一种智能隧道断面平整装置的工作方法制造方法及图纸

一种智能隧道断面平整装置的工作方法，所述平整装置包括主架、行走系统、数据处理中心、伺服控制系统、转动杆、主架导轨、主架导轨小车、隧道断面检测模块、隧道断面清除模块和隧道断面填补模块。行走系统分别对称安装在主架四角底端，隧道断面检测模块安装在主架中心横向工字钢，隧道断面清除模块和隧道断面填补模块安装在主架导轨小车上，通过主架导轨沿隧道断面进行断面平整作业。该智能隧道断面平整装置通过数据检测对隧道断面进行智能检测，通过数据处理和伺服控制系统控制断面清除模块和填补模块智能进行定位，精准实施智能化隧道断面平整工作。

A working method of intelligent tunnel section leveling device

【技术实现步骤摘要】
一种智能隧道断面平整装置的工作方法
本专利技术涉及到隧道施工领域，特别涉及一种智能隧道断面平整装置的工作方法。
技术介绍
隧道属于地下工程，在施工过程中，地下水对于隧道设施有着重大危害，在隧道施工中隧道防水板铺设有严格的工艺要求，在隧道开挖并进行初期支护后，进行混凝土初喷隧道断面仍然非常粗糙，存在着混凝土表面凹凸不平区域、钢筋、凸出构件等尖锐突出物，对于防水板铺设施工带来重大影响，更带来隧道空洞质量问题。施工中隧道防水板铺设前需要对于基面进行检查处理，对于隧道断面的表面平整度有着相关工艺指标，进行基面局部找平，进行凸出物需要进行清除修凿，以保护防水板，对凹坑细石混凝土的填补以免产生隧道断面空洞等质量问题。目前对于防水板铺设前初期基面的检查处理，需要先进行人工局部测量断面数据，一般采用直尺测量，并进行人工作业对于超出标准断面区域进行平整，这就导致施工过程中，要对隧道整个断面进行区域测量，人工测量数据采用直尺测量，数据精准度差，检测效率低，并且无法对于整个断面数据进行检测收集，对于施工问题没有详细数据支撑。并采用人工作业对断面进行平整处理，施工效率低，施工质量得不到保证，影响后续施工工序，并对整个施工质量造成严重影响，导致返工处理，延长整个施工周期。所以如何设计一种智能化检测和断面平整装置，将整体施工检测和处理进行集中化和智能化，提高施工效率和质量，保证后续施工工艺要求，防止整体施工质量问题。这就对于隧道施工质量和隧道安全与寿命有这决定性的影响。
技术实现思路
本专利技术为解决上述一系列问题，提供一种智能隧道断面平整装置的工作方法。该装置结构简单、容易实现、经济性优秀、可靠度高、检测和作业智能化和一体化。装置可以在隧道中运行，采用激光扫描传感器对于隧道断面进行检测，并采集数据传输到数据处理中心处理，利用伺服控制系统对于修凿和填补装置进行智能化控制作业，保证隧道断面基面的平整度，对于断面进行智能化作业，提高施工作业效率和质量。最后将采集数据传至服务器进行数据保存。本专利技术所要解决的问题通过以下技术方案来实现：一种智能隧道断面平整装置的工作方法，所述平整装置包括主架、行走系统、数据处理中心、伺服控制系统、转动杆、转动杆控制电机、主架导轨、主架导轨小车、隧道断面检测模块、隧道断面清除模块、隧道断面填补模块；所述隧道断面检测模块包括激光扫描传感器、检测滑块、检测滑轨、检测滑块控制电机，所述隧道断面清除模块包括滚筒磨具、磨具控制电机、磨具控制液压缸，所述隧道断面填补模块包括填补喷枪、喷枪滑块、喷枪滑轨、喷枪滑块控制电机、喷枪控制液压缸；所述主架包括：四个支脚、底部中心的主梁，底部两侧的侧梁，连接主梁和侧梁的边梁，安装在边梁上方的支撑梁，所述侧梁中部的宽度大于两端的宽度，所述侧梁的中部设有所述伺服控制系统与所述数据处理中心，所述伺服控制系统上方设有转动杆控制电机；两侧的侧梁各支撑有一个主架导轨，每个主架导轨由两条半圆形导轨构成，分别是上方的上导轨和下方的下导轨；所述行走系