CN110416924B - 方便穿线的地铁隧道施工轨道车及隧道电缆穿线方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方便穿线的地铁隧道施工轨道车及隧道电缆穿线方法，所述轨道车包括轨道车本体，所述轨道车本体上设置有放线臂，还包括安装于放线臂悬臂端上的识别装置，所述识别装置为摄像头或传感器，所述传感器用于检测人防门上电缆孔的位置。所述方法为采用所述轨道车实现电缆人防门上电缆孔穿线的穿线方法，采用该轨道车及穿线方法，方便实现电缆与电缆孔之间的对中定位。

Description

方便穿线的地铁隧道施工轨道车及隧道电缆穿线方法

技术领域

本发明涉及地铁隧道施工技术领域，特别是涉及一种方便穿线的地铁隧道施工轨道车及隧道电缆穿线方法。

背景技术

为保证地铁内部的正常供电，在地铁区间的隧道内需要进行电缆敷设，以上电缆一般沿着隧道的延伸方向延伸。为提高电缆布线效率和降低布线劳动强度，现有技术中，一般采用可沿着隧道内轨道运动的轨道车作为电缆敷设设备的载体，即所述轨道车在沿着轨道的运动过程中，通过其上的放线装置，将电缆释放至电缆支架上。现有轨道车上安装有放线臂和线盘，电机带动线盘放线，然后通过人工方式调节放线臂，使电缆放置在电缆支架上。

现有用于电缆敷设的轨道车在使用时存在如下问题：

(1)由于线盘数量一般为3个，重量可达8-9吨。在线盘与车速不匹配时，导致电缆过紧或者过松，特别是在转弯的时候，放线效率非常低，还容易造成电缆损伤。

(2)放线臂长度一般为3米、重量为1.5吨左右，通过高度和姿态人工调节适应隧道转弯曲率半径时，劳动强度大。

(3)为满足线盘的驱动要求，相应驱动部件结构复杂且体积大，使得轨道车整体重量大。

(4)当地铁隧道内电缆敷设完成后，还需完成几道工序：如在地铁口设置有人防门，电缆需穿过人防门上的孔，进入站台下方。

进一步优化用于电缆敷设的轨道车的结构设计，以使得其能够更好的服务于地铁隧道建设，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述提出的进一步优化用于电缆敷设的轨道车的结构设计，以使得其能够更好的服务于地铁隧道建设的技术问题，本发明提供了一种方便穿线的地铁隧道施工轨道车及隧道电缆穿线方法。采用该轨道车及穿线方法，方便实现电缆与电缆孔之间的对中定位。

针对上述问题，本发明提供的方便穿线的地铁隧道施工轨道车及隧道电缆穿线方法通过以下技术要点来解决问题：方便穿线的地铁隧道施工轨道车，包括轨道车本体，所述轨道车本体上设置有放线臂，还包括安装于放线臂悬臂端上的识别装置，所述识别装置为摄像头或传感器，所述传感器用于检测人防门上电缆孔的位置。

现有技术中，针对地铁隧道内的电缆敷设施工，在完成电缆在电缆支架上的敷设后，针对地铁人防门位置，电缆需要穿过人防门上的电缆孔而进入站台下方，现有技术中完成电缆穿孔及引导电缆均采用人工方式进行，这对电缆施工的效率以及电缆施工的安全性均具有不利影响。

由于现有技术中线缆一般由放线臂的自由端输出，本方案中，所述悬臂端即为自由端，设置为包括识别装置，所述识别装置安装在所述悬臂端，通过所述放线臂，实现识别装置相对于轨道车本体伸出，这样，利用所述识别装置完成人防门上电缆孔的位置识别后，方便进行放线臂上电缆输出端与电缆孔的对中，如根据预设的所识别装置与电缆孔的固定相对位置实现所述电缆输出端与电缆孔的对中、根据所识别装置与电缆孔的随机相对位置实现所述电缆输出端与电缆孔的对中调整，这样，不需要操作者在人防门位置人工实现电缆穿孔，这样不仅利于穿线效率，同时利于操作者的安全性。

作为本领域技术人员，当所述识别装置为摄像头时，可利用匹配相应图像处理模块，对所获得的图像信息进行自动识别后，调整放线臂，以调整识别装置相对于人防门的位置以获得所需要的所述固定相对位置、获得进行对中调整的依据；亦可对所获得的图像信息进行人工识别后，调整放线臂，以调整识别装置相对于人防门的位置以获得所需要的所述固定相对位置、获得进行对中调整的依据。当所述识别装置为传感器等，所述传感器可利用位置检测传感器，根据所获得的电缆孔与传感器的相对位置，调整放线臂，实现放线臂线缆输出端与电缆孔的对中。

