一种少人化的盾构机及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种少人化的盾构机及其控制系统，涉及盾构机技术领域，包括盾壳，所述盾壳的内部设置有掘进系统、管片拼装系统、管片调运系统以及出渣系统，所述掘进系统包括刀盘，所述刀盘安装于盾壳的一端，所述管片拼装系统包括管片拼装机，所述管片拼装机设置于刀盘的后方，所述管片拼装机的底端安装有管片拼装摄像头，所述管片调运系统以及出渣系统包括管片吊装机，所述管片吊装机设置于管片拼装机的后方。本发明专利技术通过监控视频，远程控制管片拼装机进行拼装管片，并实现管片的自动转运，以及对送渣车是否装满进行识别，以自动化功能来实现之前人工操作的功能目的，减少了工作人数，提高了盾构机的工作效率。提高了盾构机的工作效率。提高了盾构机的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种少人化的盾构机及其控制系统


[0001]本专利技术涉及盾构机
，具体涉及一种少人化的盾构机及其控制系统。

技术介绍

[0002]盾构是一种集光、机、电、液、传感、信息技术于一体的复杂装备，其具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌等功能，而每一项功能的实现都是隧道施工不可缺少的一个环节。目前，每个环节人员去操作或值守，浪费了人力，隧道掌子面前方，工作环境较差，不利于人员长期工作，不利于身体健康，需要想办法减少人力投入，尽量以自动化来实现。
[0003]而现有技术中，盾构机的各主要工序，都需要人工操作，成本高、风险大、效率低，一旦出现突泥涌水、隧道塌方等险情，靠近隧道前方工作人员，尤其是处于隧道底部的管片拼装作业人员，来不及撤离，易出现人身伤亡事故，例如，以常规地铁隧道为例，管片拼装－4人，管片调运－2人，出渣系统－1人(推进出渣时，需要1人来观察：电瓶车是否装满、观看渣土状态)。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种少人化的盾构机及其控制系统，以解决现有技术中的上述不足之处。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种少人化的盾构机，包括盾壳，所述盾壳的内部设置有掘进系统、管片拼装系统、管片调运系统以及出渣系统，所述掘进系统包括刀盘，所述刀盘安装于盾壳的一端，所述管片拼装系统包括管片拼装机，所述管片拼装机设置于刀盘的后方，所述管片拼装机的底端安装有管片拼装摄像头，所述管片调运系统以及出渣系统包括管片吊装机，所述管片吊装机设置于管片拼装机的后方，所述管片拼装机与管片吊装机之间滑动设置有管片转运车，所述管片转运车在管片吊装机与刀盘之间来运运动，所述管片调运系统好包括管片电瓶车，所述管片电瓶车用于从外部运输卡扣式管片至管片吊装机的下方，所述管片吊装机包括转移架，所述转移架横向滑动安装于隧道内部，所述转移架的底部安装有吊装座，所述吊装座的底部安装有管片卡爪，所述管片卡爪用于抓取卡扣式管片，所述管片卡爪的底端安装有吊装摄像头，所述出渣系统包括渣土输送带和螺旋输送管，所述螺旋输送管一端连接至刀盘处，另一端延伸至渣土输送带的一端，所述渣土输送带的另一端延伸至管片吊装机的后方，且所述出渣摄像头的底部配备有送渣车，所述送渣车用于将渣土向隧道外输送，所述出渣摄像头输出端的底部固定安装有出渣摄像头。
[0006]优选的，所述管片拼装摄像头、吊装摄像头和出渣摄像头均选用监控角度可变摄像头。
[0007]优选的，所述转移架通过卷扬机与吊装座连接，所述吊装座的顶部固定连接有定向导杆，所述定向导杆的顶端与转移架滑动配合。
[0008]优选的，所述送渣车顶端的周围安装有多个定位摄像头。
[0009]一种少人化的盾构机控制系统，包括主司机操作室，所述主司机操作室中配备主控制系统，所述管片拼装机、渣土输送带、螺旋输送管、管片转运车和管片吊装机均由主控制系统通过控制线路直接控制，所述管片电瓶车和送渣车由主控制系统通过遥控连接设备远程控制，所述管片拼装摄像头、吊装摄像头和出渣摄像头分别与主控制系统通过连接线路直接进行信号传输，所述管片拼装摄像头监控管片拼装情况，所述吊装摄像头监控管片电瓶车所运输的卡扣式管片的运输情况，所述出渣摄像头监控送渣车中渣土的土质与装载量情况。
[0010]优选的，所述主控制系统配套设置有盾构机操作面板上，所述管片拼装机、螺旋输送管、渣土输送带、送渣车以及管片吊装机的操作功能均显示在盾构机操作面板上。
[0011]在上述技术方案中，本专利技术提供的技术效果和优点：
