ES2921400T3 - Procedimiento y dispositivo para la disposición automatizada de segmentos de apuntalamiento de túnel - Google Patents

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Abstract

La invención se relaciona con un dispositivo para la instalación automatizada de al menos un segmento de revestimiento de túnel de un anillo de revestimiento de túnel, dicho dispositivo que se acopla con una máquina de túneles, - Tener un manipulador con al menos una herramienta para recibir, mantener y colocar al menos un segmento de revestimiento de túnel, y con al menos un actuador para mover la herramienta al menos una herramienta, al menos una herramienta móvil por medio de al menos uno Actuador en la dirección radial, tangencial y/o axial en relación con el eje de la máquina de la máquina de túneles en el espacio de la sección del túnel creada por la máquina de túneles, - Tener al menos un sensor de posición de herramienta, que se proporciona en el manipulador y/o la herramienta, para detectar la posición real respectiva y la ubicación real de la herramienta en el espacio de la sección del túnel, - tener al menos un sensor de segmento de revestimiento de túnel, que se proporciona en el manipulador y/o la herramienta, con el cual se puede detectar una posición real y/o ubicación real de al menos una sección de al menos un segmento de revestimiento de túnel ya dispuesto, y/// o con el cual se puede detectar una posición real y/o ubicación real del segmento de revestimiento del túnel que se puede colocar, - Tener un controlador, que accede a los datos de instalación de los segmentos de revestimiento del túnel y que accede a los datos de medición del al menos un sensor de posición de herramienta y al al menos un sensor de segmento de revestimiento de túnel, y con el que el al menos un actuador y el al menos uno La herramienta se puede controlar sobre la base de los datos de instalación y los datos de medición para mover la herramienta de la posición de recepción a la posición de colocación de objetivos del segmento de revestimiento de túnel respectivo y orientarse a la misma en la posición de colocación real y organizar la misma contra la Al menos un segmento de revestimiento de túnel ya colocado del anillo de revestimiento del túnel, en el que se proporcionan al menos dos sensores de segmento de revestimiento de túnel, y en el que el sensor de segmento de revestimiento del túnel es una cámara de tiempo de vuelo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento y dispositivo para la disposición automatizada de segmentos de apuntalamiento de túnel
La invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para la instalación automatizada de al menos un segmento de apuntalamiento de túnel de un anillo de apuntalamiento de túnel para el apuntalamiento de una sección de túnel recorrida por una máquina tuneladora, que se puede acoplar a la máquina tuneladora, y a un procedimiento para la instalación automatizada de al menos un segmento de apuntalamiento de túnel de un anillo de apuntalamiento de túnel.
Al recorrer un túnel con una máquina tuneladora se utilizan, entre otras cosas, anillos de segmentos de hormigón armado (tubing) como apuntalamiento del túnel. Estos se colocan, por ejemplo, debajo de un escudo de la máquina tuneladora o directamente en la pared de túnel por medio de un erector. Para ello, el erector prevé, por ejemplo, un manipulador que se puede desplazar axial, radial y tangencialmente con respecto a la base del erector.
Tales manipuladores se conocen, por ejemplo, por la robótica. A este respecto, representan, por ejemplo, la parte móvil del robot y permiten una interacción física con el entorno o con objetos en el entorno. A este respecto, mediante el manipulador se llevan a cabo trabajos o tareas, por ejemplo, a través de herramientas especiales. Las herramientas se posicionan acto seguido en el espacio a través de actuadores. Además, a este respecto se llevan a cabo mediciones que permiten el posicionamiento o el mecanizado y/o recogen datos para la evaluación. A este respecto, el manipulador presenta, por ejemplo, componentes portantes que están conectados entre sí de forma móvil a través de los actuadores.
Para la colocación del al menos un segmento de apuntalamiento de túnel está dispuesta aquí en el manipulador una herramienta de recepción. En este caso se puede tratar, por ejemplo, de herramientas de agarre y/o herramientas de aspiración. La herramienta o el manipulador mismo se mueven a través de actuadores. A este respecto, las herramientas de agarre agarran, por ejemplo, un pin fijado en el segmento de apuntalamiento de túnel. Las herramientas de aspiración aspiran de nuevo, por ejemplo, directamente el segmento de apuntalamiento de túnel. Los segmentos de apuntalamiento de túnel se alimentan a través de una unidad de alimentación (alimentador de segmentos) en un orden definido a un lugar de recepción. En el lugar de recepción, el segmento de apuntalamiento de túnel se recibe por la herramienta del manipulador, se levanta y mueve al respectivo lugar de colocación. Para ello están previstos actuadores que posibilitan los correspondientes movimientos rotativos, lineales y/o basculantes de la herramienta.
Hasta ahora, los movimientos del manipulador o de su herramienta se controlan por un conductor de erector. A este respecto, los actuadores individuales del erector o del manipulador, preferiblemente controlados a distancia, se excitan a través de elementos de control correspondientes. En este caso se trata de una actividad peligrosa, ya que el conductor de erector se debe situar en la zona del erector para poder colocar los segmentos de apuntalamiento de túneles a la vista. Además, el movimiento del erector/manipulador se realiza de forma estrangulada a la velocidad de movimiento debido a sus muchos grados de libertad y diferentes actuadores y la precisión necesaria en la colocación de los segmentos de apuntalamiento de túneles para poder llevar a cabo de forma segura el proceso de recepción, movimiento y colocación en su complejidad, posiblemente con el apoyo de otras personas in situ.
El erector es un tipo de grúa especial, cuya herramienta se puede desplazar, por ejemplo, hidráulicamente a través de ejes en la dirección radial, tangencial y axial con respecto al eje de máquina de la máquina tuneladora. El propio eje radial puede estar realizado por motivos de diseño, por ejemplo, como unidad telescópica o a través de una dirección paralela. Para la recepción de los segmentos de apuntalamiento de túnel, en el manipulador está colocada la herramienta, también llamado cabezal de erector. El cabezal de erector presenta un mecanismo de recepción para poder elevar y mover el segmento de apuntalamiento de túnel respectivo. Para la orientación fina, la ubicación del cabezal de erector se puede mover alrededor de, por ejemplo, ejes de giro accionados hidráulicamente en forma de rodadura, cabeceo y guiñada. En general, los actuadores mueven la herramienta en relación con el eje de la máquina tuneladora. A este respecto, la herramienta se mueve, por ejemplo, axialmente a lo largo del eje de la máquina, radialmente partiendo del eje de la máquina y girando alrededor del eje de la máquina (rodadura). Otros movimientos de giro también se pueden realizar, por ejemplo, alrededor de los ejes radialmente al eje de la máquina de la máquina tuneladora (guiñada y cabeceo).