更进一步的技术方案为：

作为一种可根据图像识别技术，完成放线臂相对于电缆孔的相对位置调整以实现放线臂线缆输出端与电缆孔对中的技术方案，设置为：所述识别装置为摄像头；

还包括与所述摄像头信号连接的图像处理模块，所述图像处理模块用于识别人防门上电缆孔的位置。

还包括安装于放线臂上的线缆约束装置，所述线缆约束装置包括支座、支架、电缆引导器及绑线机，所述支座固定于放线臂上，所述支架可转动连接于支座上，还包括用于实现支架相对于支座固定的锁紧件；

所述电缆引导器及绑线机均固定安装于支架上，且电缆引导器的电缆输入端与绑线机的电缆输入端相接。

现有技术中，针对地铁隧道施工，用于敷设在电缆支架上的电缆数量一般为多根，现目前，单根线缆一般单独敷设在电缆支架上，这样不仅不利于电缆敷设效率，同时由于电缆之间的张紧度差异，导致电缆不能规整的固定于电缆支架上。

本方案中，通过设置为还包括线缆约束装置，所述线缆约束装置在具体运用时位于电缆线盘与放线臂输出端的电缆传递路径上，在具体运用时，多股电缆通过电缆引导器以电缆束的方式向绑线机传递，绑线机完成电缆束成捆绑扎后，电缆束由放线臂的输出端输出至电缆支架上，完成电缆在电缆支架上的敷设。

采用以上方案，通过电缆引导器诱导和汇聚电缆，使得多股电缆以束的形式传递至绑线机，绑线机完成电缆束成束约束后，可使得电缆能够以包括多股电缆的束的形式敷设在电缆支架上，这样，不仅利于电缆的敷设效率，同时利于实现电缆规整敷设：如由于电缆之间具有相互约束，故可有效避免电缆浮动。

由于放线臂在具体工作时，放线臂的输出端根据电缆支架位置，存在相对于轨道车本体的位置调整，而电缆线盘在轨道车本体上的位置一般是固定的，以上线缆约束装置由于为电缆的传递路径提供了约束工位，为避免电缆局部过度弯折而影响电缆的正常传递、造成电缆损伤，设置为支架可转动连接于支座上，这样，所述支架可在电缆施加在其上的力的基础上转动，在支架转动至相对于支座适宜位置后，通过所述锁紧件实现两者的锁定，这样，不仅可使得电缆在传递过程中受力尽可能小利于电缆顺利传递，同时通过锁紧件约束支架晃动，利于电缆的张力控制。

所述电缆引导器为一端朝向绑线机电缆输入端的圆筒，所述支座包括为圆柱的立柱，所述支架的下端还设置有圆孔，所述立柱间隙配合于所述圆孔中，所述锁紧件为螺纹连接于支架上的锁紧螺栓。本方案提供了一种具体的电缆引导器形式以及支座与支架的配合方式。作为本领域技术人员，所述锁紧螺栓通过端部挤压支座，利用摩擦力即可实现所述支座与支架的固定。

为使得线缆约束装置具有电缆运动轨迹导向作用，同时可测量电缆在传递过程中的张力，设置为：还包括安装在支架上的至少一个定滑轮，所述定滑轮分布在支架上的电缆传递路径上；

还包括安装在支架上的张力测量装置，所述张力测量装置为张力测试盘，所述张力测试盘通过获取电缆对张力测试盘侧面的挤压力，获得电缆上的张力；

至少有一个定滑轮安装在张力测试盘的侧面，安装在张力测试盘侧面的定滑轮轮面与张力测试盘之间具有夹持电缆的间隙。本方案中，通过所述间隙，可稳定电缆与张力测量装置的作用关系，以得到准确的张力数值。

还包括安装在轨道车本体上的电缆线盘、线盘驱动系统、放线臂驱动系统，所述线盘驱动系统用于驱动电缆线盘转动，所述放线臂驱动系统用于驱动放线臂升降和转动，所述线盘驱动系统及放线臂驱动系统均为电液驱动系统，且电液驱动系统中设置有蓄能器，所述蓄能器与电液驱动系统中液压泵出口端的管路管道连接：在液压泵工作时，所述蓄能器可存储来自液压泵的压力能，且蓄能器可向电液驱动系统中的执行机构释放能量。

现有技术中，针对用于地铁电缆敷设的轨道车，相应线盘驱动系统一般采用线盘电机的驱动方案，由于电缆线盘本身重量大且数量多，故所需的电缆电机功率较大，为匹配电缆线盘所需的驱动转矩，在线盘电机的输出端上安装配减速器，但考虑到线盘电机的体积，一般情况下线盘电机的功率并不具备较多富余，即在负载较大时，一般通过放慢放线速度的方式完成电缆敷设。在地铁隧道转弯时，由于利用线盘电机直接驱动电缆线盘的方式电缆线盘转速调整难度大，故为匹配轨道车行走速度和电缆放线速度，以维持电缆的张力，在隧道转弯时极易发生电缆损伤或敷设质量不佳的问题。

