一种履带式拱架安装台车智能控制系统及拱架安装方法技术方案

本发明专利技术公开一种履带式拱架安装台车智能控制系统及拱架安装方法，包括台车拱架自动定位模块；台车两侧各设置有行走履带，所述台车拱架自动定位模块包括第一编码器、第二编码器、第一控制器以及履带液压阀组；第一、二编码器安装在所述台车的行走履带处，第一编码器和第二编码器通过采集编码器信号，最终把两侧行走履带沿行进方向的直线位移数据经过处理后分别发送到第一控制器，第一控制器用于将收集到的编码器信号换算为两侧履带的行走距离，驱动具备流量变送的履带液压阀组来执行流量和通断具体指令，以实现对台车行进定位的自动化控制。本控制系统和安装方法适用于隧道三台阶施工工法，施作拱架、纵向拉筋、网片安装等隧道初支结构的同步作业。初支结构的同步作业。初支结构的同步作业。

【技术实现步骤摘要】
一种履带式拱架安装台车智能控制系统及拱架安装方法


[0001]本专利技术属于隧道施工专用机械设备领域，具体涉及一种履带式拱架安装台车智能控制系统及拱架安装方法。

技术介绍

[0002]随着高铁的快速发展，高铁隧道钻爆施工项目越来越多，拱架安装台车作为隧道钻爆施工中的拱架安装设备，急需解决拱架安装和台车定位的自动化和智能化的问题，实现拱架台车智能化控制，不仅可以有效减少人力、提高作业效率，还可以降低施工管理成本。传统的拱架台车存在如下缺陷：1、需要借助于现场装载机或挖机拖动到拱架安装位置，2、拱架安装多采用人工肩扛或手抬才能安装到位，3、施工过程中需要其他设备辅助且危险系数极高，4、施工人员很多且存在误操作危及人身安全和拖延工期的风险，5、无法采集和保存施工数据进行分析，提高施工安全管理。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种履带式拱架安装台车智能控制系统及拱架安装方法，本控制系统和安装方法适用于隧道三台阶施工工法，施作拱架、纵向拉筋、网片安装等隧道初支结构的同步作业。
[0004]本专利技术的目的之一是提供一种台车智能控制系统，所述台车智能控制系统包括自动定位模块；所述自动定位模块包括第一编码器、第二编码器、第一控制器以及履带液压阀组；第一编码器和第二编码器的计数轮分别与台车两侧至少各一个行走履带的履带轮联动，第一编码器安装在台车第一侧的行走履带处，第二编码器安装在台车第二侧的行走履带处，通过行走履带带动第一、第二编码器一起动作，第一、第二编码器通过采集履带轮处的编码器信号，最终把两侧行走履带沿行进方向的直线位移数据经过处理后分别发送到第一控制器；第一控制器用于将收集到的信号换算为两侧行走履带的行走距离，从而驱动履带液压阀组来执行流量和通断具体指令，以实现对台车行进定位的自动化控制。
[0005]作为优选方案，所述自动定位模块还包括第一角度传感器和第二角度传感器，第一角度传感器安装在所述台车的前侧横梁上，第二角度传感器安装在所述台车的后侧横梁上，第一角度传感器和第二角度传感器分别用于获取台车前后两侧的旋转角度值信号，并将所述旋转角度值信号经过处理后发送到第一控制器，第一控制器将获取的旋转角度值信号换算为实际角度值，从而驱动履带液压阀组来执行流量和通断具体指令，以实现对台车行进方向纠偏的自动化控制。
[0006]作为优选方案，所述台车智能控制系统还包括拱架安装模块；所述拱架安装模块包括第三编码器、第四编码器、第二控制器以及提升液压阀组；所述第三编码器和第四编码器分别安装在拼装活动架的两侧，拼装活动架可滑动设置在所述固定滑轨上，第三编码器、第四编码器分别与两侧的所述固定滑轨密贴，用于采集拼装活动架的位移信号，拼装活动架移动时带动第三、四编码器一起动作，并将拼装活动架的直线移动距离信号发送给第二
控制器，第二控制器根据直线移动距离信号与预设行走位移G1比较，来控制拼装活动架在固定滑轨上的行进停止。
[0007]作为优选方案，所述台车智能控制系统还包括拉绳传感器，拉绳传感器安装在拼装活动架上，所述拼装活动架包括底部固定座、顶部活动座和升降油缸，升降油缸的两端分别与底部固定座、顶部活动座相连，拉绳传感器的一端与顶部活动座连接，另一端与底部固定座连接，用于获取所述顶部活动座升降数据，并将所述实际升降数据发送给第二控制器，第二控制器用于将实际升降数据与预设升高度数据G2比较，从而通过升降油缸控制顶部活动座的升降。