Un anillo de apuntalamiento de túnel se compone de varios segmentos de apuntalamiento de túnel. El número de segmentos es variable dependiendo de la estructura de anillo. La posición tangencial de los segmentos individuales en el anillo está predeterminada dependiendo de la estructura del apuntalamiento de túnel. Según el tipo de construcción, un anillo se puede componer de segmentos rectos en los que las juntas longitudinales están perpendiculares a las juntas anulares o de una combinación, por ejemplo, de segmentos de apuntalamiento de túnel trapezoidales, semi-trapezoidales, rectos y/u otras formas. Mediante unas medidas de longitud axiales mínimamente diferentes de los segmentos se implementan curvas de túnel mediante un tendido girado entre sí.
En los segmentos en sus superficies de contacto en las juntas longitudinales y/o en las juntas anulares pueden estar previstas aberturas para ayudas de montaje, denominados tacos. Los tacos se insertan correspondientemente en las aberturas previstas para ello en el segmento de apuntalamiento de túnel. Si el segmento ha llegado a la posición de colocación correspondiente, las ayudas de montaje se introducen en las aberturas previstas para ello de los segmentos ya colocados. Para ello, el conductor de erector efectúa un ajuste fino de la orientación de la herramienta para introducir las ayudas de montaje de forma correspondiente. A continuación de ello, el segmento se coloca luego de forma correspondiente.
Después de perforar una carrera de la máquina tuneladora (por ejemplo, 1,2 m), se inicia el apuntalamiento. Para ello, por el erector se recibe el primer segmento de apuntalamiento de túnel del alimentador de segmentos. Al mismo tiempo, las prensas de avance de la máquina tuneladora situadas en la zona de la colocación de consigna del segmento de apuntalamiento de túnel se retraen para hacer que la zona del segmento de apuntalamiento de túnel a colocar sea apuntalable. Después de que se ha colocado el segmento de apuntalamiento de túnel, las prensas de avance se extienden de nuevo para apretar el segmento de apuntalamiento de túnel en el anillo de apuntalamiento anterior en una posición final. A este respecto, también se comprimen las juntas de borde de los segmentos de apuntalamiento de túnel a la medida necesaria. A continuación se afloja la herramienta del erector y se retrae a la posición de recepción para recibir el siguiente segmento de apuntalamiento de túnel. Al mismo tiempo, las prensas de avance correspondientes se retraen y el proceso se repite hasta que se ha colocado el anillo completo. Con la incorporación de la piedra angular en el anillo de apuntalamiento de túnel también se comprimen las juntas en las juntas longitudinales, se cierra el anillo y los segmentos de apuntalamiento de túnel se llevan a su posición final, posición eventualmente mediante apriete final de los segmentos de apuntalamiento de túnel a través de las prensas de avance. Después de finalizar el apuntalamiento se prensa entonces en un instante posterior un espacio anular entre la pared de túnel y el anillo de apuntalamiento terminado, por ejemplo, con mortero.
Como ya se ha explicado, dado que se trata de una actividad peligrosa y agotadora que al mismo tiempo, debido a la complejidad de las posibilidades de movimiento, se debe llevar a cabo a una velocidad reducida, ya desde hace tiempo existe la aspiración de automatizar el proceso de colocación de los segmentos de apuntalamiento de túnel para erigir el anillo de apuntalamiento de túnel. Para ello ya se conocen varios enfoques del estado de la técnica, véanse entre otros los documentos FR2745327A1, CN104747213A, JPH08-296400A, WO2018065726A1, US20190234214A1, AT409161B,JP2019085782A.
El documento AT409161B da a conocer, por ejemplo, un procedimiento para la construcción de instalaciones de túnel, que se compone de las etapas: - creación de una cavidad mediante una máquina de avance; - revestimiento de la cavidad mediante la colocación de segmentos de tubing por medio de un erector, donde el control del erector se lleva a cabo con la ayuda de un dispositivo de control; - conexión de los segmentos de tubing recién colocados con los segmentos de tubing ya colocados mediante elementos de conexión, tal como, por ejemplo, tacos o pernos, donde la posición respectiva del erector se detecta metrológicamente durante la inserción de los segmentos de tubing y se almacena de forma técnica de datos. Un aumento de la eficiencia se consigue porque se automatizan al menos zonas parciales del apuntalamiento, donde a través de sensores se determina la ubicación de los segmentos de tubing a colocar con respecto a segmentos de tubing ya colocados, y porque se controla el erector sobre la base de los valores determinados por los sensores, donde se detectan adicionalmente datos de posición.
Dado que los segmentos de apuntalamiento de túnel están sujetos a tolerancias de fabricación y también la pared de túnel recorrida contra la que se colocan los segmentos de apuntalamiento de túnel está sujeta a tolerancias dimensionales, es necesario que se detecte la ubicación exacta de los segmentos de apuntalamiento de túnel o de los anillos de apuntalamiento de túnel completos ya colocados realmente en el espacio recorrido. Además, es necesario adaptar y orientar la colocación de consigna del respectivo segmento de apuntalamiento de túnel con vistas a los segmentos realmente ya dispuestos durante la colocación. Para ello, por el estado de la técnica se conoce, por ejemplo, el uso de cámaras CCD, sensores de contacto, perfilómetros láser, radar y ultrasonidos. Estos son parcialmente muy inexactos debido a las condiciones ambientales al avanzar la máquina tuneladora, como la humedad, polvo, suciedad, componentes de montaje en el entorno, etc.
El documento JP2019085782A también da a conocer el uso de una cámara de tiempo de vuelo para medir la distancia en una máquina de apuntalamiento de túnel que está montada firmemente en la máquina de apuntalamiento de túnel. Esta sirve para medir la zona libre entre la máquina y los segmentos de túnel ya montados.
Por lo tanto, el objetivo de la invención es llevar a cabo una mejora de la detección para la instalación automatizado de los segmentos de apuntalamiento de túnel.
Con vistas al dispositivo según la invención, el objetivo se logra mediante la combinación de características de la reivindicación 1. Otras formas de realización ventajosas se definen mediante las reivindicaciones dependientes. Además, el objetivo según la invención con vistas al procedimiento se resuelve mediante la combinación de características de la reivindicación 10. Otras formas de realización ventajosas se definen mediante las reivindicaciones dependientes.
