CN113414852A - 一种盾构管片阵列式混凝土补振系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盾构管片阵列式混凝土补振系统，涉及盾构管片技术领域，包括，振动机构，包括伸缩柱，其上方套设连接有伸缩筒，所述伸缩柱可沿所述伸缩筒内壁进行滑动；限位机构，包括固定臂，其一端与第二滑轮连接，所述第二滑轮可沿所述固定臂轴向转动，所述第二滑轮的外表面一侧与支杆连接，所述第二滑轮可带动所述支杆共同转动；检测机构，包括固定架，其设置在所述固定臂靠近所述振动盘的一侧，所述固定架上设置有摄像头；控制机构，包括控制箱，所述控制箱的上部设置有控制器，所述控制器用以控制所述系统的工作过程，所述控制器还用以输入管片模具参数。本发明所述系统有效提高了对模具中混凝土的振捣效率。

Description

一种盾构管片阵列式混凝土补振系统

技术领域

本发明涉及盾构管片技术领域，尤其涉及一种盾构管片阵列式混凝土补振系统。

背景技术

盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用，盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。盾构管片的生产通常采用高强抗渗混凝土，以确保可靠的承载性和防水性能，生产主要利用成品管片模具在密封浇灌混凝土后即可成型。

现有技术中，在对管片本体内部的混凝土进行振动时，由于震动不均匀，无法排除全部的空气，产生大量发泡，导致管片强度较低，容易在后期使用时，出现断裂的情况。

发明内容

为此，本发明提供一种盾构管片阵列式混凝土补振系统，用以克服现有技术中由于对盾构管片模具中的混凝土振动不均匀导致的振捣效率低问题。

为实现上述目的，本发明提供一种盾构管片阵列式混凝土补振系统，包括，

振动机构，包括伸缩柱，其上方套设连接有伸缩筒，所述伸缩柱可沿所述伸缩筒内壁进行滑动，所述伸缩柱的底部与振动盘连接，所述振动盘的下方均匀设置有若干振动棒，所述振动棒用以对盾构管片模具内部混凝土进行振捣，所述振动盘的下表面中心位置设置有测距传感器，所述测距传感器用以检测振动盘与盾构管片模具中混凝土之间的距离；

限位机构，包括固定臂，其一端与第二滑轮连接，所述第二滑轮可沿所述固定臂轴向转动，所述第二滑轮的外表面一侧与支杆连接，所述第二滑轮可带动所述支杆共同转动；

检测机构，包括固定架，其设置在所述固定臂靠近所述振动盘的一侧，所述固定架上设置有摄像头，所述摄像头用以采集盾构管片模具中混凝土表面的发泡图像；

控制机构，包括控制箱，所述控制箱的上部设置有控制器，所述控制器用以控制所述系统的工作过程，所述控制器还用以输入管片模具参数；

在进行振捣时，所述控制器根据输入的管片弧长将所述盾构管片模具中的混凝土沿弧边平均划分为三个区域，并将三个相连区域按照从左到右的顺序分别定义为第一振捣区、第二振捣区和第三振捣区，所述控制器控制所述振动棒依次对第一振捣区、第二振捣区和第三振捣区进行振捣；

在对所述第一振捣区进行振捣时，所述控制器首先根据输入的管片弧度A控制所述支杆进行旋转，旋转完成后，所述控制器根据输入的管片厚度D控制所述伸缩柱进行伸长，伸长完成后，所述控制器根据所述伸缩柱的伸长长度控制所述振动棒的振捣频率，并根据输入的管片弧长G对振捣频率进行调节；在进行振捣时，所述控制器根据所述摄像头采集的发泡图像获取发泡图像中发泡图形的数量P，并根据发泡图形数量P控制所述振动棒的振捣状态；