统包含四组车轮，四组车轮分别安装在主架四个支脚上，激光扫描传感器安装于检测滑块上，检测滑块安装在检测滑轨上，检测滑轨安装于主架的主梁上，转动杆一端与转动杆控制电机固定相连，另一端与主架导轨小车固定连接，主架导轨小车安装在主架导轨上，主架导轨小车同时连接在所述上导轨与所述下导轨上，磨具控制液压缸和喷枪控制液压缸分别安装在主架导轨小车两侧，滚筒磨具的轴线与所述半圆形导轨的轴线平行，滚筒磨具的左右侧分别安装在左侧与右侧的磨具控制液压缸上，滚筒模具一端安装有磨具控制电机；喷枪滑轨左右两侧分别与左侧和右侧的喷枪控制液压缸相连，喷枪滑轨一端安装有喷枪滑块控制电机，填补喷枪安装在喷枪滑块上，喷枪滑块安装在喷枪滑轨上；喷枪滑轨的轴线与所述半圆形导轨的轴线平行；所诉的磨具控制液压缸可控制滚筒模具工作时接近和远离隧道断面，磨具控制电机控制滚筒磨具转动，控制隧道断面的平整度，喷枪控制液压缸可控制填补喷枪工作时接近和远离隧道断面，控制隧道断面的平整度；所述的转动杆控制电机控制转动杆转动带动主架导轨小车在主架导轨上滑动，隧道断面清除模块和隧道断面填补模块都与主架导轨小车相连，从而保证隧道断面清除模块和隧道断面填补模块作业面涵盖整个隧道断面区域；所述四个支脚连接在所述边梁下方，每个支脚通过转轴连接有一组车轮，支脚的一侧连接有平衡块，所述平衡块为长条状竖直设置，所述平衡块的底面高于所述车轮的轴线，所述平衡块上缠绕有橡胶条；所述平衡块上方连接有斜梁，所述斜梁的另一端固定连接在所述支撑梁上；所述上导轨与所述下导轨之间连接有卡块；所述工作方法包括：通过隧道断面检测模块中的激光扫描传感器对整个圆周隧道断面进行检测，将检测数据传输到数据处理中心，通过数据处理中心将检测数据与隧道断面平整度工艺要求标准进行对比，判断是否超出工艺要求标准数据区域，如果超出则传输数据到伺服控制系统，通过伺服控制系统控制转动杆带动主架导轨小车在隧道XY平面作圆周运动，从而控制隧道断面清除模块和隧道断面填补模块精准定位需要平整区域；通过伺服控制系统控制隧道断面清除模块中的磨具控制液压缸运动，进而带动滚筒磨具移动，通过磨具控制电机带动滚筒磨具旋转；通过伺服控制系统控制隧道断面填补模块中的喷枪控制液压缸运动，进而带动填补喷枪运动，进一步的控制填补喷枪对隧道断面圆周平面的不同凹坑深度填补，以达到平整度工艺要求标准；隧道断面清除模块和隧道断面填补模块作业完成后，通过隧道断面检测模块再对隧道断面进行二次检测，符合标准结束区域作业，不符合标准进行二次定位施工，保证隧道断面平整施工质量要求。进一步的，所述支撑梁包括多根水平梁与多根竖直梁。进一步的，所述多根水平梁从上到下依次包括第一水平梁、第二水平梁。进一步的，第一水平梁、第二水平梁之间设有多根竖直梁。进一步的，最上端的水平梁两端分别与所述主架导轨连接。进一步的，使用工字钢组成所述支撑梁。进一步的，所述数据处理中心为PLC控制器。进一步的，所述数据处理中心上端设有天线。进一步的，所述主架导轨的底面高于所述车轮的顶面。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术提出一种智能隧道断面平整装置的工作方法，将数据采集，数据处理，作业模块智能控制为一体的智能化装置，实现施工作业智能化，集中化处理。(2)本专利技术提出隧道断面智能化检测模块，伺服控制系统4控制检测滑块电机11，通过激光扫描传感器实8现智能化隧道断面信息检测。(3)本专利技术提出隧道断面圆周方向智能化精准定位，通过数据处理中心3和伺服控制系统4，控制转动杆5，使得主架导轨小车7沿着主架导轨6作圆周方向运动，隧道断面清除模块和隧道断面填补模块都与主架导轨小车7相连，实现了隧道断面清除和隧道断面填补的隧道断面区域精准定位作业。