[0008]作为优选方案，所述拼装活动架还包括相平行的水平横梁和横移油缸，所述水平横梁架设在两侧顶部活动座上且可相对滑动，横移油缸的一端与水平横梁相连，另一端与顶部活动座相连，用于通过横移油缸推动水平横梁在顶部活动座上沿与所述固定滑轨垂直方向进行移动。
[0009]作为优选方案，还包括施工历史数据模块，所述施工历史数据模块包括人机操作界面，人机操作界面与第一控制器和第二控制器信号连接，用于输入控制信号并记录或查看操作历史数据。
[0010]作为优选方案，所述拼装活动架和固定滑轨安装在伸缩平台上，所述伸缩平台为多层滑动平台，其中伸缩平台的上一层平台滑动设置在下一层平台上，多层平台在各驱动机构作用下能够沿滑动方向实现依次展开或缩回。
[0011]本专利技术的目的之二是提供一种履带式拱架安装台车安装方法，具有三个台阶的安装步骤：按顺序依次包括上台阶安装步骤、中台阶安装步骤和下台阶安装步骤；上台阶的拱形架包括顶部拱架和两侧拱架，其中两侧拱架对接在顶部拱架的两侧以形成完整的拱形架；步骤一、上台阶安装步骤具体如下：步骤11、利用台车上的吊机机械臂，提前将待安装两侧拱架和/或顶部拱架提升存放在台车的顶部存放平台上；步骤12、待掌子面具备拱架安装条件后，利用上述所述的台车智能控制系统，在台车行进过程中，通过台车智能控制系统对台车行进方向进行实时自动纠偏，自动驱动台车到达拱架安装工位，沿展开方向调整伸缩平台，使得伸缩平台各层滑动平台全部伸出展开，并伸开所述伸缩平台上各层平台伸出端部的支撑机构；步骤13、利用安装机械臂将顶部存放平台的两侧拱架放置在台车两侧安装位置附近，同时利用安装机械臂调节两侧拱架的位姿状态，使得两侧拱架的一端靠近上台阶开挖顶部位置，另外一端悬空在台车侧部位置；步骤14、利用上述所述的台车智能控制系统驱动拼装活动架在固定滑轨上移动，将顶部存放平台的顶部拱架整体移动至安装位置，通过左右、上下、前后六个方向自由度的调整，实现顶部拱架的精确定位；步骤15、待顶部拱架就位后进行固定，利用安装机械臂将待安装的两侧拱架夹紧，根据顶部拱架位置来调整两侧拱架位置，待两侧拱架安装就位在顶部拱架两侧后进行固定，从而对接组成完整的拱形架；步骤16、在安装拱形架的同时，进行纵向拉筋和网片安装作业；步骤二、中台阶安装步骤具体如下：步骤21、利用安装机械臂，将存放于顶部存放平台上待安装的两侧拱架夹紧，根据安装位置要求移动至台车两侧，与上台阶的拱形架连接并进行固定以组成中台阶拱架；步骤22、通过台车两侧提供的作业平台，在安装中台阶拱架的同时，进行纵向拉筋和网片安装作业；
步骤三、下台阶安装步骤具体如下：步骤31、安装下台阶两侧拱架，利用安装机械臂，将存放于地面的下台阶两侧拱架，根据安装位置要求，与所述中台阶拱架连接并进行固定以组成下台阶拱架；步骤32、安装仰拱拱架，利用安装机械臂将存放于地面的仰拱拱架，根据安装位置要求，与所述下台阶拱架相连接并进行固定以组成仰拱拱架；步骤33、通过台车两侧提供的作业平台，在安装下台阶拱架和仰拱拱架的同时，进行纵向拉筋和网片安装作业。
[0012]作为优选方案，所述步骤12中，台车智能控制系统的具体控制步骤如下：步骤121：台车两侧行走履带上安装的动第一、第二编码器将检测到的台车行走位移信号发送到第一控制器，第一控制器计算出台车两侧的前进位移值E和前进位移值F，通过将前进位移值E、前进位移值F与设定行走位移值A1进行比较，当前进位移值E和前进位移值F同时小于设定行走位移值A时，台车保持向前前进的状态；步骤122：台车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种履带式拱架安装台车智能控制系统，其特征在于：所述台车智能控制系统包括自动定位模块；所述自动定位模块包括第一编码器、第二编码器、第一控制器以及履带液压阀组；第一编码器和第二编码器的计数轮分别与台车两侧至少各一个履带轮联动，第一编码器安装在台车第一侧的行走履带处，第二编码器安装在台车第二侧的行走履带处，通过行走履带带动第一、二编码器一起动作，第一、二编码器通过采集履带轮处的编码器信号，最终把两侧行走履带沿行进方向的直线位移数据经过处理后分别发送到第一控制器；第一控制器用于将收集到的信号换算为两侧行走履带的行走距离，从而驱动履带液压阀组来执行流量和通断具体指令，以实现对台车行进定位的自动化控制。