管片拼裝機作為盾構(gòu)機的核心部件之一,其工作效率對盾構(gòu)隧道施工進度和施工質(zhì)量有很大影響。鑒于管片拼裝機操作人員依靠肉眼識別和主觀判斷進行作業(yè),造成管片抓取效率低、拼裝質(zhì)量難以保證,本文提出一種仿形法管片拼裝機智能化抓取及拼裝算法。通過測量系統(tǒng)檢測相關(guān)參數(shù),推導出拼裝機運動狀態(tài)公式及相應微調(diào)系統(tǒng)油缸行程公式,進而實現(xiàn)管片拼裝機抓取和拼裝姿態(tài)調(diào)整自動化、精準化。通過MATLAB軟件對該算法進行數(shù)值仿真,驗證了其準確性。 

【文章來源】：鐵道建筑. 2020,60(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

管片拼裝機整體結(jié)構(gòu)

管片拼裝機安裝在盾構(gòu)機的盾尾。通過平移油缸、提升油缸和回轉(zhuǎn)驅(qū)動分別實現(xiàn)管片沿隧道軸向、徑向和周向的運動，即拼裝頭初調(diào)定位。管片拼裝頭分為吸盤式和扣頭螺栓式，本文主要研究扣頭螺栓式拼裝頭的定位�？垲^螺栓式拼裝頭上安裝有俯仰油缸和偏轉(zhuǎn)油缸，見圖2。結(jié)合兩側(cè)提升油缸的不同步動作可以分別實現(xiàn)管片的俯仰、偏轉(zhuǎn)以及橫搖，即管片的微調(diào)定位。管片拼裝機的平移、回轉(zhuǎn)、提升、俯仰、偏轉(zhuǎn)和橫搖動作分別對應拼裝頭的6個自由度動作[8]。本文坐標方位一律按圖2的坐標系確定，豎直向上方向為z軸正向，向前開挖軸線方向為y軸正向，并根據(jù)右手法則確定x軸正向。

管片拼裝機在抓取管片前各油缸位于初始狀態(tài)，見圖3。在激光測距儀A接收到管片信號時確定管片進入抓取區(qū)域，管片拼裝機開始移動至抓取區(qū)域。管片拼裝機抓取裝置安裝了激光測距儀B,C,D（參見圖2），其中B和C對稱位于抓取頭前端兩側(cè)，測距儀B和D位于抓取頭沿y軸同一方向位置。根據(jù)各測距儀數(shù)據(jù)的變化確定管片拼裝機抓取頭行程及微調(diào)路線，最終實現(xiàn)管片抓取。管片拼裝機抓取頭在準確抓取管片后，開始進行拼裝動作，根據(jù)管片錯縫拼裝工藝流程及相鄰管片拼裝點位置可以得到拼裝管片時的初調(diào)定位參數(shù)，即管片拼裝機各個油缸的待調(diào)整參數(shù)。管片拼裝機根據(jù)初調(diào)定位參數(shù)控制平移、回轉(zhuǎn)、提升機構(gòu)將管片移動至預定位置[9]�？紤]到測距儀測量誤差，根據(jù)管片拼裝機各方位測距儀數(shù)據(jù)的變化實時確定管片拼裝機抓取頭行程及微調(diào)路線，最終實現(xiàn)待拼裝管片與已拼裝管片間的精準定位。圖4給出了智能拼裝機仿形法抓取及拼裝總體工藝流程。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]TBM后配套管片自動拼裝機設計及研究[D]. 魏要強.武漢大學 2005
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本文編號：3485126