在对所述第二振捣区和第三振捣区进行振捣时，所述控制器以所述第一振捣区的振捣参数为基础，控制所述伸缩柱的伸长长度、支杆的旋转角度和振动棒的振捣频率，并根据实时获取的发泡图像中的发泡图形数量P控制所述振动棒的振捣状态。

进一步地，所述控制器在对所述第一振捣区进行振捣时，所述控制器根据输入的管片弧度A控制所述支杆的旋转角度B，设定B＝2/3×A×180°/π，所述控制器控制所述支杆沿顺时针方向旋转B角度，在所述支杆旋转完成后，所述控制器控制所述伸缩柱进行伸长，所述控制器将输入的管片厚度D与预设管片厚度D0进行比对，并根据比对结果控制所述伸缩柱的伸长长度，其中，

当D≤D0时，所述控制器控制所述伸缩柱伸长C1长度，设定C1＝H-D,式中，H为所述测距传感器检测得到的所述振动盘与盾构管片模具中混凝土之间的距离；

当D＞D0时，所述控制器控制所述伸缩柱伸长C2长度，设定C2＝H-0.3×S，式中，S为所述振动棒的长度。

进一步地，所述伸缩柱伸长完成后，所述控制器将所述伸缩柱的伸长长度Ci与预设伸长长度C0进行比对，设定i＝1,2，并根据比对结果控制所述振动棒进行振捣，其中，

当Ci≤C0时，所述控制器将所述振动棒的振捣频率设置为F1，F1为预设值；

当Ci＞C0时，所述控制器将所述振动棒的振捣频率设置为F2，设定F2＝F1×[1+(Ci-C0)/C0]。

进一步地，所述控制器在设置所述振动棒的振捣频率Fi时，设定i＝1,2，所述控制器将输入的管片弧长G与预设管片弧长G0进行比对，并根据比对结果选取对应的调节系数对振捣频率Fi进行调节，其中，

当所述控制器选取第j调节系数mj对Fi进行调节时，设定j＝1,2，调节后的振捣频率为Fi’，设定Fi’＝Fi×mj，其中，

当G≤G0时，所述控制器选取第一调节系数m1对Fi进行调节，并控制所述振动棒以调节后的振捣频率Fi’进行振捣，m1为预设值，1＜m1＜1.1；

当G＞G0时，所述控制器选取第二调节系数m2对Fi进行调节，并控制所述振动棒以调节后的振捣频率Fi’进行振捣，设定m2＝m1×[1+(G-G0)/G0]。

进一步地，所述振动棒在进行振捣时，所述控制器实时获取所述摄像头采集的发泡图像，在获取发泡图像后，所述控制器根据纹理复杂度将获取的图像进行图形划分，划分后，所述控制器将与预设纹理复杂度M相同的图形作为目标图形，并获取各目标图形的面积N，并将获取的目标图形面积N与预设发泡图形面积N0进行比对，当N≤N0时，判定该目标图形为发泡图形。

进一步地，所述控制器获取所述发泡图像中发泡图形的数量P，并将获取的发泡图形数量P与各预设发泡数量进行比对，并根据比对结果控制所述振动棒的振捣状态，其中，

当P≤P1时，所述控制器判定振捣完成，并控制所述振动棒停止振捣；

当P1＜P≤P2时，所述控制器选取修正系数g对振捣频率Fi’进行修正，修正后的振捣频率为Fi”，设定Fi”＝Fi’×g，0.8＜g＜1，并控制所述振动棒以修正后的振捣频率Fi”进行振捣；

当P2＜P时，所述控制器控制所述振动棒继续以振捣频率Fi’进行振捣；

其中，P1为第一预设发泡数量，P2为第二预设发泡数量，P1＜P2。

进一步地，在对所述第二振捣区进行振捣时，所述控制器控制所述伸缩柱伸长至长度C3，设定C3＝K×sinB+Ci，并控制所述振动棒以频率Fi’进行振捣，在进行振捣时，所述控制器根据实时获取的所述发泡图像中的发泡图形数量P，控制所述振动棒的振捣状态。

