一种顶管导向系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种顶管导向系统及方法，包括顶管机头、全自动全站仪，所述全自动全站仪安装于工作井内，所述顶管机头上固设有与全自动全站仪相对应的棱镜，所述工作井侧壁上设有与顶管机头相对应的位移传感器；所述位移传感器与控制器电连接，所述全自动全站仪与控制器电连接。本发明专利技术有益效果：全自动全站仪采集坐标信息，位移传感器采集顶进距离信息，并生成顶管实时BIM模型，通过与顶管设计BIM模型对比，可以及时发现顶进方向的误差，相较于传统人工控制全站仪器测量顶管实时数据而言，提高了工作效率，且实现对顶进方向实时监测的目的，便于及时对顶管机头顶进方向进行调整，提高了顶管导向的精确度。高了顶管导向的精确度。高了顶管导向的精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种顶管导向系统及方法


[0001]本专利技术属于顶管施工
，尤其是涉及一种顶管导向系统及方法。

技术介绍

[0002]顶管技术属于非开挖施工的一种，曲线顶管是其中一种施工类型，顶管施工的过程较为严谨，所以对顶管掘进机进行导向测量的工作也格外重要，顶管导向指的是实时测量掘进机的位置和姿态信息，便于司机监控顶管掘进机的工作状态，导向质量的优劣关系到顶管掘进机是否可以按照预先设计的计划线路高效并且安全地推进，也是顶管掘进机能否顺利到达接收井，最终实现贯通的关键。
[0003]当前顶管施工过程中顶管导向作业由人工操作全站仪完成，需要经常操作全站仪对顶管机头的位置进行测量，将测量结果与施工图纸进行对比，当施工线路出现偏差时，调整顶管机头的顶进方向，这种顶管导向的作业模式，操作过程复杂，工作效率低下。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种顶管导向系统及方法，以解决当前顶管导向过程中操作复杂，工作效率低下的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种顶管导向系统，包括顶管机头、全自动全站仪，所述全自动全站仪安装于工作井内，所述顶管机头上固设有与全自动全站仪相对应的棱镜，所述工作井侧壁上设有与顶管机头相对应的位移传感器；
[0007]所述位移传感器与控制器电连接，所述全自动全站仪与控制器电连接。
[0008]进一步的，所述全自动全站仪的数量为多个，多个所述全自动全站仪沿顶管管道的顶进方向设置，其中一个全自动全站仪位于工作井内，其他全自动全站仪分别安装于顶管管道内的折弯处，且全自动全站仪上固设有与后方全自动全站仪相对应的棱镜；
[0009]每一个全自动全站仪对应设有一个位移传感器，多个位移传感器对应设置。
[0010]进一步的，所述顶管管道内的全自动全站仪固设于倒U形支架上，所述倒U形支架的底端固设有防滑条。
[0011]本专利技术第二方面提供了一种应用第一方面所述的顶管导向系统的导向方法，包括以下步骤：
[0012]S1、根据顶管施工设计图纸，生成顶管设计BIM模型；
[0013]S2、位移传感器采集顶管机头的顶进距离信息，全自动全站仪采集顶管机头的坐标信息；
[0014]S3、根据顶管机头的顶进距离信息和坐标信息，生成顶管实时BIM模型；
[0015]S4、将顶管实时BIM模型与顶管设计BIM模型进行对比，计算顶管实时BIM模型的中心线与顶管设计BIM模型的中心线的误差；
[0016]如果误差小于阈值，则继续进行顶管作业；
[0017]如果误差大于阈值，则根据误差调整顶管机头的顶进角度。
[0018]进一步的，顶管施工完毕后，储存顶管机头的顶进距离信息和坐标信息，并生成顶管实际BIM模型。
[0019]本专利技术第三方面提供了一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，所述处理器用于执行上述第二方面所述的顶管导向方法。
[0020]本专利技术第四方面提供了一种服务器，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如第二方面所述的顶管导向方法。
[0021]本专利技术第五方面一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第二方面所述的顶管导向方法。
[0022]相对于现有技术，本专利技术所述的一种顶管导向系统及方法具有以下有益效果：
[0023](1)本专利技术所述的一种顶管导向方法，全自动全站仪采集坐标信息，位移传感器采集顶进距离信息，并生成顶管实时BIM模型，通过与顶管设计BIM模型对比，可以及时发现顶进方向的误差，相较于传统人工控制全站仪器测量顶管实时数据而言，提高了工作效率，且实现对顶进方向实时监测的目的，便于及时对顶管机头顶进方向进行调整，提高了顶管导向的精确度。
