【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防渗墙施工设备及施工控制方法，尤其涉及基于浇筑管灌注混凝土施工防渗墙的浇筑系统及浇筑方法，具体涉及一种防渗墙智能浇筑系统及浇筑方法。
技术介绍
1、防渗墙浇筑施工的过程主要包括以下步骤：首先，进行场地准备和测量放线，确定防渗墙的位置和范围；接着，使用成槽设备(如抓斗或旋挖钻)沿设计轴线开挖槽孔，同时通过泥浆护壁防止槽孔坍塌；成槽后，进行清孔和槽底沉渣清理，确保槽孔质量符合要求；然后，在槽孔内安装预制钢筋笼或灌注桩钢筋笼，并下放导管至槽底；随后，采用导管法浇筑混凝土，从槽底开始自下而上连续浇筑，确保混凝土密实且无断层；浇筑过程中，实时监测混凝土的上升高度和流动性，及时调整浇筑速度和导管提升高度；最后，待混凝土初凝后，进行养护，确保防渗墙的强度和防渗性能达到设计要求。整个施工过程需严格控制质量，确保防渗墙的连续性和完整性。
2、混凝土的浇筑是通过多根相互连接的浇筑管深入到槽孔内将混凝土灌注到槽孔内形成防渗墙。因此，为了保证防渗墙具有整体性，避免分批施工凝固的防渗墙存在接缝漏点的问题出现，一般防渗墙都是连续施工，这中特殊的施工方式就对浇筑管的安装/拆卸提出了较高的要求。现有的浇筑管的安装和拆卸使用的机械设备在行业中并不统一，通常由行业的头部企业进行自研施工，但几乎都是利用起重设备或者辅助机械将浇筑管吊起，通过两个操作人员协同配合完成浇筑管之间的安装或者拆卸，在这个过程中一般需要花费较多的时间，对于操作熟练的人员来说，通常可以保证在10分钟内完成；对于操作不熟悉的人员来说，时间就会花费更多，而且容易出现浇筑管卡
技术实现思路
1、为了解决现有技术浇筑防渗墙主要依赖于人工进行浇筑管的搬运，安装和拆卸，使得浇筑过程中容易出现浇筑管连接对位慢，对位难，浇筑管卡滞等问题，从而引起浇筑混凝土供应的连续性差，浇筑效率低问题，本申请提供一种防渗墙智能浇筑系统及浇筑方法，能够实现自主化浇筑，针对防渗墙浇筑过程中的以下难点问题，都能进行自主完成，无需人工配合，无需再依赖于操作人员的经验完成。
2、1、本专利技术通过基于图像识别能够自动判断堆叠的浇筑管的叠放位置判断，自动锁定位于最上层的浇筑管，实现由上而下的自主夹持；省略了人工操作夹持设备进行目视对准夹持的繁琐过程，从而大大提高了浇筑管的夹持效率。
3、2、本专利技术提供了一种能够实现自主运输浇筑管的运输平台，能够实现对浇筑管的夹持、前后、上下、左右方向的任一调整，并能够自动将浇筑管放置在指定的坐标位置，控制精度大大高于人工目视操作的精度。
4、3、作为本专利技术的核心技术改进点之一，本专利技术针对浇筑管连接的实际情况，创造性的提出了浇筑管连接过程中的应力控制，能够在连接浇筑管之前有效的保证相互连接的两根浇筑管之间的同轴度；有效的避免，甚至消除了因浇筑管不同轴带来的连接时间长，效率低，对位难的问题；同时，大大降低了因浇筑管螺纹滑丝导致的浇筑管报废的问题。
5、为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：
6、一种防渗墙智能浇筑系统，包括执行单元和控制单元，所述控制单元控制执行单元执行浇筑动作完成自助浇筑，所述执行单元包括浇筑管的运输装配装置和用于向浇筑管内灌注混凝土的浇筑装置，所述运输装配装置包括底座，所述底座的一端固定安装有龙门架，靠近龙门架安装的用于将水平的浇筑管抱紧并调整为竖直状态以对准动力头的对位机构，以及滑动安装在所述底座上用于运输浇筑管的运输平台，所述龙门架上滑动安装有用于带动浇筑管转动的动力头，所述动力头的下方固定连接有用于与浇筑管可拆卸连接的浮动机构，所述龙门架下方安装有用于固定浇筑管的夹持机构b；
7、所述控制单元包括用于采集浇筑管位置信息的双目摄像头，用于处理信息并向执行单元发送控制指令的处理器，用于信息/信号转换的编译码器，以及向处理器反馈动力头轴向应力的轴向应力传感器和反馈扭矩的扭矩传感器。
8、优选地，所述动力头滑动设置在所述龙门架上，通过升降机构驱动动力头沿龙门架上下移动，所述动力头包括与龙门架滑动连接的滑座，固定设置在滑座上的中心轴和至少一个驱动电机，所述中心轴通过至少一个轴承与套设在中心轴外圆周上的从动齿轮转动连接，所述从动齿轮与驱动齿轮啮合，驱动齿轮与所述驱动电机驱动连接，所述从动齿轮下端面固定设置有用于连接所述浮动机构的连接法兰。