现有技术中，针对电液驱动系统，一般设置为包括油路、油箱、电机、液压泵、为液压马达或液压缸的执行机构、阀门等，所述电机用于驱动液压泵工作，以得到加压后的液压油，所述阀门包括溢流阀、单向阀、换向阀、开关阀等，所述油箱用于存储待吸入油路的液压油以及存储由油路中泄放的液压油。

本方案中，设置为：所述线盘驱动系统及放线臂驱动系统均为电液驱动系统，且电液驱动系统中设置有蓄能器，所述蓄能器与电液驱动系统中液压泵出口端的管路管道连接：在液压泵工作时，所述蓄能器可存储来自液压泵的压力能，且蓄能器可向电液驱动系统中的执行机构释放能量。在具体运用时，可通过在平顺电缆敷设过程中或未进行电缆敷设时，电机带动液压泵工作，蓄能器存储由液压泵输出的压力能；在电缆线盘需要变速以适应轨道车本体行走速度时，在电机工作状态可不变的情况下，利用电液驱动系统中相应阀门调整电液驱动系统工作状态，如电缆线盘需要减速转动时，通过蓄能器存储由液压泵输出的压力能、油路中溢流阀开度调整、作为执行机构的液压马达排量变化等，使得电缆线盘减速转动。在电缆线盘需要加速转动时，蓄能器中所存储液压油通过油路向执行机构输出能量以驱动电缆线盘加速旋转即可。

如上所述，本方案利用电液驱动系统驱动轨道车上相应放线臂、电缆线盘运动，利用电液驱动系统工作参数易于调节的特点，可使得放线臂、电缆线盘运动控制精度更高、响应更快；同时设置为包括所述蓄能器，针对驱动功率突变需要，可利用蓄能器输出的能量弥补电机功率的不足。最终达到方便匹配电缆敷设所需要的功率的目的。

作为本领域技术人员，在本轨道车工作时，电缆线盘转动即可，针对放线臂，放线臂需要旋转运动和升降运动，故作为放线臂的驱动机构优选包括液压缸和液压马达，电缆线盘的驱动机构包括液压马达。

作为另一种可间接获得电缆上张力的技术方案，设置为：所述电液驱动系统包括用于驱动电缆线盘转动的第一液压马达，且第一液压马达与电缆线盘之间的传动轴上还串联有转矩传感器。本方案中，通过所述转矩传感器获得第一液压马达的转矩，通过计算即可将测量值转换为电缆张力。

由于电缆张力为地铁电缆敷设的重要控制参数之一，为方便实现电缆张力大小自动控制，设置为：还包括用于实现电缆上张力稳定性控制的恒张力控制模块，所述恒张力控制模块包括计算模块，所述计算模块根据电缆上的实际张力值，控制电液驱动系统的实际工作参数。具体的，由于地铁电缆敷设时电缆一般有三股，如三股线缆经过绑线机自动绑线之后，输出到张力测试盘，张力测试盘将测得张力信号发送给计算模块，计算模块对信号进行转换分析处理后，发出控制信号，调节电液驱动系统中用于控制第一液压马达工作的比例溢流阀的开度，针对为定量马达的第一液压马达，控制定量马达两端压力，从而调节第一液压马达输出扭矩。以上方案即在放线作业前向恒张力控制系统中输入所需的张力值，比例溢流阀根据预设的的张力值有一个开度，控制第一液压马达的输出扭矩，进而控制张力放线。更为具体的：张力传感器安装在张力测试盘上，采集到的实际张力通过反馈形成闭环控制，与设定的张力进行比较，以控制比例溢流阀开度来保持低速大扭矩的输出力矩以与设定的张力相一致。等同的，可基于速度反馈的电缆线盘转速控制：通过车速传感器采集车速信号，通过反馈控制变量马达的排量，自动匹配线盘转速与车速同步，此情况下第一液压马达为变量马达。

作为放线臂驱动系统的具体实现方案，设置为：所述放线臂驱动系统包括液压缸、放线臂转盘及第二液压马达，所述放线臂通过放线臂转盘与轨道车本体可转动连接，所述液压缸用于驱动放线臂升降，所述第二液压马达用于驱动放线臂转盘旋转。作为本领域技术人员，本方案在具体运用时，所述液压缸可设置为仅需要驱动放线臂的放线端上升或下降即可，亦可为驱动放线臂整体上升和下降的方案。

如上所述，由于现有用于地铁电缆敷设的放线臂质量是非常大的，如一般情况下为2-3吨，为避免放线臂在下降时能量大量浪费，设置为：在液压缸动作，以使得放线臂下降时，所述蓄能器通过与液压缸相连的油路存储能量。