(4)本专利技术提出隧道断面智能化清除模块，通过伺服控制系统4控制磨具控制电机13、磨具控制液压缸14，精准实现了隧道断面清除模块接近和远离作业面，并且保证隧道断面清除模块贴近整个隧道断面进行圆周运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能隧道断面平整装置的工作方法，其特征在于：所述断面平整装置包括所述主架、所述行走系统、数据处理中心、伺服控制系统、转动杆、转动杆控制电机、主架导轨、主架导轨小车、隧道断面检测模块、隧道断面清除模块、隧道断面填补模块；所述隧道断面检测模块包括激光扫描传感器、检测滑块、检测滑轨、检测滑块控制电机，所述隧道断面清除模块包括滚筒磨具、磨具控制电机、磨具控制液压缸，所述隧道断面填补模块包括填补喷枪、喷枪滑块、喷枪滑轨、喷枪滑块控制电机、喷枪控制液压缸；/n所述主架包括：四个支脚、底部中心的主梁，底部两侧的侧梁，连接主梁和侧梁的边梁，安装在边梁上方的支撑梁， 所述侧梁中部的宽度大于两端的宽度，所述侧梁的中部设有所述伺服控制系统与所述数据处理中心，所述伺服控制系统上方设有转动杆控制电机；两侧的侧梁各支撑有一个主架导轨，每个主架导轨由两条半圆形导轨构成，分别是上方的上导轨和下方的下导轨；/n所述行走系统包含四组车轮，四组车轮分别安装在主架四个支脚上，激光扫描传感器安装于检测滑块上，检测滑块安装在检测滑轨上，检测滑轨安装于主架的主梁上，转动杆一端与转动杆控制电机固定相连，另一端与主架导轨小车固定连接，主架导轨小车安装在主架导轨上，主架导轨小车同时连接在所述上导轨与所述下导轨上，磨具控制液压缸和喷枪控制液压缸分别安装在主架导轨小车两侧，滚筒磨具的轴线与所述半圆形导轨的轴线平行，滚筒磨具的左右侧分别安装在左侧与右侧的磨具控制液压缸上，滚筒模具一端安装有磨具控制电机；/n喷枪滑轨左右两侧分别与左侧和右侧的喷枪控制液压缸相连，喷枪滑轨一端安装有喷枪滑块控制电机，填补喷枪安装在喷枪滑块上，喷枪滑块安装在喷枪滑轨上；喷枪滑轨的轴线与所述半圆形导轨的轴线平行；/n所诉的磨具控制液压缸可控制滚筒模具工作时接近和远离隧道断面，磨具控制电机控制滚筒磨具转动，控制隧道断面的平整度，喷枪控制液压缸可控制填补喷枪工作时接近和远离隧道断面，控制隧道断面的平整度；所述的转动杆控制电机控制转动杆转动带动主架导轨小车在主架导轨上滑动，隧道断面清除模块和隧道断面填补模块都与主架导轨小车相连，从而保证隧道断面清除模块和隧道断面填补模块作业面涵盖整个隧道断面区域；/n所述四个支脚连接在所述边梁下方，每个支脚通过转轴连接有一组车轮，支脚的一侧连接有平衡块，所述平衡块为长条状竖直设置，所述平衡块的底面高于所述车轮的轴线，所述平衡块上缠绕有橡胶条；所述平衡块上方连接有斜梁，所述斜梁的另一端固定连接在所述支撑梁上；所述上导轨与所述下导轨之间连接有卡块；/n所述工作方法包括：通过隧道断面检测模块中的激光扫描传感器对整个圆周隧道断面进行检测，将检测数据传输到数据处理中心，通过数据处理中心将检测数据与隧道断面平整度工艺要求标准进行对比，判断是否超出工艺要求标准数据区域，如果超出则传输数据到伺服控制系统，通过伺服控制系统控制转动杆带动主架导轨小车在隧道XY平面作圆周运动，从而控制隧道断面清除模块和隧道断面填补模块精准定位需要平整区域；通过伺服控制系统控制隧道断面清除模块中的磨具控制液压缸运动，进而带动滚筒磨具移动，通过磨具控制电机带动滚筒磨具旋转；通过伺服控制系统控制隧道断面填补模块中的喷枪控制液压缸运动，进而带动填补喷枪运动，进一步的控制填补喷枪对隧道断面圆周平面的不同凹坑深度填补，以达到平整度工艺要求标准；隧道断面清除模块和隧道断面填补模块作业完成后，通过隧道断面检测模块再对隧道断面进行二次检测，符合标准结束区域作业，不符合标准进行二次定位施工，保证隧道断面平整施工质量要求。/n...