9、优选地，所述浮动机构包括与所述动力头连接的第一空心轴，所述第一空心轴外圆周套设安装有第二空心轴，所述第一空心轴与第二空心轴之间通过多根呈圆周阵列分布的浮动螺栓轴向浮动连接，所述第一空心轴嵌入在第二空心轴的一端上套设有导向环。
10、优选地，所述浮动螺栓包括贯穿连接第一空心轴与第二空心轴的螺杆，螺杆的较小螺纹端连接有螺帽，所述螺杆上位于第一空心轴与第二空心轴，以及第二空心轴与螺帽之间均套设有用于限制浮动行程的套管，任一套管上均套设有处于压缩状态的弹簧。
11、优选地，所述底座沿长度方向的两侧设置有第一导轨，所述第一导轨上驱动安装有用于搬运浇筑管的运输平台，所述运输平台包括作为结构主体的移动支架，所述移动支架上设置有与移动平台驱动连接的第二导轨，所述第二导轨与第一导轨呈空间垂直相交；所述移动平台中部还驱动连接有第三导轨，所述第三导轨竖直贯穿所述移动平台并在下端头连接有用于夹持浇筑管的夹持机构a。
12、优选地，所述夹持机构a包括与第三导轨下端固定连接的横梁，所述横梁下方滑动安装有两个用于夹持浇筑管的夹持头，两个夹持头之间安装有用于调整两个夹持头相对位置的第一伸缩杆。
13、优选地，所述对位机构一端与所述底座铰接，另一端通过第二伸缩杆与底座铰接，所述对位机构上设置有用于将浇筑管夹持紧固的抱紧夹头，通过第二伸缩杆的伸缩使夹持在抱紧夹头上的浇筑管实现水平/竖直姿态的转换。
14、本专利技术还提供一种防渗墙智能浇筑方法，基于上文所述的浇筑系统实现，包括如下步骤：
15、步骤stp100，在浇筑管圆周侧壁设置标记点，任一标记点所在轴向方向上至少设置有两个标记点，任一标记点所在径向圆周上至少设置有四个标记点，标记点的颜色与浇筑管的颜色在灰度模式下的灰度差值不低于40；
16、步骤stp200，通过安装在运输平台上的双目摄像头的rgb相机由上向下采集堆叠的浇筑管的位图图像信息，并利用颜色阈值分割法采集图像范围内的多个标记点；
17、步骤stp300，通过双目摄像头的深度相机获取的每个标记点对应的深度信息计算对应浇筑管的中心点坐标o(xcenter,ycenter,zcenter),其中，浇筑管的中心点o的坐标计算方式如下：
18、
19、其中，(xi,yi,zi)是第i割标记点doti的三维坐标，n是同一浇筑管上的标记数量；
20、步骤stp400，根据步骤stp300中获取本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防渗墙智能浇筑系统，包括执行单元和控制单元，所述控制单元控制执行单元执行浇筑动作完成自助浇筑，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种防渗墙智能浇筑系统，其特征在于：所述动力头(8)滑动设置在所述龙门架(6)上，通过升降机构驱动动力头(8)沿龙门架(6)上下移动，所述动力头(8)包括与龙门架(6)滑动连接的滑座，固定设置在滑座上的中心轴(86)和至少一个驱动电机(81)，所述中心轴(86)通过至少一个轴承(85)与套设在中心轴(86)外圆周上的从动齿轮(83)转动连接，所述从动齿轮(83)与驱动齿轮(82)啮合，驱动齿轮(82)与所述驱动电机(81)驱动连接，所述从动齿轮(83)下端面固定设置有用于连接所述浮动机构(9)的连接法兰(84)。
3.根据权利要求1所述的一种防渗墙智能浇筑系统，其特征在于：所述浮动机构(9)包括与所述动力头(8)连接的第一空心轴(91)，所述第一空心轴(91)外圆周套设安装有第二空心轴(92)，所述第一空心轴(91)与第二空心轴(92)之间通过多根呈圆周阵列分布的浮动螺栓(93)轴向浮动连接，所述第一空心轴(91)嵌入
4.根据权利要求3所述的一种防渗墙智能浇筑系统，其特征在于：所述浮动螺栓(93)包括贯穿连接第一空心轴(91)与第二空心轴(92)的螺杆(931)，螺杆(931)的较小螺纹端连接有螺帽(932)，所述螺杆(931)上位于第一空心轴(91)与第二空心轴(92)，以及第二空心轴(92)与螺帽(932)之间均套设有用于限制浮动行程的套管(933)，任一套管(933)上均套设有处于压缩状态的弹簧(934)。