El dispositivo según la invención para la instalación automatizada de al menos un segmento de apuntalamiento de túnel de un anillo de apuntalamiento de túnel para el apuntalamiento de una sección de túnel recorrida por una máquina tuneladora, que se puede acoplar con la máquina tuneladora, no presenta de forma concluyente las siguientes características:
• un manipulador con al menos una herramienta para recibir, mantener y colocar el al menos un segmento de apuntalamiento de túnel, y con al menos un actuador para mover la al menos una herramienta, donde la al menos una herramienta se puede desplazar por medio del al menos un actuador en la dirección radial, tangencial y/o axial con respecto al eje de máquina de la máquina tuneladora en el espacio de la sección de túnel erigida por la máquina tuneladora,
- al menos un sensor de posición de herramienta, que está previsto en el manipulador y/o herramienta, para detectar la respectiva posición real y ubicación real de la herramienta en el espacio de la sección del túnel,
- al menos un sensor de segmento de apuntalamiento de túnel, que está previsto en el manipulador y/o herramienta, con el que se puede detectar una posición real y/o ubicación real de al menos una sección de al menos un segmento de apuntalamiento de túnel ya dispuesto, y/o con el que se puede detectar una posición real y/o ubicación real del segmento de apuntalamiento de túnel a colocar respectivamente,
- al menos un control que accede a los datos de instalación de los segmentos de apuntalamiento de túnel, y que accede a los datos de medición del al menos un sensor de posición de herramienta y del al menos un sensor de segmento de apuntalamiento de túnel, y con el que, sobre la base de los datos de instalación y datos de medición, el al menos un actuador y la al menos una herramienta se pueden controlar para mover la herramienta desde la posición de recepción a la posición de colocación de consigna del respectivo segmento de apuntalamiento de túnel, orientarla a la posición de colocación real y disponer el segmento de apuntalamiento de túnel contra al menos un segmento de apuntalamiento de túnel ya colocado de un anillo de apuntalamiento de túnel,
- donde están previstos al menos dos sensores de segmento de apuntalamiento de túnel, y donde el sensor de segmento de apuntalamiento de túnel es una cámara de tiempo de vuelo.
Las cámaras de tiempo de vuelo son sistemas de cámaras 3D que miden distancias utilizando el procedimiento de tiempo de ejecución. Para ello, la escena se ilumina por medio de un pulso de luz y la cámara mide el tiempo que tarda la luz en llegar al objeto y volver a él para cada punto de la imagen. El tiempo necesario es directamente proporcional a la distancia. Por lo tanto, la cámara proporciona la distancia del objeto reproducido aquí para cada punto de la imagen. A este respecto, es ventajoso que toda una escena se grabe una vez y no se tenga que registrar. Contrariamente a todas las expectativas con vistas a las denominadas cámaras de tiempo de vuelo, que según el conocimiento experto son especialmente adecuadas para el uso a largas distancias, se ha mostrado que con estos sensores es posible de manera especialmente sencilla la determinación exacta de los segmentos o anillos de apuntalamiento ya colocados. Además, se puede determinar de forma especialmente exacta la ubicación y distancia u orientación de los segmentos de apuntalamiento de túnel a colocar en relación con los segmentos de apuntalamiento de túnel ya colocados, en este caso se detectan en particular las distancias de junta. De este modo se hace posible de manera sencilla para el control efectuar las correcciones correspondientes y colocar los segmentos con la exactitud correspondiente. También es posible detectar aquí de forma tridimensional, a diferencia de los perfilómetros láser u otros sensores.
A este respecto, es ventajoso que al menos una herramienta sea un elemento de recepción. De este modo, el segmento respectivo se puede agarrar y mover fácilmente.
Además, es ventajoso que el al menos un sensor de posición de herramienta sea un cilindro de medición de recorrido, encoder de ángulo de giro, sensor de ubicación, inclinómetro y/o transductor de recorrido. Además, es ventajoso que los datos sean un plan de tendido de los segmentos de apuntalamiento de túnel a colocar, un plan de entrega de los segmentos de apuntalamiento de túnel a colocar, una posición de un lugar de recepción para recibir el segmento de apuntalamiento de túnel a colocar respectivamente, una posición de colocación de consigna del segmento de apuntalamiento de túnel a colocar respectivamente, y/o información sobre el tipo, así como propiedades físicas tales como, por ejemplo, peso y dimensiones del respectivo segmento de apuntalamiento de túnel a colocar. De este modo es posible de manera sencilla que el control reciba todos los datos relevantes para la determinación de las excitaciones necesarias de los actuadores para mover el segmento de apuntalamiento de túnel desde el punto de recepción hasta la colocación real.
Otra enseñanza prevé que una interfaz hombre-máquina esté conectada al control. De este modo, el procedimiento automático se puede ampliar de manera sencilla con instrucciones de control manuales.
Otra enseñanza prevé que esté previsto al menos un sensor de segmento de apuntalamiento de túnel adicional, preferiblemente como cámara de tiempo de vuelo o cámara 2D. A este respecto, es ventajoso que el sensor de segmento de apuntalamiento de túnel adicional esté previsto en la zona de los sensores de segmento de apuntalamiento de túnel o en la zona de la herramienta. Las señales detectadas con ello se evalúan entonces preferiblemente, por ejemplo, por el control por medio de procesamiento de imágenes. Además, es ventajoso superponer y/o combinar los datos de los dos sensores de segmento de apuntalamiento de túnel con los datos del otro sensor de segmento de apuntalamiento de túnel. De este modo, por ejemplo, al alcanzar la posición de consigna se pueden reconocer de manera sencilla los obstáculos. Además, de este modo se puede apoyar la detección de bordes de los segmentos de apuntalamiento de túnel y la medición de intersticios entre los segmentos de apuntalamiento de túnel y entre los segmentos de apuntalamiento de túnel y la pared del orificio de túnel, por ejemplo, en tanto que se puede lograr una redundancia de seguridad o un procesamiento más rápido.
Además, también se puede lograr de manera sencilla una medición del "aire de cola de escudo", la distancia entre el lado exterior de los segmentos de apuntalamiento de túnel y la pared del orificio del túnel recorriendo la zona.
Otra enseñanza de la invención prevé que el control esté conectado a un control de la máquina tuneladora. En este caso, es ventajoso que con el control del dispositivo a través del control de la máquina tuneladora se puedan excitar las funciones de la máquina tuneladora. De este modo, los elementos de la máquina tuneladora, que se deben accionar para la instalación automatizada de los segmentos de apuntalamiento de túnel, se pueden controlar automáticamente con un control de manera sencilla.
Otra enseñanza de la invención prevé que las prensas de avance de la máquina tuneladora se pueden excitar por el control de forma retráctil y desplegable, de modo que estas se pueden apretar contra segmentos de apuntalamiento de túnel colocados. Por lo tanto, se puede lograr una retención de los segmentos de apuntalamiento de túnel después de la colocación de manera fácil y segura a través del control.
Una enseñanza adicional de la invención prevé que una unidad de alimentación (alimentador de segmentos) para la alimentación del segmento de apuntalamiento de túnel a un lugar de recepción para la recepción a través de la herramienta se pueda excitar por el control, de modo que el segmento de apuntalamiento de túnel se puede proporcionar a través del control. De este modo se puede lograr de manera sencilla la alimentación de los segmentos de apuntalamiento de túneles en función de la colocación de los mismos.
