一种隧道掘进机钢拱架安装系统及方法与流程

1.本公开涉及隧道钢拱架安装技术领域，尤其涉及一种隧道掘进机钢拱架安装系统及方法。


背景技术：

2.tbm（tunnel boring machine，隧道掘进机）是集隧道掘进、出渣、支护、通风等功能一体的隧道施工机械，可实现隧道掘进的一次成型。在敞开式tbm的施工中，完后一环的掘进之后，需要通过安装钢拱架对隧道进行支护，提高隧道的稳定性和安全性，因此，提高钢拱架安装的合理性可以在一定程度上提高隧道的稳定性和安全性。
3.相关技术中，钢拱架在安装时，前后两个钢拱架的距离定位多由人工定位，然而人工定位存在一定的误差，两个钢拱架之间的距离存在误差，不仅会直接影响支护的质量，还会影响后续tbm撑靴的撑紧程度，因为掘进机的撑靴需支撑在开挖完成后的隧道壁上，撑靴上预留有钢拱架的槽，如果钢拱架的安装定位不准确，就会影响后续撑靴的撑紧。


技术实现要素：

4.为克服相关技术中存在的隧道掘进机钢拱架安装过程中钢拱架的安装定位不准确技术问题，本公开提供一种隧道掘进机钢拱架安装系统及方法。
5.在本公开实施例的第一方面，提供一种隧道掘进机钢拱架安装系统，包括：钢拱架安装器、上位机、与所述上位机通信连接的多个激光测距仪、多个激光遮挡物、可编程控制器，其中，所述激光测距仪与所述激光遮挡物成对配置；其中，所述多个激光遮挡物中的至少一者作为固定激光遮挡物，用于安装在所述钢拱架安装器上，除安装在所述钢拱架安装器上的所述激光遮挡物作为可移动激光遮挡物，均用于安装在已完成拼装的钢拱架上；所述多个激光测距仪均安装于隧道掘进机前端的固定面上，所述固定激光遮挡物成对配置的第一激光测距仪、与所述可移动激光遮挡物成对配置的第二激光测距仪在所述固定面上呈竖向中轴线对称；所述可编程控制器用于控制所述钢拱架安装器的液压油缸伸出，以控制所述钢拱架安装器的移动，在所述移动的过程中读取所述液压油缸上安装的行程传感器的行程值，并将所述行程值作为所述液压油缸的伸出量；所述第一激光测距仪用于移动的过程中，测量所述第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的距离；所述第二激光测距仪用于移动的过程中，测量所述第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的距离；所述上位机用于：根据所述第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的距离，得到第一距离；根据所述第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的距离，得到第二距离；获取所述可移动激光遮挡物的测量面与靠近钢拱架安装器的已完成拼装钢拱架
内壁的边的第三距离；获取所述固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的所述第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近所述盾构机前端的边的第四距离；根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离以及所述第四距离以及预设的钢拱架间距，确定所述钢拱架安装器是否移动到位；在确定钢拱架安装器移动到位的情况下，控制所述液压油缸停止伸出，并控制所述钢拱架安装器对携带的待拼装钢拱架进行拼装。
6.在一种优选的实施例中，每一所述可移动激光遮挡物的安装满足以下条件：可移动激光遮挡物的底座中与可移动激光遮挡物的测量面平行的第一边，与最靠近所述钢拱架安装器的所述已完成拼装的钢拱架的内壁的边重合、且可移动激光遮挡物的底座中与可移动激光遮挡物的测量面平行的第二边，处于最靠近所述钢拱架安装器的所述已完成拼装的钢拱架的内壁范围中，所述第一边与所述第二边为不相邻的边。
7.在一种优选的实施例中，所述上位机用于：获取所述第二激光测距仪测量的钢拱架安装器将待拼装钢拱架夹紧并完全展开状态下，所述第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的第五距离，以及所述第一激光测距仪测量的钢拱架安装器将待拼装钢拱架夹紧并完全展开状态下，所述第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的第六距离；在一种优选的实施例中，所述上位机用于：在所述钢拱架安装器将所述待拼装钢拱架夹紧并完全展开的情况下，根据所述第三距离、所述第五距离以及所述第六距离，确定所述固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的所述第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近所述盾构机前端的边的第四距离。
