專利名稱：用于鏈刀式連續(xù)墻設備軌跡跟蹤行走的控制系統(tǒng)及方法
用于鏈刀式連續(xù)墻設備軌跡跟蹤行走的控制系統(tǒng)及方法技術(shù)領域
本發(fā)明屬于基坑施工機械裝置及施工方法，具體涉及一種用于鏈刀式連續(xù)墻設備軌跡跟蹤行走的控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
近年來鏈刀式連續(xù)墻設備施工由于施工時振動小、噪音低、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟效益高、成墻剛度大、適用地層范圍廣等優(yōu)點在我國各類深基坑施工中得到了廣泛的應用。鏈刀式連續(xù)墻設備在正常施工成墻行走過程中，鏈刀側(cè)深入地下最深達60m，設備本身重力及阻抗扭矩的逐漸增大將使得設備失去平衡、偏離預定的成墻方向，且隨著設備不斷前進，偏離量會不斷累加將直接影響整個連續(xù)墻工程的質(zhì)量，所以在設備前進過程中必須隨時對行進方向進行調(diào)節(jié)?，F(xiàn)有鏈刀式連續(xù)墻設備行走控制技術(shù)僅停留在人為手動調(diào)節(jié)方式，無法實現(xiàn)自動控制和高精度的要求，專利CN 101818474A涉及的控制方法僅適用于在路面行走的常規(guī)設備，該專利所涉及的系統(tǒng)是通過檢測地磁磁場強度來判斷設備的方向，但地磁磁場強度較弱、易受外界環(huán)境干擾，誤差較大，且其控制系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng)，精度要求無法達到深基坑工程所要求的士25mm允許偏差。為解決上述在深基坑開挖中成墻設備的精確度，本發(fā)明提出了一種鏈刀式連續(xù)墻改進的控制系統(tǒng)及方法，它能有效的控制重載設備的行走，并達到工程質(zhì)量所要求的精確度。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，控制可靠，精度高的用于鏈刀式連續(xù)墻設備軌跡跟蹤行走的控制系統(tǒng)及方法。
實現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案如下
本發(fā)明提供的用于鏈刀式連續(xù)墻設備軌跡跟蹤行走的控制系統(tǒng)包括設置在鏈刀式連續(xù)墻設備上的
上位機；
位于前、后部位的前距離傳感器和后距離傳感器；
設在左、右馬達上的左馬達速度傳感器和右馬達速度傳感器；
與所述前距離傳感器、后距離傳感器、左馬達速度傳感器、右馬達速度傳感器、左馬達、右馬達和上位機連接的控制器。
所述前距離傳感器、后距離傳感器分別安裝于鏈刀式連續(xù)墻設備上刀架連接座的前、后端。
本發(fā)明提供的用于鏈刀式連續(xù)墻設備軌跡跟蹤行走的控制方法，包括以下步驟
步驟一、在沿鏈刀式連續(xù)墻設備的預定運行軌跡的一側(cè)設置一參照物；
步驟二、當控制器檢測到上位機的自動行走控制信號時，控制鏈刀式連續(xù)墻設備的左、右馬達轉(zhuǎn)動控制鏈刀式連續(xù)墻設備沿預定運行軌跡行走；
步驟三、利用設置在鏈刀式連續(xù)墻設備車體前側(cè)和后側(cè)上的前距離傳感器和后距離傳感器檢測車體前側(cè)和后側(cè)與參照物之間的距離信號；
步驟四、由控制器判斷車體前側(cè)和后側(cè)與參照物的距離差值是否為0 ’若為0，轉(zhuǎn)向步驟五，否則，轉(zhuǎn)向步驟六；
步驟五、由控制器判斷車體上的前、后距離傳感器檢測到的距離是否與上位機的設定值相同；若相同，轉(zhuǎn)向步驟七；否則，轉(zhuǎn)向步驟六；
步驟六、調(diào)整左、右馬達轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向步驟三；
步驟七、所述鏈刀式連續(xù)墻設備繼續(xù)沿預定運行軌跡行走。
本發(fā)明優(yōu)點在于
1.結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，容易實現(xiàn)。
2.方向檢測精確，為后續(xù)高精確度方向調(diào)整提供有力保證。
3.通過對馬達速度的反饋形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，精確度高，能達到深基坑成墻的高質(zhì)量要求。
4.實現(xiàn)了自動控制，降低了操作人員勞動強度，有效提高了工作效率。
下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。


圖1是應用本發(fā)明控制系統(tǒng)的鏈刀式連續(xù)墻設備的示意圖。
圖2是本發(fā)明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是鏈刀式連續(xù)墻設備行走示意圖。
圖4是本發(fā)明控制方法的流程圖。
具體實施方式
參見圖1-圖4，本發(fā)明提供的用于鏈刀式連續(xù)墻設備軌跡跟蹤行走的控制系統(tǒng)包括上機位8、控制器7、前距離傳感器1、后距離傳感器2、左馬達3及設在其上的左馬達速度傳感器4、右馬達5及設在其上的右馬達速度傳感器6，前距離傳感器1、后距離傳感器2、 左馬達3、右馬達5、左馬達速度傳感器4、右馬達速度傳感器6和上位機8均與控制器7連接。
