dòng)配合。

優(yōu)選的，所述送渣車頂端的周圍安裝有多個(gè)定位攝像頭。

一種少人化的盾構(gòu)機(jī)控制系統(tǒng)，包括主司機(jī)操作室，所述主司機(jī)操作室中配備主控制系統(tǒng)，所述管片拼裝機(jī)、渣土輸送帶、螺旋輸送管、管片轉(zhuǎn)運(yùn)車和管片吊裝機(jī)均由主控制系統(tǒng)通過控制線路直接控制，所述管片電瓶車和送渣車由主控制系統(tǒng)通過遙控連接設(shè)備遠(yuǎn)程控制，所述管片拼裝攝像頭、吊裝攝像頭和出渣攝像頭分別與主控制系統(tǒng)通過連接線路直接進(jìn)行信號(hào)傳輸，所述管片拼裝攝像頭監(jiān)控管片拼裝情況，所述吊裝攝像頭監(jiān)控管片電瓶車所運(yùn)輸?shù)目凼焦芷倪\(yùn)輸情況，所述出渣攝像頭監(jiān)控送渣車中渣土的土質(zhì)與裝載量情況。

優(yōu)選的，所述主控制系統(tǒng)配套設(shè)置有盾構(gòu)機(jī)操作面板上，所述管片拼裝機(jī)、螺旋輸送管、渣土輸送帶、送渣車以及管片吊裝機(jī)的操作功能均顯示在盾構(gòu)機(jī)操作面板上。