作为一种可通过控制排量，控制放线臂转动的技术方案，设置为：所述第二液压马达为变量马达。

为简化轨道车结构，设置为：所述线盘驱动系统及放线臂驱动系统共用同一套电液驱动系统；为实现蓄能器需要时蓄能以及利用入口放液，减小本系统工作时的冲击、提高房爷比例、提高能量利用率，设置为：液压泵出口端的管路与所述蓄能器之间的管道上还串联有开关阀。

同时，本方案还公开了一种方便穿线的隧道电缆穿线方法，该方法采用如上任意一项所述的地铁隧道施工轨道车实现人防门上电缆孔的穿线，所述隧道电缆穿线方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、采用所述识别装置，识别人防门的表面特征信号；

S2、对所述表面特征信号进行信号处理，根据预设的电缆孔形状和/或尺寸信息，识别所述电缆孔；

S3、获得电缆孔的中心位置，根据所述中心位置调整放线臂，使得放线臂的电缆输出端正对所述中心位置，对电缆孔进行电缆穿线。本方案提供了一种具体的利用所述识别装置完成电缆穿线的具体方法，具体的，如基于图像识别，具体步骤可为：

第一步：图像的采集。可利用图摄像头采集人防门上的关键区域，将得到的图片存放至存储器，待图像处理模块(计算机)进一步处理。

第二步：对图像信息进行去噪。如首先将原始图像进行灰度化处理，采用中值滤波去除部分噪声点。

第三步：图像二值化处理。对第二步得到的图像，采用最大类间方差法(OTSU)求的阈值进行二值化处理。

第四步：贴标签。二值化后的图像中除圆孔外，还包括许多别的信息，通过贴标签，将不同的连通区域(即连通域：人防门上包括孔的区域)进行不同的编号，为提取圆孔做准备。

第五步：识别圆孔。首先计算贴标签后的图像不同连通区域的面积，提取各同连通区域的边界，计算各连通区域的周长，然后计算各连通区域的圆形度，通过圆形度识别电缆孔，电缆孔一般包括三个圆孔。

第六步：中心检测，求电缆孔的中心坐标。

第七步：根据所获得的中心，匹配电缆输出端与电缆孔的相对位置，而后完成电缆穿线。

本发明具有以下有益效果：

本方案中，所述悬臂端即为自由端，设置为包括识别装置，所述识别装置安装在所述悬臂端，通过所述放线臂，实现识别装置相对于轨道车本体伸出，这样，利用所述识别装置完成人防门上电缆孔的位置识别后，方便进行放线臂上电缆输出端与电缆孔的对中，如根据预设的所识别装置与电缆孔的固定相对位置实现所述电缆输出端与电缆孔的对中、根据所识别装置与电缆孔的随机相对位置实现所述电缆输出端与电缆孔的对中调整，这样，不需要操作者在人防门位置人工实现电缆穿孔，这样不仅利于穿线效率，同时利于操作者的安全性。

附图说明

图1为本发明所述的方便穿线的地铁隧道施工轨道车一个具体实施例的结构示意图；

图2为本发明所述的方便穿线的地铁隧道施工轨道车一个具体实施例中，电液驱动系统的结构示意图；

图3为本发明所述的方便穿线的地铁隧道施工轨道车一个具体实施例中，恒张力控制的原理图；

图4为本发明所述的方便穿线的地铁隧道施工轨道车一个具体实施例中，线缆约束装置的结构示意图；

图5为本发明所述的方便穿线的地铁隧道施工轨道车一个具体实施例中，放线臂悬臂端的结构示意图。

图中的标记分别为：1、电机，2、液压泵，3、第一单向阀，4、第一溢流阀，5、第二单向阀，6、第一油箱，7、第一液压马达，8、转矩传感器，9、第一减速箱，10、电缆，11、第五开关阀，12、第三单向阀，13、第一开关阀，14、第二开关阀，15、第二溢流阀，16、第二油箱，17、蓄能器，18、液压缸，19、节流阀，20、第一换向阀，21、第四单向阀，22、第一比例溢流阀，23、第二比例溢流阀，24、第三开关阀，25、第四开关阀，26、第三油箱，27、第四油箱，28、第二换向阀，29、第二液压马达，30、第二减速箱，31、放线臂转盘，32、张力测量装置，33、放线臂位姿控制器，34、线盘驱动系统，35、电缆线盘，36、绑线机，37、轨道车本体，38、放线臂，39、支座，40、支架，41、锁紧件，42、电缆引导器，43、定滑轮，44、人防门，45、电缆孔，46、识别装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图5所示，方便穿线的地铁隧道施工轨道车，包括轨道车本体，所述轨道车本体上设置有放线臂38，还包括安装于放线臂38悬臂端上的识别装置46，所述识别装置46为摄像头或传感器，所述传感器用于检测人防门44上电缆孔45的位置。