进一步地，在对所述第三振捣区进行振捣时，所述控制器控制所述支杆逆时针旋转B角度，并控制所述伸缩柱伸长至长度Ci，并控制所述振动棒以频率Fi’进行振捣，在进行振捣时，所述控制器根据实时获取的所述发泡图像中的发泡图形数量P，控制所述振动棒的振捣状态。

进一步地，所述伸缩柱的一侧设置有振动箱，所述振动箱的底面与所述振动盘的上表面连接，所述振动箱用以带动所述振动棒进行振捣，所述振动箱的上方设置有防护罩，所述防护罩用以对所述振动箱进行防护，所述防护罩的上表面设置有连接部；

所述连接部包括倒扣，所述倒扣的下表面与所述防护罩的上表面连接，所述倒扣的一侧设有开口，所述倒扣远离所述开口的一侧设有固定块。

进一步地，所述支杆远离所述第二滑轮的一端与第一滑轮连接，所述第一滑轮可沿轴向转动，所述第一滑轮的外表面缠绕有伸缩绳，所述伸缩绳为内部中空结构，所述伸缩绳用以保护穿设于其内部的线路，通过转动所述第一滑轮可使所述伸缩绳沿所述第一滑轮的外表面缠绕或放松，所述伸缩绳远离所述第一滑轮的一端通过所述倒扣的开口延伸至所述倒扣内，以防止所述防护罩脱落；

所述控制箱的下部设有检查门，所述检查门的一端通过合页与所述控制箱连接，所述检查门外侧设有把手，所述把手用以控制所述检查门的开合，所述把手的一侧设置有侧板，所述控制箱的下方设置有底座，所述底座用以承载所述控制箱，所述底座的一侧贯穿设置有若干螺栓，所述螺栓用以锁定所述控制箱的相对位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明所述系统通过设置伸缩柱可灵活调整振动棒插入盾构管片模具中的深度，可有效避免不同管片厚度对振捣的影响，从而有效提高对模具中混凝土的振捣效率，所述系统通过设置支杆可旋转，实现了对振动棒振捣角度的调整，从而有效避免管片弧度对振捣的影响，进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率，通过设置检测机构，可通过摄像头获取盾构管片模具中混凝土表面的发泡图像，并根据发泡图像中的发泡图形数量控制振捣是否结束，通过监控发泡图形数量控制振捣状态可有效保证振捣过程的充分性和均匀性，从而进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率；在进行振捣时，通过进行振捣区划分，对不同振捣区以不同振捣参数进行振捣，进一步保证了振捣过程的充分性和均匀性，从而进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率，在对所述第一振捣区进行振捣时，根据输入的管片弧度A控制所述支杆进行旋转，弧度不同旋转角度不同，以充分保证振捣过程的均匀性，根据输入的管片厚度D控制所述伸缩柱进行伸长，管片厚度不同则伸缩柱以不同长度进行伸长，可有效控制振动棒插入模具中的深度，从而进一步保证了振捣过程的充分性和均匀性，进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率，通过根据所述伸缩柱的伸长长度控制所述振动棒的振捣频率，并根据输入的管片弧长G对振捣频率进行调节，有效保证了振动棒振捣频率的准确度，且通过管片弧长G对振捣频率进行调节有效避免了不同管片弧长对振捣效果的影响，从而进一步保证了振捣过程的充分性和均匀性，进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率；在对所述第二振捣区和第三振捣区进行振捣时，所述控制器通过以所述第一振捣区的振捣参数为基础控制振捣过程，可有效保证整个盾构管片模具中混凝土振捣的均匀性，从而进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率。

尤其，所述控制器通过将输入的管片厚度D与预设管片厚度D0进行比对控制所述伸缩柱的伸长长度，管片厚度D不同时控制伸缩柱的伸长长度不同，从而保证振动棒插入模具中的深度满足需求，从而进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率。