5.根据权利要求1所述的一种防渗墙智能浇筑系统，其特征在于：所述底座(1)沿长度方向的两侧设置有第一导轨(12)，所述第一导轨(12)上驱动安装有用于搬运浇筑管的运输平台(3)，所述运输平台(3)包括作为结构主体的移动支架(31)，所述移动支架(31)上设置有与移动平台(33)驱动连接的第二导轨(32)，所述第二导轨(32)与第一导轨(12)呈空间垂直相交；所述移动平台(33)中部还驱动连接有第三导轨(41)，所述第三导轨(41)竖直贯穿所述移动平台(33)并在下端头连接有用于夹持浇筑管的夹持机构A(4)。
6.根据权利要求5所述的一种防渗墙智能浇筑系统，其特征在于：所述夹持机构A(4)包括与第三导轨(41)下端固定连接的横梁(42)，所述横梁(42)下方滑动安装有两个用于夹持浇筑管的夹持头(43)，两个夹持头(43)之间安装有用于调整两个夹持头(43)相对位置的第一伸缩杆(44)。
7.根据权利要求1所述的一种防渗墙智能浇筑系统，其特征在于：所述对位机构(5)一端与所述底座(1)铰接，另一端通过第二伸缩杆(52)与底座(1)铰接，所述对位机构(5)上设置有用于将浇筑管夹持紧固的抱紧夹头(51)，通过第二伸缩杆(52)的伸缩使夹持在抱紧夹头(51)上的浇筑管实现水平/竖直姿态的转换。
8.一种防渗墙智能浇筑方法，基于权利要求1-7任一项所述的浇筑系统实现，其特征在于：包括如下步骤
9.根据权利要求8所述的一种防渗墙智能浇筑方法，其特征在于，所述步骤STP700中的转速ω还包括动态调整的步骤，具体包括根据轴向应力Fa(t)和实时扭矩T(t)进行调整的步骤；
10.根据权利要求8所述的一种防渗墙智能浇筑方法，其特征在于，步骤STP700中还包括螺纹滑丝检测的步骤，检测轴向应力Fa(t)在反转过程中未出现规律的峰值和谷值大变化，则判断为螺纹滑丝，表示为；
...【技术特征摘要】
1.一种防渗墙智能浇筑系统，包括执行单元和控制单元，所述控制单元控制执行单元执行浇筑动作完成自助浇筑，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种防渗墙智能浇筑系统，其特征在于：所述动力头(8)滑动设置在所述龙门架(6)上，通过升降机构驱动动力头(8)沿龙门架(6)上下移动，所述动力头(8)包括与龙门架(6)滑动连接的滑座，固定设置在滑座上的中心轴(86)和至少一个驱动电机(81)，所述中心轴(86)通过至少一个轴承(85)与套设在中心轴(86)外圆周上的从动齿轮(83)转动连接，所述从动齿轮(83)与驱动齿轮(82)啮合，驱动齿轮(82)与所述驱动电机(81)驱动连接，所述从动齿轮(83)下端面固定设置有用于连接所述浮动机构(9)的连接法兰(84)。
3.根据权利要求1所述的一种防渗墙智能浇筑系统，其特征在于：所述浮动机构(9)包括与所述动力头(8)连接的第一空心轴(91)，所述第一空心轴(91)外圆周套设安装有第二空心轴(92)，所述第一空心轴(91)与第二空心轴(92)之间通过多根呈圆周阵列分布的浮动螺栓(93)轴向浮动连接，所述第一空心轴(91)嵌入在第二空心轴(92)的一端上套设有导向环(94)。
4.根据权利要求3所述的一种防渗墙智能浇筑系统，其特征在于：所述浮动螺栓(93)包括贯穿连接第一空心轴(91)与第二空心轴(92)的螺杆(931)，螺杆(931)的较小螺纹端连接有螺帽(932)，所述螺杆(931)上位于第一空心轴(91)与第二空心轴(92)，以及第二空心轴(92)与螺帽(932)之间均套设有用于限制浮动行程的套管(933)，任一套管(933)上均套设有处于压缩状态的弹簧(934)。
5.根据权利要求1所述的一种防渗墙智能浇筑系统，其特征在于：所述底座(1)沿长度...
【专利技术属性】
技术研发人员：张裕文，杨振中，杨雨，孙仲彬，杜晓麟，刘铸，许明尧，翟鹏，胡敏，刘半柱，杜昌杰，高婷，谢跃臣，杨建平，朱林，刘佳钰，
申请(专利权)人：中国水电基础局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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