[0012]本专利技术通过管片拼装摄像头观察监控视频，远程控制管片拼装机进行拼装管片，并通过利用吊装摄像头对管片电瓶车运输来的卡扣式管片进行视频监控，从而使工作人员自行定位，并卡控制管片卡爪对卡扣式管片进行夹取，吊装至管片转运车上，向管片拼装机处运输，从而实现管片的自动转运，同时通过出渣摄像头进行视频监控，对送渣车是否装满进行识别，并遥控送渣车自动送出，进而以自动化功能来实现之前人工操作的功能目的，从而极大地降低了工作量，减少了工作人数，提高了盾构机的工作效率。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0015]图2为本专利技术的控制系统框图。
[0016]附图标记说明：
[0017]1、盾壳；2、刀盘；3、管片拼装机；管片拼装摄像头31、管片拼装摄像头；4、转移架；41、管片电瓶车；42、管片转运车；43、吊装座；44、管片卡爪；45、吊装摄像头；46、定向导杆；5、渣土输送带；51、螺旋输送管；52、送渣车；53、出渣摄像头；54、定位摄像头。
具体实施方式
[0018]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细介绍。
[0019]本专利技术提供了如图1所示的进一步的，在上述技术方案中，一种少人化的盾构机，包括盾壳1，所述盾壳1的内部设置有掘进系统、管片拼装系统、管片调运系统以及出渣系统，所述掘进系统包括刀盘2，所述刀盘2安装于盾壳1的一端，所述管片拼装系统包括管片拼装机3，所述管片拼装机3设置于刀盘2的后方，所述管片拼装机3的底端安装有管片拼装摄像头31，所述管片调运系统以及出渣系统包括管片吊装机，所述管片吊装机设置于管片拼装机3的后方，所述管片拼装机3与管片吊装机之间滑动设置有管片转运车42，所述管片转运车42在管片吊装机与刀盘2之间来运运动，所述管片调运系统好包括管片电瓶车41，所述管片电瓶车41用于从外部运输卡扣式管片至管片吊装机的下方，所述管片吊装机包括转
移架4，所述转移架4横向滑动安装于隧道内部，所述转移架4的底部安装有吊装座43，所述吊装座43的底部安装有管片卡爪44，所述管片卡爪44用于抓取卡扣式管片，所述管片卡爪44的底端安装有吊装摄像头45，所述出渣系统包括渣土输送带5和螺旋输送管51，所述螺旋输送管51一端连接至刀盘2处，另一端延伸至渣土输送带5的一端，所述渣土输送带5的另一端延伸至管片吊装机的后方，且所述出渣摄像头53的底部配备有送渣车52，所述送渣车52用于将渣土向隧道外输送，所述出渣摄像头53输出端的底部固定安装有出渣摄像头53；
[0020]进一步的，在上述技术方案中，所述管片拼装摄像头31、吊装摄像头45和出渣摄像头53均选用监控角度可变摄像头，进而可以监控更加丰富的区域；
[0021]进一步的，在上述技术方案中，所述转移架4通过卷扬机与吊装座43连接，所述吊装座43的顶部固定连接有定向导杆46，所述定向导杆46的顶端与转移架4滑动配合，从而确保吊装座43精准升降；
[0022]进一步的，在上述技术方案中，所述送渣车52顶端的周围安装有多个定位摄像头54；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种少人化的盾构机，包括盾壳(1)，所述盾壳(1)的内部设置有掘进系统、管片拼装系统、管片调运系统以及出渣系统，其特征在于：所述掘进系统包括刀盘(2)，所述刀盘(2)安装于盾壳(1)的一端，所述管片拼装系统包括管片拼装机(3)，所述管片拼装机(3)设置于刀盘(2)的后方，所述管片拼装机(3)的底端安装有管片拼装摄像头(31)，所述管片调运系统以及出渣系统包括管片吊装机，所述管片吊装机设置于管片拼装机(3)的后方，所述管片拼装机(3)与管片吊装机之间滑动设置有管片转运车(42)，所述管片转运车(42)在管片吊装机与刀盘(2)之间来运运动，所述管片调运系统好包括管片电瓶车(41)，所述管片电瓶车(41)用于从外部运输卡扣式管片至管片吊装机的下方，所述管片吊装机包括转移架(4)，所述转移架(4)横向滑动安装于隧道内部，所述转移架(4)的底部安装有吊装座(43)，所述吊装座(43)的底部安装有管片卡爪(44)，所述管片卡爪(44)用于抓取卡扣式管片，所述管片卡爪(44)的底端安装有吊装摄像头(45)，所述出渣系统包括渣土输送带(5)和螺旋输送管(51)，所述螺旋输送管(51)一端连接至刀盘(2)处，另一端延伸至渣土输送带(5)的一端，所述渣土输送带(5)的另一端延伸至管片吊装机的后方，且所述出渣摄像头(53)的底部配备有送渣车(52)，所述送渣车(52)用于将渣土向隧道外输送，所述出渣摄像头(53)输出端的底部固定安装有出渣摄像头(53)。2.根据权利要求1所述的一种少人化的盾构...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯欢欢，侯建辉，裴超，杨永清，王树英，彭建坤，杨露伟，杨永祥，王禹，王助锋，杨延栋，王百泉，刘艳萍，何红员，
申请(专利权)人：中铁隧道集团三处有限公司中南大学，
类型：发明
国别省市：