上機位8和控制器7安裝在鏈刀式連續(xù)墻設備駕駛室內(nèi)，通過上位機8控制整個系統(tǒng)處于自動行走狀態(tài)或手動行走狀態(tài)，在自動行走狀態(tài)時設置參照物9和設備的預定距離值；前距離傳感器1和后距離傳感器2分別設在鏈刀式連續(xù)墻設備刀架連接座的前、后端，在設備行走時，實時監(jiān)測設備與參照物9的距離，并將監(jiān)測信號傳遞給控制器7 ；左馬達速度傳感器4和右馬達速度傳感器6分別設在設備履帶左右兩側(cè)的左、右馬達3、5上，實時監(jiān)測馬達的實際轉(zhuǎn)速，將監(jiān)測信號傳遞給控制器7，由控制器7分別控制左馬達3和右馬達 5的轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明中的距離傳感器、速度傳感器、馬達、上位機與控制器均為現(xiàn)有技術(shù)。
控制器7接收自動行走信號和來自于前距離傳感器1和后距離傳感器2的距離信號，對兩個距離信號進行差值運算并與上位機8的距離設定值進行對比。當監(jiān)測到前距離傳感器1和后距離傳感器2到參照物9的信號差值為0且距離傳感器檢測到的距離與上位機8設定值相同，則控制器7控制左馬達3和右馬達5轉(zhuǎn)速相同使鏈刀式連續(xù)墻設備繼續(xù)按照預定運行軌跡行走；當監(jiān)測到前距離傳感器1和后距離傳感器2到參照物的信號差值不為0時，控制器7通過運算，并調(diào)整鏈刀式連續(xù)墻設備的左馬達3和右馬達5的轉(zhuǎn)速，以調(diào)整鏈刀式連續(xù)墻設備的行走方向，直至所述左距離傳感器1和右距離傳感器2的信號差值為0且距離和上位機設置的值相等。
本發(fā)明提供的用于鏈刀式連續(xù)墻設備軌跡跟蹤行走的控制方法，包括以下步驟
步驟一、在沿鏈刀式連續(xù)墻設備的預定運行軌跡的一側(cè)設置一參照物9 ；
步驟二、當控制器7檢測到上位機8的自動行走控制信號時，控制鏈刀式連續(xù)墻設備的左、右馬達3、5轉(zhuǎn)動，以控制鏈刀式連續(xù)墻設備沿預定運行軌跡行走；
步驟三、利用設置在鏈刀式連續(xù)墻設備車體前側(cè)和后側(cè)上的前距離傳感器1和后距離傳感器2檢測車體前側(cè)和后側(cè)與參照物9之間的距離信號；
步驟四、由控制器7判斷車體前側(cè)和后側(cè)與參照物9的距離差值是否為0 ；若為0， 轉(zhuǎn)向步驟五，否則，轉(zhuǎn)向步驟六；
步驟五、由控制器7判斷車體上的前、后距離傳感器1、2檢測到的距離是否與上位機8的設定值相同；若相同，轉(zhuǎn)向步驟七；否則，轉(zhuǎn)向步驟六；
步驟六、調(diào)整左、右馬達3、5的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向步驟三；
步驟七、所述鏈刀式連續(xù)墻設備繼續(xù)沿預定運行軌跡行走。
權(quán)利要求
1.一種用于鏈刀式連續(xù)墻設備軌跡跟蹤行走的控制系統(tǒng)，其特征是包括設置在鏈刀式連續(xù)墻設備上的上位機；位于前、后部位的前距離傳感器和后距離傳感器；設在左、右馬達上的左馬達速度傳感器和右馬達速度傳感器；與所述前距離傳感器、后距離傳感器、左馬達速度傳感器、右馬達速度傳感器、左馬達、右馬達和上位機連接的控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鏈刀式連續(xù)墻設備軌跡跟蹤行走的控制系統(tǒng)，其特征是所述前距離傳感器、后距離傳感器分別安裝于鏈刀式連續(xù)墻設備上刀架連接座的前、后端。
3.一種用于鏈刀式連續(xù)墻設備軌跡跟蹤行走的控制方法，包括以下步驟步驟一、在沿鏈刀式連續(xù)墻設備的預定運行軌跡的一側(cè)設置一參照物；步驟二、當控制器檢測到上位機的自動行走控制信號時，控制鏈刀式連續(xù)墻設備的左、右馬達轉(zhuǎn)動控制鏈刀式連續(xù)墻設備沿預定運行軌跡行走；步驟三、利用設置在鏈刀式連續(xù)墻設備車體前側(cè)和后側(cè)上的前距離傳感器和后距離傳感器檢測車體前側(cè)和后側(cè)與參照物之間的距離信號；步驟四、由控制器判斷車體前側(cè)和后側(cè)與參照物的距離差值是否為0 ’若為0，轉(zhuǎn)向步驟五，否則，轉(zhuǎn)向步驟六；步驟五、由控制器判斷車體上的前、后距離傳感器檢測到的距離是否與上位機的設定值相同；若相同，轉(zhuǎn)向步驟七；否則，轉(zhuǎn)向步驟六；步驟六、調(diào)整左、右馬達轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向步驟三；步驟七、所述鏈刀式連續(xù)墻設備繼續(xù)沿預定運行軌跡行走。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鏈刀式連續(xù)墻設備軌跡跟蹤行走的控制系統(tǒng)及方法，包括設置在鏈刀式連續(xù)墻設備上的上位機；位于前、后部位的前距離傳感器和后距離傳感器；設在左、右馬達上的左馬達速度傳感器和右馬達速度傳感器；與所述前距離傳感器、后距離傳感器、左馬達速度傳感器、右馬達速度傳感器、左馬達、右馬達和上位機連接的控制器。本發(fā)明優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，容易實現(xiàn)；方向檢測精確，為后續(xù)高精確度方向調(diào)整提供有力保證；通過對馬達速度的反饋形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，精確度高，能達到深基坑成墻的高質(zhì)量要求；實現(xiàn)了自動控制，降低了操作人員勞動強度，有效提高了工作效率。
文檔編號E02D17/04GK102561438SQ20121006739
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者方雙普, 蔡志山, 鄒今檢 申請人:中國鐵建重工集團有限公司