一种凿岩台车智能控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种凿岩台车智能控制系统，涉及凿岩台车技术领域，解决现有技术中凿岩台车自动控制系统不能在钻进过程中随时监测掌子面变形而预判危险情况的技术问题，包括信息采集装置、控制装置、执行装置，其中，所述信息采集装置包括：全站仪，被配置为根据预定测点确定所述定位姿态信息；工况监测装置，被配置为监测所述工况参数信息；以及三维激光扫描仪，被配置为采集岩土变形信息；本发明专利技术所提供的凿岩台车智能控制系统自动化程度较高，且能在钻进过程中随时监测掌子面变形而预判危险情况。情况。情况。

【技术实现步骤摘要】
一种凿岩台车智能控制系统


[0001]本专利技术涉及凿岩台车
，更具体的是涉及凿岩台车用控制系统


技术介绍

[0002]凿岩台车又称钻孔台车，是隧道及地下工程采用钻爆法施工的一种凿岩设备。凿岩台车能够移动并支持多台凿岩机同时进行钻眼作业。凿岩台车包括底盘、驾驶室、自动凿岩装置、自动控制系统和定位系统；所述自动凿岩装置包括钻臂、推进机构和凿岩机。自动控制系统调整所述钻臂和所述推进机构的状态，使所述凿岩机达到预定位置，并且调整过程中由所述定位系统和所述自动控制系统进行闭环控制；所述凿岩机达到预定位置后，根据预定的钻孔深度和钻孔角度进行钻孔。
[0003]专利申请文件202110116195.6公开了一种凿岩台车的控制系统及控制方法，系统包括中央控制模块，以及一一对应分别设置于各凿岩台车的本机控制系统，中央控制模块包括控制中心模块，各本机控制系统分别均包括工作单元、凿岩台车主控制器，工作单元包括监探单元、钻孔单元、用于采集凿岩台车前方的掌子面信息的布孔单元，并计算打孔位置及打孔顺序生成打孔控制指令，各凿岩台车主控制器分别与其对应的监探单元、布孔单元、钻孔单元通信连接，凿岩台车主控制器生成钻臂控制指令，根据所述钻臂控制指令控制钻孔单元工作。
[0004]在隧道开挖过程中，掌子面可能出现坍塌、落石等情况，因隧道掌子面不稳定而发生的隧道坍方事故常见报道。但以上专利申请文件公开的控制系统不能在钻进过程中随时监测掌子面变形情况，无法判断钻进方向上岩体质量和稳定性，无法及时监控危险情况并停止钻进工作，因此，还需要进一步研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种凿岩台车智能控制系统。
[0006]本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0007]一种凿岩台车智能控制系统。该控制系统包括：
[0008]信息采集装置，被配置为采集所述凿岩台车的工况参数信息、所述凿岩台车在隧道中的定位姿态信息以及隧道掌子面的岩土变形信息；
[0009]控制装置，被配置为从所述信息采集装置接收所述工况参数信息、所述定位姿态信息和所述岩土变形信息，并根据所述工况参数信息、所述定位姿态信息、所述岩土变形信息生成控制指令；
[0010]执行装置，被配置为从所述控制装置接收所述控制指令，并根据所述控制指令驱动所述凿岩台车执行相应的动作，
[0011]其中，所述信息采集装置包括：
[0012]全站仪，被配置为根据预定测点确定所述定位姿态信息；工况监测装置，被配置为
监测所述工况参数信息；以及三维激光扫描仪，被配置为采集岩土变形信息。
[0013]进一步，所述工况参数信息包括：回转角度、回转速度、推进速度、推进角度、钻进力、推进长度、液压系统压力以及液压系统流量。
[0014]进一步，所述工况监测装置包括：
[0015]角度监测模块，被配置为监测钻臂的转动角度；
[0016]长度监测模块，被配置为监测钻臂、推进梁和凿岩机的推进长度；以及
[0017]压力监测模块，被配置为监测液压系统压力；
[0018]流量监测模块，被配置为监测液压系统流量。
[0019]进一步，所述三维激光扫描仪被配置为采集掌子面监控点点云数据。
[0020]进一步，所述控制装置包括：
[0021]处理器，被配置为从所述信息采集装置接收所述定位姿态信息和所述岩土变形信息，并根据所述工况参数信息、所述定位姿态信息和所述岩土变形信息生成所述控制指令；以及
[0022]控制器，被配置为从所述信息采集装置接收所述工况参数信息并将其传输至所述处理器，以及将所述处理器生成的所述控制指令传输至所述执行装置。