【技术特征摘要】
1.一种智能隧道断面平整装置的工作方法，其特征在于：所述断面平整装置包括所述主架、所述行走系统、数据处理中心、伺服控制系统、转动杆、转动杆控制电机、主架导轨、主架导轨小车、隧道断面检测模块、隧道断面清除模块、隧道断面填补模块；所述隧道断面检测模块包括激光扫描传感器、检测滑块、检测滑轨、检测滑块控制电机，所述隧道断面清除模块包括滚筒磨具、磨具控制电机、磨具控制液压缸，所述隧道断面填补模块包括填补喷枪、喷枪滑块、喷枪滑轨、喷枪滑块控制电机、喷枪控制液压缸；
所述主架包括：四个支脚、底部中心的主梁，底部两侧的侧梁，连接主梁和侧梁的边梁，安装在边梁上方的支撑梁，所述侧梁中部的宽度大于两端的宽度，所述侧梁的中部设有所述伺服控制系统与所述数据处理中心，所述伺服控制系统上方设有转动杆控制电机；两侧的侧梁各支撑有一个主架导轨，每个主架导轨由两条半圆形导轨构成，分别是上方的上导轨和下方的下导轨；
所述行走系统包含四组车轮，四组车轮分别安装在主架四个支脚上，激光扫描传感器安装于检测滑块上，检测滑块安装在检测滑轨上，检测滑轨安装于主架的主梁上，转动杆一端与转动杆控制电机固定相连，另一端与主架导轨小车固定连接，主架导轨小车安装在主架导轨上，主架导轨小车同时连接在所述上导轨与所述下导轨上，磨具控制液压缸和喷枪控制液压缸分别安装在主架导轨小车两侧，滚筒磨具的轴线与所述半圆形导轨的轴线平行，滚筒磨具的左右侧分别安装在左侧与右侧的磨具控制液压缸上，滚筒模具一端安装有磨具控制电机；
喷枪滑轨左右两侧分别与左侧和右侧的喷枪控制液压缸相连，喷枪滑轨一端安装有喷枪滑块控制电机，填补喷枪安装在喷枪滑块上，喷枪滑块安装在喷枪滑轨上；喷枪滑轨的轴线与所述半圆形导轨的轴线平行；
所诉的磨具控制液压缸可控制滚筒模具工作时接近和远离隧道断面，磨具控制电机控制滚筒磨具转动，控制隧道断面的平整度，喷枪控制液压缸可控制填补喷枪工作时接近和远离隧道断面，控制隧道断面的平整度；所述的转动杆控制电机控制转动杆转动带动主架导轨小车在主架导轨上滑动，隧道断面清除模块和隧道断面填补模块都与主架导轨小车相连，从而保证隧道断面清除模块和隧道断面填补模块作业面涵盖整个隧道断面区域；
所述四个支脚连接在所述边梁下方，每个支脚通过转轴连接有一组车轮，支脚的一侧连接有平衡块，所述平衡块为长条状竖直设置，所述平衡块的底面高于所述车轮的轴线，所述平衡...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅逸轩，杜荣华，黄浩，付玲，黄毅，何志勇，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43