现有技术中，针对地铁隧道内的电缆敷设施工，在完成电缆在电缆支架上的敷设后，针对地铁人防门44位置，电缆需要穿过人防门44上的电缆孔45而进入站台下方，现有技术中完成电缆穿孔及引导电缆均采用人工方式进行，这对电缆施工的效率以及电缆施工的安全性均具有不利影响。

由于现有技术中线缆一般由放线臂38的自由端输出，本方案中，所述悬臂端即为自由端，设置为包括识别装置46，所述识别装置46安装在所述悬臂端，通过所述放线臂38，实现识别装置46相对于轨道车本体伸出，这样，利用所述识别装置46完成人防门44上电缆孔45的位置识别后，方便进行放线臂38上电缆输出端与电缆孔45的对中，如根据预设的所识别装置46与电缆孔45的固定相对位置实现所述电缆输出端与电缆孔45的对中、根据所识别装置46与电缆孔45的随机相对位置实现所述电缆输出端与电缆孔45的对中调整，这样，不需要操作者在人防门44位置人工实现电缆穿孔，这样不仅利于穿线效率，同时利于操作者的安全性。

作为本领域技术人员，当所述识别装置46为摄像头时，可利用匹配相应图像处理模块，对所获得的图像信息进行自动识别后，调整放线臂38，以调整识别装置46相对于人防门44的位置以获得所需要的所述固定相对位置、获得进行对中调整的依据；亦可对所获得的图像信息进行人工识别后，调整放线臂38，以调整识别装置46相对于人防门44的位置以获得所需要的所述固定相对位置、获得进行对中调整的依据。当所述识别装置46为传感器等，所述传感器可利用位置检测传感器，根据所获得的电缆孔45与传感器的相对位置，调整放线臂38，实现放线臂38线缆输出端与电缆孔45的对中。

本实施例中，考虑到电缆孔识别准确性和装置成本，作为一种可根据图像识别技术，完成放线臂38相对于电缆孔45的相对位置调整以实现放线臂38线缆输出端与电缆孔45对中的技术方案，设置为：所述识别装置46为摄像头；

还包括与所述摄像头信号连接的图像处理模块，所述图像处理模块用于识别人防门44上电缆孔45的位置。

本实施例还公开了一种方便穿线的隧道电缆穿线方法，该方法采用所述的地铁隧道施工轨道车实现人防门44上电缆孔45的穿线，所述隧道电缆穿线方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、采用所述识别装置46，识别人防门44的表面特征信号；

S2、对所述表面特征信号进行信号处理，根据预设的电缆孔45形状和/或尺寸信息，识别所述电缆孔45；

S3、获得电缆孔45的中心位置，根据所述中心位置调整放线臂，使得放线臂的电缆输出端正对所述中心位置，对电缆孔45进行电缆穿线。

本方案提供了一种具体的利用所述识别装置46完成电缆穿线的具体方法，具体的，如基于图像识别，具体步骤可为：

第一步：图像的采集。可利用图摄像头采集人防门44上的关键区域，将得到的图片存放至存储器，待图像处理模块(计算机)进一步处理。

第二步：对图像信息进行去噪。如首先将原始图像进行灰度化处理，采用中值滤波去除部分噪声点。

第三步：图像二值化处理。对第二步得到的图像，采用最大类间方差法(OTSU)求的阈值进行二值化处理。

第四步：贴标签。二值化后的图像中除圆孔外，还包括许多别的信息，通过贴标签，将不同的连通区域进行不同的编号，为提取圆孔做准备。

第五步：识别圆孔。首先计算贴标签后的图像不同连通区域的面积，提取各同连通区域的边界，计算各连通区域的周长，然后计算各连通区域的圆形度，通过圆形度识别电缆孔45，电缆孔45一般包括三个圆孔。

第六步：中心检测，求电缆孔45的中心坐标。

第七步：根据所获得的中心，匹配电缆输出端与电缆孔45的相对位置，而后完成电缆穿线。

实施例2

如图1、图2和图4所示，方便穿线的地铁隧道施工轨道车，包括轨道车本体，所述轨道车本体上设置有放线臂38，还包括安装于放线臂38上的线缆约束装置，所述线缆约束装置包括支座39、支架40、电缆引导器42及绑线机36，所述支座39固定于放线臂38上，所述支架40可转动连接于支座39上，还包括用于实现支架40相对于支座39固定的锁紧件41；

所述电缆引导器42及绑线机36均固定安装于支架40上，且电缆引导器42的电缆输入端与绑线机36的电缆输入端相接。

现有技术中，针对地铁隧道施工，用于敷设在电缆支架40上的电缆数量一般为多根，现目前，单根线缆一般单独敷设在电缆支架40上，这样不仅不利于电缆敷设效率，同时由于电缆之间的张紧度差异，导致电缆不能规整的固定于电缆支架40上。

