基于改进蜂群算法的拱架台车机械臂逆解

拱架台车机械臂为七自由度的冗余机械臂且带有移动关节,其逆运动学求解困难,文中设计了一种基于Levy飞行的混沌蜂群算法(Chaotic Levy Artificial Bee Colony Algorithm,CFABC)。首先利用D-H(Denavit-Hartenberg)法建立机械臂运动学模型,通过正运动学的解建立末端位姿误差目标函数,求取逆运动学的最优解,接着引入混沌映射对蜜源进行初始化,再引入Levy飞行改变搜索策略来提升算法的收敛速度,最后利用Matlab编程进行仿真验证,为拱架台车机械臂逆运动学的求解提供了一种新的途径。结果表明,该算法的收敛速度相较于传统的蜂群算法和混沌蜂群算法求解速度快、稳定性好,证明了算法的可行性。

一种新型机械化拱架台车的设计与应用研究

拱架台车是隧道施工支护作业的重要设备。针对当前行业发展现状及实际应用需求,设计一种新型机械化拱架台车,介绍整体结构及设备参数,重点阐述柔性机械臂的结构原理及控制系统,说明全套工序流程并总结其优势特点;以西北某施工项目为例,验证其实际应用情况及效益。设计的拱架台车为后续隧道施工支护设备的进一步发展提供了借鉴与思路。

XM1200三臂拱架台车在大断面软弱围岩隧道施工中的应用

为提高大断面软弱围岩隧道微台阶、全断面法开挖初期支护拱架施工机械化水平,引进三臂拱架安装台车进行拱架安装。通过对三臂拱架安装台车参数和性能、施工工艺、与传统台车对比应用效果等多方面进行分析,主要结论如下:1)三臂拱架安装台车抓举和连接拱架可在有效保证施工人员安全的前提下,缩短拱架安装时间; 2)钢拱架安装工艺流程更规范,有效提高拱架安装精度和质量; 3)三臂拱架安装台车和传统台架、改装机械设备应用效果相比,更适应大断面软弱围岩隧道微台阶、全断面法开挖初期支护拱架施工; 4)三臂拱架安装台车除可完成拱架安装施工外,还可辅助进行部分隧道高空作业施工。

国内外拱架台车的概况与发展趋势

随着我国交通事业的快速发展,高等级公路、铁路建设步伐的加速,迫切需要提高我国隧道施工的机械化水平。在软弱围岩隧道施工中支护是一个重要步骤,支护的其中一个工序是安装钢拱架,急切需要新的拱架台车。本文对拱架台车的概况与发展趋势进行了探讨。

拱架台车的研究现状与发展趋势

随着我国交通事业和地下工程的飞速发展,为了适应公路、铁路隧道、地铁隧道施工的机械化需求而衍生出大量隧道施工机械,拱架台车就是为了满足隧道内拱架的安装需求而开发的一种机械化施工装备。本文通过分析拱架台车的大量文献、专利等相关技术资料,对拱架台车的研究现状和发展趋势进行总结与探讨。

隧道用拱架台车设计及应用

拱架台车是安装支护拱架的专用机械设备,在欧、美、日等发达国家的围岩支护作业中广泛使用。文章主要对TGC1300拱架台车的结构组成、主要参数、施工特点以及施工应用等方面进行了分析。

多路CAN通讯在三臂立拱架台车控制系统上应用

全液压立拱架台车作为隧道立拱架施工的重要设备,目前市场存在的拱架台车,分为工程底盘和汽车底盘两种。全液压三臂立拱架台采用工程底盘行走控制系统具备了动力足、适应多路况、多转向模式等优点,同时电控系统要实现底盘液压行走控制、电机启停控制和三臂架多路电磁阀控制,安全控制回路等控制功能,需要使用多个控制器进行连锁控制,因此针对多个控制单元和执行元件设计了基于多路CAN通信的控制系统,避免了系统数据过于集中,带来的数据延时,同时提高了系统数据传输的稳定性和有效性。