尤其，所述控制器通过将所述伸缩柱的伸长长度Ci与预设伸长长度C0进行比对控制所述振动棒的振捣频率，可有效保证设置振捣频率的准确度，以提高振荡速度，从而进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率。

尤其，所述控制器通过将输入的管片弧长G与预设管片弧长G0进行比对选取对应的调节系数对振捣频率Fi进行调节，通过对振捣频率Fi进行调节，进一步保证了设置振捣频率的准确度，避免了不同管片弧长对振捣效果的影响，从而进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率。

尤其，所述控制器在获取发泡图像后，根据纹理复杂度将获取的图像进行图形划分，并将与预设纹理复杂度M相同的图形作为目标图形，在图像中发泡图形的纹理复杂度与其他图形存在明显差异，通过根据纹理复杂度对图像进行图形划分，可有效保证获取发泡图形的准确度，从而进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率。

尤其，所述控制器通过将获取的发泡图形数量P与各预设发泡数量进行比对控制所述振动棒的振捣状态，发泡图形数量P不同时采取不同应对方式，并根据发泡图形数量P控制振动棒的振捣状态，进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率。

附图说明

图1为本实施例盾构管片阵列式混凝土补振系统的结构示意图；

图2为本实施例盾构管片阵列式混凝土补振系统的局部放大图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本实施例盾构管片阵列式混凝土补振系统的结构示意图，本实施例所述系统包括，

振动机构，包括伸缩柱13，其上方套设连接有伸缩筒12，所述伸缩柱13可沿所述伸缩筒12内壁进行滑动，所述伸缩柱13的底部贯穿有固定扣14，所述伸缩柱13的底部与振动盘10连接，所述固定扣14用以将伸缩柱13的底部固定在所述振动盘10的上表面，所述振动盘10的下方均匀设置有若干振动棒11，所述振动棒11用以对盾构管片模具内部混凝土进行振捣，所述振动盘10的下表面中心位置设置有测距传感器(图中未画出)，所述测距传感器用以检测振动盘与盾构管片模具中混凝土之间的距离，所述振动棒11的长度大于盾构管片模具的厚度，所述伸缩柱13的一侧设置有振动箱9，所述振动箱9的底面与所述振动盘10的上表面连接，所述振动箱9用以带动所述振动棒11进行振捣，所述振动箱9的上方设置有防护罩8，所述防护罩8用以对所述振动箱9进行防护，所述防护罩8的上表面设置有连接部；可以理解的是，本实施例未对所述振动棒11的直径做具体限定，可根据施工需求进行设置。

请参阅图2所示，所述连接部包括倒扣21，所述倒扣21的下表面与所述防护罩8的上表面连接，所述倒扣21的一侧设有开口，所述倒扣21远离所述开口的一侧设有固定块22。

请继续参阅图1所示，所述系统还包括限位机构，所述限位机构包括，固定臂3，其一端与第二滑轮4连接，所述第二滑轮4可沿所述固定臂3轴向转动，所述第二滑轮4的外表面一侧与支杆5连接，所述第二滑轮4可带动所述支杆5共同转动，所述支杆5远离所述第二滑轮4的一端与第一滑轮6连接，所述第一滑轮6可沿轴向转动，所述第一滑轮6的外表面缠绕有伸缩绳7，所述伸缩绳7为内部中空结构，所述伸缩绳7用以保护穿设于其内部的线路，通过转动所述第一滑轮6可使所述伸缩绳7沿所述第一滑轮6的外表面缠绕或放松，所述伸缩绳7远离所述第一滑轮6的一端通过所述倒扣21的开口延伸至所述倒扣21内，以防止所述防护罩8脱落。

请继续参阅图1所示，所述系统还包括检测机构，所述检测机构包括固定架24，其设置在所述固定臂3靠近所述振动盘10的一侧，所述固定架24上设置有摄像头25，所述摄像头25用以采集盾构管片模具中混凝土表面的发泡图像。