Otra enseñanza de la invención prevé que un sensor de la cámara de tiempo de vuelo tome una imagen 2D.
El procedimiento según la invención para la instalación automatizada de al menos un segmento de apuntalamiento de túnel de un anillo de apuntalamiento de túnel para el apuntalamiento de una sección de túnel recorrida por una máquina tuneladora con un dispositivo, como se describió anteriormente, en el que está previsto un manipulador equipado con al menos una herramienta para recoger, mantener y colocar el al menos un segmento de apuntalamiento de túnel, y que está previsto en una máquina tuneladora, no presenta de manera concluyente las siguientes características, - donde la al menos una herramienta con al menos un actuador se mueve en la dirección radial, tangencial y/o axial con respecto al eje de máquina de la máquina tuneladora en el espacio de la sección de túnel erigida por la máquina tuneladora,
- donde con al menos un sensor de posición de herramienta, que está previsto en el manipulador y/o herramienta, se detecta un posición real y ubicación real de la herramienta en el espacio de la sección del túnel,
- donde con al menos un sensor de segmento de apuntalamiento de túnel, que está previsto en el manipulador y/o herramienta, se detecta una posición real y/o ubicación real de al menos una sección de al menos un segmento de apuntalamiento de túnel ya dispuesto, y/o donde con al menos un sensor de segmento de apuntalamiento de túnel se detecta una posición real y/o ubicación real del segmento de apuntalamiento de túnel a colocar respectivamente, - donde se proporciona al menos un control que accede a los datos de instalación de los segmentos de apuntalamiento de túnel, así como a los datos de medición del al menos un sensor de posición de herramienta y del al menos un sensor de apuntalamiento de túnel,
- donde el al menos un control, sobre la base de los datos de instalación y datos de medición, controla el al menos un actuador y la al menos una herramienta, de modo que la herramienta se mueve con el segmento de apuntalamiento de túnel desde su respectiva posición de recepción hasta su respectiva posición de colocación de consigna, y el segmento de apuntalamiento de túnel se orienta en la posición de colocación real sobre la base de los datos de medición del sensor de segmento de apuntalamiento de túnel y se dispone contra al menos un segmento de apuntalamiento de túnel ya colocado de un anillo de apuntalamiento de túnel,
- donde se proporcionan al menos dos sensores de segmento de apuntalamiento de túnel, y donde el sensor de segmento de apuntalamiento de túnel es una cámara de tiempo de vuelo.
Otra enseñanza prevé que la al menos una herramienta sea un elemento de recepción. De este modo, el segmento respectivo se puede agarrar y mover fácilmente.
A este respecto, es ventajoso que el al menos un sensor de posición de herramienta sea un cilindro de medición de recorrido, encoder de ángulo de giro, sensor de ubicación, inclinómetro y/o transductor de recorrido. Además, es ventajoso que los datos sean un plan de tendido de los segmentos de apuntalamiento de túnel a colocar, un plan de entrega de los segmentos de apuntalamiento de túnel a colocar, una posición de un lugar de recepción para recibir el segmento de apuntalamiento de túnel a colocar respectivamente, una posición de colocación de consigna del segmento de apuntalamiento de túnel a colocar respectivamente, y/o información sobre el tipo, así como propiedades físicas tales como, por ejemplo, peso y dimensiones del respectivo segmento de apuntalamiento de túnel a colocar. De este modo es posible de manera sencilla que el control reciba todos los datos relevantes para la determinación de las excitaciones necesarias de los actuadores para mover el segmento de apuntalamiento de túnel desde el punto de recepción hasta la colocación real.
Además, es ventajoso que una interfaz hombre-máquina esté conectada al control. De este modo, el procedimiento automático se puede ampliar de manera sencilla con instrucciones de control manuales.
Además, es ventajoso que se prevea al menos un sensor de segmento de apuntalamiento de túnel adicional, preferiblemente como cámara de tiempo de vuelo o cámara 2D. Las señales detectadas con ello se evalúan entonces preferiblemente, por ejemplo, por el control por medio de procesamiento de imágenes. A este respecto, es ventajoso que el sensor de segmento de apuntalamiento de túnel adicional se prevea en la zona de los sensores de segmento de apuntalamiento de túnel o en la zona de la herramienta. Las señales detectadas con ello se evalúan entonces preferiblemente, por ejemplo, por el control por medio de procesamiento de imágenes. Además, es ventajoso superponer y/o combinar los datos de los dos sensores de segmento de apuntalamiento de túnel con los datos del otro sensor de segmento de apuntalamiento de túnel. De este modo, por ejemplo, al alcanzar la posición de consigna se pueden reconocer de manera sencilla los obstáculos. Además, de este modo se puede apoyar la detección de bordes de los segmentos de apuntalamiento de túnel y la medición de intersticios entre los segmentos de apuntalamiento de túnel y entre los segmentos de apuntalamiento de túnel y la pared del orificio de túnel, por ejemplo, en tanto que se puede lograr una redundancia de seguridad o un procesamiento más rápido.
Otra enseñanza de la invención prevé que un sensor de la cámara de tiempo de vuelo tome una imagen 2D.
Otra enseñanza de la invención prevé que el control se conecte a un control de la máquina tuneladora. En este caso, es ventajoso que el control del dispositivo mediante el control de la máquina tuneladora excite las funciones de la máquina tuneladora. De este modo, los elementos de la máquina tuneladora, que se deben accionar para la instalación automatizada de los segmentos de apuntalamiento de túnel, se pueden controlar automáticamente con un control de manera sencilla.
Una enseñanza adicional de la invención prevé que una unidad de alimentación (alimentador de segmentos) para la alimentación del segmento de apuntalamiento de túnel a un lugar de recepción para la recepción a través de la herramienta se controla por el control, de modo que el segmento de apuntalamiento de túnel se proporciona a través del control. De este modo se puede lograr de manera sencilla la alimentación de los segmentos de apuntalamiento de túneles en función de la colocación de los mismos.
Otra enseñanza de la invención prevé que las prensas de avance de la máquina tuneladora se exciten por el control de forma retráctil y desplegable, de modo que estas se aprieten contra segmentos de apuntalamiento de túnel colocados. Por lo tanto, se puede lograr una retención de los segmentos de apuntalamiento de túnel después de la colocación de manera fácil y segura a través del control.