附图说明
[0024]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0025]图1为本专利技术实施例所述的导向系统结构示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例所述的导向系统剖面结构示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例所述的导向方法流程示意图。
[0028]附图标记说明：
[0029]1、工作井；2、顶管机头；3、管片；4、棱镜；5、全自动全站仪；6、全自动整平基座；7、倒U形支架；8、位移传感器。
具体实施方式
[0030]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0032]实施例一：
[0033]如图1、图2所示，一种顶管导向系统，包括顶管机头2、全自动全站仪5，全自动全站仪5安装于工作井1内，顶管机头2上固设有与全自动全站仪5相对应的棱镜4，工作井1侧壁上设有与顶管机头2相对应的位移传感器8；位移传感器8与控制器电连接，全自动全站仪5与控制器电连接。
[0034]全自动全站仪5的数量为多个，多个全自动全站仪5沿顶管管道的顶进方向设置，其中一个全自动全站仪5位于工作井1内，其他全自动全站仪5分别安装于顶管管道内的折
弯处，且全自动全站仪5上固设有与后方全自动全站仪5相对应的棱镜4；
[0035]每一个全自动全站仪5对应设有一个位移传感器8，多个位移传感器8对应设置。顶管管道内的全自动全站仪5固设于倒U形支架7上，倒U形支架7的底端固设有防滑条。顶管管道内的全自动全站仪5通过全自动整平基座6与U形支架固定连接，全自动整平基座6可以调节全自动全站仪5的姿态，使测量结果更加准确。倒U形支架7放置于顶管的管片3内侧，防滑条起到了防滑作用的防止全自动全站仪5移动。
[0036]工作过程：
[0037]本方案实施时，在顶管机头2上设置棱镜4，在工作井1内设置与顶管机头2的棱镜4相对应的第一全自动全站仪5，如果顶管类型为曲线顶管，则在顶管管道内的第一个折弯处设置第二全自动全站仪5，第二全自动全站仪5与顶管机头2的棱镜4相对应，第二全自动全站仪5上设有与第一全站仪相对应的棱镜4，(如图1所示，有两个折弯则依次设置第一、第二、第三全自动全站仪5)。
[0038]伴随着顶管机头2的顶进，位移传感器8采集顶管机头2的顶进距离信息，全自动全站仪5采集顶管机头2的坐标信息，控制器收集顶管机头2的顶进距离信息和坐标信息，并生成顶管实时BIM模型，将顶管实时BIM模型与顶管设计BIM模型进行对比，计算顶管实时BIM模型的中心线与顶管设计BIM模型的中心线的误差；如果误差小于阈值，则继续进行顶管作业；如果误差大于阈值，则根据误差调整顶管机头2的顶进角度。相较于传统人工控制全站仪器测量顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种顶管导向系统，其特征在于：包括顶管机头(2)、全自动全站仪(5)，所述全自动全站仪(5)安装于工作井(1)内，所述顶管机头(2)上固设有与全自动全站仪(5)相对应的棱镜(4)，所述工作井(1)侧壁上设有与顶管机头(2)相对应的位移传感器(8)；所述位移传感器(8)与控制器电连接，所述全自动全站仪(5)与控制器电连接。2.根据权利要求1所述的一种顶管导向系统，其特征在于：所述全自动全站仪(5)的数量为多个，多个所述全自动全站仪(5)沿顶管管道的顶进方向设置，其中一个全自动全站仪(5)位于工作井(1)内，其他全自动全站仪(5)分别安装于顶管管道内的折弯处，且全自动全站仪(5)上固设有与后方全自动全站仪(5)相对应的棱镜(4)；每一个全自动全站仪(5)对应设有一个位移传感器(8)，多个位移传感器(8)对应设置。3.根据权利要求1所述的一种顶管导向系统，其特征在于：所述顶管管道内的全自动全站仪(5)固设于倒U形支架(7)上，所述倒U形支架(7)的底端固设有防滑条。4.一种应用权利要求1
‑
3任一所述的顶管导向系统的导向方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据顶管施工设计图纸，生成顶管设计BIM模型；S2、位移传感器(8)采集顶管机头(2)的顶进距离信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，许立稳，胡泰生，薛帅，安兴华，
申请(专利权)人：天津市水利工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：