请继续参阅图1所示，所述系统还包括控制机构，所述控制机构包括，控制箱2，其顶端设有外接头1，所述控制箱2的上部设置有控制器23，所述控制器23用以控制所述系统的工作过程，所述控制器23还用以输入管片模具参数，所述管片模具参数包括但不限于管片弧度、管片厚度和管片弧长，所述控制箱2的下部设有检查门16，所述检查门16的一端通过合页15与所述控制箱2连接，所述检查门16外侧设有把手20，所述把手20用以控制所述检查门16的开合，所述把手20的一侧设置有侧板19，所述控制箱2的下方设置有底座17，所述底座17用以承载所述控制箱2，所述底座17的一侧贯穿设置有若干螺栓18，所述螺栓18用以锁定所述控制箱2的相对位置。

具体而言，所述控制器在控制所述振动棒对盾构管片模具中的混凝土进行振捣时，所述控制器根据输入的管片弧长将所述盾构管片模具中的混凝土沿弧边平均划分为三个区域，并将三个相连区域按照从左到右的顺序分别定义为第一振捣区、第二振捣区和第三振捣区。

具体而言，所述控制器在对所述第一振捣区进行振捣时，所述控制器根据输入的管片弧度A控制所述支杆的旋转角度B，设定B＝2/3×A×180°/π，所述控制器控制所述支杆沿顺时针方向旋转B角度，在所述支杆旋转完成后，所述控制器控制所述伸缩柱进行伸长，所述控制器将输入的管片厚度D与预设管片厚度D0进行比对，并根据比对结果控制所述伸缩柱的伸长长度，其中，

当D≤D0时，所述控制器控制所述伸缩柱伸长C1长度，设定C1＝H-D,式中，H为所述测距传感器检测得到的所述振动盘与盾构管片模具中混凝土之间的距离；

当D＞D0时，所述控制器控制所述伸缩柱伸长C2长度，设定C2＝H-0.3×S，式中，S为所述振动棒的长度。

具体而言，本实施例所述控制器通过将输入的管片厚度D与预设管片厚度D0进行比对控制所述伸缩柱的伸长长度，管片厚度D不同时控制伸缩柱的伸长长度不同，从而保证振动棒插入模具中的深度满足需求，从而进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率。

具体而言，所述伸缩柱伸长完成后，所述控制器将所述伸缩柱的伸长长度Ci与预设伸长长度C0进行比对，设定i＝1,2，并根据比对结果控制所述振动棒进行振捣，其中，

当Ci≤C0时，所述控制器将所述振动棒的振捣频率设置为F1，F1为预设值；

当Ci＞C0时，所述控制器将所述振动棒的振捣频率设置为F2，设定F2＝F1×[1+(Ci-C0)/C0]。

具体而言，所述控制器在设置所述振动棒的振捣频率Fi时，设定i＝1,2，所述控制器将输入的管片弧长G与预设管片弧长G0进行比对，并根据比对结果选取对应的调节系数对振捣频率Fi进行调节，其中，

当所述控制器选取第j调节系数mj对Fi进行调节时，设定j＝1,2，调节后的振捣频率为Fi’，设定Fi’＝Fi×mj，其中，

当G≤G0时，所述控制器选取第一调节系数m1对Fi进行调节，并控制所述振动棒以调节后的振捣频率Fi’进行振捣，m1为预设值，1＜m1＜1.1；

当G＞G0时，所述控制器选取第二调节系数m2对Fi进行调节，并控制所述振动棒以调节后的振捣频率Fi’进行振捣，设定m2＝m1×[1+(G-G0)/G0]。

具体而言，本实施例所述控制器通过将输入的管片弧长G与预设管片弧长G0进行比对选取对应的调节系数对振捣频率Fi进行调节，通过对振捣频率Fi进行调节，进一步保证了设置振捣频率的准确度，避免了不同管片弧长对振捣效果的影响，从而进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率。