8.在一种优选的实施例中，所述上位机用于：计算所述第三距离与所述第五距离之和；将所述和与所述第六距离的差作为所述固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的所述第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近所述盾构机的前端的边的第四距离。
9.在一种优选的实施例中，所述上位机用于：计算所述第二距离与所述第三距离的距离之和，得到第一和；以及计算所述第一距离与所述第四距离的距离之和，得到第二和；根据所述第一和与所述第二和之间的差值是否与所述预设的钢拱架间距相等，确定所述钢拱架安装器是否移动到位；根据所述第一和与所述第二和的和距离差值，控制所述液压油缸的伸出的伸出速度，其中，所述伸出速度与所述和距离差值正相关。
10.在一种优选的实施例中，所述第一激光测距仪的安装高度与对应的所述固定激光遮挡物的高度一致，以使得所述第一激光测距仪发射的激光与对应的所述固定激光遮挡物的测量面垂直；所述第二激光测距仪的安装高度与对应的可移动激光遮挡物的高度一致，以使得所述第二激光测距仪发射的激光与对应的所述可移动激光遮挡物的测量面垂直。
11.在一种优选的实施例中，所述第一激光测距仪和所述固定激光遮挡物均为多个，所述上位机用于：
计算各所述第一激光测距仪到对应的所述固定激光遮挡物的距离的平均值，得到所述第一距离。
12.在一种优选的实施例中，所述第二激光测距仪和所述可移动激光遮挡物均为多个，所述上位机用于：计算各所述第二激光测距仪到对应的所述可移动激光遮挡物的距离的平均值，得到所述第二距离。
13.在本公开实施例的第二方面，提供一种隧道掘进机钢拱架安装方法，由第一方面中任一项所述隧道掘进机钢拱架安装系统中的上位机执行。
14.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：根据第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的距离，得到第一距离；根据第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的距离，得到第二距离；获取可移动激光遮挡物的测量面与靠近钢拱架安装器的已完成拼装钢拱架内壁的边的第三距离；获取固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近盾构机前端的边的第四距离；根据第一距离、第二距离、第三距离以及第四距离以及预设的钢拱架间距，确定钢拱架安装器是否移动到位；在确定钢拱架安装器移动到位的情况下，控制液压油缸停止伸出，并控制钢拱架安装器对携带的待拼装钢拱架进行拼装。从而提高了隧道掘进机钢拱架安装的准确性，进而提高了隧道施工的准确性、可靠性和安全性。
15.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
16.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
17.图1是根据一示例性实施例示出的一种隧道掘进机钢拱架安装系统的安装示意图。
18.图2是根据一示例性实施例示出的一种隧道掘进机钢拱架安装系统的安装示意图。
19.图3是根据一示例性实施例示出的一种隧道掘进机钢拱架安装方法的流程图。
20.图4是根据一示例性实施例示出的一种隧道掘进机钢拱架安装方法的流程图。
具体实施方式
21.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
22.图1是根据一示例性实施例示出的一种隧道掘进机钢拱架安装系统的安装示意图。如图1所示，隧道掘进机钢拱架安装系统包括：钢拱架安装器、上位机、与所述上位机通信连接的多个激光测距仪、多个激光遮挡物、可编程控制器，其中，所述激光测距仪与所述激光遮挡物成对配置。
23.本公开实施例中，每一个激光测距仪与一个激光遮挡物成对配置。
24.本公开实施例中，钢拱架安装器用于拼装待拼装钢拱架，钢拱架安装器上的导辊用于夹紧待拼装钢拱架，在钢拱架安装器的导辊完全展开并夹紧待拼装钢拱架时，导辊所在的纵面中心与待拼装钢拱架的纵面中心重合。
25.其中，待拼装钢拱架与已完成拼装钢拱架均为工字钢，其内壁为靠近钢拱架圆心的一面。
26.其中，所述多个激光遮挡物中的至少一者作为固定激光遮挡物，用于安装在所述钢拱架安装器上，除安装在所述钢拱架安装器上的所述激光遮挡物作为可移动激光遮挡物，均用于安装在已完成拼装的钢拱架上。
27.其中，参见图2所示，可移动激光遮挡物的底座使用磁铁吸附于已完成拼装的钢拱架的内壁上。固定激光遮挡物安装于钢拱架安装器的结构上，并固定于钢拱架安装器上，其位置不可移动。
28.所述多个激光测距仪均安装于隧道掘进机前端的固定面上，所述固定激光遮挡物成对配置的第一激光测距仪、与所述可移动激光遮挡物成对配置的第二激光测距仪在所述固定面上呈竖向中轴线对称。
29.本公开实施例中，每一次钢拱架定位之前，需要对可移动激光遮挡物的测量面与靠近钢拱架安装器的已完成拼装的钢拱架的内壁的边的距离进行测量并记录。