Otra enseñanza de la invención prevé que después de que se ha montado el último segmento de apuntalamiento de túnel (piedra angular) del anillo de segmentos de apuntalamiento de túnel, el manipulador con al menos dos cámaras de tiempo de vuelo mida una distancia entre los segmentos de apuntalamiento de túnel del anillo de segmentos de apuntalamiento de túnel y una pared de orificio de perforación de la sección de túnel, preferiblemente en tanto que el anillo de segmentos de apuntalamiento de túnel se recorre al menos parcialmente. De este modo, también se puede lograr de manera sencilla una medición del "aire de cola de escudo", la distancia entre el lado exterior de los segmentos de apuntalamiento de túnel y la pared del orificio del túnel recorriendo la zona. Además, eventualmente se puede omitir una supervisión del aire de cola de escudo por medio de otros aparatos de medición, por ejemplo, por medio de sensores ultrasónicos.
Otra enseñanza de la invención prevé que después de la colocación del segmento de apuntalamiento de túnel en la posición de consigna, la herramienta del manipulador permanezca unida al segmento de apuntalamiento de túnel colocado y, al apretar el segmento de apuntalamiento de túnel, se mueva junto con al menos una de las prensas de avance de la máquina tuneladora, y que a este respecto se detecte el movimiento de la herramienta. De este modo se puede detectar de manera sencilla la posición final del segmento de apuntalamiento de túnel.
A continuación, la invención se explica más en detalle mediante un ejemplo de realización preferido en conexión con un dibujo. A este respecto muestran:
figura 1 una vista espacial de un erector con segmento de apuntalamiento de túnel recibido,
figura 2 una representación esquemática de la colocación de un segmento de apuntalamiento de túnel, figura 3 una vista esquemática de una colocación según la invención de un segmento de apuntalamiento de túnel en conexión con el dispositivo según la invención utilizando el procedimiento según la invención,
figuras 4a a 4e una vista esquemática de las etapas de ajuste fino antes de la colocación del segmento de apuntalamiento de túnel en la posición de consigna, y
figuras 5a, 5b una representación esquemática de una recepción de un segmento de apuntalamiento de túnel. La figura 1 muestra un erector 10 como dispositivo según la invención con un soporte base 11 en el que están dispuestos elementos de conexión 12 para la conexión con una máquina tuneladora (no representada). El elemento de unión 12 está representado aquí en forma de brida.
En el soporte base 11 está dispuesto un manipulador 20, en el que está previsto, por ejemplo, al menos un soporte de desplazamiento 13, que aquí presenta, por ejemplo, guías de deslizamiento 14 en ambos lados. En las guías de deslizamiento 14 están dispuestos de forma desplazable, por ejemplo, elementos de guía 15 igualmente como componente del manipulador 20. Los elementos de guiado 15, en los que, por ejemplo, el marco giratorio 16 está dispuesto igualmente como componente del manipulador 20, se pueden desplazar a través de cilindros 19 como actuadores en la dirección de la flecha A.
En los elementos de guía 15 está dispuesto, por ejemplo, un marco giratorio 16 como componente del manipulador 20. El marco giratorio 16 presenta un accionamiento de rotación 17 como actuador. En el marco giratorio 16 está dispuesto de forma giratoria, por ejemplo, un anillo giratorio 18 como componente del manipulador 20. El anillo giratorio 18 puede llevar a cabo un movimiento de rotación a través del accionamiento de rotación 17 como actuador sobre el marco giratorio 16. El anillo giratorio 18 se puede mover en la dirección de la flecha B.
En el anillo giratorio 18 está dispuesto un brazo manipulador 21 como componente del manipulador 20. Se puede girar correspondientemente con el anillo giratorio 18. El brazo manipulador 21 se puede pivotar, por ejemplo, con respecto al marco giratorio 16. Esto se realiza, por ejemplo, a través de al menos un cilindro 22 como actuador. En el propio brazo manipulador está previsto un cabezal de erector 23 como herramienta. Este sirve para recibir un segmento de apuntalamiento de túnel 110. El cabezal de erector 23 se mueve aquí radialmente en la dirección de la flecha C, por ejemplo, mediante accionamiento de los cilindros 22 como actuador.
Para el ajuste fino de la posición de los segmentos de apuntalamiento de túnel 110, como se representa en las figuras 4a a 4e, el cabezal de erector 23 presenta, por ejemplo, a través del cilindro 24 como actuador, una posibilidad de rotación en la dirección de la flecha D. Además, el cabezal de erector 23 presenta, por ejemplo, elementos de movimiento 25 como actuadores, a través de los que el segmento de apuntalamiento de túnel 110 se puede inclinar en la dirección de la flecha E o pivotar en la dirección de la flecha F.
El segmento de apuntalamiento de túnel 110 se recibe en una posición de recepción 200 (véase la figura 2) de forma análoga a la disposición representada en la figura 1 del cabezal de erector 23. Para la posición de recepción 200, el segmento de apuntalamiento de túnel 110 se transporta, por ejemplo, con un llamado alimentador de segmentos (no representado). Mediante una excitación de los cilindros 19, 22, 24, así como los elementos de movimiento 25 y el accionamiento de rotación 17 mediante un control (no representado), el segmento de apuntalamiento de túnel 110 se puede disponer en la sección de túnel recorrida por la máquina tuneladora mediante el movimiento en las direcciones de la flecha A a F.
El control provoca un movimiento del segmento de apuntalamiento de túnel 110 a colocar en la zona de la colocación de consigna. Esto está representado, por ejemplo, en la figura 2. A este respecto, el cabezal de erector 23, en el que se sitúa el segmento de apuntalamiento de túnel 110, se ha movido por el control a una posición correspondiente a través de los actuadores 17, 19, 22, 24, 25. En la figura 2 está representado un anillo de apuntalamiento 100 cerrado que se compone de segmentos de apuntalamiento de túnel 110 individuales ya colocados. Antes de ello está dispuesto espacialmente otro anillo de apuntalamiento de túnel 100', que aún no está completado. En la figura 2 está representado el segmento de apuntalamiento de túnel 110 a colocar con una distancia de junta longitudinal 140 en sus lados cortos y una distancia de junta anular 150 en su lado largo. Están previstos tacos 120 como ayuda de montaje que se pueden utilizar en aberturas 130 (véanse las figuras 1, 4e).
Para lograr ahora una disposición de la colocación real del segmento de apuntalamiento de túnel 110 en conexión con los segmentos de apuntalamiento de túnel 110 ya colocados, las zonas de esquina 160 (véase la figura 3) del segmento de apuntalamiento de túnel 110 a tender se escanean respectivamente por medio de una cámara de tiempo de vuelo (no representada) como sensores de segmento de apuntalamiento de túnel (no representados) y eventualmente, por ejemplo, con una cámara CCD como sensor 2D como otro sensor de apuntalamiento de túnel (no representado). Las zonas de escaneo 300 están representadas en la figura 3. De este modo se pueden detectar las distancias de junta longitudinal 140 y las distancias de junta anular 150, así como un eventual error de inclinación del segmento de ampliación de túnel 110 a colocar con respecto a los segmentos de apuntalamiento de túnel 110 ya dispuestos. Sobre la base de estos datos detectados, el control puede excitar entonces los actuadores correspondientemente, para, por un lado, introducir los tacos 120 en las aberturas 130 previstas para ello y, al mismo tiempo, colocar el segmento de apuntalamiento de túnel 110 a tender en su posición real verdadera. Eventualmente, los datos de los sensores de segmento de apuntalamiento de túnel se combinan, reúnen o superponen para permitir un mejor reconocimiento.