本方案中，通过设置为还包括线缆约束装置，所述线缆约束装置在具体运用时位于电缆线盘35与放线臂38输出端的电缆传递路径上，在具体运用时，多股电缆通过电缆引导器42以电缆束的方式向绑线机36传递，绑线机36完成电缆束成捆绑扎后，电缆束由放线臂38的输出端输出至电缆支架40上，完成电缆在电缆支架40上的敷设。

采用以上方案，通过电缆引导器42诱导和汇聚电缆，使得多股电缆以束的形式传递至绑线机36，绑线机36完成电缆束成束约束后，可使得电缆能够以包括多股电缆的束的形式敷设在电缆支架40上，这样，不仅利于电缆的敷设效率，同时利于实现电缆规整敷设：如由于电缆之间具有相互约束，故可有效避免电缆浮动。

由于放线臂38在具体工作时，放线臂38的输出端根据电缆支架40位置，存在相对于轨道车本体的位置调整，而电缆线盘35在轨道车本体上的位置一般是固定的，以上线缆约束装置由于为电缆的传递路径提供了约束工位，为避免电缆局部过度弯折而影响电缆的正常传递、造成电缆损伤，设置为支架40可转动连接于支座39上，这样，所述支架40可在电缆施加在其上的力的基础上转动，在支架40转动至相对于支座39适宜位置后，通过所述锁紧件41实现两者的锁定，这样，不仅可使得电缆在传递过程中受力尽可能小利于电缆顺利传递，同时通过锁紧件41约束支架40晃动，利于电缆的张力控制。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上作进一步限定，如图1、图2和图4所示，所述电缆引导器42为一端朝向绑线机36电缆输入端的圆筒，所述支座39包括为圆柱的立柱，所述支架40的下端还设置有圆孔，所述立柱间隙配合于所述圆孔中，所述锁紧件41为螺纹连接于支架40上的锁紧螺栓。本方案提供了一种具体的电缆引导器42形式以及支座39与支架40的配合方式。作为本领域技术人员，所述锁紧螺栓通过端部挤压支座39，利用摩擦力即可实现所述支座39与支架40的固定。

为使得线缆约束装置具有电缆运动轨迹导向作用，同时可测量电缆在传递过程中的张力，设置为：还包括安装在支架40上的至少一个定滑轮43，所述定滑轮43分布在支架40上的电缆传递路径上；

还包括安装在支架40上的张力测量装置32，所述张力测量装置32为张力测试盘，所述张力测试盘通过获取电缆对张力测试盘侧面的挤压力，获得电缆上的张力；

至少有一个定滑轮43安装在张力测试盘的侧面，安装在张力测试盘侧面的定滑轮43轮面与张力测试盘之间具有夹持电缆的间隙。本方案中，通过所述间隙，可稳定电缆与张力测量装置32的作用关系，以得到准确的张力数值。

实施例4：

本实施例在实施例2的基础上作进一步限定，如图1至图4所示，还包括安装在轨道车本体上的电缆线盘35、线盘驱动系统34、放线臂38驱动系统，所述线盘驱动系统34用于驱动电缆线盘35转动，所述放线臂38驱动系统用于驱动放线臂38升降和转动，所述线盘驱动系统34及放线臂38驱动系统均为电液驱动系统，且电液驱动系统中设置有蓄能器17，所述蓄能器17与电液驱动系统中液压泵2出口端的管路管道连接：在液压泵2工作时，所述蓄能器17可存储来自液压泵2的压力能，且蓄能器17可向电液驱动系统中的执行机构释放能量。

现有技术中，针对用于地铁电缆敷设的轨道车，相应线盘驱动系统34一般采用线盘电机的驱动方案，由于电缆线盘35本身重量大且数量多，故所需的电缆电机功率较大，为匹配电缆线盘35所需的驱动转矩，在线盘电机的输出端上安装配减速器，但考虑到线盘电机的体积，一般情况下线盘电机的功率并不具备较多富余，即在负载较大时，一般通过放慢放线速度的方式完成电缆敷设。在地铁隧道转弯时，由于利用线盘电机直接驱动电缆线盘35的方式电缆线盘35转速调整难度大，故为匹配轨道车行走速度和电缆放线速度，以维持电缆的张力，在隧道转弯时极易发生电缆损伤或敷设质量不佳的问题。

现有技术中，针对电液驱动系统，一般设置为包括油路、油箱、电机、液压泵2、为液压马达或液压缸18的执行机构、阀门等，所述电机用于驱动液压泵2工作，以得到加压后的液压油，所述阀门包括溢流阀、单向阀、换向阀、开关阀等，所述油箱用于存储待吸入油路的液压油以及存储由油路中泄放的液压油。

