CN111818456A - 一种盾构工法水平运输机车的定位系统及定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盾构工法水平运输机车的定位系统，包括：定位电子标签，所述定位电子标签以一定规律的间距沿途放置在隧道中；站点传感器，所述站点传感器固定在无人电机车的车头和车尾；车速采集装置，所述车速采集装置用于在无人电机车的行进过程中实时采集车轮速度；中央控制器，所述中央控制器用于接受站点传感器第一位置信息；所述中央控制器接受车速采集装置发出的车轮速度，并计算得出运输机车的第二位置信息；所述中央控制器根据第一位置信息和第二位置信息分析比较得出运输机车的准确位置信息。本发明通过双重高精度定位，达到无人电机车稳定、安全的控制目的。

Description

一种盾构工法水平运输机车的定位系统及定位方法
技术领域：
本发明涉及隧道盾构施工设备定位技术领域，尤其涉及一种盾构工法水平运输机车的定位系统及定位方法。
背景技术：
盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土运输机械将土方运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。
由于隧道开掘距离长，地下环境封闭，隧道内没有GPS等定位信号，水平输送机在隧道中运行定位不准确，给使用带来较大不便。
发明内容：
本发明目的是至少解决现有技术中水平运输机车的定位准确性不佳的技术问题，提供一种盾构工法水平运输机车的定位系统及定位方法，提高盾构工法中的水平运输机车的运行定位精度。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种盾构工法水平运输机车的定位系统，包括：
定位电子标签，所述定位电子标签以一定规律的间距沿途放置在隧道中；
站点传感器，所述站点传感器固定在无人电机车的车头和车尾；所述站点传感器用于感应定位电子标签发出的标签信号并根据不同的标签信号发出第一位置信息；
车速采集装置，所述车速采集装置包括安装在运输机车的车头位置的辅助滚轮，并在辅助滚轮的转轴上集成高精度轮速编码器，所述辅助滚轮与运输机车底部的轨道滚动接触并根据输送机车运行而转动；所述车速采集装置用于在无人电机车的行进过程中实时采集车轮速度，并输出采集的车轮速度；
中央控制器，所述中央控制器固定在运输机车上，所述中央控制器用于接受站点传感器第一位置信息；所述中央控制器接受车速采集装置发出的车轮速度，并根据车轮速度通过控制程序计算得出实时的行进距离，并根据行进距离及参考点位置计算得出运输机车的第二位置信息；所述中央控制器根据第一位置信息和第二位置信息分析比较得出运输机车的准确位置信息。
进一步的，所述定位系统还包括控制电子标签，所述控制电子标签固定在隧道中指定的第一位置；所述站点传感器扫描感应控制电子标签的标签编号并根据控制电子标签的标签编号发出第一控制信号，所述中央控制器接受第一控制信号并根据第一控制信号发出控制指令，所述运输机车根据控制指令执行控制操作。
进一步的，所述定位系统还包括显示模块，所述显示模块固定在隧道的控制站中，所述显示模块通过无线微波通讯与中央控制器的输出信号通讯连接，所述显示模块通过动画将水平运输机车的位置信息显示在显示屏界面上。
一种盾构工法水平运输机车的定位方法，包括：
将定位电子标签以一定规律的间距沿途放置在隧道中；
将站点传感器固定在无人电机车的车头和车尾；所述站点传感器感应定位电子标签发出的标签信号并根据不同的标签信号发出第一位置信息；
将车速采集装置安装在运输机车的车头位置，所述速采集装置包括辅助滚轮，并在辅助滚轮的转轴上集成高精度轮速编码器，所述辅助滚轮与运输机车底部的轨道滚动接触并根据输送机车运行而转动；所述车速采集装置在无人电机车的行进过程中编码器实时采集车轮速度，并输出采集的车轮速度；