La excitación de la posición de consigna se realiza, por ejemplo, porque a través de sensores de medición se detectan los movimientos individuales de los actuadores. De este modo, el control puede determinar exactamente en qué posición se sitúa precisamente la herramienta o el cabezal de erector 23 en el espacio. Sobre la base de las medidas restantes conocidas y de otras ayudas de guiado no representadas aquí durante la recepción por medio del cabezal de erector 23 se conoce, por lo tanto, indirectamente también la posición del segmento de apuntalamiento de túnel 110 a colocar. En este caso, el control puede mover el segmento de apuntalamiento de túnel 110 a la zona de un punto de colocación de consigna. A este respecto, eventualmente, por ejemplo, a través del sensor de segmento de apuntalamiento de túnel adicional, también tiene lugar todavía una detección activa de obstáculos. Solo a partir de este momento es útil supervisar las zonas de esquina 160 por medio de la detección 3D a través de cámaras de tiempo de vuelo, en tanto que se supervisa las zonas de escaneo 300 y se determina directamente las verdaderas distancias de junta longitudinales 140 y las distancias de junta anular 150, así como los eventuales errores de inclinación. La forma de las zonas de escaneo 300 está representada aquí solo a modo de ejemplo. Por ejemplo, también es posible una forma rectangular. En base a esto, el segmento de apuntalamiento de túnel 110 se coloca entonces en la posición real verdadera como posición de asentamiento. A través de prensas de avance no representadas se presiona entonces el segmento de apuntalamiento de túnel 110 a la posición final en el anillo de apuntalamiento de túnel. A este respecto, la herramienta 23 permanece preferiblemente todavía sobre el segmento de apuntalamiento de túnel colocado y se mueve por las prensas de avance al mover el segmento de apuntalamiento de túnel a la posición final. Este movimiento se detecta preferiblemente, de modo que la posición final se puede documentar.
El ajuste fino de la posición real y ubicación real del segmento de apuntalamiento de túnel 110 hacia la ubicación de consigna y posición de consigna necesarias, en particular con respecto a la posición real y ubicación real de los segmentos de apuntalamiento de túnel 110 ya montados, se muestra en las figuras 4a a 4e. Para el ajuste fino se supervisan las zonas 160 con vistas a los valores de compensación correspondientes. A este respecto, se detectan respectivamente las posiciones de los cantos y superficies entre sí y se equiparan para determinar los movimientos de ajuste necesarios respectivamente para el ajuste fino.
La figura 4a muestra a este respecto el giro del segmento de apuntalamiento de túnel 110 en la dirección de la flecha D para lograr distancias de junta anular uniformes 150. Se representa una distancia de junta anular menor 151 en la zona de esquina izquierda 160 en comparación con la distancia de junta anular mayor 152 en la zona de esquina derecha 160, que se ajustan mediante el giro de la herramienta 23 en la dirección de la flecha D a la distancia de junta anular requerida 150 para lograr un paralelismo de los bordes de los segmentos de apuntalamiento de túnel 110. En la figura 4b, la herramienta 23 se gira en la dirección de la flecha F para llevar a cero las distancias radiales 170, que aquí están representadas de diferente tamaño como distancia radial 171, 172. Solo si la distancia radial 170 es cero de manera óptima, el segmento de apuntalamiento del túnel 110 se puede colocar correctamente.
En la figura 4c se muestra un desplazamiento angular 180, que igualmente debería ser cero para una colocación correcta. El desplazamiento angular 180 se pone a cero mediante inclinación de la herramienta 23 en la dirección de la flecha E.
Además, es necesario que los bordes de los segmentos de apuntalamiento de túnel 110 presenten la misma altura y no haya desplazamiento de altura 190. Para ello, la herramienta 23 se mueve en la dirección de la flecha B.
Además, de manera análoga a la figura 4e, es necesario efectuar una alineación de los tacos 120 y de los orificios de taco 130 cuando los tacos 120 se utilizan para la colocación. En este caso, por medio de los sensores de segmento de apuntalamiento de túnel se detectan los tacos 120 y los agujeros 130 en los respectivos segmentos de apuntalamiento de túnel. La distancia 210 también debe ser cero igualmente para que los segmentos de apuntalamiento de túnel 110 se puedan colocar correctamente. Esta se produce mediante una rotación de la herramienta 23 en la dirección de la flecha B.
Después de la colocación final del último segmento de apuntalamiento de túnel 110 de un anillo de apuntalamiento de túnel 100 se puede medir la distancia del anillo de apuntalamiento de túnel 100 a la pared del agujero de túnel para determinar el aire de cola de escudo. Para ello, el manipulador 20, con la herramienta 23 y los sensores de segmento de apuntalamiento de túnel situados aquí, recorre el intersticio (no representado) y lo detecta. A este respecto se pueden detectar, por ejemplo, deterioros en los segmentos de apuntalamiento de túnel 110.
Además, con los sensores de segmento de apuntalamiento de túnel se puede recorrer el anillo de apuntalamiento de túnel 100 colocado de forma final para detectar las posiciones finales de los segmentos de apuntalamiento de túnel 110 individuales del anillo de apuntalamiento de túnel 100. En este caso se detectan, por ejemplo, los bordes de los segmentos de apuntalamiento de túnel, los desarrollos de los bordes de los segmentos de apuntalamiento de túnel 110 entre sí. A este respecto se pueden detectar, por ejemplo, deteroros en los segmentos de apuntalamiento de túnel 110.
La supervisión, medición y la colocación del segmento de ampliación de túnel 110 o su movimiento en el espacio se pueden apoyar mediante una supervisión 2D, por ejemplo, por medio de cámaras (no representadas) o mediante un sensor de la cámara de tiempo de vuelo y una evaluación de los datos obtenidos a este respecto, en la que los datos de imagen 2D obtenidos a este respecto se combinan con los datos de imagen 3D.
En las figuras 5a, 5b está representada a modo de ejemplo una recepción de un segmento de apuntalamiento de túnel 110 a través de la herramienta 23. Para la recepción se utiliza aquí un pin 220, que está conectado, por ejemplo, en el centro con el segmento de apuntalamiento de túnel 110. La herramienta se mueve hacia la recepción en la dirección de la flecha A, para poder agarrar entonces el pin 220 y, por lo tanto, proporcionar una conexión entre la herramienta y el segmento de apuntalamiento de túnel 110, para que el segmento de apuntalamiento de túnel 110 se pueda mover desde la posición de recepción 200 a la posición de colocación de consigna.