[0023]进一步，所述处理器被配置为对采集的所述点云数据进行处理，并依据所述点云数据采集所述掌子面监控点的岩土变形值，并依据所述岩土变形值是否超过阀值生成所述控制指令。
[0024]进一步，所述处理器被配置为：根据所述掌子面监控点在整个所述点云数据中所对应的位置，得到各所述监控点在整体所述点云数据中所在的位置；
[0025]从整体所述点云数据中以所述掌子面监控点为中心提取一定范围的点云数据，对提取的所述点云数据进行正态分布拟合，即可得到所述掌子面监控点周围岩土变形值。
[0026]进一步，所述控制装置被配置为根据所述岩土变形信息确定岩土变形值，并根据岩土变形值生成所述控制指令；同时根据所述工况参数信息、所述定位姿态信息、和预先导入的施工图纸信息，确定实际钻孔的目标坐标，并根据所述目标坐标生成所述控制指令。
[0027]进一步，所述执行装置包括：液压油缸、液压马达、液压泵、液压管路、液压阀组，所述液压阀组与所述控制装置连接。
[0028]进一步，所述凿岩台车执行的动作包括：台车进退、台车左右移动、驾驶室升降、大臂摆动、大臂俯仰、大臂伸缩、推进梁摆动、推进梁进退、小臂摆动、小臂俯仰、小臂伸缩、凿岩机进退、凿岩机钻杆旋转。
[0029]本专利技术的有益效果如下：
[0030](1)所述控制系统自动化程度高，在隧道掌子面施工作业时自动完成人工画点环节、隧道掘进的导向测量等工作，提高了隧道施工作业效率；
[0031](2)所述控制系统能在钻进过程中随时监测掌子面变形情况，预判钻进方向上岩体质量和稳定性，及时监控危险情况，发现异常自动停止钻进工作，安全性较高。
附图说明
[0032]图1是本专利技术的凿岩台车智能控制系统的结构示意图；
[0033]图2是本专利技术的凿岩台车智能控制系统的具体示例性结构；
[0034]图3是本专利技术的凿岩台车智能控制系统的工作流程框图；
[0035]附图标记：1
‑
信息采集装置；11
‑
全站仪；12
‑
工况监测装置；121
‑
角度监测模块；122
‑
长度监测模块；123
‑
压力监测模块；124
‑
流量监测模块；13
‑
三维激光扫描仪；2
‑
凿岩台车；3
‑
控制装置；31
‑
处理器；32
‑
控制器；4
‑
执行装置。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0037]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种凿岩台车智能控制系统，其特征在于，包括：信息采集装置，被配置为采集所述凿岩台车的工况参数信息、所述凿岩台车在隧道中的定位姿态信息以及隧道掌子面的岩土变形信息；控制装置，被配置为从所述信息采集装置接收所述工况参数信息、所述定位姿态信息和所述岩土变形信息，并根据所述工况参数信息、所述定位姿态信息、所述岩土变形信息生成控制指令；执行装置，被配置为从所述控制装置接收所述控制指令，并根据所述控制指令驱动所述凿岩台车执行相应的动作，其中，所述信息采集装置包括：全站仪，被配置为根据预定测点确定所述定位姿态信息；工况监测装置，被配置为监测所述工况参数信息；以及三维激光扫描仪，被配置为采集岩土变形信息。2.根据权利要求1所述的凿岩台车智能控制系统，其特征在于，所述工况参数信息包括：回转角度、回转速度、推进速度、推进角度、钻进力、推进长度、液压系统压力以及液压系统流量。3.根据权利要求1所述的凿岩台车智能控制系统，其特征在于，所述工况监测装置包括：角度监测模块，被配置为监测钻臂的转动角度；长度监测模块，被配置为监测钻臂、推进梁和凿岩机的推进长度；以及压力监测模块，被配置为监测液压系统压力；流量监测模块，被配置为监测液压系统流量。4.根据权利要求1所述的凿岩台车智能控制系统，其特征在于，所述三维激光扫描仪被配置为采集掌子面监控点点云数据。5.根据权利要求4所述的凿岩台车智能控制系统，其特征在于，所述控制装置包括：处理器，被配置为从所述信息采集装置接收所述定位姿态信息和所述岩土变形信息，并根据所述工况参数信息、所述定位姿态信息和所述岩土变形信息生成所述控制指令；...

【专利技术属性】
技术研发人员：印治南，张莉枚，
申请(专利权)人：河南和远机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：