应用于隧道混凝土喷射的喷射机控制系统、方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了应用于隧道混凝土喷射的喷射机控制系统、方法及装置，在该系统中，控制单元控制设备根据喷嘴的喷嘴的初始测量参数和隧道的环境参数确定隧道墙壁上待喷射的喷射点的位置参数以及喷嘴的目标位置参数，根据喷嘴移位后的当前测量参数和喷射点的位置参数确定喷嘴的当前位置参数，在喷嘴的当前位置参数和目标位置参数不一致时，确定喷嘴的移位参数，控制调整机构运转带动喷嘴移位，使喷嘴最终的喷射角度和墙壁上待喷射的点所处弧面的切线垂直，能够自动有效地控制喷射机在隧道混凝土喷射模式下喷嘴的位置和角度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混凝土喷射
，特别涉及一种应用于隧道混凝土喷射的喷射机控制系统、方法及装置。
技术介绍
目前，在隧道混凝土喷射作业中，喷射机已经被广泛的使用。喷射机在隧道中作业时，操作人员调整喷射机喷嘴的角度和位置，将混凝土喷射到隧道的墙壁上。具体地，操作人员启动喷射机后，肉眼观察喷嘴的喷射位置的变化，手动调节输出给喷嘴的上下逻辑阀和伸缩逻辑阀以及臂架比例阀的电流信号的电流值，喷嘴的上下逻辑阀和伸缩逻辑阀以及臂架比例阀根据接收到的电流信号带到喷嘴或臂架运转，操作人员继续观察喷嘴的喷射位置的变化，并根据观察结果再次进行调控，使喷嘴对准喷射点后进行混凝土喷射。·隧道作业时只有当喷嘴的喷射角度和墙壁上待喷射的点所处弧面的切线垂直时，喷射出的混凝土在隧道墙壁上最为均匀，喷射效果最好。当墙壁上的喷射点发生变化时，喷嘴角度和位置也应随之变化，始终保持与喷射点切面垂直，这样就能达到最佳的喷射效果。但是，目前喷射机隧道作业时，如上所述操作人员凭经验控制喷射角度和位置，很难使喷嘴的喷射角度和墙壁上待喷射的点所处弧面的切线垂直，从而很难达到最佳的喷射效果。可见，在现有技术中，依靠人工经验进行隧道混凝土喷射，很难达到最佳喷射效果O
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种应用于隧道混凝土喷射的喷射机控制系统、方法及装置，用以解决现有技术中依靠人工经验进行隧道混凝土喷射，很难达到最佳喷射效果，并且不同的操作人员进行混凝土喷射的效果不一致的问题。本专利技术实施例技术方案如下一种应用于隧道混凝土喷射的喷射机设置系统，包括位置检测设备、控制设备和调整机构；所述位置检测设备安装于所述喷射机的喷嘴，用于测量所述喷嘴在隧道中的初始位置的初始测量参数和移位后的当前测量参数；所述控制设备，用于根据所述当前测量参数、预先确定的隧道墙壁上待喷射的喷射点的位置参数和预设的隧道的环境参数确定所述喷嘴在所述隧道中的当前位置参数，将所述当前位置参数和预先确定的所述喷嘴在所述隧道中的目标位置参数进行对比，在所述当前位置参数与所述目标位置参数不一致的情况下，确定所述喷嘴的移位参数，控制所述调整机构运转并带动所述喷嘴移位到所述移位参数所指的位置和/或倾斜角度；其中，所述喷射点的位置参数是根据所述初始测量参数和所述隧道的环境参数而确定的，所述目标位置参数是根据所述初始测量参数、所述喷射点的位置参数和所述隧道的环境参数而确定的；所述调整机构，用于根据所述控制设备的控制进行运转，并带动所述喷嘴从所述当前位置参数所指的位置移位到所述移位参数所指的位置和/或倾斜角度。