Para poder detectar el pin, aquí está previsto preferiblemente otro sensor de segmento de apuntalamiento de túnel 230, que está dispuesto en la herramienta 23. Este presenta una zona de detección 240 que se sitúa delante de la herramienta para poder reconocer el pin 230 de manera óptima a tiempo. Si esto se ha realizado, la ubicación de la herramienta se orienta mediante los 17, 19, 22, 24, 25 por el control, de modo que la herramienta puede entrar preferiblemente en la dirección de la flecha A en el pin 220.
El otro sensor de segmento de apuntalamiento de túnel 230 es preferiblemente una cámara de tiempo de vuelo. Esto puede proporcionar preferiblemente tanto imágenes 3D como también imágenes 2D.

Claims (21)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (10) para la instalación automatizada de al menos un segmento de apuntalamiento de túnel (110) de un anillo de apuntalamiento de túnel para apuntalar una sección de túnel recorrida por una máquina tuneladora que se puede acoplar a la máquina tuneladora,
- con un manipulador (20) con al menos una herramienta (23) para recibir, mantener y colocar el al menos un segmento de apuntalamiento de túnel, y con al menos un actuador (17, 22, 24) para mover la al menos una herramienta, donde la al menos una herramienta se puede desplazar por medio del al menos un actuador en la dirección radial, tangencial y/o axial con respecto al eje de máquina de la máquina tuneladora en el espacio de la sección de túnel erigida por la máquina tuneladora,
- con al menos un sensor de posición de herramienta, que está previsto en el manipulador y/o herramienta, para detectar la respectiva posición real y ubicación real de la herramienta en el espacio de la sección del túnel, - con al menos un sensor de segmento de apuntalamiento de túnel (230), que está previsto en el manipulador y/o herramienta, con el que se puede detectar una posición real y/o ubicación real de al menos una sección de al menos un segmento de apuntalamiento de túnel ya dispuesto, y/o con el que se puede detectar una posición real y/o ubicación real del segmento de apuntalamiento de túnel a colocar respectivamente,
- con al menos un control que accede a los datos de instalación de los segmentos de apuntalamiento de túnel, y que accede a los datos de medición del al menos un sensor de posición de herramienta y del al menos un sensor de segmento de apuntalamiento de túnel, y con el que, sobre la base de los datos de instalación y datos de medición, el al menos un actuador y la al menos una herramienta se pueden controlar para mover la herramienta desde la posición de recepción a la posición de colocación de consigna del respectivo segmento de apuntalamiento de túnel, orientarla a la posición de colocación real y disponer el segmento de apuntalamiento de túnel contra al menos un segmento de apuntalamiento de túnel ya colocado de un anillo de apuntalamiento de túnel, donde están previstos al menos dos sensores de segmento de apuntalamiento de túnel, caracterizado porque el sensor de segmento de apuntalamiento de túnel es una cámara de tiempo de vuelo.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la al menos una herramienta es un elemento de recepción.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el al menos un sensor de posición de herramienta es un cilindro de medición de recorrido, encoder de ángulo de giro, sensor de ubicación, inclinómetro y/o transductor de recorrido.
4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los datos son un plan de tendido de los segmentos de apuntalamiento de túnel a colocar, un plan de entrega de los segmentos de apuntalamiento de túnel a colocar, una posición de un lugar de recepción para recibir el segmento de apuntalamiento de túnel a colocar respectivamente, una posición de colocación de consigna del segmento de apuntalamiento de túnel a colocar respectivamente, y/o información sobre el tipo, así como propiedades físicas tales como, por ejemplo, peso y dimensiones del respectivo segmento de apuntalamiento de túnel a colocar.
5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque está previsto al menos un sensor de segmento de apuntalamiento de túnel adicional, preferiblemente como cámara de tiempo de vuelo o cámara 2D.
6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el sensor de segmento de apuntalamiento de túnel adicional está previsto en la zona de los sensores de segmento de apuntalamiento de túnel o en la zona de la herramienta.
7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las prensas de avance de la máquina tuneladora se pueden excitar por el control de forma retráctil y desplegable, de modo que estas se pueden apretar contra segmentos de apuntalamiento de túnel colocados.
8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque una unidad de alimentación (alimentador de segmentos) para la alimentación del segmento de apuntalamiento de túnel a un lugar de recepción para la recepción a través de la herramienta se puede excitar por el control, de modo que el segmento de apuntalamiento de túnel se puede proporcionar a través del control.
9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque un sensor de la cámara de tiempo de vuelo toma una imagen 2D.
10. Procedimiento para la instalación automatizada de al menos un segmento de apuntalamiento de túnel (110) de un anillo de apuntalamiento de túnel para apuntalar una sección de túnel recorrida por una máquina tuneladora con un dispositivo (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que está previsto un manipulador (20) equipado con al menos una herramienta (23) para recibir, mantener y colocar el al menos un segmento de apuntalamiento de túnel, y que está previsto en una máquina tuneladora,
- donde la al menos una herramienta con al menos un actuador (17, 22, 24) se mueve en la dirección radial, tangencial y/o axial con respecto al eje de máquina de la máquina tuneladora en el espacio de la sección de túnel erigida por la máquina tuneladora,
- donde con al menos un sensor de posición de herramienta, que está previsto en el manipulador y/o herramienta, se detecta un posición real y ubicación real de la herramienta en el espacio de la sección del túnel,
- donde con al menos un sensor de segmento de apuntalamiento de túnel (230), que está previsto en el manipulador y/o herramienta, se detecta una posición real y/o ubicación real de al menos una sección de al menos un segmento de apuntalamiento de túnel ya dispuesto, y/o donde con al menos un sensor de segmento de apuntalamiento de túnel se detecta una posición real y/o ubicación real del segmento de apuntalamiento de túnel a colocar respectivamente,
- donde se proporciona al menos un control que accede a los datos de instalación de los segmentos de apuntalamiento de túnel, así como a los datos de medición del al menos un sensor de posición de herramienta y del al menos un sensor de apuntalamiento de túnel,
- donde el al menos un control, sobre la base de los datos de instalación y datos de medición, controla el al menos un actuador y la al menos una herramienta, de modo que la herramienta se mueve con el segmento de apuntalamiento de túnel desde su respectiva posición de recepción hasta su respectiva posición de colocación de consigna, y el segmento de apuntalamiento de túnel se orienta en la posición de colocación real sobre la base de los datos de medición del sensor de segmento de apuntalamiento de túnel y se dispone contra al menos un segmento de apuntalamiento de túnel ya colocado de un anillo de apuntalamiento de túnel,
donde se proporcionan al menos dos sensores de segmento de apuntalamiento de túnel, caracterizado porque el sensor de segmento de apuntalamiento de túnel es una cámara de tiempo de vuelo.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la al menos una herramienta es un elemento de recepción.
