视觉变形监测系统在隧道机械中的应用

由于受工艺尺寸、工作环境的制约,隧道施工机械常常无法用传统的测量方式实时获得关键部件的工作状况。而利用数字CCD摄像头测量方法进行钢结构的变形监测是传统测量方式的变革,可实现半自动的实时监测。介绍了变形监测系统的基本原理和构成,以及变形监测系统在隧道施工机械上的实现方法与效果。

TBM刀盘载荷实时预测技术研究

针对刀盘载荷与围岩地质不匹配时导致的刀具过度磨损和掘进效率低下问题,提出了一种基于大数据交互平台的TBM刀盘载荷实时预测技术。利用BP神经网络技术构建围岩等级判识模型和刀盘载荷预测模型,在此基础上,应用大数据交互平台实现刀盘载荷实时预测,通过刀盘载荷预测和实测值的相对差来衡量围岩地质与刀盘载荷的匹配程度。

喷射机械手智能控制系统与喷射路径规划设计研究

为提高隧道施工中混凝土喷射的效率与质量,减轻劳动强度并使作业人员远离喷射区域,在机械化操作的基础上,研发喷射机械手智能化控制系统,对智能化控制系统的构成、各子系统的原理与作用进行介绍。喷射机械手智能化控制系统采用全站仪作为测量仪器,采用定位算法计算隧道大地坐标系与湿喷机基坐标系之间的转换关系;采用三维激光扫描仪获取待喷面的点云空间坐标,计算待喷面的超欠挖信息;利用机器人学建立喷射机械手运动学模型,设计正解算法与逆解算法计算喷射机械手的空间位姿,并根据目标空间位姿反算喷射机械手各关节运动值的路径规划系统。工程实践结果表明:智能化喷射控制系统可以对周边环境进行识别,根据识别结果规划喷射路径,并根据不同区域的超欠挖情况动态控制喷射参量。

钻爆法隧道炸药智能化装填系统研究与应用

钻爆法施工技术发展迅速,隧道开挖钻孔、初期支护、二次衬砌等关键工序均在一定程度上实现了机械化及智能化施工,而炸药装填工序仍以人工为主。开挖过程使用凿岩台车进行钻孔作业越来越广泛,结合凿岩台车研发一种炸药智能化装填系统必要且实用。文章结合乳化炸药自身特点、装药设备现状,将装药工作单元分散布置在凿岩台车和装药台车上,同时配套开发了凿岩控制、装药控制和爆破优化软件,分别用于钻孔过程、装药过程以及爆破优化过程,实现了钻爆一体化施工与循环优化。该系统在宜兴联络线晓峰隧道进行现场应用试验并获得成功。