具体而言，所述振动棒在进行振捣时，所述控制器实时获取所述摄像头采集的发泡图像，在获取发泡图像后，所述控制器根据纹理复杂度将获取的图像进行图形划分，划分后，所述控制器将与预设纹理复杂度M相同的图形作为目标图形，并获取各目标图形的面积N，并将获取的目标图形面积N与预设发泡图形面积N0进行比对，当N≤N0时，判定该目标图形为发泡图形。

具体而言，所述控制器获取所述发泡图像中发泡图形的数量P，并将获取的发泡图形数量P与各预设发泡数量进行比对，并根据比对结果控制所述振动棒的振捣状态，其中，

当P≤P1时，所述控制器判定振捣完成，并控制所述振动棒停止振捣；

当P1＜P≤P2时，所述控制器选取修正系数g对振捣频率Fi’进行修正，修正后的振捣频率为Fi”，设定Fi”＝Fi’×g，0.8＜g＜1，并控制所述振动棒以修正后的振捣频率Fi”进行振捣；

当P2＜P时，所述控制器控制所述振动棒继续以振捣频率Fi’进行振捣；

其中，P1为第一预设发泡数量，P2为第二预设发泡数量，P1＜P2。

具体而言，本实施例所述控制器通过将获取的发泡图形数量P与各预设发泡数量进行比对控制所述振动棒的振捣状态，发泡图形数量P不同时采取不同应对方式，并根据发泡图形数量P控制振动棒的振捣状态，进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率。

具体而言，本实施例所述振动棒在对所述第一振捣区振捣完成后，所述控制器控制所述伸缩柱收缩至原位，收缩完成后，所述控制器控制所述支杆复位至水平状态，所述支杆复位后，所述控制器控制所述振动棒对所述第二振捣区进行振捣。

具体而言，在对所述第二振捣区进行振捣时，所述控制器控制所述伸缩柱伸长至长度C3，设定C3＝K×sinB+Ci，并控制所述振动棒以频率Fi’进行振捣，在进行振捣时，所述控制器根据实时获取的所述发泡图像中的发泡图形数量P，控制所述振动棒的振捣状态。

具体而言，本实施例所述振动棒在对所述第二振捣区振捣完成后，所述控制器控制所述伸缩柱收缩至原位，收缩完成后，所述控制器控制所述振动棒对所述第三振捣区进行振捣。

具体而言，在对所述第三振捣区进行振捣时，所述控制器控制所述支杆逆时针旋转B角度，并控制所述伸缩柱伸长至长度Ci，并控制所述振动棒以频率Fi’进行振捣，在进行振捣时，所述控制器根据实时获取的所述发泡图像中的发泡图形数量P，控制所述振动棒的振捣状态。

具体而言，本实施例在对所述第二振捣区和第三振捣区进行振捣时，所述控制器通过以所述第一振捣区的振捣参数为基础控制振捣过程，可有效保证整个盾构管片模具中混凝土振捣的均匀性，从而进一步提高了对模具中混凝土的振捣效率。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盾构管片阵列式混凝土补振系统，其特征在于，包括，

振动机构，包括伸缩柱，其上方套设连接有伸缩筒，所述伸缩柱可沿所述伸缩筒内壁进行滑动，所述伸缩柱的底部与振动盘连接，所述振动盘的下方均匀设置有若干振动棒，所述振动棒用以对盾构管片模具内部混凝土进行振捣，所述振动盘的下表面中心位置设置有测距传感器，所述测距传感器用以检测振动盘与盾构管片模具中混凝土之间的距离；