12. Procedimiento según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el al menos un sensor de posición de herramienta es un cilindro de medición de recorrido, encoder de ángulo de giro, sensor de ubicación, inclinómetro y/o transductor de recorrido.
13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque los datos son un plan de tendido de los segmentos de apuntalamiento de túnel a colocar, un plan de entrega de los segmentos de apuntalamiento de túnel a colocar, una posición de un lugar de recepción para recibir el segmento de apuntalamiento de túnel a colocar respectivamente, una posición de colocación de consigna del segmento de apuntalamiento de túnel a colocar respectivamente, y/o información sobre el tipo, así como propiedades físicas tales como, por ejemplo, peso y dimensiones del respectivo segmento de apuntalamiento de túnel a colocar.
14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque se prevé al menos un sensor de segmento de apuntalamiento de túnel adicional, preferiblemente como cámara de tiempo de vuelo o cámara 2D.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque el sensor de segmento de apuntalamiento de túnel adicional se prevé en la zona de los sensores de segmento de apuntalamiento de túnel o en la zona de la herramienta.
16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, caracterizado porque un sensor de la cámara de tiempo de vuelo toma una imagen 2D.
17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque los datos de los dos sensores de segmento de apuntalamiento de túnel se combinan con los datos del sensor de segmento de apuntalamiento de túnel adicional.
18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 17, caracterizado porque una unidad de alimentación (alimentador de segmento) para la alimentación del segmento de apuntalamiento de túnel a un lugar de recepción para la recepción a través de la herramienta se controla por el control, de modo que el segmento de apuntalamiento de túnel se proporciona a través del control.
19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 18, caracterizado porque las prensas de avance de la máquina tuneladora se excitan de forma retráctil y desplegable por el control, de modo que estos se aprietan contra segmentos de apuntalamiento de túnel colocados.
20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 19, caracterizado porque después de que se ha montado el último segmento de apuntalamiento de túnel (piedra angular) del anillo de segmentos de apuntalamiento de túnel, el manipulador con al menos dos cámaras de tiempo de vuelo mide una distancia entre los segmentos de apuntalamiento de túnel del anillo de segmentos de apuntalamiento de túnel y una pared de orificio de perforación de la sección de túnel, preferiblemente en tanto que el anillo de segmentos de apuntalamiento de túnel se recorre al menos parcialmente.
21. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 20, caracterizado porque después de la colocación del segmento de apuntalamiento de túnel en la posición de consigna, la herramienta del manipulador permanece unida al segmento de apuntalamiento de túnel colocado y, al apretar el segmento de apuntalamiento de túnel, se mueve junto con al menos una de las prensas de avance de la máquina tuneladora, y que a este respecto se detecta el movimiento de la herramienta.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024040326A1 (en) * 2022-08-26 2024-02-29 Everest Equipment Co. Segment-carrier system, tunnel-structure formed with such system, kit for assembling the same, and corresponding methods of manufacturing, assembling and operating associated thereto
DE102022129860B3 (de) 2022-11-11 2024-02-15 Herrenknecht Aktiengesellschaft Tunnelbohrmaschine und Verfahren zum Verbauen von Tübbingen

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3418236B2 (ja) * 1993-06-17 2003-06-16 株式会社小松製作所 セグメント組立装置
JPH08296400A (ja) * 1995-04-26 1996-11-12 Hitachi Constr Mach Co Ltd セグメントの組立位置決め装置及び位置決め方法
AT409161B (de) * 1995-07-13 2002-06-25 D2 Consult Dr Wagner Dr Schult Verfahren zum bau von tunnelanlagen
FR2745327B1 (fr) 1996-02-26 1998-06-12 Neyrpic Framatome Mecanique Procede et dispositif de pose automatique de voussoirs a l'interieur d'un tunnel
JP3377761B2 (ja) * 1998-11-19 2003-02-17 三菱重工業株式会社 エレクタ制御装置及び制御方法と覆工部材の組付方法とトンネル掘削機
JP3276344B2 (ja) 1999-04-12 2002-04-22 三菱重工業株式会社 セグメント位置決め装置及びその方法とトンネル掘削機
JP3716161B2 (ja) 2000-06-13 2005-11-16 三菱重工業株式会社 セグメント締結装置
JP2004044359A (ja) * 2002-05-21 2004-02-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd エレクタ制御装置及び覆工部材の組付方法
JP2004131979A (ja) 2002-10-09 2004-04-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd エレクタ制御装置及び覆工部材の組付方法
JP4704923B2 (ja) * 2006-01-23 2011-06-22 戸田建設株式会社 ライニング装置
JP5854815B2 (ja) 2011-12-20 2016-02-09 キヤノン株式会社 情報処理装置、情報処理装置の制御方法、およびプログラム
CN102778222B (zh) * 2012-07-06 2016-03-02 中铁二十二局集团第一工程有限公司 一种隧道衬砌台车定位系统
DE202012104780U1 (de) * 2012-12-07 2013-02-27 Geodata Messtechnik Gmbh Tübbing-Abstandssensor für Tunnelbohrmaschine
KR101333096B1 (ko) * 2013-05-29 2013-11-27 한국건설기술연구원 실드터널의 세그먼트 조립을 위한 강선체결 장치 및 그 방법
CN104747213B (zh) 2013-12-26 2018-05-01 江苏凯宫隧道机械有限公司 一种盾构管片拼装机六自由度全自动控制系统
FR3057014B1 (fr) * 2016-10-04 2018-11-09 Bouygues Travaux Publics Dispositif et procede de prise et de pose automatisee d'un voussoir pour former un revetement d'un tunnel
DE102016121671B3 (de) * 2016-11-11 2018-03-01 Samson Aktiengesellschaft Positionssensor und Stellgerät mit Positionssensor
CN108104838B (zh) * 2017-11-01 2019-03-22 中铁隧道勘察设计研究院有限公司 一种隧道衬砌施工的自动化控制方法
JP6988384B2 (ja) * 2017-11-08 2022-01-05 株式会社大林組 テールクリアランス計測装置
CN108828589B (zh) * 2018-06-19 2023-08-18 西安交通大学 地铁盾构隧道衬砌质量高精度快速车载检测方法与装置
CN110261849B (zh) * 2019-07-24 2021-11-02 长江师范学院 隧道衬砌结构检测装置
KR102252642B1 (ko) * 2019-08-21 2021-05-17 (주)다올산업 세그먼트 자동 공급 및 이렉터 자동 조립시스템
CN112610231B (zh) * 2020-12-09 2023-05-16 上海隧道工程有限公司 全自动盾构机管片拼装方法及系统

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