SLS-RV 頂管導(dǎo)向系統(tǒng)

1、sls-rv 頂管導(dǎo)向系統(tǒng) 礦山 sls-rv頂管導(dǎo)向系統(tǒng)sls-rv導(dǎo)向系統(tǒng)利用安裝在移動的管道壁上的激光放射器發(fā)出的激光對頂管機供應(yīng)足夠精確的穩(wěn)定的基準(zhǔn),使頂管機能夠適應(yīng)進行長距離及曲線掘進。 系統(tǒng)特點 機器趨向顯示圖 對頂管機供應(yīng)導(dǎo)向到從設(shè)在頂進井中的基準(zhǔn)點不能看到機器的時候,仍舊能夠?qū)C器進行導(dǎo)向連續(xù)供應(yīng)機器的姿勢和趨向角信息利用數(shù)字及圖像兩種方式顯示顯示機器的趨向,并在此基礎(chǔ)上來調(diào)整機器的姿勢在簡單的線路中,能簡化測量工作將跟掘進有關(guān)的數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中可編程機動激光全站儀為使基準(zhǔn)激光精密及掌握測量采納了自動整平平臺活動激光靶“移動管道”上的移動激光基準(zhǔn)?階段2及3)安裝在機器

2、操作人員四周的系統(tǒng)電腦 (位于掌握室中或機器上)在主掌握測量之間進行的由軟件掌握的“測量循環(huán)”基準(zhǔn)線編輯器軟件消退由于激光靶、激光站、后視靶及基準(zhǔn)棱鏡的滾動而帶來的位置的變化基準(zhǔn)激光和激光靶之間的最佳距離(階段2及3)位于管道中而非始發(fā)井中的硬件設(shè)備(階段2及3)簡潔適用，利用輪盤測量掘進距離els靶棱鏡隧道掘進機 tbm位置顯示圖 激光站 棱鏡 傾斜計棱鏡基準(zhǔn)線編輯器傾斜計隧道 03/2021 礦山 sls-rv頂管導(dǎo)向系統(tǒng)為長距離及曲線頂管隧道的掘進供應(yīng)導(dǎo)向 1 概述 隧道掘進機 ( t b m )的司機需要連續(xù)地得到機器軸線相對于隧道設(shè)計軸線 (dta)位置及方向關(guān)的系,而且在機器保持每

3、分鐘幾厘米的掘進速度的狀況下,為了保持機器盡量跟dta走,機器的司機也必需即時得到他所進行的操作所帶來的結(jié)果反饋。 sls-rv就是為此目的而設(shè)計開發(fā)的。sls-rv導(dǎo)向系統(tǒng)能夠為頂管掘進連續(xù)地供應(yīng)最新的有關(guān)機器空間位置及方向的數(shù)據(jù)信息,tbm司機通過對tbm進行合適的掌握操作以使 tbm在允許的誤差范圍內(nèi)盡量沿dta向前掘進。 sls-rv系統(tǒng)的主要的基準(zhǔn)是由初始安裝在始發(fā)井中相對穩(wěn)定的地方的激光全站儀發(fā)出的一束可見激光。一般來說依據(jù)激光的功率的不同,激光需要能夠放射100-200米的距離,同時激光放射距離的長短還受外部大氣環(huán)境和激光束本身所受的反射有關(guān)。激光束穿過機器中的凈空區(qū)域及后配套設(shè)

4、備 (激光窗),擊到安裝在機器前部的電子激光靶上。激光放射起點和激光靶之間的有效距離也取決于激光窗的尺寸和隧道的曲率。當(dāng)激光束擊到電子激光靶時,激光束的精確中心相對于els靶的中心的 位置關(guān)系就會被自動測量,同時激光束擊到電子激光靶上的水平方向角也被記錄下來。在電子激光靶內(nèi)部是一個雙軸傾斜儀,用這 個傾斜儀來測量els靶的仰俯角和滾動角。在電子激光靶的前方安裝有一個反射倰鏡,激光基準(zhǔn)點和電子激光靶之間的距離通過全站儀中的內(nèi)置edm來測定。通過知道激光站和基準(zhǔn)點的肯定位置,就能得到電子激光靶的肯定位置及方位,從而得到機器的位置和方位。把以上得到的信息同掘進的設(shè)計軸線結(jié)合起來就能給司機供應(yīng)一個簡潔

