基于光电传感器阵列的顶管机自动纠偏控制系统及其方法技术方案
【技术实现步骤摘要】
基于光电传感器阵列的顶管机自动纠偏控制系统及其方法
本专利技术涉及一种控制系统及其控制方法，尤其涉及一种基于光电传感器阵列的顶管机自动纠偏控制系统及其顶管机自动纠偏控制方法。
技术介绍
随着我国城市化建设的不断推进与发展，顶管法施工以其不需要开挖地面、占地面积少、交通影响小、开挖速度快、经济、环保的优势在综合管廊、地下通道等项目建设中不断发挥重要作用。但是由于地层土质变化、千斤顶推力不均、回填注浆不均、尾盾间隙不均以及已拼管节轴线不准等因素，顶管机很容易发生侧向偏转的现象，产生姿态偏差。已有顶管掘进机通过控制台面板进行手动操作的控制系统，通过检测系统显示位置差异，完全依靠工作人员根据位置变化对手动调整液压系统，纠偏效果差，容易造成蛇形偏差。
技术实现思路
针对上述提出的问题，本专利技术提供一种基于光电传感器阵列的顶管机自动纠偏控制系统及其顶管机自动纠偏控制方法，其以PLC控制器为核心，以平面光电传感器阵列为检测单元，可以同时实现实时采集管线方位变化、实时计算轴线偏差、实时控制纠偏油缸运动、在线显示轴线偏差角度、在线显示纠偏油缸压力、在线调整油缸压力等功能，能完成顶管机...
【技术保护点】
一种基于光电传感器阵列的顶管机自动纠偏控制系统，其包括：PLC控制器，其根据施工要求驱动顶管机的纠偏油缸进行纠偏；其特征在于：所述顶管机自动纠偏控制系统还包括：激光器，其安装在顶管机工作的井内；平面光电传感器阵列，其以竖直的方式安装在顶管机的机头处，并与所述激光器正对，所述平面光电传感器阵列随所述机头摆动时，所述激光器的激光束水平照射到所述平面光电传感器阵列上，使所述平面光电传感器阵列中相应的光电传感器因感受激光束而输出电压信号；数据采集卡，其采集所述平面光电传感器阵列输出的电压信号；其中，所述PLC控制器接收所述数据采集卡采集的数据信号进行数据处理，实时控制所述纠偏油缸运...
【技术特征摘要】
1.一种基于光电传感器阵列的顶管机自动纠偏控制系统，其包括：PLC控制器，其根据施工要求驱动顶管机的纠偏油缸进行纠偏；其特征在于：所述顶管机自动纠偏控制系统还包括：激光器，其安装在顶管机工作的井内；平面光电传感器阵列，其以竖直的方式安装在顶管机的机头处，并与所述激光器正对，所述平面光电传感器阵列随所述机头摆动时，所述激光器的激光束水平照射到所述平面光电传感器阵列上，使所述平面光电传感器阵列中相应的光电传感器因感受激光束而输出电压信号；数据采集卡，其采集所述平面光电传感器阵列输出的电压信号；其中，所述PLC控制器接收所述数据采集卡采集的数据信号进行数据处理，实时控制所述纠偏油缸运动；所述PLC控制器的数据处理方法为：步骤一、得到所述数据采集卡采集的数据信号；步骤二、根据所述数据信号，获得所述平面光电传感器阵列上因感受激光束而输出电压信号的光电传感器；步骤三、根据所述数据采集卡连续性采集来的数据信号，对每次获得的相应光电传感器进行轨迹连线，由此获取所述顶管机的管道轴线的方位变化，根据一个设计轴线实时计算轴线偏差，根据所述轴线偏差控制所述PLC控制器实时控制所述纠偏油缸运动；步骤四、判断所述数据采集卡采集的数据信号传送是否中断，是中断，则结束，否则返回步骤二；在步骤三的纠偏控制中，当管道轴线与设计轴线偏离值大于10％时，所述纠偏油缸开始进行纠偏作业，次纠偏角度不大于1°，依次逐步控制纠偏油缸，不断调整到设计轴线。2.如权利要求1所述的基于光电传感器阵列的顶管机自动纠偏控制系统，其特征在于：所述PLC控制器中采用PID算法实施纠偏计算，逐步控制纠偏油缸的运动次序。3.如权利要求1所述的基于光电传感器阵列的顶管机自动纠偏控制系统，其特征在于：所述激光器采用He-Ne激光器。4.如权利要求1所述的基于光电传感器阵列的顶管机自动纠偏控制系统，其特征在于：所述平面光电传感器阵列包括呈阵列式排布的n×m个光电传感器，以及安装n×m个光电传感器的安...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟华，万文松，吕庆洲，唐飞，郝予琛，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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