本方案中，设置为：所述线盘驱动系统34及放线臂38驱动系统均为电液驱动系统，且电液驱动系统中设置有蓄能器17，所述蓄能器17与电液驱动系统中液压泵2出口端的管路管道连接：在液压泵2工作时，所述蓄能器17可存储来自液压泵2的压力能，且蓄能器17可向电液驱动系统中的执行机构释放能量。在具体运用时，可通过在平顺电缆敷设过程中或未进行电缆敷设时，电机带动液压泵2工作，蓄能器17存储由液压泵2输出的压力能；在电缆线盘35需要变速以适应轨道车本体行走速度时，在电机工作状态可不变的情况下，利用电液驱动系统中相应阀门调整电液驱动系统工作状态，如电缆线盘35需要减速转动时，通过蓄能器17存储由液压泵2输出的压力能、油路中溢流阀开度调整、作为执行机构的液压马达排量变化等，使得电缆线盘35减速转动。在电缆线盘35需要加速转动时，蓄能器17中所存储液压油通过油路向执行机构输出能量以驱动电缆线盘35加速旋转即可。

如上所述，本方案利用电液驱动系统驱动轨道车上相应放线臂38、电缆线盘35运动，利用电液驱动系统工作参数易于调节的特点，可使得放线臂38、电缆线盘35运动控制精度更高、响应更快；同时设置为包括所述蓄能器17，针对驱动功率突变需要，可利用蓄能器17输出的能量弥补电机功率的不足。最终达到方便匹配电缆敷设所需要的功率的目的。

作为本领域技术人员，在本轨道车工作时，电缆线盘35转动即可，针对放线臂38，放线臂38需要旋转运动和升降运动，故作为放线臂38的驱动机构优选包括液压缸18和液压马达，电缆线盘35的驱动机构包括液压马达。

作为另一种可间接获得电缆上张力的技术方案，设置为：所述电液驱动系统包括用于驱动电缆线盘35转动的第一液压马达，且第一液压马达与电缆线盘35之间的传动轴上还串联有转矩传感器8。本方案中，通过所述转矩传感器8获得第一液压马达的转矩，通过计算即可将测量值转换为电缆张力。

由于电缆张力为地铁电缆敷设的重要控制参数之一，为方便实现电缆张力大小自动控制，设置为：还包括用于实现电缆上张力稳定性控制的恒张力控制模块，所述恒张力控制模块包括计算模块，所述计算模块根据电缆上的实际张力值，控制电液驱动系统的实际工作参数。具体的，由于地铁电缆敷设时电缆一般有三股，如三股线缆经过绑线机36自动绑线之后，输出到张力测试盘，张力测试盘将测得张力信号发送给计算模块，计算模块对信号进行转换分析处理后，发出控制信号，调节电液驱动系统中用于控制第一液压马达工作的比例溢流阀的开度，针对为定量马达的第一液压马达，控制定量马达两端压力，从而调节第一液压马达输出扭矩。以上方案即在放线作业前向恒张力控制系统中输入所需的张力值，比例溢流阀根据预设的的张力值有一个开度，控制第一液压马达的输出扭矩，进而控制张力放线。更为具体的：张力传感器安装在张力测试盘上，采集到的实际张力通过反馈形成闭环控制，与设定的张力进行比较，以控制比例溢流阀开度来保持低速大扭矩的输出力矩以与设定的张力相一致。等同的，可基于速度反馈的电缆线盘35转速控制：通过车速传感器采集车速信号，通过反馈控制变量马达的排量，自动匹配线盘转速与车速同步，此情况下第一液压马达为变量马达。

作为放线臂38驱动系统的具体实现方案，设置为：所述放线臂38驱动系统包括液压缸18、放线臂38转盘31及第二液压马达，所述放线臂38通过放线臂38转盘31与轨道车本体可转动连接，所述液压缸18用于驱动放线臂38升降，所述第二液压马达用于驱动放线臂38转盘31旋转。作为本领域技术人员，本方案在具体运用时，所述液压缸18可设置为仅需要驱动放线臂38的放线端上升或下降即可，亦可为驱动放线臂38整体上升和下降的方案。

如上所述，由于现有用于地铁电缆敷设的放线臂38质量是非常大的，如一般情况下为2-3吨，为避免放线臂38在下降时能量大量浪费，设置为：在液压缸18动作，以使得放线臂38下降时，所述蓄能器17通过与液压缸18相连的油路存储能量。

