CN219259375U - 一种智能管片吊装运输机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隧道与地下工程装备的技术领域，尤其是公开了一种智能管片吊装运输机，包括吊装横梁，吊装横梁上设置有旋转吊装机构和能够对管片上的吊装孔进行识别定位的视觉定位系统，旋转吊装机构包括设置在吊装横梁上的旋转接头，旋转接头与设置在吊装横梁上的旋转驱动件相连接，旋转接头上设有与吊装孔连接的吊装螺栓，吊装螺栓上开设有螺纹孔，旋转接头插入螺纹孔并与之螺纹连接。本实用新型可实现对管片上吊装孔的识别吊装，减少了人工校准吊装孔的步骤，降低了人力投入，提高作业效率。

Description

一种智能管片吊装运输机

技术领域

本实用新型涉及隧道与地下工程装备的技术领域，尤其是指一种智能管片吊装运输机。

背景技术

盾构法施工是指使用盾构机在地下进行开挖前行，并在机内拼装钢筋混凝土管片作为衬砌支护的隧道暗挖施工法。盾构施工的主要原理就是尽可能在不扰动围岩的前提下完成施工，从而最大限度地减少对地面建筑物及地基内埋设物的影响。

目前盾构施工过程中，管片吊装过程中需要人工校准吊装位置、运输过程中管片抖动等需人工进行干预等问题，导致管片吊装运输机存在智能化水平不足、作业效率较低、吊装运输过程存在安全隐患等问题。

实用新型内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种智能管片吊装运输机，可实现对管片吊装孔的识别吊装，减少了人工校准吊装孔的步骤，降低了人力投入，提高作业效率。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种智能管片吊装运输机，包括吊装横梁，吊装横梁上设置有旋转吊装机构和能够对管片上的吊装孔进行识别定位的视觉定位系统，旋转吊装机构包括设置在吊装横梁上的旋转接头，旋转接头与设置在吊装横梁上的旋转驱动件相连接，旋转接头上设有与吊装孔连接的吊装螺栓，吊装螺栓上开设有螺纹孔，旋转接头插入螺纹孔并与之螺纹连接。

进一步的，所述视觉定位系统包括设置在吊装横梁上的图像数据采集器，图像数据采集器与控制终端相连接。

进一步的，所述图像数据采集器为CCD相机。

进一步的，所述旋转驱动件为电机或液压马达。

进一步的，所述吊装螺栓的螺帽为半球形结构，所述螺纹孔开设在吊装螺栓的螺帽上，螺纹孔与吊装螺栓同轴设置。

进一步的，所述吊装横梁通过牵引连接件与移动装置连接。

进一步的，所述牵引连接件是移动装置上能够进行收卷或释放的吊绳或链条，吊装横梁设置在两个牵引连接件之间。

进一步的，所述移动装置配置有用于控制其进行加减速的PLC控制器。

进一步的，所述吊装横梁上设有红外感应器。

进一步的，所述红外感应器设有两个，两个红外感应器分别安装在吊装横梁的两端。

本实用新型的有益技术效果在于，移动装置通过牵引连接件能够实现对吊装横梁的移动，吊装横梁上的旋转接头通过吊装螺栓的能够实现对管片连接和起吊，通过吊装横梁上的图像数据采集器，能够对管片上的吊装孔进行定位识别，进而减少了人工校准吊装孔的步骤，降低了人力投入，提高了吊装的效率；

同时，通过移动装置的PLC控制器，更便于工作人员调节吊装横梁在盾构内的管片输送轨道上的移动速度，进而能够减轻管片吊运过程中因摇摆、抖动而带来的不利影响，提高管片吊运的平稳性；

另外，若红外感应器感应到移动方向有人员存在，可通过控制终端对移动装置进行紧急制动，尽量减少碰撞损害的发生，提高管片吊运的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中视觉定位系统程序框图；

图3为本实用新型吊装行进示意图。

图中，1、吊装横梁；2、旋转接头；3、吊装螺栓；4、吊装孔；5、管片；6、红外感应器；7、图像数据采集器；8、移动装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1、图3所示，一种智能管片吊装运输机，包括吊装横梁1。吊装横梁1通过现有的移动装置8和牵引连接件(图中未示出)活动设置在盾构顶部的管片吊装轨道上。

移动装置8为现有的、通过电机带动并且具有一定承载能力的装置。移动装置8能够在其电机的带动下沿管片5的吊装轨道移动。例如，移动装置8可优选为电动葫芦或吊装小车。用于驱动移动装置8移动的电机是通过PLC控制器控制的步进电机，工作人员可以通过PLC控制器实现对移动装置8的实时加速和减速，以消除或减缓吊装横梁1移动过程的抖动。

牵引连接件是移动装置8上能够进行收卷或释放的吊绳或链条。例如，当移动装置8为电动葫芦时，牵引连接件即为电动葫芦的吊绳。吊装横梁1固定在两个牵引连接件之间。

工作人员通过外部终端，如电脑等设备向PLC控制器发送PLC控制程序，进而能够控制移动装置8的运行，进而控制吊装横梁1在盾构的管片吊装轨道上的移动。

吊装横梁1上设置有旋转吊装机构，旋转吊装机构包括设置在吊装横梁1上的旋转接头2，旋转接头2通过设置在吊装横梁1上的旋转驱动件实现转动。具体的，旋转驱动件优选为电机或液压马达。当旋转驱动件为伺服电机时，旋转驱动件安装在吊装横梁1的下方，旋转驱动件的输出轴，即伺服电机的输出轴朝向吊装横梁1的下方，旋转接头2固定连接在旋转驱动件的输出轴底端。