5、直觀的機器當(dāng)前位置和其所應(yīng)當(dāng)所處的位置的關(guān)系。 sls-rv導(dǎo)向系統(tǒng)不僅能為隨時(特殊是在掘進的過程中)精確測量tbm的位置供應(yīng)了一種途徑,而且它還通過簡潔明白的方式把得到的結(jié)果呈現(xiàn)在司機面前,以便司機準(zhǔn)時實行必要的糾偏措施。采納slsrv系統(tǒng)除了能節(jié)約大量的時間以外,同時也為機器緊密沿dta掘進施工勻稱平滑的隧道供應(yīng)了條件。在頂管施工中,特別重要的是應(yīng)避開方向的突然變動及避開管道的外邊緣局部受力,以免局部的密封受損不能保持掘進過程 中產(chǎn)生很好的水的密封。方向的轉(zhuǎn)變還能造成機器及后續(xù)管道向前移動過程中的阻力太大,這需要更大的液壓動力才能夠克服增加的阻力。為頂管司機供應(yīng)導(dǎo)向信息的導(dǎo)向系統(tǒng)有一個基

6、本的區(qū)分,這就是指開頭激光站放置在始發(fā)井內(nèi)的一個穩(wěn)定的地方,但隨著機器的向前推動,電子激光靶最終會到達一點,在這一點上從始發(fā)井內(nèi)放射出來的激光不能激活電子激光靶,則必需在此時將激光站移到移動的管道中,一旦激光站進入移動的管道之中,此后激光站也會處于移動狀態(tài),因此我們有必要設(shè)法解決這方面的問題。為了解決這個問題我們需要做一下假設(shè)及需要一些其它的信息。我們做最基本的假設(shè)就是”頂管沿機器打出的軌。這在有時候跡向前走”是不正確的,需要在接下來的計算中進行調(diào)整,但有了這個假設(shè)我們就有了解決問題的基礎(chǔ)。 03/2021 礦山 sls-rv頂管導(dǎo)向系統(tǒng)工作原理在推動的過程中每隔肯定的時間機器的位置就被記錄下

7、來,當(dāng)有必要將激光移到移動的管道中時,放置激光站的管道的中心的位置就可以從以前的記錄中得知,管道中心的位置也就是指在同一里程的機器的位置,但是我們也知道管道的走向和機器的走向在絕大部分狀況下是不相符合的。假如激光站的位置不是處于管道的中心,發(fā)生在管道上面的任何旋轉(zhuǎn)都有可能造成激光站位置的轉(zhuǎn)變,因此我們采納了一個傾斜計來測量管道的旋轉(zhuǎn)量,計算激光站的位置的時候把管道的旋轉(zhuǎn)量也考慮進去。為了使激光的方位保持固定的標(biāo)高以來消退計算時管道的前后起伏的影響,我們將激光站安放在一個自動整平臺上,這就解決了由于管道前后起伏及整 體滾動帶來的影響,并使全站儀器的補償器在其設(shè)定的工作范圍內(nèi)工作。激光的方位角通過

8、一個后視靶來得到。當(dāng)后視靶被安放在穩(wěn)定的地方的時候(即始發(fā)井內(nèi))則很簡單測定激光的方位角。當(dāng)將后視靶移到移動的管道中的時候我們就會利用在同一里程機器的位置來確定此管道此時所處的位置，從而確定后視靶的位置，得出激光的方位角。同時我們也采納一個傾斜儀測出裝有后視靶的管道的轉(zhuǎn)動量，以消退在計算后視靶的位置時由于管道的轉(zhuǎn)動所帶來的影響。利用以上得到的數(shù)值就能夠精確地計算出激光站的即時位置和方位,從而測出機器的位置,最終在電腦顯示屏上供應(yīng)給司機的是機器同隧道設(shè)計軸線的關(guān)系。然而在現(xiàn)實操作中,僅僅通過以上提到的理論方面的假想而進行施工的精確度由于一些外在的因素的影響如遇到管道外形的不規(guī)章,極度超挖或特別急

9、的曲線時而打折扣。因此有必要定期進行掌握測量,用人工測得的數(shù)據(jù)來來更新經(jīng)記錄的機器的位置數(shù)據(jù)。掌握測量應(yīng)不超過100米做一次。而且在掘進的過程中由于地質(zhì)條件的不勻稱或由于液壓力的轉(zhuǎn)變造成的管道的動態(tài)行為會使得測量結(jié)果與在機器處于靜止?fàn)顟B(tài)的時候有很大的不同,因此必需進行人工的掌握測量,要對線路的在掘進狀態(tài)下測得的已記錄的數(shù)據(jù)進行重新測量更新。在掘進的過程中 slsrv系統(tǒng)本身通過一個叫“測量循環(huán)”的操作進行測量并更新數(shù)據(jù)，機動激光全站儀的消失使得可以在掌握測量之間的過程中實現(xiàn)更加快捷地，更加頻測量循環(huán)”的操繁地進行“作?！皽y量循環(huán)”操作不僅對激光站的位置和方位進行測量更新,而且對位于激光站前一小