30.所述可编程控制器用于控制所述钢拱架安装器的液压油缸伸出，以控制所述钢拱架安装器的移动，在所述移动的过程中读取所述液压油缸上安装的行程传感器的行程值，并将所述行程值作为所述液压油缸的伸出量。
31.所述第一激光测距仪用于移动的过程中，测量所述第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的距离。所述第二激光测距仪用于移动的过程中，测量所述第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的距离。
32.所述上位机用于：根据所述第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的距离，得到第一距离。根据所述第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的距离，得到第二距离。
33.可以理解的是，如果第一激光测距仪为多个，则第一距离为多个第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的距离的平均值，同理，如果第二激光测距仪为多个，则第二距离为多个第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的距离的平均值。
34.示例地，上位机与可编程控制器plc实时通讯，读取液压油缸的伸出量，上位机与通讯控制箱通讯，通讯控制箱分别与各激光测距仪通讯，上位机通过与通讯控制箱通讯，控制激光测距仪的开关，并读取激光测距仪与钢拱架安装器上安装的固定激光遮挡物之间的距离和激光测距仪与已完成拼装的钢拱架上安装的可移动激光遮挡物之间的距离，并将多个激光测距仪与固定激光遮挡物之间的距离进行平均，得到第一距离，同时将多个激光测距仪与可移动激光遮挡物之间的距离进行平均，得到第二距离。
35.获取所述可移动激光遮挡物的测量面与靠近钢拱架安装器的已完成拼装钢拱架内壁的边的第三距离。
36.获取所述固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的所述第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近所述盾构机前端的边的第四距离。
37.根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离以及所述第四距离以及预设的钢拱架间距，确定所述钢拱架安装器是否移动到位。
38.在确定钢拱架安装器移动到位的情况下，控制所述液压油缸停止伸出，并控制所述钢拱架安装器对携带的待拼装钢拱架进行拼装。
39.上述技术方案根据第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的距离，得到第一距离。根据第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的距离，得到第二距离。获取可移动激光遮挡物的测量面与靠近钢拱架安装器的已完成拼装钢拱架内壁的边的第三距离。获取固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近盾构机前端的边的第四距离。根据第一距离、第二距离、第三距离以及第四距离以及预设的钢拱架间距，确定钢拱架安装器是否移动到位。在确定钢拱架安装器移动到位的情况下，控制液压油缸停止伸出，并控制钢拱架安装器对携带的待拼装钢拱架进行拼装。从而提高了隧道掘进机钢拱架安装的准确性，进而提高了隧道施工的准确性、可靠性和安全性。
40.在一种优选的实施例中，每一所述可移动激光遮挡物的安装满足以下条件：可移动激光遮挡物的底座中与可移动激光遮挡物的测量面平行的第一边，与最靠近所述钢拱架安装器的所述已完成拼装的钢拱架的内壁的边重合、且可移动激光遮挡物的底座中与可移动激光遮挡物的测量面平行的第二边，处于最靠近所述钢拱架安装器的所述已完成拼装的钢拱架的内壁范围中，所述第一边与所述第二边为不相邻的边。
41.在一种优选的实施例中，所述上位机用于：获取所述第二激光测距仪测量的钢拱架安装器将待拼装钢拱架夹紧并完全展开状态下，所述第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的第五距离，以及所述第一激光测距仪测量的钢拱架安装器将待拼装钢拱架夹紧并完全展开状态下，所述第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的第六距离。
42.在一种优选的实施例中，所述上位机用于：在所述钢拱架安装器将所述待拼装钢拱架夹紧并完全展开的情况下，根据所述第三距离、所述第五距离以及所述第六距离，确定所述固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的所述第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近所述盾构机前端的边的第四距离。