旋转驱动件优选为伺服电机时，更便于人们控制转向和转速，使得工作人员能够通过控制旋转驱动件的运行来控制旋转接头2的转动方向，便于后续吊运管片5的正常进行。

旋转接头2底部设有用于与管片5上的吊装孔4连接的吊装螺栓3。吊装螺栓3是与管片5上的吊装孔4相匹配的螺栓，吊装螺栓3的螺帽为半球型结构。吊装螺栓3的螺帽上开设有与吊装螺栓3同轴设置的螺纹孔。旋转接头2远离转运电机的一端插入螺纹孔并与之螺纹连接。

另外，旋转接头2上可以设置备用抓钩，吊装螺栓3的螺帽设计成半球型，便于抓钩能卡固吊装螺栓3，能够加强吊装螺栓3与旋转接头2之间的连接关系，避免吊装螺栓3脱离旋转接头2。

参照图1和图2，吊装横梁1上设有能够对管片5上的吊装孔4进行识别定位的视觉定位系统，视觉定位系统包括设置在吊装横梁1上的图像数据采集器7，图像数据采集器7在吊装横梁1上安装在转向电机的一侧。图像数据采集器7优选为CCD相机，图像数据采集器7与设置在盾构控制室的控制终端电连接，控制终端优选为电脑计算机等终端设备。

吊装横梁1在移动过程中，CCD相机能够实时采集图像数据并将数据传送至控制终端，控制终端对采集到的图像作灰度化处理，形成灰度图像。之后通过分割算法将灰度图像分割并对吊装孔4做定位处理，依据算法，控制移动装置8的移动和旋转驱动件的运行，进而实现吊装横梁1的移动和旋转接头2的转动。

当位于吊装横梁1下方的旋转接头2移动至管片5上吊装孔4的位置后，开始准备起吊，起吊前需要控制移动装置8上的牵引连接件下放吊装横梁1，使吊装横梁1上的旋转接头2带动吊装螺栓3对准并抵在管片5上的吊装孔4，之后控制旋转驱动件带动吊装螺栓3旋入吊装孔4，实现旋转接头2与管片5之间的连接，之后移动装置8收卷牵引连接件，进而吊起管片5，完成起吊。整个起吊过程依靠算法实现对吊装孔4的视觉自动定位和校准逻辑。

在进行管片5的卸载时，当移动装置8带动吊装横梁1移动至指定位置后，移动装置8释放牵引连接件，使管片5下落至指定位置，之后旋转接头2反向旋转将吊装螺栓3从管片5的吊装孔4内拧出，完成卸载，进入下次起吊准备阶段。

本实施例中，图像数据采集器7能够对管片5上的吊装孔4进行定位识别，进而减少了人工校准吊装孔4的步骤，降低了人力投入，提高了吊装的效率。

另外，管片5在被吊起行走的阶段，由于惯性的存在会使管片5产生摇摆，如图3所示。本实施例中，控制移动装置8行进的电机配置PLC控制程序，通过程序算法控制动力驱动装置的运行进而控制吊装横梁1的行进速度，实时进行加速和减速，以实现消除阶跃，主动克服行走过程中管片5摇摆问题。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上作出的进一步改进。

参照图1，本实施例中，吊装横梁1上设有与控制终端电连接的红外感应器6。红外感应器6设有两个，两个红外感应器6分别安装在吊装横梁1的两端。吊装横梁1在移动装置8的带动下移动的过程中，位于吊装横梁1两端的红外感应器6能够感应到吊装横梁1行进方向的工作人员。

本实施例在行进方向移动时，若红外感应器6感应到移动方向有人员存在，可通过控制终端对移动装置8进行紧急制动，避免碰撞损害发生，提高安全性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能管片吊装运输机，包括吊装横梁(1)，其特征在于：吊装横梁(1)上设置有旋转吊装机构和能够对管片(5)上的吊装孔(4)进行识别定位的视觉定位系统，旋转吊装机构包括设置在吊装横梁(1)上的旋转接头(2)，旋转接头(2)与设置在吊装横梁(1)上的旋转驱动件相连接，旋转接头(2)上设有与吊装孔(4)连接的吊装螺栓(3)，吊装螺栓(3)上开设有螺纹孔，旋转接头(2)插入螺纹孔并与之螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能管片吊装运输机，其特征在于：所述视觉定位系统包括设置在吊装横梁(1)上的图像数据采集器(7)，图像数据采集器(7)与控制终端相连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能管片吊装运输机，其特征在于：所述图像数据采集器(7)为CCD相机。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种智能管片吊装运输机，其特征在于：所述旋转驱动件为电机或液压马达。

5.根据权利要求4所述的一种智能管片吊装运输机，其特征在于：所述吊装螺栓(3)的螺帽为半球形结构，所述螺纹孔开设在吊装螺栓(3)的螺帽上，螺纹孔与吊装螺栓(3)同轴设置。

6.根据权利要求1-3和5任一项所述的一种智能管片吊装运输机，其特征在于：所述吊装横梁(1)通过牵引连接件与移动装置(8)连接。

7.根据权利要求6所述的一种智能管片吊装运输机，其特征在于：所述牵引连接件是移动装置(8)上能够进行收卷或释放的吊绳或链条，吊装横梁(1)设置在两个牵引连接件之间。

8.根据权利要求7所述的一种智能管片吊装运输机，其特征在于：所述移动装置(8)配置有用于控制其进行加减速的PLC控制器。

9.根据权利要求1-3、5、7和8任一项所述的一种智能管片吊装运输机，其特征在于：所述吊装横梁(1)上设有红外感应器(6)。

10.根据权利要求9所述的一种智能管片吊装运输机，其特征在于：所述红外感应器(6)设有两个，两个红外感应器(6)分别安装在吊装横梁(1)的两端。

Images