一种应用于隧道混凝土喷射的喷射机设置方法，包括控制设备根据位置检测设备测量到的喷嘴在隧道中的当前位置上的当前测量参数、预先确定的所述隧道墙壁上待喷射的喷射点的位置参数和预设的隧道的环境参数确定所述喷嘴在所述隧道中的当前位置参数；所述控制设备将所述当前位置参数和预先确定的所述喷嘴在所述隧道中的目标位置参数进行对比，在所述当前位置参数与所述目标位置参数不一致的情况下，确定所述喷嘴的移位参数，控制调整机构运转并带动所述喷嘴移位到所述移位参数所指的位置和/或倾斜角度；其中，所述喷射点的位置参数是根据所述位置检测设备测量到的喷嘴在所述隧道中的初始位置上的初始测量参数和预设的所述隧道的环境参数而确定的，所述目标位置参数是根据所述初始测量参数、所述喷射点的位置参数和所述隧道的环境参数而确定的。一种应用于隧道混凝土喷射的喷射机设置装置，包括确定模块，用于根据位置检测设备测量到的喷嘴在隧道中的初始位置上的初始测量参数和预设的所述隧道的环境参数确定所述隧道墙壁上待喷射的喷射点的位置参数，根据所述初始测量参数、所述喷射点的位置参数和所述隧道的环境参数确定所述喷嘴在隧道中的目标位置参数，以及，根据位 置检测设备测量到的当前测量参数、所述喷射点的位置参数和预设的隧道的环境参数确定所述喷嘴在隧道中的当前位置上的当前位置参数；控制模块，用于将所述确定模块得到的所述当前位置参数和所述目标位置参数进行对比，在所述当前位置参数与所述目标位置参数不一致的情况下，确定所述喷嘴的移位参数，控制调整机构运转并带动所述喷嘴移位到所述移位参数所指的位置和/或倾斜角度。本专利技术实施例技术方案中，通过位置检测设备测量喷射机的喷嘴在隧道中的初始位置的初始测量参数和移位后的当前测量参数，控制设备根据喷嘴的初始测量参数和预设的隧道的环境参数确定隧道墙壁上待喷射的喷射点的位置参数以及喷嘴的目标位置参数，根据喷嘴移位后的当前测量参数和喷射点的位置参数确定喷嘴的当前位置参数，在喷嘴的当前位置参数和目标位置参数不一致时，确定喷嘴的移位参数，以及控制调整机构带动喷嘴移位到移位参数所指的位置和/或倾斜角度，使喷嘴最终处于目标位置参数所指的位置和/或倾斜角度时，喷嘴的喷射角度和墙壁上待喷射的点所处弧面的切线垂直，能够自动有效地控制喷射机在隧道混凝土喷射模式下喷嘴的位置和角度，能够克服技术人员依靠经验无法进行准确控制的问题，使喷嘴的喷射角度和墙壁上待喷射的点所处弧面的切线垂直，从而能够达到较佳的喷射效果。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明图Ia为本专利技术实施例提供的应用于隧道混凝土喷射的喷射机设置系统的结构框图；图Ib为图Ia所示系统的优选结构框图；图2为本专利技术实施例提供的应用于隧道混凝土喷射的喷射机设置方法的工作流程图3为确定隧道中的喷射点的位置示意图；图4为确定喷嘴的目标位置的示意图；图5为本专利技术实施例提供的应用于隧道混凝土喷射的喷射机设置装置的结构框图。具体实施例方式下面结合各个附图对本专利技术实施例技术方案的主要实现原理具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。 图Ia为本专利技术实施例提供的应用于隧道混凝土喷射的喷射机设置系统的结构框图，如图Ia所示，该系统包括位置检测设备I、控制设备2和调整机构3 ；位置检测设备I安装于喷射机的喷嘴，用于测量喷嘴在隧道中的初始位置的初始测量参数和移位后的当前测量参数；具体地，如图Ib所示，位置检测设备1，具体包括第一激光传感器11、第二激光传感器12和倾角传感器13 ;第一激光传感器11，固定连接在喷嘴的上方，用于测量喷嘴在初始位置上与喷射点的距离，以及测量喷嘴在当前位置上与喷射点的距离；第二激光传感器12连接在喷嘴的下方，具体地，喷嘴根部具有一环形凹槽和一可周向旋转地套设于环形凹槽的金属环，第二激光传感器12吊装于金属环上，在喷嘴运转的过程中，第二激光传感器12始终朝向地面，第二激光传感器12连接在喷嘴的上方，用于测量喷嘴在初始位置上距离地面的高度，以及测量喷嘴在当前位置上距离地面的高度；倾角传感器13，连接在喷嘴的上方，用于测量喷嘴在初始位置上相对地平面的倾斜角度，以及测量喷嘴在当前位置上相对地平面的倾斜角度；则，喷嘴的初始测量参数包括喷嘴在初始位置上与喷射点的距离Y、喷嘴在初始位置上相对地平面的倾斜角度α '和喷嘴在初始位置上距离地面的高度b'；喷嘴的当前测量参数包括喷嘴移位后当前与喷射点的距离a、喷嘴当前相对地平面的倾斜角度α和喷嘴当前距离地面的高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于隧道混凝土喷射的喷射机控制系统，其特征在于，包括：位置检测设备、控制设备和调整机构；所述位置检测设备安装于所述喷射机的喷嘴，用于测量所述喷嘴在隧道中的初始位置的初始测量参数和移位后的当前测量参数；所述控制设备，用于根据所述当前测量参数、预先确定的隧道墙壁上待喷射的喷射点的位置参数和预设的隧道的环境参数确定所述喷嘴在所述隧道中的当前位置参数，将所述当前位置参数和预先确定的所述喷嘴在所述隧道中的目标位置参数进行对比，在所述当前位置参数与所述目标位置参数不一致的情况下，确定所述喷嘴的移位参数，控制所述调整机构运转并带动所述喷嘴移位到所述移位参数所指的位置和/或倾斜角度；其中，所述喷射点的位置参数是根据所述初始测量参数和所述隧道的环境参数而确定的，所述目标位置参数是根据所述初始测量参数、所述喷射点的位置参数和所述隧道的环境参数而确定的；所述调整机构，用于根据所述控制设备的控制进行运转，并带动所述喷嘴从所述当前位置参数所指的位置移位到所述移位参数所指的位置和/或倾斜角度。

【技术特征摘要】
1.一种应用于隧道混凝土喷射的喷射机控制系统，其特征在于，包括位置检测设备、 控制设备和调整机构；所述位置检测设备安装于所述喷射机的喷嘴，用于测量所述喷嘴在隧道中的初始位置的初始测量参数和移位后的当前测量参数；所述控制设备，用于根据所述当前测量参数、预先确定的隧道墙壁上待喷射的喷射点的位置参数和预设的隧道的环境参数确定所述喷嘴在所述隧道中的当前位置参数，将所述当前位置参数和预先确定的所述喷嘴在所述隧道中的目标位置参数进行对比，在所述当前位置参数与所述目标位置参数不一致的情况下，确定所述喷嘴的移位参数，控制所述调整机构运转并带动所述喷嘴移位到所述移位参数所指的位置和/或倾斜角度；其中，所述喷射点的位置参数是根据所述初始测量参数和所述隧道的环境参数而确定的，所述目标位置参数是根据所述初始测量参数、所述喷射点的位置参数和所述隧道的环境参数而确定的；所述调整机构，用于根据所述控制设备的控制进行运转，并带动所述喷嘴从所述当前位置参数所指的位置移位到所述移位参数所指的位置和/或倾斜角度。2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述位置检测设备，具体包括第一激光传感器、第二激光传感器和倾角传感器；所述第一激光传感器，连接在所述喷嘴的上方，用于测量所述初始测量参数中的所述喷嘴在初始位置上与所述喷射点的距离；所述第二激光传感器，连接在所述喷嘴的下方，用于测量所述初始测量参数中的所述喷嘴在初始位置上距离地面的高度；倾角传感器，连接在所述喷嘴的上方，用于测量所述初始测量参数中的所述喷嘴在初始位置上相对地平面的倾斜角度。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制设备，具体用于根据以下公式确定所述喷射点的位置参数4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制设备，具体用于根据以下公式确定所述喷嘴的目标位置参数5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一激光传感器，还用于测量所述当前测量参数中的所述喷嘴在当前位置上与所述喷射点的距离；所述第二激光传感器，用于测量所述当前测量参数中的所述喷嘴在当前位置上距离地面的高度；倾角传感器，用于测量所述当前测量参数或中的所述喷嘴在当前位置上相对地平面的倾斜角度；则， 