限位机构，包括固定臂，其一端与第二滑轮连接，所述第二滑轮可沿所述固定臂轴向转动，所述第二滑轮的外表面一侧与支杆连接，所述第二滑轮可带动所述支杆共同转动；

检测机构，包括固定架，其设置在所述固定臂靠近所述振动盘的一侧，所述固定架上设置有摄像头，所述摄像头用以采集盾构管片模具中混凝土表面的发泡图像；

控制机构，包括控制箱，所述控制箱的上部设置有控制器，所述控制器用以控制所述系统的工作过程，所述控制器还用以输入管片模具参数；

在进行振捣时，所述控制器根据输入的管片弧长将所述盾构管片模具中的混凝土沿弧边平均划分为三个区域，并将三个相连区域按照从左到右的顺序分别定义为第一振捣区、第二振捣区和第三振捣区，所述控制器控制所述振动棒依次对第一振捣区、第二振捣区和第三振捣区进行振捣；

在对所述第一振捣区进行振捣时，所述控制器首先根据输入的管片弧度A控制所述支杆进行旋转，旋转完成后，所述控制器根据输入的管片厚度D控制所述伸缩柱进行伸长，伸长完成后，所述控制器根据所述伸缩柱的伸长长度控制所述振动棒的振捣频率，并根据输入的管片弧长G对振捣频率进行调节；在进行振捣时，所述控制器根据所述摄像头采集的发泡图像获取发泡图像中发泡图形的数量P，并根据发泡图形数量P控制所述振动棒的振捣状态；

在对所述第二振捣区和第三振捣区进行振捣时，所述控制器以所述第一振捣区的振捣参数为基础，控制所述伸缩柱的伸长长度、支杆的旋转角度和振动棒的振捣频率，并根据实时获取的发泡图像中的发泡图形数量P控制所述振动棒的振捣状态。

2.根据权利要求1所述的盾构管片阵列式混凝土补振系统，其特征在于，所述控制器在对所述第一振捣区进行振捣时，所述控制器根据输入的管片弧度A控制所述支杆的旋转角度B，设定B＝2/3×A×180°/π，所述控制器控制所述支杆沿顺时针方向旋转B角度，在所述支杆旋转完成后，所述控制器控制所述伸缩柱进行伸长，所述控制器将输入的管片厚度D与预设管片厚度D0进行比对，并根据比对结果控制所述伸缩柱的伸长长度，其中，

当D≤D0时，所述控制器控制所述伸缩柱伸长C1长度，设定C1＝H-D,式中，H为所述测距传感器检测得到的所述振动盘与盾构管片模具中混凝土之间的距离；

当D＞D0时，所述控制器控制所述伸缩柱伸长C2长度，设定C2＝H-0.3×S，式中，S为所述振动棒的长度。

3.根据权利要求2所述的盾构管片阵列式混凝土补振系统，其特征在于，所述伸缩柱伸长完成后，所述控制器将所述伸缩柱的伸长长度Ci与预设伸长长度C0进行比对，设定i＝1,2，并根据比对结果控制所述振动棒进行振捣，其中，

当Ci≤C0时，所述控制器将所述振动棒的振捣频率设置为F1，F1为预设值；

当Ci＞C0时，所述控制器将所述振动棒的振捣频率设置为F2，设定F2＝F1×[1+(Ci-C0)/C0]。

4.根据权利要求3所述的盾构管片阵列式混凝土补振系统，其特征在于，所述控制器在设置所述振动棒的振捣频率Fi时，设定i＝1,2，所述控制器将输入的管片弧长G与预设管片弧长G0进行比对，并根据比对结果选取对应的调节系数对振捣频率Fi进行调节，其中，