10、段距離的基準(zhǔn)管道的位置也進行測量更新?；鶞?zhǔn)管道的位置被記 2錄并被儲存前來做為基準(zhǔn)線,系統(tǒng)會利用這條基準(zhǔn)線作為管道線路位置運行軌跡的記錄。用戶可以考慮在進行精確的”測時消失的特別情量循環(huán)”況,對基準(zhǔn)線進行修改(使平緩)以便產(chǎn)生一條更符合實際的基準(zhǔn)線來指導(dǎo)下一步的推動。整套系統(tǒng)安裝在管線的前部,一般來說激光不會受到反射的影響而造成錯誤。 系統(tǒng)組件我們的硬件已經(jīng)在世界范圍內(nèi)的具有惡劣的施工條件眾多頂管項目中得到了全面嚴(yán)格的測試。硬件設(shè)述如下： els靶 (電子激光靶)激光靶用來接受激光束,打算激光束的水平及豎向入射點。此外激光靶的滾動角和仰俯角也通過集成于激光靶內(nèi)部的傾斜計來測得。偏航角通過擊到激

11、光靶上的激光的入射角來打算。激光靶固定在機器上,在安裝激光靶時,激光靶的準(zhǔn)確位置以被 確定。在激光靶的下面安裝有一個小的棱鏡以供進行距離的電子測量。 掌握單元掌握單元為全站儀,ad12,傾斜計，后視靶傾斜計及距離測量系統(tǒng)供應(yīng)電源供應(yīng)。掌握單元從傾斜計，后視靶傾斜計，距離測量系統(tǒng)及激光全站儀中采集數(shù)據(jù)，并同掌握電腦進行數(shù)據(jù)通訊。 vmt設(shè)計開發(fā)的機動伺服全站儀 03/2021 vmt設(shè)計開發(fā)的激光全站儀 礦山 sls-rv頂管導(dǎo)向系統(tǒng)(leicatca1103/atr/gus74)此機器的司機會對機器的姿勢位置一目了然。具有電腦掌握及自動目電腦同時也用來評估及，標(biāo)識別功能 (atr2)以存儲全部

12、的尺寸測量數(shù)便精確鎖定目標(biāo)棱鏡。據(jù)。此全站儀是一種精密的大地測量儀器，能夠精 后視靶用圓形標(biāo)準(zhǔn)反射棱鏡作水平及豎確地測量角度(為后視靶，在自動模式向)及并能放射一束可見下作為方向基準(zhǔn)，被的基準(zhǔn)激光。 atr2識別及測量。 ad-12型自動整平臺能夠在10gon范圍內(nèi) 后視靶上的傾斜計的傾斜計被固定在靶的基將儀器自動整平。整平座上面，用來打算后視被連續(xù)地進行，精確度靶當(dāng)前的滾動量并將數(shù)為1mgon。據(jù)傳向掌握單元。 激光站上的傾斜計傾斜計安裝在全站儀的 左右基準(zhǔn)棱鏡這是兩個圓形標(biāo)準(zhǔn)反射基座上面，用來確定激棱鏡，被稱為基準(zhǔn)靶。光站的滾動角，并把數(shù)位于基準(zhǔn)管道內(nèi)激光站據(jù)通過掌握單元傳向控的前方約 1

13、2m的地方。制電腦。利用這兩個基準(zhǔn)靶的目 sls-rv工業(yè)電腦的是盡量實現(xiàn)對激光站電腦安裝在機器司機的前方的移動的隧道的即四周。電腦收集全部經(jīng)時位置的測量，因此在確定了的數(shù)據(jù)，并自同一位置的任何測得機動將數(shù)據(jù)整合，評估量器的數(shù)據(jù)和理論上的機算。得到的數(shù)據(jù)通過數(shù)器的數(shù)據(jù)的不同都能被字和圖像的形式在電腦隨時確定。的屏幕上顯示出來。因工業(yè)電腦遠程操作調(diào)置解調(diào)器 sps(tbm plc ) 3 距離測量系統(tǒng)輪式距離測量系統(tǒng)被安裝在處于始發(fā)井內(nèi)的管線上。當(dāng)機器的頂進系統(tǒng)將管線向前推動時，由系統(tǒng)的輪子產(chǎn)生的脈沖會傳輸入電腦以被計算。 一整套的連接電纜將系統(tǒng)全部的硬件設(shè)備連接在一起。 tbm位置軟件模組此模組構(gòu)成了sls-rv導(dǎo)向系統(tǒng)的核心。它從以上提到的各個組件中收集數(shù)據(jù)。 tbm的位置通過其中的隧道推動軟