将中央控制器固定在运输机车上，所述中央控制器获取水平运输机车的第一位置信息，其中第一位置信息为固定在水平运输机车的车头和车位上的站点传感器根据感应定位电子标签发出的不同的标签信号发出的标签信号对应的位置信息；所述中央控制器获取水平运输机车的第二位置信息，其中第二位置信息为根据安装在运输机车的车头位置的车速采集装置根据发出的车轮速度计算得出运输机车的位置信息；
所述中央控制器根据第一位置信息和第二位置信息分析比较得出运输机车的准确位置信息。
进一步的，将控制电子标签固定在隧道中指定的第一位置；站点传感器扫描感应控制电子标签的标签编号并根据控制电子标签的标签编号发出第一控制信号，所述中央控制器接受第一控制信号并根据第一控制信号发出控制指令，所述运输机车根据控制指令执行控制操作。
进一步的，所述站点传感器扫描到定位电子标签及控制电子标签后，通过RS485通讯将标签ID传送给智能驾驶中央控制器，轮速编码器通过RS485通讯将实时车轮速度传送给智能驾驶的中央控制器。
进一步的，所述站点传感器通过无线射频方式高速扫描无线覆盖范围内的定位电子标签及控制电子标签，以此进行非接触双向数据通信，在扫描到电子标签之后，利用无线射频方式对其进行ID读取，从而识别目标和数据交换。
本发明提供的一种盾构工法水平运输机车的定位系统及定位方法，具有以下有益效果：通过定位电子标签以及车速采集装置两套系统分别进行定位，通过双重高精度定位，达到无人电机车稳定、安全的控制目的；定位系统识别到定位电子标签ID后就可以知道运输机车的当前位置，以方便施工人员实时掌握开掘进程；显示模块通过动画将无人电机车的位置信息显示在显示屏界面上，方便操作人员查看。
附图说明：
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述：
图1为本发明提供的一种盾构工法水平运输机车的定位系统的示意图。
具体实施方式：
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚-完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种盾构工法水平运输机车的定位系统，包括：
定位电子标签，所述定位电子标签以一定规律的间距沿途放置在隧道中；
站点传感器，所述站点传感器固定在无人电机车的车头和车尾；所述站点传感器用于感应定位电子标签发出的标签信号并根据不同的标签信号发出第一位置信息；
车速采集装置，所述车速采集装置包括安装在运输机车的车头位置的辅助滚轮，并在辅助滚轮的转轴上集成高精度轮速编码器，所述辅助滚轮与运输机车底部的轨道滚动接触并根据输送机车运行而转动；所述车速采集装置用于在无人电机车的行进过程中编码器实时采集车轮速度，并输出采集的车轮速度；
中央控制器，所述中央控制器固定在运输机车上，所述中央控制器用于接受站点传感器第一位置信息；所述中央控制器接受车速采集装置发出的车轮速度，并根据车轮速度通过控制程序计算得出实时的行进距离，并根据行进距离及参考点位置计算得出运输机车的第二位置信息；所述中央控制器根据第一位置信息和第二位置信息分析比较得出运输机车的准确位置信息。
具体的，所述定位系统还包括控制电子标签，所述控制电子标签固定在隧道中指定的第一位置；所述站点传感器扫描感应控制电子标签的标签编号并根据控制电子标签的标签编号发出第一控制信号，所述中央控制器接受第一控制信号并根据第一控制信号发出控制指令，所述运输机车根据控制指令执行控制操作。具体的，在龙门吊位置和盾构机位置设置控制电子标签，中央控制器控制运输机车在龙门吊位置和盾构机位置进行减速、过道岔以及停车等控制操作。
具体的，所述定位系统还包括显示模块，所述显示模块固定在隧道的控制站中，所述显示模块通过无线微波通讯与中央控制器的输出信号通讯连接，所述显示模块通过动画将水平运输机车的位置信息显示在显示屏界面上。显示模块通过动画将无人电机车的位置信息显示在显示屏界面上，方便操作人员查看。
一种盾构工法水平运输机车的定位方法，包括：
将定位电子标签以一定规律的间距沿途放置在隧道中；
将站点传感器固定在无人电机车的车头和车尾；所述站点传感器感应定位电子标签发出的标签信号并根据不同的标签信号发出第一位置信息；