新型隧道支护作业设备 钢拱架安装台车的研究及应用

立钢拱架是铁路、公路隧道支护作业的一道关键工序,传统的靠人工或简易机械搭设的方法不仅费时费力、效率低下,而且很不安全,经常造成砸伤人员、设备的事件发生;随着国家大力推行“隧道施工机械化”的号召,本文就新型拱架安装台车的研发背景、行业现状、设备性能特点、经济效益分析、发展前景等方面进行详细分析,以供同行参考。

拱架安装台车施工作业优化设计方案

针对已建及在建隧道施工过程中钢拱架的安装与拼接等相关工艺问题,结合某在建高速铁路隧道项目,设计研发一种新型的拱架安装台车,设计方案给出该设备的相关作业要求与结构组成,对该设备的工作原理进行分析,并根据施工作业需求确定其主要工作参数,通过CATIA软件构建拱架安装台车三维数值仿真模型,为后续分析结构的动力特性及施工过程中的受力情况计算奠定基础。设计的拱架安装台车能够推动今后隧道施工的高效率、低成本的发展趋势趋势。

高速铁路隧道钻爆法机械化施工关键技术和装备

依托渝昆高速铁路(重庆—昆明)渝宜段缙云山隧道工程,探讨了机械化施工关键技术及装备。结果表明:改进后的三臂凿岩台车能够适应不同等级围岩和工法的转换;早强锚固剂和注浆锚杆植入工艺可快速施加预应力,使锚杆抗拔力明显提高,解决了软弱围岩支护难的问题;多功能拱架台车与“一长两中两短”拱架铰接式安装可明显增强结构抗弯刚度,减少吊装次数,提高拱架定位精度,缩短钢拱架安装和单次循环作业时间。经在渝昆高速铁路和西渝高速铁路中应用,本文提出的机械化施工技术及装备可优化施工流程,减少辅助设施的使用,降低超挖风险,显著提高施工效率和安全性。

拱架安装台车在隧道台阶法施工中的适应性研究

为进一步研究拱架安装台车在隧道台阶法施工中的适应性问题,以渝昆高铁昭通隧道为依托,介绍了拱架安装台车在台阶法施工中的应用情况,从人员配置、施工效率、经济效益、安全保障等方面进行分析。实践证明,使用拱架安装台车立拱,可有效保证拱架安装的安全和质量,同时起到减员增效、降低成本的作用。

软弱围岩隧道钻爆法机械化施工关键技术及装备

为实现软弱围岩大断面隧道钻爆法机械化施工,依托渝昆高速铁路(重庆—昆明)来福隧道,对凿岩钻孔与拱架安装施工工艺进行了研究。通过加长臂改造改进了凿岩台车,以适应软弱围岩条件下台阶法钻爆开挖隧道。通过增加托举装置的延长杆,改进了三臂拱架安装台车;结合“一长两短”的上台阶初期支护钢拱架设计方案,实现了拱顶初期支护钢铰接+三臂拱架安装的施工工艺。通过现场试验,采用改进后的凿岩台车施工,与传统人工手持风枪凿岩相比,两台阶与三台阶断面钻孔作业,施工效率分别提升89%、90%;采用改进后的拱架安装台车施工,与传统人工配合机械安装拱架相比,Ⅳ、Ⅴ级围岩段施工效率分别提升72%、81%。可见,采用改进后的凿岩台车和拱架安装台车机械化施工不仅可以提高施工效率,还可以降低施工风险。该套施工设备可在类似工程推广应用。

公路隧道初期支护采用拱架安装台车应用研究

随着我国公路工程建设的大力发展以及隧道施工装备性能的不断提升,隧道施工机械化是必然发展趋势。从目前国内隧道施工情况来看,大部分隧道拱架安装仍然采用人工立架为主,依旧存在劳动力密集、作业风险高、机械化程度低的问题。尽管部分施工企业已购置各种类型的拱架安装台车,但受安装效率制约拱架安装台车立架尚处于研究推广阶段。现以甘肃地区实际工程为依托,分析不同类型拱架安装台车作业特点;分析三臂拱架安装台车不同立架工艺产生的综合效益,得出拱架安装台车最优的施工工艺,为立架作业提供参考。