43.在一种优选的实施例中，所述上位机用于：计算所述第三距离与所述第五距离之和。
44.将所述和与所述第六距离的差作为所述固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的所述第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近所述盾构机的前端的边的第四距离。
45.在一种优选的实施例中，所述上位机用于：计算所述第二距离与所述第三距离的距离之和，得到第一和。以及计算所述第一距离与所述第四距离的距离之和，得到第二和。
46.根据所述第一和与所述第二和之间的差值是否与所述预设的钢拱架间距相等，确定所述钢拱架安装器是否移动到位。
47.根据所述第一和与所述第二和的和距离差值，控制所述液压油缸的伸出的伸出速度，其中，所述伸出速度与所述和距离差值正相关。
48.示例地，如果和距离差值较大，则液压油缸的伸缩动作速度较快，如果和距离差值较小，则液压油缸的伸缩动作较慢，方便调整钢拱架安装器及待拼装钢拱架的位置。
49.在一种优选的实施例中，所述第一激光测距仪的安装高度与对应的所述固定激光遮挡物的高度一致，以使得所述第一激光测距仪发射的激光与对应的所述固定激光遮挡物的测量面垂直。
50.所述第二激光测距仪的安装高度与对应的可移动激光遮挡物的高度一致，以使得所述第二激光测距仪发射的激光与对应的所述可移动激光遮挡物的测量面垂直。
51.在一种优选的实施例中，所述第一激光测距仪和所述固定激光遮挡物均为多个，所述上位机用于：计算各所述第一激光测距仪到对应的所述固定激光遮挡物的距离的平均值，得到所述第一距离。
52.在一种优选的实施例中，所述第二激光测距仪和所述可移动激光遮挡物均为多个，所述上位机用于：计算各所述第二激光测距仪到对应的所述可移动激光遮挡物的距离的平均值，得到所述第二距离。
53.本公开实施例还提供一种隧道掘进机钢拱架安装方法，由前述实施例中任一项所述隧道掘进机钢拱架安装系统中的上位机执行。
54.参见图3所示，该隧道掘进机钢拱架安装方法包括：步骤s31、根据第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的距离，得到第一距离，根据第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的距离，得到第二距离。
55.步骤s32、获取可移动激光遮挡物的测量面与靠近钢拱架安装器的已完成拼装钢拱架内壁的边的第三距离。
56.步骤s33、获取固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近盾构机前端的边的第四距离。
57.步骤s34、根据第一距离、第二距离、第三距离以及第四距离以及预设的钢拱架间距，确定钢拱架安装器是否移动到位。
58.步骤s35、在确定钢拱架安装器移动到位的情况下，控制液压油缸停止伸出，并控制钢拱架安装器对携带的待拼装钢拱架进行拼装。
59.上述技术方案根据第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的距离，得到第一距离；根据第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的距离，得到第二距离；获取可移动激光遮挡物的测量面与靠近钢拱架安装器的已完成拼装钢拱架内壁的边的第三距离；获取固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近盾构机前端的边的第四距离；根据第一距离、第二距离、第三距离以及第四距离以及预设的钢拱架间距，确定钢拱架安装器是否移动到位；在确定钢拱架安装器移动到位的情况下，控制液压油缸停止伸出，并控制钢拱架安装器对携带的待拼装钢拱架进行拼装。从而提高了隧道掘进机钢拱架安装的准确性，进而提高了隧道施工的准确性、可靠性和安全性。
60.在一种实施方式中，每一所述可移动激光遮挡物的安装满足以下条件：可移动激光遮挡物的底座中与可移动激光遮挡物的测量面平行的第一边，与最靠近所述钢拱架安装器的所述已完成拼装的钢拱架的内壁的边重合、且可移动激光遮挡物的底座中与可移动激光遮挡物的测量面平行的第二边，处于最靠近所述钢拱架安装器的所述已完成拼装的钢拱架的内壁范围中，所述第一边与所述第二边为不相邻的边。
61.参见图4所示，该隧道掘进机钢拱架安装方法还包括：步骤s41中，获取第二激光测距仪测量的钢拱架安装器将待拼装钢拱架夹紧并完全展开状态下，第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的第五距离，以及第一激光测距仪测量的钢拱架安装器将待拼装钢拱架夹紧并完全展开状态下，第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的第六距离。