2.根据权利要求1所述的一种履带式拱架安装台车智能控制系统，其特征在于：所述自动定位模块还包括第一角度传感器和第二角度传感器，第一角度传感器安装在所述台车的前侧横梁上，第二角度传感器安装在所述台车的后侧横梁上，第一角度传感器和第二角度传感器分别用于获取台车前后两侧的旋转角度值信号，并将所述旋转角度值信号经过处理后发送到第一控制器，第一控制器将获取的旋转角度值信号换算为实际角度值，从而驱动履带液压阀组来执行流量和通断具体指令，以实现对台车行进方向纠偏的自动化控制。3.根据权利要求2所述的一种履带式拱架安装台车智能控制系统，其特征在于：所述台车智能控制系统还包括拱架安装模块；所述拱架安装模块包括第三编码器、第四编码器、第二控制器以及提升液压阀组；所述第三编码器和第四编码器分别安装在拼装活动架的两侧，拼装活动架可滑动设置在所述固定滑轨上，第三编码器、第四编码器与所述固定滑轨密贴，用于采集拼装活动架的位移信号，拼装活动架移动时带动第三、四编码器一起动作，并将拼装活动架的直线移动距离信号发送给第二控制器，第二控制器根据直线移动距离信号与预设行走位移G1比较，来控制拼装活动架的在固定滑轨上的行进停止。4.根据权利要求3所述的一种履带式拱架安装台车智能控制系统，其特征在于：所述台车智能控制系统还包括拉绳传感器，拉绳传感器安装在拼装活动架上，所述拼装活动架包括底部固定座、顶部活动座和升降油缸，升降油缸的两端分别与底部固定座、顶部活动座相连，拉绳传感器的一端与顶部活动座连接，另一端与底部固定座连接，用于获取所述顶部活动座升降数据，并将所述实际升降数据发送给第二控制器，第二控制器用于将实际升降数据与预设升高度数据G2比较，从而通过升降油缸控制顶部活动座的升降。5.根据权利要求3所述的一种履带式拱架安装台车智能控制系统，其特征在于：所述拼装活动架还包括相平行的水平横梁和小车横移油缸，所述水平横梁架设在两侧顶部活动座顶部且可相对滑动，小车横移油缸的一端与水平横梁相连，另一端与顶部活动座相连，用于通过小车横移油缸推动水平横梁在顶部活动座上沿与所述固定滑轨垂直方向进行移动。6.根据权利要求1
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5任一项所述的一种履带式拱架安装台车智能控制系统，其特征在于：还包括施工历史数据模块，所述施工历史数据模块包括人机操作界面，人机操作界面与第一控制器和第二控制器信号连接，用于输入控制信号并记录或查看操作历史数据。7.根据权利要求3所述的一种履带式拱架安装台车智能控制系统，其特征在于：所述拼装活动架和固定滑轨安装在伸缩平台上，所述伸缩平台为多层滑动平台，其中上一层平台滑动设置在下一层平台上，多层平台在驱动机构作用下能够沿滑动方向实现依次展开。8.一种拱架安装方法，其特征在于：按顺序依次包括上台阶安装步骤、中台阶安装步骤和下台阶安装步骤；上台阶的拱形架包括顶部拱架和两侧拱架，其中两侧拱架对接在顶部
拱架的两侧以形成完整的拱形架；步骤一、上台阶安装步骤具体如下：步骤11、利用台车上的吊机机械臂，提前将待安装两侧拱架和/或顶部拱架提升存放在台车的顶部存放平台上；步骤12、待掌子面具备拱架安装条件后，利用权利要求1
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7任一项所述的台车智能控制系统，在台车行进过程中，通过台车智能控制系统对台车行进方向进行实时自动纠偏，自动驱动台车到达拱架安装工位，沿展开方向调整伸缩平台，使得伸缩平台各层滑动平台全部伸出展开，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛江松，王怀中，陈宏明，袁有朝，蒙先君，支鹏飞，谢希财，冯小海，张云龙，任鹏辉，刘瑞庆，张占君，陈跃，李亚博，杜丙阳，陈景荣，李大伟，谢伟艳，杨彬，王春晓，孙海波，成金栋，王引斌，燕志勇，刘伟涛，杨君华，王少波，徐佳，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司设备分公司，
类型：发明
国别省市：