作为一种可通过控制排量，控制放线臂38转动的技术方案，设置为：所述第二液压马达为变量马达。

为简化轨道车结构，设置为：所述线盘驱动系统34及放线臂38驱动系统共用同一套电液驱动系统；为实现蓄能器17需要时蓄能以及利用入口放液，减小本系统工作时的冲击、提高房爷比例、提高能量利用率，设置为：液压泵2出口端的管路与所述蓄能器17之间的管道上还串联有开关阀。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.方便穿线的地铁隧道施工轨道车，包括轨道车本体（37），所述轨道车本体（37）上设置有放线臂（38），其特征在于，还包括安装于放线臂（38）悬臂端上的识别装置（46），所述识别装置（46）为摄像头或传感器，所述传感器用于检测人防门（44）上电缆孔（45）的位置；

还包括安装于放线臂（38）上的线缆约束装置，所述线缆约束装置包括支座（39）、支架（40）、电缆引导器（42）及绑线机（36），所述支座（39）固定于放线臂（38）上，所述支架（40）可转动连接于支座（39）上，还包括用于实现支架（40）相对于支座（39）固定的锁紧件（41）；

所述电缆引导器（42）及绑线机（36）均固定安装于支架（40）上，且电缆引导器（42）的电缆输入端与绑线机（36）的电缆输入端相接；

还包括安装在支架（40）上的至少一个定滑轮（43），所述定滑轮（43）分布在支架（40）上的电缆传递路径上；

还包括安装在支架（40）上的张力测量装置（32），所述张力测量装置（32）为张力测试盘，所述张力测试盘通过获取电缆对张力测试盘侧面的挤压力，获得电缆上的张力；

至少有一个定滑轮（43）安装在张力测试盘的侧面，安装在张力测试盘侧面的定滑轮（43）轮面与张力测试盘之间具有夹持电缆的间隙；

还包括安装在轨道车本体（37）上的电缆线盘（35）、线盘驱动系统（34）、放线臂驱动系统，所述线盘驱动系统（34）用于驱动电缆线盘（35）转动，所述放线臂驱动系统用于驱动放线臂（38）升降和转动，所述线盘驱动系统（34）及放线臂驱动系统均为电液驱动系统，且电液驱动系统中设置有蓄能器（17），所述蓄能器（17）与电液驱动系统中液压泵（2）出口端的管路管道连接：在液压泵（2）工作时，所述蓄能器（17）可存储来自液压泵（2）的压力能，且蓄能器（17）可向电液驱动系统中的执行机构释放能量。

2.根据权利要求1所述的方便穿线的地铁隧道施工轨道车，其特征在于，所述识别装置（46）为摄像头；

还包括与所述摄像头信号连接的图像处理模块，所述图像处理模块用于识别人防门（44）上电缆孔（45）的位置。

3.根据权利要求1所述的方便穿线的地铁隧道施工轨道车，其特征在于，所述电缆引导器（42）为一端朝向绑线机（36）电缆输入端的圆筒，所述支座（39）包括为圆柱的立柱，所述支架（40）的下端还设置有圆孔，所述立柱间隙配合于所述圆孔中，所述锁紧件（41）为螺纹连接于支架（40）上的锁紧螺栓。

4.根据权利要求1所述的方便穿线的地铁隧道施工轨道车，其特征在于，所述电液驱动系统包括用于驱动电缆线盘（35）转动的第一液压马达（7），且第一液压马达（7）与电缆线盘（35）之间的传动轴上还串联有转矩传感器（8）；还包括用于实现电缆（10）上张力稳定性控制的恒张力控制模块，所述恒张力控制模块包括计算模块，所述计算模块根据电缆（10）上的实际张力值，控制电液驱动系统的实际工作参数。

5.根据权利要求1所述的方便穿线的地铁隧道施工轨道车，其特征在于，所述放线臂驱动系统包括液压缸（18）、放线臂转盘（31）及第二液压马达（29），所述放线臂（38）通过放线臂转盘（31）与轨道车本体（37）可转动连接，所述液压缸（18）用于驱动放线臂（38）升降，所述第二液压马达（29）用于驱动放线臂转盘（31）旋转。

6.根据权利要求5所述的方便穿线的地铁隧道施工轨道车，其特征在于，在液压缸（18）动作，以使得放线臂（38）下降时，所述蓄能器（17）通过与液压缸（18）相连的油路存储能量；所述第二液压马达（29）为变量马达。

7.方便穿线的隧道电缆穿线方法，其特征在于，采用如权利要求1至6中任意一项所述的地铁隧道施工轨道车实现人防门（44）上电缆孔（45）的穿线，所述隧道电缆穿线方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、采用所述识别装置，识别人防门（44）的表面特征信号；

S2、对所述表面特征信号进行信号处理，根据预设的电缆孔（45）形状和/或尺寸信息，识别所述电缆孔（45）；

S3、获得电缆孔（45）的中心位置，根据所述中心位置调整放线臂（38），使得放线臂（38）的电缆输出端正对所述中心位置，对电缆孔（45）进行电缆穿线。