所述控制设备，具体用于根据以下公式确定所述喷嘴的当前位置参数 Yb = b+r-h,XB = XA-acos α ,其中，所述喷嘴的当前位置参数包括所述喷嘴的当前纵坐标Yb和当前横坐标Xb以及所述当前测量参数中的喷嘴当前相对地平面的倾斜角度α，所述隧道的环境参数所包括的隧道横截面半径r和高度h，所述喷嘴的当前测量参数包括所述喷嘴当前与所述喷射点的距离a、所述喷嘴当前相对地平面的倾斜角度α和所述喷嘴当前距离地面的高度b，所述喷射点的位置参数包括所述喷射点的横坐标XA。6.根据权利要求2或5所述的系统，其特征在于，所述喷嘴根部具有一环形凹槽和一可周向旋转地套设于所述环形凹槽的金属环，所述第二激光传感器吊装于所述金属环上，在喷嘴运转的过程中，所述第二激光传感器始终朝向地面。7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述调整机构包括喷嘴上下逻辑阀、喷嘴伸缩逻辑阀、臂架、臂架比例阀和臂架油缸； 所述喷嘴上下逻辑阀，根据所述控制设备的控制运转带动所述喷嘴上下移位； 所述喷嘴伸缩逻辑阀，根据所述控制设备的控制运转带动所述伸缩阀伸缩移位； 所述臂架比例阀，根据所述控制设备的控制张开阀门，为所述臂架油缸提供压力油； 所述臂架油缸，通过所述臂架比例阀提供的压力油带动所述臂架运转并带动所述喷嘴移位。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述喷嘴上下逻辑阀包括上逻辑阀和下逻辑阀，所述喷嘴伸缩逻辑阀包括伸逻辑阀和缩逻辑阀；则，所述控制设备，具体用于 将所述喷嘴当前相对地平面的倾斜角度α与所述喷嘴的目标倾斜角度β进行对比，在α > β的情况下，将所述喷嘴的目标倾斜角度β与当前的倾斜角度α的差值作为所述移位参数中的移位角度，确定所述下逻辑阀运转带动所述喷嘴移位到所述移位角度所需的的下逻辑阀电流信号的电流值，并将确定的下逻辑阀电流信号输入给所述下逻辑阀；在α<β的情况下，将所述喷嘴的目标倾斜角度β与当前的倾斜角度α的差值作为所述移位参数中的移位角度，确定输入给所述上逻辑阀运转带动所述喷嘴移位到所述移位角度所需的的上逻辑阀电流信号的电流值，并将确定的上逻辑阀电流信号输入给所述上逻辑阀； 在α与β —致的情况下，将所述喷嘴的当前纵坐标Yb与所述喷嘴的目标纵坐标Y。对t匕，并将所述喷嘴的当前横坐标Xb与所述喷嘴的目标横坐标X。对比，在Yb与Y。不一致或Xb与X。不一致的情况下，将所述喷嘴的目标纵坐标Y。与当前纵坐标Yb的差值作为所述移位参数中的移位纵坐标，或者将所述喷嘴的目标横坐标X。与当前横坐标Xb的差值作为所述移位参数中的移位横坐标，并确定所述伸逻辑阀运转带动所述喷嘴移位到所述移位纵坐标或移位横坐标所需的伸逻辑阀电流信号的电流值，或者确定所述缩逻辑阀运转带动所述喷嘴移位到所述移位纵坐标或移位横坐标所需的缩逻辑阀电流信号的电流值，将所述伸逻辑阀电流信号输入给所述伸逻辑阀，将所述缩逻辑阀电流信号输入给所述缩逻辑阀。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制设备，还用于 在确定所述伸逻辑阀电流信号的电流值或所述缩逻辑阀电流信号的电流值达到预定次数后，确定所述臂架比例阀运转带动所述喷嘴移位到所述移位纵坐标或移位横坐标所需的比例阀电流信号的电流值，将所述比例阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥科，谭语，曾鑫，王希翼，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：