将车速采集装置安装在运输机车的车头位置，所述速采集装置包括辅助滚轮，并在辅助滚轮的转轴上集成高精度轮速编码器，所述辅助滚轮与运输机车底部的轨道滚动接触并根据输送机车运行而转动；所述车速采集装置在无人电机车的行进过程中编码器实时采集车轮速度，并输出采集的车轮速度；
将中央控制器固定在运输机车上，所述中央控制器获取水平运输机车的第一位置信息，其中第一位置信息为固定在水平运输机车的车头和车位上的站点传感器根据感应定位电子标签发出的不同的标签信号发出的标签信号对应的位置信息；所述中央控制器获取水平运输机车的第二位置信息，其中第二位置信息为根据安装在运输机车的车头位置的车速采集装置根据发出的车轮速度计算得出运输机车的位置信息；
所述中央控制器根据第一位置信息和第二位置信息分析比较得出运输机车的准确位置信息。
具体的，将控制电子标签固定在隧道中指定的第一位置；站点传感器扫描感应控制电子标签的标签编号并根据控制电子标签的标签编号发出第一控制信号，所述中央控制器接受第一控制信号并根据第一控制信号发出控制指令，所述运输机车根据控制指令执行控制操作。
具体的，所述站点传感器扫描到定位电子标签及控制电子标签后，通过RS485通讯将标签ID传送给智能驾驶中央控制器，轮速编码器通过RS485通讯将实时车轮速度传送给智能驾驶的中央控制器。
具体的，所述站点传感器通过无线射频方式高速扫描无线覆盖范围内的定位电子标签及控制电子标签，以此进行非接触双向数据通信，在扫描到电子标签之后，利用无线射频方式对其进行ID读取，从而识别目标和数据交换。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物。

Claims (7)

1.一种盾构工法水平运输机车的定位系统，其特征在于：包括：
定位电子标签，所述定位电子标签以一定规律的间距沿途放置在隧道中；
站点传感器，所述站点传感器固定在无人电机车的车头和车尾；所述站点传感器用于感应定位电子标签发出的标签信号并根据不同的标签信号发出第一位置信息；
车速采集装置，所述车速采集装置包括安装在运输机车的车头位置的辅助滚轮，并在辅助滚轮的转轴上集成高精度轮速编码器，所述辅助滚轮与运输机车底部的轨道滚动接触并根据输送机车运行而转动；所述车速采集装置用于在无人电机车的行进过程中编码器实时采集车轮速度，并输出采集的车轮速度；
中央控制器，所述中央控制器固定在运输机车上，所述中央控制器用于接受站点传感器第一位置信息；所述中央控制器接受车速采集装置发出的车轮速度，并根据车轮速度通过控制程序计算得出实时的行进距离，并根据行进距离及参考点位置计算得出运输机车的第二位置信息；所述中央控制器根据第一位置信息和第二位置信息分析比较得出运输机车的准确位置信息。
2.根据权利要求1所述的一种盾构工法水平运输机车的定位系统，其特征在于：包括控制电子标签，所述控制电子标签固定在隧道中指定的第一位置；所述站点传感器扫描感应控制电子标签的标签编号并根据控制电子标签的标签编号发出第一控制信号，所述中央控制器接受第一控制信号并根据第一控制信号发出控制指令，所述运输机车根据控制指令执行控制操作。
3.根据权利要求1所述的一种盾构工法水平运输机车的定位系统，其特征在于：包括显示模块，所述显示模块固定在隧道的控制站中，所述显示模块通过无线微波通讯与中央控制器的输出信号通讯连接，所述显示模块通过动画将水平运输机车的位置信息显示在显示屏界面上。
4.一种盾构工法水平运输机车的定位方法，其特征在于：将定位电子标签以一定规律的间距沿途放置在隧道中；
将站点传感器固定在无人电机车的车头和车尾；所述站点传感器感应定位电子标签发出的标签信号并根据不同的标签信号发出第一位置信息；
将车速采集装置安装在运输机车的车头位置，所述速采集装置包括辅助滚轮，并在辅助滚轮的转轴上集成高精度轮速编码器，所述辅助滚轮与运输机车底部的轨道滚动接触并根据输送机车运行而转动；所述车速采集装置在无人电机车的行进过程中编码器实时采集车轮速度，并输出采集的车轮速度；