62.步骤s42中，计算第三距离与第五距离之和，将和与第六距离的差作为固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近盾构机的前端的边的第四距离。
63.在一种实施方式中，步骤s33、获取固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近盾构机前端的边的第四距离，包括：在所述钢拱架安装器将所述待拼装钢拱架夹紧并完全展开的情况下，根据所述第三距离、所述第五距离以及所述第六距离，确定所述固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的所述第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近所述盾构机前端的边的第四距离。
64.在一种实施方式中，所述根据所述第三距离、所述第五距离以及所述第六距离，确定所述固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的所述第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近所述盾构机前端的边的第四距离，包括：计算所述第三距离与所述第五距离之和；将所述和与所述第六距离的差作为所述固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的所述第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近所述盾构机的前端的边的第四距离。
65.在一种实施方式中，步骤s34、根据第一距离、第二距离、第三距离以及第四距离以及预设的钢拱架间距，确定钢拱架安装器是否移动到位，包括：计算所述第二距离与所述第三距离的距离之和，得到第一和；以及计算所述第一距离与所述第四距离的距离之和，得到第二和；根据所述第一和与所述第二和之间的差值是否与所述预设的钢拱架间距相等，确定所述钢拱架安装器是否移动到位。
66.根据所述第一和与所述第二和的和距离差值，控制所述液压油缸的伸出的伸出速度，其中，所述伸出速度与所述和距离差值正相关。
67.在一种实施方式中，所述第一激光测距仪的安装高度与对应的所述固定激光遮挡物的高度一致，以使得所述第一激光测距仪发射的激光与对应的所述固定激光遮挡物的测量面垂直；所述第二激光测距仪的安装高度与对应的可移动激光遮挡物的高度一致，以使得所述第二激光测距仪发射的激光与对应的所述可移动激光遮挡物的测量面垂直。
68.在一种实施方式中，所述第一激光测距仪和所述固定激光遮挡物均为多个，步骤s31、根据第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的距离，得到第一距离，包括：计算各所述第一激光测距仪到对应的所述固定激光遮挡物的距离的平均值，得到所述第一距离。
69.在一种实施方式中，所述第二激光测距仪和所述可移动激光遮挡物均为多个，步骤s31、根据第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的距离，得到第二距离，包括：计算各所述第二激光测距仪到对应的所述可移动激光遮挡物的距离的平均值，得
到所述第二距离。
70.本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
71.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：
1.一种隧道掘进机钢拱架安装系统，其特征在于，包括：钢拱架安装器、上位机、与所述上位机通信连接的多个激光测距仪、多个激光遮挡物、可编程控制器，其中，所述激光测距仪与所述激光遮挡物成对配置；其中，所述多个激光遮挡物中的至少一者作为固定激光遮挡物，用于安装在所述钢拱架安装器上，除安装在所述钢拱架安装器上的所述激光遮挡物作为可移动激光遮挡物，均用于安装在已完成拼装的钢拱架上；所述多个激光测距仪均安装于隧道掘进机前端的固定面上，所述固定激光遮挡物成对配置的第一激光测距仪、与所述可移动激光遮挡物成对配置的第二激光测距仪在所述固定面上呈竖向中轴线对称；所述可编程控制器用于控制所述钢拱架安装器的液压油缸伸出，以控制所述钢拱架安装器的移动，在所述移动的过程中读取所述液压油缸上安装的行程传感器的行程值，并将所述行程值作为所述液压油缸的伸出量；所述第一激光测距仪用于移动的过程中，测量所述第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的距离；所述第二激光测距仪用于移动的过程中，测量所述第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的距离；所述上位机用于：根据所述第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