当所述控制器选取第j调节系数mj对Fi进行调节时，设定j＝1,2，调节后的振捣频率为Fi’，设定Fi’＝Fi×mj，其中，

当G≤G0时，所述控制器选取第一调节系数m1对Fi进行调节，并控制所述振动棒以调节后的振捣频率Fi’进行振捣，m1为预设值，1＜m1＜1.1；

当G＞G0时，所述控制器选取第二调节系数m2对Fi进行调节，并控制所述振动棒以调节后的振捣频率Fi’进行振捣，设定m2＝m1×[1+(G-G0)/G0]。

5.根据权利要求4所述的盾构管片阵列式混凝土补振系统，其特征在于，所述振动棒在进行振捣时，所述控制器实时获取所述摄像头采集的发泡图像，在获取发泡图像后，所述控制器根据纹理复杂度将获取的图像进行图形划分，划分后，所述控制器将与预设纹理复杂度M相同的图形作为目标图形，并获取各目标图形的面积N，并将获取的目标图形面积N与预设发泡图形面积N0进行比对，当N≤N0时，判定该目标图形为发泡图形。

6.根据权利要求5所述的盾构管片阵列式混凝土补振系统，其特征在于，所述控制器获取所述发泡图像中发泡图形的数量P，并将获取的发泡图形数量P与各预设发泡数量进行比对，并根据比对结果控制所述振动棒的振捣状态，其中，

当P≤P1时，所述控制器判定振捣完成，并控制所述振动棒停止振捣；

当P1＜P≤P2时，所述控制器选取修正系数g对振捣频率Fi’进行修正，修正后的振捣频率为Fi”，设定Fi”＝Fi’×g，0.8＜g＜1，并控制所述振动棒以修正后的振捣频率Fi”进行振捣；

当P2＜P时，所述控制器控制所述振动棒继续以振捣频率Fi’进行振捣；

其中，P1为第一预设发泡数量，P2为第二预设发泡数量，P1＜P2。

7.根据权利要求6所述的盾构管片阵列式混凝土补振系统，其特征在于，在对所述第二振捣区进行振捣时，所述控制器控制所述伸缩柱伸长至长度C3，设定C3＝K×sinB+Ci，并控制所述振动棒以频率Fi’进行振捣，在进行振捣时，所述控制器根据实时获取的所述发泡图像中的发泡图形数量P，控制所述振动棒的振捣状态。

8.根据权利要求7所述的盾构管片阵列式混凝土补振系统，其特征在于，在对所述第三振捣区进行振捣时，所述控制器控制所述支杆逆时针旋转B角度，并控制所述伸缩柱伸长至长度Ci，并控制所述振动棒以频率Fi’进行振捣，在进行振捣时，所述控制器根据实时获取的所述发泡图像中的发泡图形数量P，控制所述振动棒的振捣状态。

9.根据权利要求1所述的盾构管片阵列式混凝土补振系统，其特征在于，所述伸缩柱的一侧设置有振动箱，所述振动箱的底面与所述振动盘的上表面连接，所述振动箱用以带动所述振动棒进行振捣，所述振动箱的上方设置有防护罩，所述防护罩用以对所述振动箱进行防护，所述防护罩的上表面设置有连接部；

所述连接部包括倒扣，所述倒扣的下表面与所述防护罩的上表面连接，所述倒扣的一侧设有开口，所述倒扣远离所述开口的一侧设有固定块。

10.根据权利要求1所述的盾构管片阵列式混凝土补振系统，其特征在于，所述支杆远离所述第二滑轮的一端与第一滑轮连接，所述第一滑轮可沿轴向转动，所述第一滑轮的外表面缠绕有伸缩绳，所述伸缩绳为内部中空结构，所述伸缩绳用以保护穿设于其内部的线路，通过转动所述第一滑轮可使所述伸缩绳沿所述第一滑轮的外表面缠绕或放松，所述伸缩绳远离所述第一滑轮的一端通过所述倒扣的开口延伸至所述倒扣内，以防止所述防护罩脱落；

所述控制箱的下部设有检查门，所述检查门的一端通过合页与所述控制箱连接，所述检查门外侧设有把手，所述把手用以控制所述检查门的开合，所述把手的一侧设置有侧板，所述控制箱的下方设置有底座，所述底座用以承载所述控制箱，所述底座的一侧贯穿设置有若干螺栓，所述螺栓用以锁定所述控制箱的相对位置。

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