将中央控制器固定在运输机车上，所述中央控制器获取水平运输机车的第一位置信息，其中第一位置信息为固定在水平运输机车的车头和车位上的站点传感器根据感应定位电子标签发出的不同的标签信号发出的标签信号对应的位置信息；所述中央控制器获取水平运输机车的第二位置信息，其中第二位置信息为根据安装在运输机车的车头位置的车速采集装置根据发出的车轮速度计算得出运输机车的位置信息；
所述中央控制器根据第一位置信息和第二位置信息分析比较得出运输机车的准确位置信息。
5.根据权利要求4所述的一种盾构工法水平运输机车的定位方法，其特征在于：将控制电子标签固定在隧道中指定的第一位置；站点传感器扫描感应控制电子标签的标签编号并根据控制电子标签的标签编号发出第一控制信号，所述中央控制器接受第一控制信号并根据第一控制信号发出控制指令，所述运输机车根据控制指令执行控制操作。
6.根据权利要求4所述的一种盾构工法水平运输机车的定位方法，其特征在于：所述站点传感器扫描到定位电子标签及控制电子标签后，通过RS485通讯将标签ID传送给智能驾驶中央控制器，轮速编码器通过RS485通讯将实时车轮速度传送给智能驾驶的中央控制器。
7.根据权利要求4所述的一种盾构工法水平运输机车的定位方法，其特征在于：所述站点传感器通过无线射频方式高速扫描无线覆盖范围内的定位电子标签及控制电子标签，以此进行非接触双向数据通信，在扫描到电子标签之后，利用无线射频方式对其进行ID读取，从而识别目标和数据交换。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114466310A (zh) * 2022-01-04 2022-05-10 安徽国钜工程机械科技有限公司 一种盾构工法水平运输机车的洞内实时定位系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102928816A (zh) * 2012-11-07 2013-02-13 东南大学 一种面向隧道环境的车辆高可靠组合定位方法
CN108877296A (zh) * 2018-08-01 2018-11-23 江苏省送变电有限公司 一种基于物联网的防碰撞系统
CN110553663A (zh) * 2019-10-08 2019-12-10 上海市东方海事工程技术有限公司 一种基于rfid定位技术的轨道综合检测方法和系统
CN110579209A (zh) * 2019-10-08 2019-12-17 上海市东方海事工程技术有限公司 一种基于rfid定位技术的定位误差补偿方法和系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102928816A (zh) * 2012-11-07 2013-02-13 东南大学 一种面向隧道环境的车辆高可靠组合定位方法
CN108877296A (zh) * 2018-08-01 2018-11-23 江苏省送变电有限公司 一种基于物联网的防碰撞系统
CN110553663A (zh) * 2019-10-08 2019-12-10 上海市东方海事工程技术有限公司 一种基于rfid定位技术的轨道综合检测方法和系统
CN110579209A (zh) * 2019-10-08 2019-12-17 上海市东方海事工程技术有限公司 一种基于rfid定位技术的定位误差补偿方法和系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114466310A (zh) * 2022-01-04 2022-05-10 安徽国钜工程机械科技有限公司 一种盾构工法水平运输机车的洞内实时定位系统及方法
CN114466310B (zh) * 2022-01-04 2023-05-30 安徽国钜工程机械科技有限公司 一种盾构工法水平运输机车的洞内实时定位系统及方法

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