的距离，得到第一距离；根据所述第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的距离，得到第二距离；获取所述可移动激光遮挡物的测量面与靠近钢拱架安装器的已完成拼装钢拱架内壁的边的第三距离；获取所述固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的所述第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近所述盾构机前端的边的第四距离；根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离以及所述第四距离以及预设的钢拱架间距，确定所述钢拱架安装器是否移动到位；在确定钢拱架安装器移动到位的情况下，控制所述液压油缸停止伸出，并控制所述钢拱架安装器对携带的待拼装钢拱架进行拼装。2.根据权利要求1所述的隧道掘进机钢拱架安装系统，其特征在于，每一所述可移动激光遮挡物的安装满足以下条件：可移动激光遮挡物的底座中与可移动激光遮挡物的测量面平行的第一边，与最靠近所述钢拱架安装器的所述已完成拼装的钢拱架的内壁的边重合、且可移动激光遮挡物的底座中与可移动激光遮挡物的测量面平行的第二边，处于最靠近所述钢拱架安装器的所述已完成拼装的钢拱架的内壁范围中，所述第一边与所述第二边为不相邻的边。3.根据权利要求1所述的隧道掘进机钢拱架安装系统，其特征在于，所述上位机用于：获取所述第二激光测距仪测量的钢拱架安装器将待拼装钢拱架夹紧并完全展开状态下，所述第二激光测距仪到对应的可移动激光遮挡物的第五距离，以及所述第一激光测距仪测量的钢拱架安装器将待拼装钢拱架夹紧并完全展开状态下，所述第一激光测距仪到对应的固定激光遮挡物的第六距离。4.根据权利要求1所述的隧道掘进机钢拱架安装系统，其特征在于，所述上位机用于：在所述钢拱架安装器将所述待拼装钢拱架夹紧并完全展开的情况下，根据所述第三距
离、所述第五距离以及所述第六距离，确定所述固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的所述第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近所述盾构机前端的边的第四距离。5.根据权利要求4所述的隧道掘进机钢拱架安装系统，其特征在于，所述上位机用于：计算所述第三距离与所述第五距离之和；将所述和与所述第六距离的差作为所述固定激光遮挡物的测量面与靠近对应的所述第一激光测距仪的待拼装钢拱架的内壁靠近所述盾构机的前端的边的第四距离。6.根据权利要求1所述的隧道掘进机钢拱架安装系统，其特征在于，所述上位机用于：计算所述第二距离与所述第三距离的距离之和，得到第一和；以及计算所述第一距离与所述第四距离的距离之和，得到第二和；根据所述第一和与所述第二和之间的差值是否与所述预设的钢拱架间距相等，确定所述钢拱架安装器是否移动到位；根据所述第一和与所述第二和的和距离差值，控制所述液压油缸的伸出的伸出速度，其中，所述伸出速度与所述和距离差值正相关。7.根据权利要求1所述的隧道掘进机钢拱架安装系统，其特征在于，所述第一激光测距仪的安装高度与对应的所述固定激光遮挡物的高度一致，以使得所述第一激光测距仪发射的激光与对应的所述固定激光遮挡物的测量面垂直；所述第二激光测距仪的安装高度与对应的可移动激光遮挡物的高度一致，以使得所述第二激光测距仪发射的激光与对应的所述可移动激光遮挡物的测量面垂直。8.根据权利要求1-7中任一项所述的隧道掘进机钢拱架安装系统，其特征在于，所述第一激光测距仪和所述固定激光遮挡物均为多个，所述上位机用于：计算各所述第一激光测距仪到对应的所述固定激光遮挡物的距离的平均值，得到所述第一距离。9.根据权利要求1-7中任一项所述的隧道掘进机钢拱架安装系统，其特征在于，所述第二激光测距仪和所述可移动激光遮挡物均为多个，所述上位机用于：计算各所述第二激光测距仪到对应的所述可移动激光遮挡物的距离的平均值，得到所述第二距离。10.一种隧道掘进机钢拱架安装方法，其特征在于，由权利要求1-9中任一项所述隧道掘进机钢拱架安装系统中的上位机执行。

技术总结
本公开涉及一种隧道掘进机钢拱架安装系统及方法，包括：钢拱架安装器、上位机、多个激光测距仪、多个激光遮挡物、可编程控制器，激光测距仪与激光遮挡物成对配置；多个激光遮挡物中的至少一者作为固定激光遮挡物，用于安装在钢拱架安装器上，除安装在钢拱架安装器上的激光遮挡物作为可移动激光遮挡物，均用于安装在已完成拼装的钢拱架上；多个激光测距仪均安装于隧道掘进机前端的固定面上，固定激光遮挡物成对配置的第一激光测距仪、与可移动激光遮挡物成对配置的第二激光测距仪在固定面上呈竖向中轴线对称。向中轴线对称。向中轴线对称。


技术研发人员：王慈航 杨甜甜 王龙驹 付凯凯 吴志洋 徐胜 胡梦群
受保护的技术使用者：中交天和机械设备制造有限公司
技术研发日：2023.07.24
技术公布日：2023/9/9